DE3623150C2 - Bremsanlage mit Bremsschlupf- und Antriebsschlupfregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage für Kraft­ fahrzeuge mit Vorderrad- oder Hinterrad-Antrieb, insbeson­ dere Straßenfahrzeuge, mit Bremsschlupf- und Antriebs­ schlupfregelung, mit einem hilfskraftunterstützten Brems­ druckgeber, an den über zwei hydraulisch getrennte Druck­ mittelkreise jeweils ein Vorder- und ein Hinterrad in vor­ zugsweise diagonaler Aufteilung angeschlossen sind, mit einem hydraulischen Hilfsdruck-Versorgungssystem, mit Ven­ tilanordnungen, die in den von dem Bremsdruckgeber und von dem Hilfsdruck-Versorgungssystem zu den Radbremsen und von den Radbremsen zu einem Druckausgleichsbehälter führenden Druckmittelwegen eingefügt sind und die in einer Schalt­ stellung den Bremsdruckgeber sowie in einer zweiten Schaltstellung das Hilfsdruck-Versorgungssystem anstelle des Bremsdruckgebers hydraulisch mit den Radbremsen ver­ binden, ferner mit Trennventilen, die in der Antriebs­ schlupfregelphase den Druckmittelanschluß zu den Radbrem­ sen der nicht angetriebenen Fahrzeugräder sperren, sowie mit Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Er­ mittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elek­ trischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen die Ventil­ anordnungen und die Trennventile umschaltbar sind.

Es sind bereits mit einem Hilfsdruck-Versorgungssystem ausgerüstete blockiergeschützte Bremsanlagen bekannt, mit denen auch zur Regelung des Anfahr- bzw. Antriebsschlupfes Bremsdruck in die angetriebenen Fahrzeugräder eingesteuert wird (DE 33 38 826 A1, DE 34 07 538 A1). Der Mehraufwand ist bei diesen bekannten Anlagen im Vergleich zu einem reinen ABS-System, das nur den Bremsschlupf regelt, rela­ tiv gering, weil zum Erfassen und Abbremsen der bei zu ho­ her Antriebsenergie durchdrehenden Räder ein Großteil der ohnehin zum Blockierschutz benötigten Komponenten verwen­ det werden kann. Insbesondere werden das Hilfsdruck-Ver­ sorgungssystem, die Sensoren zur Erfassung des Raddrehver­ haltens sowie die elektronischen Schaltkreise zur Verar­ beitung der Sensorsignale und Erzeugung der Bremsdruck­ steuersignale und einige der schlupfregelnden Ventile auch für die Anfahrschlupfregelung benötigt; die Elektronik be­ darf allerdings einer mit geringem Aufwand realisierbaren Erweiterung. Für die Anfahrschlupfregelung kommen bei den genannten blockiergeschützten Bremsanlagen dann noch weni­ ge Ventile hinzu, mit denen auch ohne Betätigung des Bremsdruckgebers Bremsdruck aus dem Hilfsdruck-Versor­ gungssystem in die Radbremsen der angetriebenen Räder ein­ gespeist wird.

Es wurde auch schon eine bremsschlupf- und antriebs­ schlupfgeregelte, zweikreisige Bremsanlage der eingangs genannten Art für Fahrzeuge mit diagonaler Bremskreisauf­ teilung vorgeschlagen (DE 35 27 190 A1). In den Druckmittelwegen von den Einlaßventilen zu den Radbremsen der nicht angetriebenen Räder sind bei die­ ser bekannten Anlage Trennventile eingefügt, damit in der Antriebsschlupfregelphase nach dem Anschalten des Hilfs­ druck-Versorgungssystems nur die angetriebenen Räder abge­ bremst werden. Bei dieser bekannten Anlage können den Ein­ laßventilen, die den Bremsdruckgeber mit den Radbremsen verbinden, keine zum Bremsdruckgeber hin sich öffnende Rückschlagventile parallel geschaltet werden, weil diese in der Antriebsschlupfregelphase, in der das Bremspedal nicht betätigt wird und daher der Hauptzylinder bzw. der Bremsdruckgeber drucklos bleiben, einen Druckaufbau in den Radbremsen der angetriebenen Räder verhindern würden. Für die Blockierschutzregelung und aus Sicherheitsgründen sind solche Rückschlagventile jedoch erwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ven­ tilanordnung oder hydraulische Schaltung für zweikreisige, bremsschlupf- und antriebsschlupfregelnde Bremsanlagen mit diagonaler Bremskreisaufteilung zu entwickeln, die sich mit geringem Aufwand realisieren läßt und die die Paral­ lelschaltung von Rückschlagventilen zu den Einlaßventilen, die den Bremsdruckgeber mit den Radbremsen verbinden und über die beim Lösen der Bremse bzw. beim Reduzieren der Pedalkraft während einer ungeregelten oder bremsschlupfge­ regelten Bremsung Bremsdruck abgebaut werden kann, zuläßt.

Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Aufgabe in über­ raschend einfacher Weise mit einer Bremsanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst werden kann, daß als Trenn­ ventile in jedem diagonalen Bremskreis ein normalerweise auf Durchlaß geschaltetes, die beiden Radbremsen eines hy­ draulischen Bremskreises verbindendes Mehrwegeventil vor­ gesehen und zwischen einem den Bremsdruckgeber mit den Radbremsen verbindenden Einlaßventil oder -ventilzweig und der Radbremse des angetriebenen Fahrzeugrades eingefügt ist, und daß das Hilfsdruck-Versorgungssystem über auf Sperren oder Druckabbau umschaltbare Mehrwegeventile di­ rekt an die Radbremsen der angetriebenen Räder anschaltbar ist.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung und Anordnung der Trennventile und Einlaßventile läßt sich somit ohne Mehr­ aufwand im Vergleich zu älteren Vorschlägen dem Einlaßven­ til, die den Druckmittelzufluß von dem Bremsdruckgeber zu den Radbremsen regeln, ein Rückschlagventil parallel schalten. Für die Auslegung der Bremsschlupfregelung ist dies von Vorteil. Außerdem ist dadurch sichergestellt, daß auch bei klemmendem Einlaßventil ein Druckabbau über den Bremsdruckgeber möglich bleibt. Die Antriebsschlupfrege­ lung wird nicht beeinträchtigt, weil in dieser Regelphase das umgeschaltete Trennventil einen Druckmittelabfluß über den Bremsdruckgeber und eine Druckbeaufschlagung des nicht angetriebenen Rades verhindert.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind als Trennventile in der Ruhestellung auf Durchlaß geschal­ tete 2/2-Wegeventile vorgesehen.

Ferner ist es für manche Ausführungsarten der Bremsanlage günstig, die die Radbremsen mit dem Druckausgleichsbehäl­ ter verbindenden Ventilzweige der Ventilanordnung in Form von normalerweise auf Sperren geschaltete 2/2-Wegeventile auszubilden, von denen je eines direkt an die Radbremse eines angetriebenen Rades angeschlossen ist.

Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung sind so­ wohl die Ventilanordnungen als auch die Trennventile als elektromagnetisch umschaltbare Mehrwegeventile ausgebildet.

Schließlich besteht eine Ausführungsart der Erfindung auch darin, daß das Hilfsdruck-Versorgungssystem eine elektro­ magnetisch angetriebene Hydraulikpumpe besitzt, in deren Druckmittelkreislauf von der Druckseite zur Saugseite hin­ tereinander ein bei Bremsenbetätigung durch den Druck im Bremsdruckgeber steuerbares Druckregelventil und ein in der Antriebsschlupfregelphase elektromagnetisch auf Sper­ ren umschaltbares Mehrwegeventil eingefügt sind.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind sowohl die Einlaßventile, über die das Hilfsdruck-Versorgungssy­ stem an die Radbremse angeschlossen ist, als auch die Aus­ laßventile, die in der Druckaufbauphase eine hydraulische Verbindung zu dem Druckausgleichsbehälter herstellen, als 2/2-Wegeventile ausgebildet. Anstelle dieser Einlaß-/Aus­ laßventilpaare kann jedoch auch je Bremskreis ein 3/2-We­ geventil verwendet werden, das in seiner Ruhestellung eine Verbindung zwischen den Radbremsen der angetriebenen Räder und dem Hilfsdruck-Versorgungssystem und nach dem Umschal­ ten eine Verbindung zwischen diesen Rädern und dem Druck­ ausgleichsbehälter herstellt. Dadurch ergibt sich eine Vereinfachung und Verbilligung. In der Druckhaltephase während der Bremsschlupfregelung läßt sich durch Hin- und Herschalten der Ventile ein im Mittelwert konstanter Druck einstellen.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels anhand der Abbildung hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in vereinfachter, teilweise schematischer Darstel­ lung die wichtigsten Komponenten einer Bremsanlage der erfindungsgemäßen Art und

Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.

