DE3444458C2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung und Steuerung des Druckes im Hilfsdruck-Versorgungssystem einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung und Steuerung des Druckes im Hilfsdruck- Versorgungssystem einer hydraulischen Kraftfahrzeug- Bremsanlage, die mit einem Druckspeicher und einer elek­ tromotorisch angetriebenen, druckabhängig ein- und aus­ schaltbaren Hydraulikpumpe ausgerüstet ist und die über eine Druckwarnschaltung Verfügt, welche das Absinken des Hilfsdruckes unter eine unterhalb des Betriebsdruckbe­ reiches liegende Druck-Warnschwelle signalisiert; außerdem ist ein Zusatzschalter vorhanden, der geschlossen werden kann und der, wenn geschlossen, bei einem unterhalb der Warnschwelle liegenden Druck die Hydraulikpumpe in Lauf setzt.

Es sind bereits schlupfgeregelte und ungeregelte hydrau­ lische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen bzw. -Bremskraftver­ stärker bekannt, die mit einem Hilfsdruck-Versorgungssy­ stem ausgerüstet sind, das einen Hydraulikspeicher ent­ hält, der ständig auf einem hohen Druckniveau gehalten wird, damit bei Bremsbetätigung sofort Hilfsenergie über das unter hohem Druck stehende Hydraulikmittel in die Bremsanlage eingespeist werden kann. Mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe, die ein Druckschalter zur gegebenen Zeit ein- und wieder aus­ schaltet, wird das Druckniveau in dem Hydraulikspeicher innerhalb vorgegebener Druck-Grenzwerte, d. h. in dem Be­ triebsdruckbereich, gehalten. Zusätzlich ist aus Sicher­ heitsgründen eine Druck-Warnschaltung vorhanden, die beim Absinken des Druckniveaus unter eine Warnschwelle anspricht, ein Warnsignal auslöst und, wenn es sich um eine schlupfgeregelte Bremsanlage handelt, die Regelung teilweise oder vollständig stillegt. Die Warnschwelle liegt zweckmäßigerweise unterhalb des Betriebsdruckbe­ reiches, damit eine Warnung nur bei einem Defekt, nicht jedoch beim Annähern des Druckes an die untere Grenze des Betriebsdruckbereiches, die für die Einschaltung der Hydraulikpumpe maßgebend ist, signalisiert wird.

Beim Ausschalten der Zündung und in der Parkstellung des Fahrzeugs ist bei den bekannten Anlagen der Stromkreis zum Antriebsmotor der Hydraulikpumpe unterbrochen. Eine Nachladung des Druckspeichers findet nicht statt. Infol­ ge unvermeidlicher Leckagen in Ventilen, wegen der nicht völlig zu verhindernden, wenn auch relativ geringen Per­ meation von Füllgas durch die elastische Membran übli­ cher Druckspeicher hindurch und wegen anderer Schwach­ stellen wird daher der Druck im Speicher bzw. im Hilfsdruck-Versorgungssystem abnehmen und zumindest bei län­ geren Stillstandszeiten des Fahrzeugs unter die Druck- Warnschwelle absinken. Hohe Temperaturen, ungünstige Fertigungstoleranzen oder Abnutzungserscheinungen in den Ventilen beschleunigen den Druckabfall. Gegebenenfalls kann sogar mit Hilfe von Zusatzeinrichtungen der Druck absichtlich während der Stillstandszeit abgebaut werden. Der Fahrer sieht sich daher nach längerer oder auch schon nach kürzerer Stillstandszeit des Fahrzeugs ge­ zwungen, nach dem Anlassen des Motors oder dem Einschal­ ten der Zündung eine Wartezeit einzulegen und erst los­ zufahren, wenn ihm das Erreichen des Betriebsdrucks im Versorgungssystem und damit ein ordnungsgemäßer Be­ triebszustand der Bremsanlage signalisiert wird.

