DE3627566C2 - Elektronische Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage mit elektro­ nischer Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung, mit ei­ nem hilfskraftunterstützten, zweikreisigen Bremsdruckgeber, mit diagonaler Bremskreisaufteilung, mit einem Hilfs­ druck-Versorgungssystem, das in den Regelphasen einschaltbar ist und bei Bremsenbetätigung einen geregelten, pedalkraft­ proportionalen und während der Antriebsschlupfregelung einen ungeregelten, durch ein Überdruckventil begrenzten Hilfsdruck erzeugt, mit elektrisch betätigbaren Einlaß- und Auslaßventi­ len zur Steuerung des Bremsdruckes in den Radbremsen und mit elektrisch betätigbaren, in der Ruhestellung offenen Trenn­ ventilen, die in jedem Bremskreis zwischen dem Bremsdruck­ geber und dem Anschluß des Hilfsdruck-Versorgungssystems ein­ gefügt sind und während einer Antriebsschlupfregelung den Abfluß von Druckmittel in den Bremsdruckgeber unterbinden, ferner mit Rückschlagventilen in dem von den Hilfs­ druck-Versorgungssystem zu den Bremskreisen führenden Leitun­ gen sowie mit Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung elek­ tronischer Bremsdruck-Steuersignale.

Eine derartige Bremsanlage ist bereits in der nicht vorver­ öffentlichten DE 36 23 149 A1 beschrieben. Es handelt sich ebenfalls um eine zweikreisige Bremsanlage mit diagonaler Bremskreisaufteilung, die sowohl zur Blockierschutz- als auch zur Antriebsschlupfregelung vorgesehen ist. Bei dieser Brems­ anlage ist in jedem Bremskreis das angetriebene Rad direkt an das für beide Räder eines Bremskreises gemeinsame Einlaßven­ til angeschlossen, während sich in dem Druckmittelweg von diesem Einlaßventil zu dem nicht angetriebenen Rad ein weite­ res, in der Ruhestellung offenes Hydraulikventil befindet. Durch dieses zusätzliche Hydraulikventil kann unterschiedli­ cher Bremsdruck in die Radbremsen der beiden Räder eines Bremskreises eingeleitet werden. Bei einer Antriebsschlupf­ regelung läßt sich durch Umschaltung dieses Zusatzventils erreichen, daß der Bremsdruck nur in die Radbremsen des an­ getriebenen Rades gelangt.

Nach der ebenfalls nicht vorveröffentlichten DE 35 27 190 A1 wird vorgeschlagen, hydraulisch gesteuerte Trennventile vor­ zusehen, über die im Antriebsschlupfregelmodus anstelle des Hauptzylinders das Hilfsdruckversorgungssystem an die Rad­ bremsen bzw. an die zu den Radbremsen führenden Einlaßventile angeschlossen wird. Die Umschaltung dieser Trennventile er­ folgt durch den im Antriebsschlupfmodus erzeugten Hilfsdruck.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art derart auszuge­ stalten, daß ohne Erhöhung des Ventilaufwandes eine weitge­ hend unabhängige Steuerung des Bremsdruckverlaufs in den ein­ zelnen Radbremsen während einer Blockierschutz- und während einer Antriebsschlupfregelung möglich wird.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch Weiterbildung einer solchen Bremsanlage gelöst werden kann, die darin be­ steht, daß jedem Rad ein individuelles, zwischen Trennventil und Radbremse eingefügtes Einlaßventil und jedem Bremskreis ein gemeinsames, zwischen dem Trennventil und den Einlaßven­ tilen angeschlossenen Auslaßventil zugeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage liegen in den beiden Bremskreisen in den Druckmittelwegen, die von dem Hauptzylin­ der zu den Radbremsen führen, jeweils nur zwei, hinterein­ andergeschaltete, in der Ruhestellung offene Hydraulikventile. Jedem Fahrzeugrad ist ein individuelles Einlaßventil zu­ geordnet, wodurch der Druck in jeder Radbremse unabhängig von den anderen Bremsen eingestellt werden kann. Es werden sechs einfache, vorzugsweise als 2/2-Wegeventile ausgebildete Rad­ ventile zum Anschluß der Radbremsen an den zweikreisigen Bremsdruckgeber und an die Rückflußleitung benötigt. Hinzu kommt nur noch ein Einlaßventil pro Bremskreis, das als Trennventil dient und im Antriebsschlupfregelfall den Abfluß von Druckmittel aus dem Hilfsdruck-Versorgungssystem in den drucklosen Bremsdruckgeber verhindert. Das Hilfsdruck-Versor­ gungssystem kann außer dem Druckregelventil ein weiteres, hydraulisch oder elektromagnetisch umschaltbares Sperrventil enthalten, um im Antriebsschlupf-Regelfall den Druckmittelrückfluß zur Saugseite der Pumpe oder zum Behälter zu unterbinden und einen Druckaufbau im Pumpenkreis zu ermöglichen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind alle vorhandenen Ventile als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile ausgebildet.

