DE3439067C2 - Anordnung zum Feststellen einer druckmittelbetätigten Radbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Feststellen einer druckmittelbetätigten Radbremse für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Bremsdruckgeber, mit einem elektromagnetisch betätigten, zum Halten des Fahrzeugs auf Sperren geschalteten Mehrwegeventil, das in einem von dem Bremsdruckgeber zu einer Radbremse führenden Druckmittelweg eingefügt ist und dem ein Rückschlagventil parallel liegt, mit Sensoren und Schaltern zur Ermittlung des Raddrehverhaltens, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremsbetätigung sowie mit Schaltkreisen zur Steuerung des Mehrwegeventils.

Das unbeabsichtigte Vor- oder Zurückrollen eines Fahrzeugs führt häufig zu Unfällen oder Karambolagen mit nicht unerheblichen Beschädigungen. Das Anfahren am Berg bereitet vor allem dem Ungeübten oder demjenigen, der mit dem Fahrzeug nicht vertraut ist, Schwierigkeiten. Schäden an der Kupplung und an der Handbremse bei Bedienungsfehlern sind nicht selten. Aber auch für den geübten Fahrer ist das Festhalten des Fahrzeugs mit der Fuß- oder der Handbremse bei Fahrten in der Kolonne, im Stau, an Gefallstrecken oder Steigungen lästig und ermüdend.

Aus der britischen Patentschrift GB 12 21 883 ist bereits eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der das dem Mehrwegeventil, welches zum Halten des Fahrzeugs auf Sperren geschaltet wird, parallel liegende Rückschlagventil zur Radbremse hin öffnet. Nach Umschalten des Mehrwegeventils wird folglich der volle Hauptzylinderdruck in der Radbremse gehalten. Das Mehrwegeventil ist in stromlosem Zustand offen und muß während der gesamten Feststellphase angesteuert werden.

In der Offenlegungsschrift DE 33 01 948 A1 ist ebenfalls bereits eine Bremsanlage beschrieben, bei der sich im Druckmittelweg zu den Hinterradbremsen ein elektrisch steuerbares Mehrwegeventil mit einem parallel geschalteten Rückschlagventil befindet. Das Mehrwegeventil ist in seiner Ruhestellung auf Sperren geschaltet. Das Rückschlagventil öffnet sich zum Hauptzylinder hin und stellt folglich den Bremsdruckabbau nach dem Lösen der Bremse sicher. Mit Hilfe des Mehrwegeventils wird bei dieser bekannten Bremsanlage die Bremskraftverteilung auf die Vorder- und auf die Hinterachse gesteuert. Wegen des Rückschlagventils ist ein Halten des Druckes nach dem Lösen der Bremse nicht möglich.

Der allgemeine Gedanke, Komponenten eines Antiblockiersystems für eine Bremsvorrichtung gegen unbeabsichtigtes Anrollen eines Fahrzeugs mitzubenutzen, ist bereits aus der Offenlegungsschrift DE 29 11 372 A1 bekannt. Das Zurückrollen des Fahrzeugs wird mit aktiven Radsensoren, die auch auf sehr geringe Radbewegungen ansprechen, erkannt und zur Aktivierung der Bremsanlage ausgewertet. Es handelt sich um ein sehr aufwendiges, in erster Linie für Nutzfahrzeuge gedachtes System.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, mit vergleichsweise geringen Kosten herzustellende Haltehilfe zu entwickeln.

Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Aufgabe durch Weiterentwicklung einer Anordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß das Rückschlagventil als vorgespanntes, zum Bremsdruckgeber hin sich öffnendes Ventil ausgebildet ist, über das nach dem Freigeben des Bremspedals der Bremsdruck nur bis zu einem vorgegebenen, zum Halten des Fahrzeugs ausreichenden Restdruck abgebaut wird, und daß zum Lösen der Radbremse das Mehrwegeventil durch ein von dem Fahrer ausgelöstes oder durch ein vom Fahrverhalten des Fahrzeugs und/oder dem Drehverhalten der Räder abhängiges Signal auf Durchlaß geschaltet wird.