Aus der DE 22 08 078 B2 ist bereits eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage bekannt, die ebenfalls ein Hilfsdruck-Versorgungssystem mit einer Hydraulikpumpe und einem Druckspeicher enthält. Der Zündschalter des Fahrzeugs, das diese Bremsanlage enthält, ist mit einem Zusatzkontakt ausgerüstet, der zu einem die Hydraulikpumpe in Abhängigkeit von dem Hilfsdruck steuernden Druckschalter in Reihe geschaltet ist und beim Einschalten der Zündung geschlossen wird. Es treten folglich die beschriebenen Schwierigkeiten auf: Da die Hydraulikpumpe erst beim Einschalten der Zündung in Lauf gesetzt wird, ist die Betriebsbremse des Fahrzeugs zunächst nicht (voll) funktionsfähig, weshalb der Fahrer nicht sofort losfahren sollte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu überwinden und auch nach längerem Stillstand des Fahrzeugs ein sofortiges Anfahren nach dem Anlassen des Motors zuzulassen oder zumindest die Wartezeit bis zum Verlöschen des Warnsignals auf eine akzeptable, nicht als nachteilig empfundene Zeitspanne zu verkürzen. Eine Verringerung der Leckagen durch konstruktiv aufwen­ digere Bauteile sollte aus Kostengründen vermieden wer­ den, zumal solche Maßnahmen bei ungünstigen Bedingungen, wie hoher Temperatur, und längeren Wartezeiten, nicht zu dem gewünschten Ergebnis geführt hätten.

Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Aufgabe durch die Merkmale der im Patentanspruch 1 beschriebenen Schaltungsanordnung gelöst wird. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht also darin, daß der Zusatzschalter als Türkontaktschalter mit einem Türkontakt ausgebildet ist, der beim Öffnen der Fahrertür des Fahrzeugs schließt. Bei einem unterhalb der Warnschwelle liegenden Druck im Hilfsdruck-Versorgungssystem wird also die Hydraulikpumpe - unabhängig von der Einschaltung der Zündung und der Stellung des Zündschalters - in Lauf gesetzt.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung oder Zu­ satzschaltung wird also auf sehr einfache Weise das La­ den des Druckspeichers, sofern das Druckniveau unter die Druck-Warnschwelle abgesunken ist, so früh in Gang ge­ setzt, daß sofort oder kurzzeitig nach dem Anlassen des Fahrzeugmotors ein ausreichender Druck im Versorgungssy­ stem der Bremsanlage zur Verfügung steht. Dies gilt auch dann, wenn zuvor der Druck sehr weit abgesunken war, weil in aller Regel zwischen dem Öffnen der Fahrertüre und dein Starten des Motors eine erhebliche, auch in un­ günstigen Fällen zum Laden des Druckspeichers ausrei­ chende Zeitspanne verstreicht, zumal dann, wenn zwi­ schenzeitlich, wie vorgeschrieben, der Sicherheitsgurt angelegt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung steuert der Türkontakt direkt oder über ein Hilfsrelais ein Motor-Einschaltrelais an, das in Serie zu einem Druck­ schalter liegt, der in Abhängigkeit des Betriebsdruckbereiches die Hydraulikpum­ pe ein- und ausschaltet. Der Türkontakt kann dabei in Serie zu einem beim Unterschreiten der Druck-Warnschwelle schließenden Kontakt der Druckwarn- Schaltung eingefügt ein.

Als Relais können in allen Fällen elektromagnetische Bauelemente oder elektronische Schaltkreise verwendet werden.

Eine weitere Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß die Schaltungsanordnung zur Selbsthaltung einen Haltekreis aufweist, über den nach dem Schließen der Fahrertüre der Weiter­ lauf der Hydraulikpumpe bis zu einer vorgegebenen Schaltschwelle aufrechterhalten wird. Die Hydraulikpumpe bleibt dabei zweckmäßigerweise bis zum Erreichen der Druck-Warnschwelle oder bis zum Erreichen eines vorgege­ benen, innerhalb des Betriebsdruckbereiches liegenden Druckniveaus eingeschaltet.

Der Haltekreis besteht nach einer vorteilhaften Ausfüh­ rungsart der Erfindung im wesentlichen aus einem in Se­ rie zu dein Türkontakt geschalteten Hilfsrelais mit einem zu dem Türkontakt parallel geschalteten Arbeitskontakt, über den - nach dem Erregen und Umschalten des Hilfsre­ lais - das Motor-Einschaltrelais ansteuerbar ist, und aus einem Haltestromweg.

Ferner ist es erfindungsgemäß in einem Ausführungsbei­ spiel vorgesehen, einen Haltekreis mit einer durch Öff­ nen oder Schließen der Fahrertür in Lauf gesetzten Zeit­ stufe innerhalb der Überwachungs- und Steuerschaltung einzufügen, über den die Hydraulikpumpe, solange der Hy­ draulikdruck unter dem maximalen Betriebsdruck des Ver­ sorgungssystems liegt, unabhängig von dem Türschalter für eine vorgegebene Zeitspanne eingeschaltet bleibt.