Nach dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt die Bremsanlage einen Bremsdruckgeber 1, der im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Bremskraftverstärker 3 besteht. Der Bremsdruckgeber 1 wird durch ein Bremspedal 4 betätigt.

Ein Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 besitzt als wichtigste Bestandteile eine elektromotorisch angetriebene Hydraulik­ pumpe 6, deren Druckseite über einen Druckmittelkreislauf mit den Druckmittelleitungen 7, 8, in dem hintereinander ein Druckregelventil 9 und ein elektromagnetisch umschalt­ bares 2/2-Wegeventil 10 eingefügt sind, mit der Pumpen­ saugseite verbunden ist. Ein Überdruckventil 11 ist eben­ falls vorhanden. An einem gemeinsamen Druckausgleichsbe­ hälter 12 sind der Hauptzylinder 2 und die Saugseite der Hydraulikpumpe 6 angeschlossen.

An die beiden Bremskreise I, II des Tandem-Hauptzylinders 2 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Räder eines Kraftfahrzeuges mit Vorderrad-Antrieb angeschlossen. Die Bremskreise I, II führen jeweils zu den Radbremsen ei­ ner Diagonalen, nämlich zu dem linken Vorderrad VL und dem rechten Hinterrad HR der Bremskreis I, zu den beiden ande­ ren Rädern VR, HL der Bremskreis II.

In den Druckmittelwegen, die den Hauptzylinder mit den Radbremsen verbinden, sind jeweils ein in der Ruhestellung auf Durchlaß geschaltetes Einlaßventil EV₁ bzw. EV₂, denen jeweils ein Rückschlagventil 13 bzw. 14 parallel ge­ schaltet ist, eingefügt. An den Ausgängen der Einlaßventi­ le EV₁, EV₂ sind die nicht angetriebenen Räder, hier die Hinterräder HR bzw. HL, direkt angeschlossen, während sich in den Druckmittelwegen zu den angetriebenen Rädern, nämlich VL, VR, jeweils noch ein weiteres 2/2-Wegeventil, das ebenfalls in der Ruhestellung auf Durchlaß geschaltet ist und als Trennventil für die Antriebsschlupfregelung dient, befindet.

Außerdem ist an die Radbremse 17 bzw. 19 der angetriebenen Räder jeweils noch ein Auslaßventil AV₁ bzw. AV₂ ange­ schlossen, das normalerweise den Druckmitteldurchfluß sperrt und das zum Abbau des Bremsdrucks während der Re­ gelphase auf Durchlaß umgeschaltet werden kann. Druckmit­ tel fließt dann aus den Radbremsen 17, 19 und - über die Trennventile 15, 16, auch aus den Radbremsen 18, 20 zu dem Druckausgleichsbehälter 12 hin ab.

Schließlich sind noch zwei weitere Einlaßventile EV₄, EV₅ vorgesehen, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 und den Rad­ bremsen 17, 19 direkt und mit den Radbremsen 18, 20 über die Trennventile 15, 16 herstellen. In Serie zu diesen Einlaß­ ventilen EV₄, EV₅ sind Rückschlagventile 21, 22 geschal­ tet, die zur Entkopplung der Hydraulikkreise dienen und die bei drucklosem Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 einen Abfluß von Druckmittel verhindern.

Alle beschriebenen Ventile sind als elektromagnetisch be­ tätigbare 2/2-Wegeventile ausgebildet. Diese Ventile sind über nicht dargestellte Signalleitungen an die Ausgänge A₁-A₉ eines elektronischen Reglers 23 angeschlossen, dessen Eingänge E₁-E₄ über Signalleitungen an Rad­ sensoren 24-27, z.B. induktiven Meßwertaufnehmern, ange­ schaltet sind. Die Informationen über das Drehverhalten der einzelnen Räder, aus denen auch eine Referenzgröße für die Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet werden kann, werden mit Hilfe dieser Sensoren 24-27 gewonnen und durch Si­ gnalverarbeitung in Bremsdrucksteuersignale umgesetzt, die wiederum über die Regler-Ausgänge A₁-A₉ die Schalt­ stellung der dargestellten und bereits beschriebenen 2/2-Wegeventile EV₁-EV₄, AV₁, AV₂, 10, 15, 16, fest­ legen.

