DE3418043A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Schlupfgeregelte bremsanlage fuer kraftfahrzeuge

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Description

ALFRED TEVES GMDH - .... P 5570
Schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine für Kraftfahrzeuge vorgesehene schlupfgeregelte Bremsanlage, die mindestens einen stratischen Bremskreis besitzt, in den im Regelfalle, d.h. während eines geregelten BremsVorganges, Druckmittel aus einem dynamischen Druckmittelkreis einsteuerbar ist, und die einen Bremsdruckgeber besitzt, der eine Hauptzylinderanordnung und eine Positionierungseinrichtung aufweist, die beim dynamischen Einsteuern von Druckmittel in den statischen Bremskreis entgegen der Bremspedaikraft zurückstellbar ist und dadurch den Hauptzylinderkolben in einer definierten Lage hält.
Die Überwachung von schlupfgeregelten Bremsanlagen auf Funktionsfähigkeit ist aus Sicherheitsgründen von großer Bedeutung, weil beim Auftreten eines Defektes durch teilweise Stillegung oder vollständige Abschaltung der Regelung - je nach Art des Fehlers und der Bremsanlage zumindest noch eine ungeregelte Bremsung des Fahrzeugs ermöglicht v/erden muß. Eine defekte Bremsschlupf regelung
ALFRIJD TEVES GMBH ..::., . ' P 5570
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könnte nh'mlich prinzipbedingt selbst bei voller Betätigung der Bremse zu einem vollständigen Abbau des Bremsdruckes in den Radbremsen führen, was in den meisten Situationen gefährlicher ist als das Blockieren eines oder mehrerer Führzeugräder.
Bei einer bekannten Überwachungseinrichtung für eine blockieigeschützte Fahrzeugbremsanlage wird der Druck der Servoquelle überwacht und beim Absinken dieses Druckes die Bremsschlupfregelung abgeschaltet, sobald ein bereits eingeleiteter geregelter Bremsvorgang abgeschlossen ist (DE-PS 24 11 173). Da der Drucküberwachungsschalter in der Versorgungsquelle angeordnet ist, können Defekte innerhalb des Bremsdruckgebers, die die Funktion der Anlage trotz ausreichendem Betriebsdruck gefährden, nicht erfaßt werden.
Des weiteren ist es schon bekannt, bei einer Bremsanlage der vorgenannten Art den an verschiedenen Stellen im Inneren des Bremsdruckgebers zur gleichen Zeit vorhandenen hydraulischen Druck festzustellen und die Druckhöhen miteinander zu vergleichen, um dadurch sowohl das Energieversorgungssystem als auch Komponenten des Bremsdruckgeber«, z.B. den hydraulischen Bremskraftverstärker, die Hauptventile zur dynamischen Einsteuerung von Druck in die statischen Kreise usv/., in die Überwachung miteinzuschließen (DE-OS 32 32 052). Beim Feststellen eines Defektes wird dann die Anlage teilstillgelegt, indem nur der Druckabbau und das dynamische Einströmen in die statischen Kreise gesperrt oder - je nach Art des Defektes - die Bremsschlupfregelung vollständig abgeschaltet wird (DE-OS 32 32 051).
ALFRED TSVFS GMBH \: :"" ".'.·'.'.- : P 5570
" "' ' 3A18043
Auch bei diesen bekannten Bremsanlagen sind noch Komponentenfehler ntöglich, die von der Überwachung nicht ermittelt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit und Zuverlässigkeit einer schlupfgeregelten Bremsanlage noch zu verbessern und eine Anlage zu entwickeln, bei der auch bisher nicht erkennbare Fehler oder Defekte einzelner Bauteile feststellbar sind und selbssteitig zur Teilstillegung oder Abschaltung der Bremsschlupfregelung führen, wodurch gewährleistet ist, daß das Fahrzeug trotz des Defektes noch wirkungsvoll, wenn auch ungeregelt oder mit Beschränkung der Regelungsfunktion auf einige Räder, abgebremst werden kann.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in überraschend einfacher und technisch fortschrittlicher Weise durch eine schlupfgeregelte Bremsanlage der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Weiterbildung darin besteht, daß die Bremsanlage mit einer Überwachungseinrichtung ausgerüstet ist, mit der die relative Lage und/oder die Lageänderung der Positionierungseinrichtung oder von Teilen der Positionierungseinrichtung in der Hauptzylinderanordnung feststellbar und als ein Signal für die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage auswertbar ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart weist die Positionierungseinrichtung als wesentlichen Bestandteil eine in der Bewegungs-iehtung der Hauptzylinderkolben axial
ALFRED TJiVLS GMBH P 5570
verschiebbare Positionierungshülse auf, deren Lage in der Hciuptzylinderfmordnung durch einen oder durch mehrere Weg&ufnehmer feststellbar ist.