Schließlich ist es noch vorgesehen, die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einem Schalter auszurüsten, der die Ansteuerung der Hydraulikpumpe während der Starter­ betätigung unterbricht, damit für den Startvorgang die gesamte Batteriekapazität für den Anlaßvorgang zur Ver­ fügung steht. Hierzu können auch Schaltkontakte einge­ setzt werden, die heutzutage ohnehin zum kurzzeitigen Abschalten einiger Verbraucher während des Anlaßvorgan­ ges vorhanden sind.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung wei­ terer Details sowie eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor, die in schematisch vereinfachter Darstellung eine Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Art in Verbindung mit einer schlupfge­ regelten hydraulischen Bremsanlage wiedergibt.

In dieser Abbildung ist symbolisch eine dreikreisige Bremsanlage mit hydraulischer Bremskraftverstärkung und mit Schlupfregelung dargestellt. Ein pedalbetätigter Bremsdruckgeber 1 besteht hier aus einem hydraulischen Bremskraftverstärker 2, der baulich mit einem Tandem- Hauptzylinder 3 kombiniert ist. In einem Bremskreis, nämlich im Bremskreis 1, wird der Bremsdruck über ein nicht dargestelltes, im Inneren des Verstärkers 2 ange­ ordnetes Regelventil proportional zu der auf das Brems­ pedal 4 ausgeübten Kraft F variiert. Dieser geregelte Druck wird außerdem in bekannter Weise über den Hauptzy­ linder 3 auf zwei hydraulisch getrennte statische Kreise II, III übertragen.

Zwischen den Ausgängen des Bremsdruckgebers 1 und den Radbremsen 6-9 ist ein Bremsdruckmodulator 5 angeord­ net, der z. B. aus elektromagnetisch steuerbaren 2/2-We­ geventilen besteht, mit denen sich mit Hilfe eines elek­ tronischen Reglers (ER) 10 der Bremsdruckverlauf in den Radbremsen und dadurch der Radschlupf in der gewünschten Weise beeinflussen läßt. An den Bremskreis I sind die Räder der Hinterachse HA, an die Kreise II, III die Räder der Vorderachse VA angeschlossen, so daß der Bremsdruck in den Radbremsen 6, 7 der Hinterräder gemeinsam, in den Vorderradbremsen 8, 9 individuell geregelt werden kann.

Das Hilfsenergie-Versorgungssystem der abgebildeten Bremsanlage setzt sich im wesentlichen aus einer Hydrau­ likpumpe 11 mit dem zugehörigen Rückschlagventil 12, einem Hydraulikspeicher 13 und einem Druckbegrenzungs­ ventil 14 zusammen, das bei einem Überdruck anspricht, der sich nur infolge eines Defektes in der Druckregelung einstellen könnte. Außerdem ist ein Druckausgleichs- und Vorratsbehälter 15 vorhanden, an den die Saugseite der Pumpe 11 angeschlossen ist.

Angetrieben wird die Hydraulikpumpe 11 durch einen Elek­ tromotor 16, der über einen Druckschalter (DS) 17 einge­ schaltet wird, sobald der Druck in dem beschriebenen Hilfsdruck-Versorgungssystem (11-16) den unteren Grenzwert des vorgegebenen Betriebsdruckbereiches er­ reicht oder unterschreitet, und der ausgeschaltet wird, sobald der Speicher 13 bis zum oberen Betriebsdruck- Grenzwert aufgeladen ist.

Ein zweiter druckabhängiger Schalter 18, nämlich der Druck-Warnschalter (DWS), spricht an, wenn der Druck im Versorgungssystem eine Druck-Warnschwelle erreicht. Die­ se Schwelle liegt niedriger als der untere Grenzwert des Betriebsdruckes, bei dem über den Druckschalter 17 der Motor 16 in Lauf gesetzt wird. Das Ansprechen des DWS 18 während des Betriebszustandes läßt also auf einen Defekt schließen, weshalb über den bei zu tiefem Druck p ge­ schlossenen Kontakt 19 eine Bremsenwarnlampe (BWL) 20 aufleuchtet, allerdings nur bei eingeschalteter Zündung (Klemme = "+Zdg"). Über einen zweiten Kontakt 21 des DWS 18 wird das Ansteigen des Druckes p über die Warnschwel­ le durch Schließen des Kontaktes 21 der Verknüpfungs­ schaltung 22 signalisiert, die mit dem elektronischen Regler 10 in Verbindung steht oder ein Bestandteil die­ ses Reglers ist. Eine eventuelle Störung der Schlupfre­ gelung wird über eine Lampe 23 (Antiskid-Lampe) signali­ siert.