Das Hilfsdruck-Versorgungssystem der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist vorzugsweise durch ein Blockier­ schutz- oder Antriebsschlupfregelsignal einschaltbar. Es ist jedoch auch mögliche die Schaltung derart auszulegen, daß die Pumpe des Hilfsdruck-Versorgungssystems bei jeder Bremsenbetätigung oder nach dem Überschreiten einer vorge­ gebenen Pedalkraft, eines bestimmten Vorschubs der Kolben im Hauptzylinder oder nach davon abgeleiteten Kriterien in Lauf gesetzt wird.

Es genügt normalerweise ein einziges Hilfsdruck-Versor­ gungssystem, obwohl sich gemäß einer weiteren Ausführungs­ art der Erfindung durch zwei Versorgungssysteme, von denen jeweils eines mit einem der beiden Bremskreise des zwei­ kreisigen Bremskraftverstärkers verbunden ist, die Unab­ hängigkeit des Bremsdruckverlaufs in beiden Kreisen erhö­ hen und die Sicherheit gegen bestimmte Defekte noch ver­ bessern läßt.

Eine weitere Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß in der Bremsdruckabbauphase während einer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung das Hilfsdruck-Versorgungssystem zumindest zeitweise, d. h. während der gesamten Abbauphase oder z. B. nur zu Beginn des Druckabbaus oder für eine fest vorgegebene Zeitspanne, ausschaltbar ist. Besitzt das Hilfsdruck-Versorgungssystem mindestens eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe, ist es vorgesehen, deren Antriebsmotor während der Druckabbauphase, d. h. kurzzeitig oder während der gesamten Abbauphase, auszuschalten.

Bei einem bekannten Hilfsdruck-Versorgungssystem sind die Druckseite der Hydraulikpumpe und die Pumpen-Saugseite über ein Regelventil, mit dem der geregelte Druck während der Blockierschutzregelphase erzeugt wird, und über ein Trennventil hydraulisch verbunden. Das Trennventil ist in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltet und wird zur Erzeugung des ungeregelten Druckes, der in der Antriebsschlupfregelphase benötigt wird, auf Sperren umgeschaltet. Mit Hilfe dieses Trennventils, das am einfachsten durch ein 2/2-Wegeventil zu verwirklichen ist, kann in der Druckabbauphase während einer Antriebsschlupfregelung der Bremsdruck auf einfache Weise und schnell abgesenkt werden. Bei Hilfsdruck-Versorgungssystemen, die nicht mit einem solchen Trennventil ausgerüstet sind, kann natürlich ein solches Ventil zusätzlich eingefügt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Aus­ führungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor, die in vereinfachter, teilweise schematischer Darstellung einer Bremsanlage der erfindungsgemäßem Art wiedergibt.

Wie die Abbildung zeigt, besitzt in diesem Fall die Brems­ anlage einen Bremsdruckgeber 1, der sich aus einem Tan­ dem-Hauptzylinder 2 mit vorgeschaltetem Unterdruck-Brems­ kraftverstärker 3 zusammensetzt. Durch ein Pedal 4 wird der Bremsdruckgeber 1 betätigt.

Die Bremsanlage ist außerdem mit einem Hilfsdruck-Versor­ gungssystem 5 ausgerüstet, das eine elektromotorisch ange­ triebene Hydraulikpumpe 6, ein Bremsdruckregelventil 7 und ein Trennventil 8 umfaßt. Diese beiden Ventile 7 und 8 sind in dem Druckmittelkreislauf von der Druckseite der Pumpe 6 zu deren Saugseite in Reihe geschaltet. Außerdem ist die Pumpen-Saugseite an einen Druckausgleichs- oder Druckmittelvorratsbehälter 9 angeschlossen, der auch in üblicher Weise den Tandem-Hauptzylinder 2 mit Druckmittel versorgt.

An die beiden Bremskreise I, II des Hauptzylinders 2 sind in diagonaler Aufteilung jeweils ein Vorderrad und ein Hinterrad VL, HR; VR, HL angeschlossen. In dem Druckmittelweg jedes Bremskreises I, II sind ein für die beiden Räder ei­ ner Diagonalen gemeinsames, in der Ruhestellung offenes Mehrwegeventil 10 bzw. 11 sowie radindividuell je ein wei­ teres, ebenfalls in der Ruhestellung offenes Mehrwegeven­ til 12, 13 bzw. 14, 15 eingefügt. Beide Räder einer Diagona­ len, also VL, HR bzw. VR, RL, sind jeweils über ein gemein­ sames Auslaßventil 16 bzw. 17 , das ist ein in der Ruhe­ stellung gesperrtes Mehrwegeventil, mit einer Rückflußlei­ tung 18 verbunden, die ebenfalls zu dem Druckausgleichsbe­ hälter 9 führt.

Das gemeinsame Mehrwegeventil 10 bzw. 11 und die radindi­ viduellen Mehrwegeventile 12, 13 bzw. 14, 15 sind also in Reihe geschaltet.

Zwischen den gemeinsamen Mehrwegeventilen 10 bzw. 11 und der radindividuellen Mehrwegeventilen 12, 13 bzw. 14, 15 ist jeweils über ein Rückschlagventil 19, 20 und die Versor­ gungsleitung 29 das Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 ange­ schlossen.