Der Aufwand für die erfindungsgemäße Anordnung beschränkt sich also auf ein einfaches 2/2-Wegeventil mit parallel geschaltetem Rückschlagventil und auf wenige elektrische Komponenten. Beim Einbau in Fahrzeugen mit ABS sind diese Ventile und elektronischen Schaltkreise ohnehin vorhanden, so daß der Mehraufwand minimal wird.

Einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildungen von Ausführungsbeispielen hervor.

Es zeigen in schematisch vereinfachter Darstellung

Fig. 1 die wichtigsten Bauteile sowie die hydraulische und elektrische Schaltung einer Anordnung der erfindungsgemäßen Art und

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in Verbindung mit einer Fahrzeug-Bremsanlage, die sowohl zur Steuerung der Bremskraftverteilung auf die Vor­ der- und die Hinterachse als auch zur Regelung des Bremsschlupfes geeignet ist.

Nach Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Anordnung im wesentlichen aus einem Mehrwegeventil 1, das in dem Druckmittelweg 2 von einem Bremsdruckgeber 3 zu der Hin­ terachse HA eingefügt ist, aus einem dem Mehrwegeventil. 1 parallel geschalteten Rückschlagventil 4 und aus einem elektronischen Schaltkreis 5 zur Steuerung des Mehrwege­ ventils 1 in Abhängigkeit von bestimmten elektrisch ein­ gespeisten Informationen und Schalterstellungen.

Als Bremsdruckgeber 3 ist ein pedalbetätigter Hauptzy­ linder symbolisch in Fig. 1 dargestellt, dessen Druck­ mittelausgang 6 direkt mit einer oder mit beiden Rad­ bremsen an der Vorderachse VA und über das Mehrwegeven­ til 1, dem das Rückschlagventil 4 parallel geschaltet ist, mit den Radbremsen an der Hinterachse HA verbunden ist. Die Radbremsen selbst sind in Fig. 1 nicht darge­ stellt.

Beim Bremsen bzw. beim Einwirken einer Kraft F_B, die durch einen Pfeil angedeutet ist, auf das Bremspedal 7 wird ein elektrischer Schaltkontakt 8 geschlossen. Die Bremsenbetätigung wird auf diese Weise über eine Signal­ leitung 11 dem Schaltkreis 5 elektrisch signalisiert.

Ein zweiter Schaltkontakt 9, der ebenfalls in der Ruhe­ stellung geöffnet ist, wird beim Gasgeben geschlossen. Die auf das Gaspedal 10 einwirkende Fußkraft F_G ist ebenfalls durch einen Pfeil symbolisiert. Das Schließen des Kontaktes 9 wird über eine Signalleitung 12 dem Schaltkreis 5 mitgeteilt.

Über einen weiteren Eingang wird dem Schaltkreis 5 elek­ trisch die Fahrzeuggeschwindigkeit v_FZG signalisiert. Über die Funktion der erfindungsgemäßen Haltehilfe ge­ nügt dabei die Unterscheidung in "v_FZG = 0" und "v_FZG ungleich 0".

Schließlich sind in Fig. 1 noch ein Masseanschluß 14 des Schaltkreises 5 und eine Leitung 15 zum Anschluß an die Autobatterie U_B, die auch zur Stromversorgung der Elektronik und der Ventile dient, angedeutet.

An den Ausgang A des Schaltkreises 5 sind über ein Kabel 16 das Mehrwegeventil 1 und über ein zweites Kabel 17 eine Signallampe 18 angeschlossen.

Das Mehrwegeventil 1 ist in Form eines stromlos ge­ schlossenen 2/2-Wegeventiles ausgebildet. Es handelt sich also um eine besonders einfache Ventilbauart. Das parallel geschaltete Rückschlagventil 4, das sich in Richtung zum Bremsdruckgeber 3 hin öffnen kann, ist mit einer Vorspannfeder 19 ausgerüstet, die derart dimen­ sioniert ist, daß das Ventil nur beim Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz ansprechen kann.