Die dargestellte Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Bei ungeregelten Bremsvorgängen, die durch Betätigung des Bremspedales 4 ausgelöst werden, behalten alle in Fig. 1 elektromagnetisch betätigbaren Mehrwegeventile ihre darge­ stellte Schaltposition. Die Druckmittelwege über die Bremskreise I, II von dem Tandem-Hauptzylinder 2 zu den Radbremsen 17-20 sind daher offen, der Druckmittelrück­ fluß zu dem Behälter 12 gesperrt. Über einen Schalter 28, z.B. den Bremslichtschalter, wird bei jeder Pedalbetäti­ gung der Motor M der Hydraulikpumpe 6 eingeschaltet und über die gestrichelt dargestellte hydraulische Anschluß­ leitung 29 das Hilfsdruck-Regelventil 9 durch den im Hauptzylinder erzeugten Bremsdruck beaufschlagt; hier ist das Regelventil 9 an den Bremskreis II angeschlossen. Da­ durch wird in dem Hilfsdruck-Versorgungssystem 5, und zwar durch eine Drosselstelle im Inneren des Hilfsdruck-Regel­ ventils 9, ein Hilfsdruck erzeugt, der dem Druck im Brems­ kreis II proportional ist. Dieser Hilfsdruck steht an der Druckseite der Hydraulikpumpe 6 sowie über die Rückschlag­ ventile 21, 22 und die auf Durchlaß geschalteten Mehrwege­ ventile EV₃, EV₄ an den Radbremsen 17-20 an.

Mit Hilfe eines wegabhängigen, durch eine schräge Rampe am Zwischenkolben 30 betätigten Schalter 31 läßt sich über den Vorschub des Kolbens 30 eine Information gewinnen, die auf bestimmte Weise, die allerdings im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht interessiert, in dem Reg­ ler 23 ausgewertet werden kann.

Zur Bremsschlupfregelung läßt sich durch Umschalten der Einlaßventile EV₁, EV₂ eine Konstanthaltung des Brems­ druckes und durch Umschalten der Auslaßventile AV₁, AV₂ - in Verbindung mit gesperrten Einlaßventilen EV₁- EV₄, eine Bremsdruckabsenkung in den Radbremsen 17-20 in bekannter Weise herbeiführen.

Zur Anfahr- bzw. Antriebsschlupfregelung werden zusätzlich die Trennventile 15, 16 benötigt. Nach dem Umschalten die­ ser Ventile bleiben die Radbremsen 18, 20 der nicht ange­ triebenen Räder auch dann drucklos, wenn nach dem Ein­ schalten der Hydraulikpumpe 6 und Umschalten des 2/2-Wege­ ventils 10 im Druckmittelkreislauf des Hilfsdruck-Versor­ gungssystems 5 Hilfsdruck erzeugt und über die Ventile 21, EV₃ bzw. 22, EV₄ an die Radbremse 17 bzw. 19 des durchdrehenden angetriebenen Rades VL oder VR angelegt wird. Durch kurzzeitiges oder pulsweises Ansteuern der Einlaßventile EV₃, EV₄ wird dabei von dem elektroni­ schen Regler 23 in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten der Bremsdruck dosiert.

Auch während der Antriebsschlupfregelung kann über die Auslaßventile AV₁, AV₂ - ohne Zurückschalten der Trenn­ ventile 15, 16 - der Bremsdruck wieder abgebaut oder auf das von dem Raddrehverhalten abhängige optimale Druckni­ veau abgesenkt werden.

Die Bremsanlage nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem an­ hand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel nur durch die Verwendung von 3/2-Wegeventilen 32, 33 anstelle der Einlaßventile EV₃, EV₄, die die Verbindung zwischen den Radbremsen 17, 19 der angetriebenen Räder VL, VR und dem Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 herstellen, und der Auslaß­ ventile AV₁, AV₂, die zum Druckabbau, vor allem während der Bremsschlupfregelung, benötigt werden. In ihrer Ruhe­ lage stellen diese Ventile 32, 33 über die Rückschlagventi­ le 21, 22 eine Verbindung zwischen den Radbremsen und dem Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 her, während nach dem Um­ schalten über diese Ventile Bremsdruck zu dem Druckaus­ gleichsbehälter 12 hin abgebaut wird. In der Druckhalte­ phase, während der der mittlere Bremsdruck in den Radbrem­ sen konstant gehalten wird, werden diese Ventile 32, 33 ständig hin- und hergeschaltet. Dadurch läßt sich ein im Mittelwert konstanter Druck in den Radbremsen einstellen. Weitere nennenswerte Unterschiede zwischen den Ausfüh­ rungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 bestehen nicht.