Mit der erfindungsgeraäßen Überwachungseinrichtung wird also direkt der Reservehub der Positionierungseinrichtung bzw. der Positionierungshülse überwacht, wobei zwangsläfig alle Bauteile im Weg der dynamischen Einsteuerung, einschließlich der Hauptventile, ebenfalls kontrolliert werden. Im Gegensatz zu einer Drucküberwachung innerhalb des Bremsdruckgebers spielt die Höhe des eingesteuerten Druckes, die bei hohem und niedrigem Reibwert sehr verschieden sein kann, keine Rolle, was u.a konstruktive Vorteile mit sich bringt, überwacht wird der Reservehub des Hauptzylinderkolbens und damit indirekt das tatsächlich zur Regelung noch zur Verfugung stehende Hydraulikvolumen in den statischen BreÄtiskreisen.
Nach einer weiteren günstigen Ausführungsart der Erfindung sind die Wegaufnehmer als mechanisch betätigbare End- oder Positionsschalter ausgebildet, die mit einem in der Ruhestellung und bei ordnungsgemäßer Funktion der Bremsanlage geschlossenen elektrischen Kontakt mechanisch oder elektrisch gekoppelt sind.
Die Wegaufnehmer können andererseits auch als elektrische, insbesondere induktive, elektromagnetische oder kapazitive Positions-Meßeinrichtungen ausgebildet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind die Signale der Überwachungseinrichtung logisch mit den Einschaltsignalen der Bremsschlupfregelung
ALFRED TEVKS GMBH :....: . . P 5570
verknüpft. In einem Fall ist es vorgesehen, die überwachungseinrichtung nur bei dynamischer Einsteuerung von Druckmittel bzw. nur während der Brerasschlupfregelung in Funkt.ion zu setzen.
Im iS tor fall wird nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung in Abhängigkeit von der durch die Überwachungseinrichtung signalisierten relativen Lage der Positionierungshülse in der Hauptzylinderanordnung die Bremsschlupfregelung selbsttätig teilstillgelegt, z.B. durch Sperren des Druckabbaues in allen oder nur in den statischen Bremskreisen, oder vollständig abgeschaltet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor.
Nach der Abbildung besteht die erfindungsgemäße Bremsanlage im wesentlichen aus einem pedalbetätigten langgestreckten hydraulischen Bremsdruckgeber, der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, aus einer Hilfsdruckquolle 2, einem Vorrats- und Druckausgleichsbehälter 3 und aus elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventilen 4-6, über die die Radbremsen bzw. Vorder- und Hinterräder VR,VL,HR und HL in drei hydraulisch getrennten Erernskreisen angeschlossen sind. Die Ventile 4-6 sind normalerweise, d.h. solange sie nicht erregt sind, auf Durchlaß geschaltet. Ferner ist eine von den Vorder- und von den Hinterrädern VR,VL,KR,IiL zu dem Ausgleichsbehälter 3 führende Rücklaufleitung 10 vorhanden, die
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jedoch mit Hilfe von drei weiteren 2/2-Wegeventilen 7 9 von den Radbremszylindern abgetrennt ist, solange die Ventile 7-9 nicht erregt sind.
Dor Bremsdruckgeber 1 setzt sich wiederum aus einem hydraulischen Bremskraftverstärker 11 und aus einer Hauptzylinderanordnung 12 sowie aus einer Positionierungseinrichtung 13 zusammen.
An den Brereskraftverstärker 11 ist ein Bremskreis, nämlich der Hinterrad-Eremskreis 14, direkt angeschlossen, während die beiden Arbeitsräume 15 und 16 der Hauptzylinderanordnung 12, die hier als Tandem-Hauptzylinder ausgebildet ist, über separate Bremskreise 17 und 18 jeweils mit einem Vorderrad VR bzw. VL verbunden sind. Die beiden Hauptzylinderkreise einer derartigen Anordnung werden als statische Druckmittelkreise, der Hinterachskreis als dynamischer Druckmittelkreis bezeichnet, weil in diesem Kreis 14 der Druck von der Stellung eines über ein Gestänge 41 pedalbetätigten Regelventiles 19 bestimmt wird, welches je nach Verschiebung eines Ventilkolbens 20 mehr oder weniger Druck aus der Hilfsenergiequelle 2 in den Verstärkerraum 21 und von dort in den Brenskreis 14 einströmen läßt.