Die Anordnung nach Fig. 1 arbeitet folgendermaßen:

Beim Betätigen des Bremspedales 7 wird im Bremsdruckge­ ber 3 und im angeschlossenen hydraulischen Kreis 2 Bremsdruck aufgebaut, der unmittelbar zur Vorderradbrem­ se gelangt. Über den Kontakt 8, die Signalleitung 11, den Schaltkreis 5 und über das Kabel 16 wird gleichzei­ tig das Ventil 1 umgeschaltet, so daß sich der Druckauf­ bau auch in den Bremsen an der Hinterachse HA auswirkt.

Beim Loslassen des Bremspedales 7 wird das über die Lei­ tung 11 übertragene elektrische Signal durch den Schal­ ter 8 wieder unterbrochen und dadurch das Ventil 1 in die dargestellte Sperrstellung zurückgeschaltet. Durch den absinkenden Bremsdruck am Ausgang des Bremsdruckge­ bers 3 wird die Radbremse an der Vorderachse VA sofort gelöst. Über das sich öffnende Rückschlagventil 4 sinkt gleichzeitig der Bremsdruck an der Hinterachse, jedoch nur bis zu einem durch die Dimensionierung der Vorspann­ feder 19 vorgegebenen Restdruck, der in dem hier be­ schriebenen Beispiel einer 10-20%igen Abbremsung des Gesamtfahrzeuges entspricht. Dieser Restdruck genügt selbst bei stark geneigter Fahrbahn zum Halten des Fahr­ zeugs.

Die über die Ventile 1 und 4 an die Druckmittelleitung 2 angeschlossene Hinterradbremse wird also bei Stillstand des Fahrzeuges durch Loslassen des Bremspedales 7 nicht gelöst. Handelt es sich dagegen lediglich um eine Verzö­ gerungsbremsung, die vor dem Stillstand des Fahrzeuges beendet ist, wird das Ventil erneut umgeschaltet oder so lange in seiner Durchlaßstellung gehalten, bis der Bremsdruck an der Hinterachse HA vollständig abgebaut ist. Die Schaltstellung des Mehrwegeventiles 1 wird aus diesem Grunde auch von dem Geschwindigkeitssignal v_FZG bestimmt, das, wie bereits erwähnt, über die Signallei­ tung 13 dem Schaltkreis 5 zugeführt wird.

Ein erneutes Beschleunigen oder Anfahren des Fahrzeuges setzt eine Betätigung des Gaspedals 10 voraus. Über den Schalter 9, die Signalleitung 12 und den Schaltkreis 5 wird daher bei jeder Gaspedalbetätigung das Ventil 1 für eine bestimmte Zeitspanne auf Durchlaß geschaltet und dadurch der Restdruck bzw. Haltedruck abgebaut. Bei Be­ darf kann das Signal zum Freigeben der feststellbaren Bremse über einen zusätzlich vorhandenen, manuell betä­ tigbaren Schalter ausgelöst oder mit weiteren Schalt­ funktionen oder Schalterstellungen verknüpft werden.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung in Verbin­ dung mit einer Fahrzeug-Bremsanlage, die sowohl zur Steuerung der Bremskraftverteilung als auch zur Regelung des Bremsschlupfes geeignet ist.

Als Bremsdruckgeber 3′, dient in diesem Falle ein aus einem Bremskraftverstärker 20 und einem Hauptzylinder 21 bestehendes Gerät. An die beiden hydraulischen Kreise I und II des Hauptzylinders sind die Radbremsen 34-37 der Fahrzeugräder VR₁, HR_r; VR_r, HR₁ diagonal ange­ schlossen. Im Druckmittelweg zu den Hinterradbremsen 36, 37 ist jeweils ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil 22, 23 angeordnet, mit dem vor allem die Bremskraftverteilung auf die Vorderräder und Hinterräder gesteuert werden kann. Aus Sicherheitsgründen ist das Ventil 22 im Bremskreis I als stromlos offenes Ventil ausgebildet, damit auch bei Stromausfall in der über dieses Ventil 22 angeschalteten Hinterradbremse 36 Druck aufgebaut werden kann.