Wesentlich für die Funktion der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung ist ein Türkontakt (Tk) 24, nämlich eine Arbeitskontakt, der an der Fahrertüre des Fahrzeugs an­ geordnet ist. Ein Halterelais 25 in Verbindung mit einem Arbeitskontakt 26 ist für die Funktion des Türkontakt- Einschaltkreises ebenfalls von Bedeutung. Die Arbeits­ weise des Türkontaktes 24 und der übrigen Schaltungsbe­ standteile, die zu der erfindungsgemäßen Schaltungsan­ ordnung zur Überwachung und Steuerung des Druckes im Hilfsdruck-Versorgungssystem der Bremsanlage erforderlich sind, geht aus der nachstehenden Beschreibung der Funktionsweise dieser Schaltung hervor.

Beim Öffnen der Fahrertüre schließt der Türkontakt 24. Dadurch wird, obwohl die Zündung ausgeschaltet ist und daher an den Klemmen +Zdg keine Spannung anliegt, der Motor 16 eingeschaltet, wenn zum Zeitpunkt des Türöff­ nens der Druck p im Speicher 13 unter der Druck-Warn­ schwelle liegt und daher der Druck-Warnschalter 18 bzw. der Kontakt 19 die abgebildete Schaltposition innehat. Nach dem Schließen des Kontaktes 24 entsteht nämlich ein Stromweg von der Stromquelle, hier von dem Pluspol +U_B der Fahrzeugbatterie, über den Kontakt 24, das Relais 25, den Kontakt 19, den Stromweg 27 und den Ruhekontakt 28 zur Masse. Durch die Erregung des Relais 25 wird des­ sen Arbeitskontakt 26 geschlossen und dadurch das Motor- Einschaltrelais 29 zum Anzug gebracht. Der Druckschalter 17 ist in dieser Phase ohnehin geschlossen, weil der Druck nicht nur unter dem minimalen Betriebsdruck, son­ dern sogar unter der Druck-Warnschwelle liegt.

Nach dem Schließen der Fahrertüre, das ein Öffnen des Türkontaktes 24 zur Folge hat, wird das Relais 25 über den weiterhin geschlossenen Arbeitskontakt 26 und den Haltestromweg 30 mit einer Diode D30 in der angezogenen Position gehalten. Die Diode D30 verhindert ein Anspre­ chen des Motor-Einschaltrelais 29 bei geöffnetem Kontakt 19, also bei einem über der Warnschwelle, jedoch unter dem Einschalt-Betriebsdruck liegenden Speicherdruck. Ein relativ hochohmiger Widerstand könnte die Funktion der Diode D30 übernehmen, weil bei üblichen Relais der Haltestrom wesentlich geringer ist als der zum Anzug erfor­ derliche Strom.

Beim Überschreiten der Druck-Warnschwelle spricht der DWS 18 an, was ein Öffnen des Kontaktes 19 und einen Ab­ fall des Halterelais 25 zur Folge hat.

Nach dem Einschalten der Zündung - an den Klemmen +Zdg liegt nunmehr die Batteriespannung an - leuchtet die Bremsenwarnlampe BWL 20 bis zum Ansprechen des DWS 18 auf. Über die Diode D31 wird das Motor-Einschaltrelais 29, solange der Druck p im Speicher 13 unter dem Um­ schaltdruck des Druckschalters 17 liegt, an die Versor­ gungsquelle, nämlich über die Klemme +Zdg angeschlossen. Dadurch wird über den Arbeitskontakt 32 des Relais 29 die Einschaltung des Antriebsmotors 16 auch nach dem An­ steigen des Druckes über die Druck-Warnschwelle, nach dem Öffnen des Kontaktes 19, Abfall des Relais 25 und Öffnen des Haltekontaktes 26 aufrechterhalten.

Nach der dargestellten Ausführungsart der Erfindung wird mit Hilfe eines Starterrelais 33, das den Ruhekontakt 28 trägt und das über die Starterklemme +St erregbar ist, während des Anlaßvorganges der Stromweg 27 unterbrochen, wodurch das Relais 29 und über dessen Arbeitskontakt 32 der Antriebsmotor 16 und damit die Hydraulikpumpe 11 vorübergehend abgeschaltet wird. Während des Startens steht damit die volle Kapazität der Fahrzeugbatterie für den Anlaßvorgang zur Verfügung.