Der bei Betätigung eines Bremspedales 22 im Verstärkerraun 21 aufgebaute bzw. durch das Regelventil 19 eirigesteuerte Druck wirkt gleichzeitig auf die Kolben 42,43 der Hauptzylinderanordnung 12 und führt, wie ohne weiteres verständlich ist, zum Aufbau von Bremsdruck in den Arbeitsraumen 1.5 und 16 der beiden statischen Brercskreise 17,18, die zu den Vorderrädern VR und VL führen. In
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einer Vorkammer 23 der Hauptzylinderanordnung 12 horrscht zunächst noch Atmosphärendruck, weil diese Kammer über ein sogen, Ilauptventil 24 in der Ruhestellung, in der das Ventil nicht erregt ist, mit dem Druckausglei chsbohälter 3 in Verbindung steht. Ein weiteres Haisptventil 25 ist in der Ruhestellung geschlossen.
An jedem Rad VL,VR,HL,HR des mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs befindet sich ein Sensor £51 - S4, der z.B. als induktiver Meßwertaufnehmer ausgebildet ist und der Informationen über das Raddrehverhalten in einen elektronischen Regler 38 einspeist. Die entsprechenden Eingänge des Reglers 38 sind mit E0, gekennzeichnet. Dieser Regler enthält u.a. eine elektronische Verknüpfungslogik in Form von festverdrahteten oder programmierbaren Schaltkreisen, wie Microprozessoren, und erzeugt nach Auswertung der Sensorsignale Steuerbefehle, die an den Ausgängen A, - A6 und HV anstehen und über nicht gezeigte Signalleitungen zu den entsprechenden Magnetventilen 4 - 9,24 und 25 weitergeleitet werden.
Beim Einsetzen der Bremsschlupfregelung werden beide Hauptventile 24 und 25 umgeschaltet. Dadurch wird ein von dem Verstärkerraum 21 in die Vorkammer 23 führender Druckmittolweg 26 freigegeben, so daß Druckmittel in die Vorkammer 23 einströmt. Durch Anschlußkanäle 27,28 wird dieser Druck zu Ringkammern 29,30 innerhalb der Hauptzylinderanordnung 12 v/eitergeleitet. Aus diesen Kammern wird Druck über am Umfang der Kolben 42,43 angeordnete Manschettendichtungen 31,32, die die Funktion von Rückschlagventilen ausüben, dynamisch in die Arbeitskammern
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15,16 eingespeist, die mit den Radbremsen der Vorderräder in Verbindung stehen.
Der dynamisch eingesteuerte Druck führt gleichzeitig r.um Zurückstollen einer Positionierungshülse 33 der Positionierungseinrichtung 13, wodurch in bekannter Weise die Kolben 42,43 in der Hauptzylinderanordnung 12 eine definierte Lage annehmen.
Durch die dynamische Einsteuerung von Druckmittel in die statischen Kreise der Vorderräder VR,VL und in die Ringkammer 30, die für den Rückstelldruck auf die Positionierungshülse 33 maßgeblich ist, wird auch bei häufigem Druckabbau durch Abfluß von Druckmittel über die umgeschalteten Ventile 7 und 8 ein "Leerregeln" der Arbeiteräuinci 3.5 und 17 ausgeschlossen.
Bei einem Defekt im Hilfsenergieversorgungssystem 2, das hier aus einer Druckmittelpumpe 35 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 35 und aus einem Druckmittelspeicher 36 besteht, spricht die Druckwarnschaltung (DWS) 37 an, meldet diesen Zustand dem elektrischen Regler 38 der Bremsanlage und führt, je nach Hohe des Restdruckes, zur Teilstillegung oder Abschaltung der BremsschlupfregG-lung. Die Druckwarnschaltung 37 ist in dem gezeigten Ausführungsbaispiel der Erfindung ohnehin notwendig, weil aie Hilfsenergie auch bei normaler, ungeregelter Bremsung zur Bremskraftverstärkung in den statischen Druckkreisen 17,18 und zur Bremsdruckerzeugung in dem dynamischen Bremskreis 14 verwendet wird.
Defekte im dynamischen Druckmittelweg innerhalb des
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Bremsdruckgeber^ I1 z.B. ein Defekt im Verstärkerraum oder in der Leitung 26, ein undichtes Hauptventil 24 oder ein nichtöffuondes Hauptventil 25 werden dagegen erfindungsgemäß durch die Wegmessung oder Lageermittlung der Porn tionierungshülse 33 festgestellt. Verhindert nämlich ein Leck oder ein Defekt im Druckmittelweg die Einströmung von dynamischem Druck in die Ringkammer 30, führt dies bei der Bremsschlupfregelung zu einer Verringerung des Volumens in den Arbeitsräumen 15,16 und zu einer erheblichen Verschiebung der Positionierungshülse 33 nach links, bezogen auf die Abbildung, wodurch dann schließlich - wenn das restliche Druckmittelvolumen in den Vorderradkreisen zu gering wird, der symbolisch angedeutete mechanische Schalter 40 in Richtung des Pfeiles verschoben wird, den Signalweg von der Spannungsquelle U0 über einen Kontakt 39 zur Klemme WÜ (Wegüberwachung) öffnet und ein Fehlersignal über den Eingang E? des elektronischen Reglers 38 einspeist. Dadurch wird über die angedeuteten Ausgänge A, - A-. und HV, die zu den Schaltventilen 4-9 und zu den Hauptventilen 24 und 25 führen, die Bremsanlage teilstillgelegt oder vollständig abgeschaltet.