Zur Regelung des Bremsschlupfes kann über ein weiteres, stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil 24 und über Rück­ schlagventile 25, 26 der Bremsdruck an den Radbremsen der Hinterräder HR₁, HR_r abgebaut werden, indem über die­ ses Ventil 24 und eine Rückflußleitung 27 Druckmittel zu einem Druckausgleichsbehälter 28 abgeleitet wird.

Die Anlage nach Fig. 2 verfügt über eine Hilfsdruckquel­ le, die im wesentlichen aus einer elektromotorisch ange­ triebenen Hydraulikpumpe 29 mit dem zugehörigen Rück­ schlagventil 30 besteht. Zum Nachliefern von Druckmit­ tel, das beim Druckabbau in der beschriebenen Weise über das Ventil 24 in den Ausgleichsbehälter 28 geleitet wird, ist ein 3/2-Wegeventil 31 vorgesehen, mit dem in bekannter Weise Druckmittel aus der Hilfsdruckquelle über den Bremskraftverstärker 20 in den Hauptzylinder 21 und von diesem in die Bremskreise I, II nachgeliefert werden kann. Ferner ist ein stromlos geschlossenes 2/2- Wegeventil 32 vorhanden, mit dem zur Schlupfregelung die Hilfsdruckquelle 29, 30 kurzzeitig kurzgeschlossen werden kann, was eine Bremsdruckabsenkung in den Bremskreisen I, II zur Folge hat. Dadurch wird unmittelbar der Brems­ druck in den Bremsen 34, 35 der Vorderräder VR₁, VR_r und über die Ventile 22, 23, solange diese nicht gesperrt sind, auch in den Radbremsen 36, 37 der Hinterräder HR₁, HR_r reduziert.

Die Signale zur Steuerung der elektromagnetisch betätig­ baren Ventile 22-24, 31, 32 werden in der Bremsanlage nach Fig. 2 mit Hilfe von elektronischen Schaltkreisen 33 erzeugt, denen mit Hilfe von Sensoren S1-S4 Infor­ mationen über das Drehverhalten der einzelnen Räder zu­ geleitet werden. Als Sensoren S1-S4 sind in diesem Ausführungsbeispiel induktive Meßwertaufnehmer vorgese­ hen, die ein in der Frequenz der Radumdrehung proportio­ nales Signal erzeugen.

Die zum Feststellen einer Hinterradbremse, nämlich der Radbremse 36 des linken Hinterrades HR₁, benötigten Bauteile, Schalter und Ventile sind in Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugsziffern versehen, um die prinzipiell gleiche Funktionsweise zu veranschaulichen. Ein geson­ dertes Ventil 1 zum Feststellen einer Radbremse ist in der Ausführungsart nach Fig. 2 nicht erforderlich, weil die Funktion des Ventiles 1 durch das ohnehin zur Steue­ rung der Bremskraftverteilung und Schlupfregelung benö­ tigte 2/2-Wegeventil 23 übernommen wird. Das bereits an­ hand der Fig. 1 beschriebene, mit einer Vorspannfeder 19′ versehene Rückschlagventil 4′ wurde dem 2/2-Wegeven­ til 23 parallel geschaltet. Den Schaltkreisen 33 wird, wie im Ausführungsbeispiel nach der Erfindung gemäß Fig. 1, über das Bremspedal 7′ und den von diesem betätigten elektrischen Kontakt 8′ die Bremspedalbetätigung signa­ lisiert. Die Funktion des Kontaktes 8′ kann auch der üb­ licherweise vorhandene Bremslichtschalter übernehmen.