Claims (8)

1. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit Vorderrad- oder Hinterrad-Antrieb, insbesondere Straßenfahrzeuge, mit Bremsschlupf- und Antriebsschlupfregelung, mit einem hilfskraftunterstützten Bremsdruckgeber, an den über zwei hydraulisch getrennte Druckmittelkreise je ein Vorderrad und ein Hinterrad, vorzugsweise in diagona­ ler Aufteilung, angeschlossen sind, mit einem hydrau­ lischen Hilfsdruck-Versorgungssystem, mit Ventilanord­ nungen, die in den von dem Bremsdruckgeber und von dem Hilfsdruck-Versorgungssystem zu den Radbremsen und von den Radbremsen zu einem Druckausgleichsbehälter füh­ renden Druckmittelwegen eingefügt sind und die in ei­ ner Schaltstellung den Bremsdruckgeber sowie in einer zweiten Schaltstellung das Hilfsdruck-Versorgungssy­ stem anstelle des Bremsdruckgebers hydraulisch mit den Radbremsen verbinden, ferner mit Trennventilen, die in der Antriebsschlupfregelphase den Druckmittelanschluß zu den Radbremsen der nicht angetriebenen Fahrzeugrä­ der sperren, sowie mit Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersigna­ len, mit denen die Ventilanordnungen und die Trennven­ tile umschaltbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Trennventile (15, 16) in je­ dem Bremskreis (I, II) ein normalerweise auf Durchlaß geschaltetes, die beiden Radbremsen (17, 18; 19, 20) ei­ nes Bremskreises (I bzw. II) verbindendes Mehrwegeven­ til vorgesehen und zwischen einem den Bremsdruckgeber (1) mit den Radbremsen (17-20) verbindenden Einlaß­ ventil (EV₁, EV₂) oder -ventilzweig und der Rad­ bremse (17, 19) des angetriebenen Fahrzeugrades (VL, VR) eingefügt ist, und daß das Hilfsdruck-Versorgungssy­ stem (5) über auf Sperren oder Druckabbau umschaltbare Mehrwegeventile (EV₃, EV₄; 32, 33) direkt an die Rad­ bremsen (17, 19) der angetriebenen Räder anschaltbar ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Trennventile (15, 16) in der Ruhestellung auf Durchlaß geschaltete 2/2-Wegeventile vorgesehen sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Radbremsen (17 -20) mit dem Druckausgleichsbehälter verbindenden Ventile (AV₁, AV₂) der Ventilanordnungen (EV₁- EV₄, AV₁, AV₂, 32, 33) in Form von normalerweise auf Sperren geschaltete, auf Durchlaß umschaltbare 2/2-We­ geventile ausgebildet sind, von denen je eines direkt an die Radbremse (17, 19) eines angetriebenen Rades (VL; VR) angeschlossen ist.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dem den Bremsdruck­ geber (1) mit den Radbremsen (17-20) verbindenden Einlaßventil (EV₁, EV₂) jeweils ein zum Bremsdruck­ geber (1) hin sich öffnendes Rückschlagventil (13, 14) parallel geschaltet ist.

5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnun­ gen (EV₁-EV₄, AV₁, AV₂, 32, 33) und die Trenn­ ventile (15, 16) als elektromagnetisch umschaltbare Mehrwegeventile ausgebildet sind.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Bremskreisen (I, II) die Radbremsen (17, 19) der ange­ triebenen Räder (VL, VR) an das Hilfsdruck-Versorgungs­ system (5) über ein in der Ruhestellung auf Durchlaß geschaltetes und an den Druckausgleichsbehälter (12) über ein in der Ruhestellung gesperrtes 2/2-Wegeventil (EV₃, EV₄ bzw. AV₁, AV₂) angeschlossen sind.

7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Bremskreisen (I, II) die Radbremsen (17, 19) der beiden angetriebenen Räder (VL, VR) an ein 3/2-Wegeventil (32, 33), das in der Ruhestellung die Verbindung zu dem Hilfsdruck-Versorgungssystem (5) und nach Umschalten die Verbindung zu dem Druckausgleichsbehälter (12) herstellt, angeschlossen sind.

8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdruck-Ver­ sorgungssystem (5) eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe (6) besitzt, in deren Druckmittelkreis­ lauf von der Druckseite zur Saugseite hintereinander ein bei Bremsenbetätigung durch den Druck im Brems­ druckgeber steuerbares Druckregelventil (9) und ein in der Antriebssschlupfregelphase elektromagnetisch auf Sperren umschaltbares Mehrwegeventil (10) eingefügt sind.