Anstelle des mechanischen Schalters 40 ließe sich auch durch einen elektrischen oder elektromagnetischen Schalter die relative Lage der Positionierungshülse 33 in der Hauptzylinäeranordnung 12 signalisieren und bei Gefahr, d.h. bei zu geringem Reservehub, ein Warnsignal und ein Abschaltsignal erzeugen. Des weiteren ist es durchaus möglich, mehrere Positionsschalter als Wegaufnehmer in die Haupuzylinderanordnung einzubauen, wodurch je nach der Größe des verbliebenen Reservehubs unterschiedliche
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Schalt funktionen ausgelöst werden könnten. Denkbar wcire eo, in einer ersten Warnstufe die Anlage nur teilstill-Kulegcn oder die Stillegung bis zum Ende des bereits eingeleiteten geregelten Bremsvorganges zu verzögern, v;ährend bei einem zu geringen Resthub aus Sicherheitsgründen eine sofortige Totalabschaltung der Bremsschlupfregelung vorzuziehen wäre. Zahlreiche v/eitere Varianten sind je nach den speziellen Gegebenheiten denkbar .
Durch eine Korabination der Wegmessung bzw. der Ermittlung der Lage der Positionierungshülse 33 in der Hauptzylinder-Anordnung mit anderen Überwachungskriterien, z.B. mit einer Drucküberwachung, läßt sich im Bedarfsfall die Sicherheit der Anlage noch erhöhen bzw. eine Redundaus: bezüglich der Fehlererkennung erzeugen.
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Claims (7)

  1. ALFRED TEVES GMBH 18. April 1984
    Frankfurt am Main ZL/KDB/ro
    P 5570 1226P
    J. Burgdorf -112 L. Weise - 16
    Patentansprüche
    Schlupfgeregelte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem statischen Bremskreis, in den im
    Regelfall Druckmittel aus einem dynamischen Druekmittelkr<;is einsteuerbar ist, mit einem Bremsdruckgeber, eier eine Hauptzylinderanordnung und eine Positionierungseinrichtung aufweist, die beim dynamischen Einsteuern von Druckmittel in den statischen
    Bremskreis entgegen der Bremspedalkraft zurücksteilbar ist. und den Hauptzylinderkolben in einer definierten Lage halt, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Überwachungseinrichtung
    (39,40,wii) besitzt, mit der die relative Lage und/
    oder die Lageänderung der Positionseinrichtung (13) bzw. von Teilen der Positionseinrichtung in der
    Hauptaylinderanordnung (12) feststellbar und als ein Signal für die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage
    auswertbar ist.
  2. 2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtung (13) als wesentlichen Bestandteil eine in der Bewe-
    ALFRED 'J1KVKS GKBlI ■ .:"'".". : P 5570
    guiKjarichtung des Hauptzylinderkolbens axial verschiebbare Positionierungshülse (33) auf v/ei st, deren Lage in der FJauptzylinderanordnung (12) durch einen oder mehrere mechanische Wegaufnehiner (40) feststellbar ist.
  3. 3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegaufnehmer als mechanisch betätigbare End- oder Positionsschalter (40) ausgebildet sind, die mit. einem in der Ruhestellung und bei ordnungsgemäßer Funktion der Bremsanlage geschlossenen elektrischen Kontakt (39) mechanisch oder elektrisch gekoppelt sind.
  4. 4„ Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß die Wegaufnehmer (40) als elektrische, insbesondere induktive elektromagnetische oder kapasitive Positions-Meßeinrichtungen ausgebildet sind.
  5. 5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Überwachungseinrichtung (39,30,WÜ) logisch mit den. fi.vnscha.ltßignalen der Schlupfregelung verknüpft sind.
  6. 6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinrichtung (39,40,WÜ) nur bei dynamischer Einsteuerung von Druckmitteln bzw.. nur während der Bremsschlupfregelung in Funktion ist.
    ALFJiED TEVES GMBH ' '■-'-... P 5570
  7. 7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Störfall in Abhängigkeit von der durch die Überwachungseinrichtung (39,40,WÜ) signalisierten relativen Lage der Positionierungseinrichtung (13) bzw. der Positionierungshülse (33) in der Hauptzylinderanordnung (12) die Bremsschlupfregelung teilweise oder vollständig abachaltbar ist.
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