Das Bremslösesignal wird wiederum über ein Gaspedal 10′ und einen Kontakt 9′ nach entsprechender logischer Ver­ knüpfung dieses Signals in den Schaltkreisen 33 erzeugt und führt zum kurzzeitigen Umschalten des Ventiles 23, das dadurch, wie beschrieben, den Restdruck in der Hin­ terradbremse 36 vollständig abbaut.

Wenn erwünscht, kann auch die Bremsanlage nach Fig. 2 mit einer (nicht dargestellten) Einrichtung versehen werden, die das Feststellen der Hinterradbremse signali­ siert.

Aus Fig. 2 ist besonders deutlich erkennbar, daß, bei konstruktiver Vereinigung der erfindungsgemäßen Anord­ nung mit Bremsanlagen, die bereite Mehrwegeventile ent­ haltend nur ein sehr geringer Mehraufwand erforderlich ist. In der Ausführungsart nach Fig. 2 beschränkt sich der Mehraufwand praktisch auf ein vorgespanntes Rück­ schlagventil und auf einige Schaltkontakte.

Claims (7)

1. Anordnung zum Feststellen einer druckmittelbetätigten Radbremse für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Bremsdruckgeber, mit einem elektromagnetisch betätigten, zum Halten des Fahrzeugs auf Sperren geschalteten Mehrwe­ geventil, das in einem von dem Bremsdruckgeber zu einer Radbremse führenden Druckmittelweg eingefügt ist und dem ein Rückschlagventil parallel liegt, mit Sensoren und Schaltern zur Ermittlung des Raddrehverhaltens, der Fahr­ zeuggeschwindigkeit und der Bremsbetätigung sowie mit Schaltkreisen zur Steuerung des Mehrwegeventils, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil als vorgespanntes, zum Bremsdruckgeber (3, 3′) hin sich öffnendes Ventil (4, 4′) ausgebildet ist, über das nach dem Freigeben des Bremspedals (7, 7′) der Bremsdruck nur bis zu einem vorgegebenen, zum Halten des Fahrzeugs aus­ reichenden Restdruck abgebaut wird, und daß zum Lösen der Radbremse (36) das Mehrwegeventil (1, 23) durch ein von dem Fahrer ausgelöstes oder durch ein vom Fahrverhalten des Fahrzeugs und/oder dem Drehverhalten der Räder abhän­ giges Signal auf Durchlaß geschaltet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mehrwegeventil (1, 23), im Druckmittelweg (2, 11) zu einer Hinterradbremse (36) ange­ ordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Mehrwegeventil (1, 23) als ein im stromlosen Zustand geschlossenes, auf Durchlaß um­ schaltbares 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Signal zum Lösen der feststellbaren Radbremse (36) durch einen beim Betätigen des Gaspedals (10, 10′) sich schließenden Schalter (9, 9′) erzeugt wird.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der vorgegebene Restdruck zum Feststellen der Radbremse (36) dem zu einer 10-30 %igen Abbremsung des Fahrzeugs erforderlichen Bremsdruck entspricht.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß diese als Zusatz zu einer Bremsanlage mit elektronisch gesteuerter Bremskraftver­ teilung ausgebildet ist, die mindestens in einem der zu den Hinterradbremsen (36, 37) führenden Druckmittelwegen ein in der Ruhestellung gesperrtes, auf Durchlaß um­ schaltbares Mehrwegeventil (23) besitzt, das in Verbin­ dung mit dem vorgespannten Rückschlagventil (4′) gleich­ zeitig zur Steuerung des Haltedruckes verwendbar ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß diese als Zusatz zu einer Bremsanlage mit elektronischer Schlupfregelung ausgebil­ det ist, die mindestens in einem der zu den Hinterrad­ bremsen (36, 37) führenden Druckmittelwegen ein Mehrwege­ ventil (23) besitzt, das in Verbindung mit dem vorge­ spannten Rückschlagventil (4′) gleichzeitig zur Steuerung des Haltedruckes verwendbar ist.