Mit der Erfindung wird es also möglich, auf einfache Weise und mit einfachen Schaltungsmaßnahmen die Überwa­ chung und Steuerung des Druckes im Hilfsdruck-Versor­ gungssystem einer Bremsanlage erheblich zu verbessern. Bei intakter Bremsanlage wird auch unter ungünstigen Be­ dingungen die Zeit zwischen dem Öffnen der Fahrertür und dem Starten des Motors zum Aufladen des Hydraulikspei­ chers ausreichen, so daß nach dem Einschalten der Zün­ dung die Bremsenwarnlampe nicht oder höchstens für weni­ ge Sekunden aufleuchten wird. Der Fahrer kann daher ohne eine störende Wartezeit seine Fahrt antreten. Eine Ver­ unsicherung durch das Aufleuchten der Bremsenwarnlampe, die zum Signalisieren von Defekten dient, entfällt oder tritt nur unter besonders ungünstigen Bedingungen ein. Der finanzielle Mehraufwand für die zusätzlich erforder­ lichen Bauteile ist minimal. Anstelle der Relais in der beschriebenen Anlage können mit gleichem Erfolg festver­ drahtete oder programmierbare elektronische Schaltkreise eingesetzt werden. Sind solche Schaltkreise bereits vor­ handen, lassen sie sich zur Ausführung der beschriebenen Funktionen mitverwenden.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung und Steuerung des Druckes im Hilfsdruck-Versorgungssystem einer hydrau­ lischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage, mit einem Druck­ speicher (13) und einer elektromotorisch angetriebe­ nen, druckabhängig ein- und ausschaltbaren Hydraulikpum­ pe (11), mit einer Druckwarnschaltung (18), welche das Absinken des Hilfsdruckes unter eine unterhalb des Be­ triebsdruckbereiches liegende Druck-Warnschwelle meldet, und mit einem Zusatzschalter, der geschlossen werden kann und der, wenn geschlossen, bei einem unterhalb der Warnschwelle liegenden Druck die Hydraulikpumpe in Lauf setzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu­ satzschalter als Türkontaktschalter mit einem Türkontakt (24) ausgebildet ist, der beim Öffnen der Fahrertür des Fahrzeugs schließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Türkontakt (24) di­ rekt oder über ein Hilfsrelais (25) ein Motor-Einschalt­ relais (29) ansteuert, das in Serie zu einem Druckschal­ ter (17) geschaltet ist, der in Abhängigkeit des Be­ triebsdruckbereiches die Hydraulikpumpe (11) ein- und ausschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Türkontakt (24) in Serie zu einem beim Unterschreiten der Druck-Warnschwelle schließenden Kontakt (19) der Druck-Warnschaltung (18) geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbst­ haltung ein Haltekreis vorgesehen ist, über den nach dem Schließen der Fahrertüre und dem Öffnen des Türkontaktes (24) der Weiterlauf der Hydraulikpumpe (11) bis zu einer vorgegebenen Schaltschwelle aufrechterhalten wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Haltekreis aus einem in Serie zu dem Türkontakt (24) geschalteten Hilfsrelais (25) mit einem zu dem Türkontakt (24) funktionell pa­ rallel geschalteten Arbeitskontakt (26), über den das Motor-Einschalt-Relais (29) ansteuerbar ist, und aus ei­ nem Haltestromweg (30) besteht.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (11) bis zum Erreichen der Druck-Warnschwelle einge­ schaltet bleibt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (11) bis zum Erreichen eines vorgegebenen, innerhalb des Betriebsdruckbereiches liegenden Druckniveaus einge­ schaltet bleibt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Haltekreis mit einer durch Öffnen oder Schließen der Fahrertüre und durch Betätigen des Türkontaktes (24) in Lauf gesetzten Zeitstufe aufweist, über den die Hydrau­ likpumpe (11), solange der Hydraulikdruck unter dem ma­ ximalen Betriebsdruck liegt, für eine vorgegebene Zeit­ spanne eingeschaltet bleibt.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Schalter (28) aufweist, der die Ansteuerung der Hydrau­ likpumpe (11) während der Starterbetätigung unterbricht.