Zur Erzeugung des zum Druck in den Arbeitskammern des Hauptzylinders 2 und damit zur Pedalkraft proportionalen, geregelten Hilfsdruckes, den das Versorgungssystem 5 lie­ fert, ist eine Druck-Steueranschlußleitung 30 vorhanden, die an den Bremskreis II angeschlossen ist.

Den Druck in den beiden Bremskreisen I, II untereinander und mit dem Hilfsdruck vergleicht ein Differenzdruckschal­ ter 27, der vor allem Überwachungsfunktionen ausführt und mit dem Fehler signalisiert werden können.

Schließlich sind die einzelnen Räder noch mit je einem Radsensor 21 bis 24, beispielsweise einem induktiven Meß­ wertaufnehmer ausgerüstet, der ein dem Raddrehverhalten proportionales elektrisches Signal erzeugt und einem elek­ tronischen Regler 25 zuleitet. Mit festverdrahteten oder programmgesteuerten Schaltkreisen im Inneren des Reglers 25 werden dann in Abhängigkeit von dem sensierten Raddreh­ verhalten Bremsdrucksteuersignale erzeugt, die über die Ausgänge A in Form von elektrischen Stellsignalen den ein­ zelnen elektromagnetisch betätigbaren Ventilen 8, 10-17, die in den Hydraulikwegen eingefügt sind, über nicht dar­ gestellte elektrische Leitungen zugeführt werden. Gegebe­ nenfalls werden bei der Bildung der Bremsdrucksteuersigna­ le noch weitere Informationen im Regler 25 ausgewertet, beispielsweise die Information über die Bremsbetätigung, die ein Bremslichtschalter 25 liefert. U.a. läßt sich mit Hilfe des Bremslichtschalters in jeder Phase der Brems­ schlupfregelung beim Lösen des Bremspedales 4 ein soforti­ ges Zurückschalten der Mehrwegeventile 10-15 und damit ein unverzögerter Abbau des Bremsdruckes in den Radbremsen herbeiführen.

Die dargestellte Bremsanlage besitzt folgende Wirkungswei­ se:
Bei normalen, d. h. ungeregelten Bremsvorgängen bleiben al­ le Mehrwegeventile in ihrer Ruhelage und somit in der dar­ gestellten Schaltposition. Die Radbremsen sind also über die Ventile direkt an den Bremsdruckgeber 1 angeschlossen.

Sobald ein Rad instabil wird, setzt die Blockierschutzre­ gelung ein. Der Motor M der Hydraulikpumpe 6 wird einge­ schaltet und dadurch ein Hilfsdruck im Versorgungssystem 5 aufgebaut, dessen Höhe von dem Druck im Bremskreis II be­ stimmt wird. Nach dem Umschalten der Trennventile 10, 11 übernimmt das Hilfsdruck-Versorgungssystem 5 die Druckver­ sorgung der Radbremsen und liefert die Druckmittelmenge nach, die in der Bremsdruckabbauphase über die umgeschal­ teten Auslaßventile 16, 17 in den Behälter 9 abfließt.

Da jedes Rad über eigenes Einlaßventil 12-15 angeschlos­ sen ist, läßt sich durch kurzzeitiges oder pulsweises Um­ schalten dieser Ventile in jedem Rad individuell der Bremsdruck auf das gewünschte Niveau und mit der gewünsch­ ten Geschwindigkeit anheben. Zur Druckkonstanthaltung wird lediglich das betreffende radindividuelle Einlaßventil 12-15 in die Sperrposition umgeschaltet. Ein Druckabbau über das Auslaßventil 16 bzw. 17, an das jeweils die Rad­ bremsen einer Diagonalen angeschlossen sind, läßt sich auf ein einziges Rad beschränken, indem das zweite Rad des Bremskreises für die Dauer des Bremsdruckabbaus durch Um­ schalten des radindividuellen Ventils hydraulisch abge­ trennt wird. Nach dem Erreichen des gewünschten niedrige­ ren Druckniveaus wird bei Bedarf durch Zurückschalten des zugehörigen individuellen Ventils und Umschalten des ande­ ren individuellen Ventils des gleichen Bremskreises ein weiterer Druckanstieg an diesem zweiten Rad herbeigeführt. Diese Art der zeitversetzten Regelung wird als Multiplex- Regelung bezeichnet.

Der Druckabbau kann erfindungsgemäß durch Ausschalten des Hilfsdruck-Versorgungssystems 5 bzw. des Antriebsmotors M der Hydraulikpumpe 6 unterstützt werden. Die Ausschaltzeit wird entweder fest vorgegeben, oder es wird der Motor M während der gesamten oder für eine variable Zeit innerhalb der Druckabbauphase stillgesetzt.

Zur Antriebsschlupfregelung wird ebenfalls das Hilfsdruck- Versorgungssystem 5 eingeschaltet, wobei dieses jedoch, weil durch Umschalten des Ventils 8 der Druckmittelfluß über das Regelventil 7 völlig gesperrt wird, einen ungere­ gelten, durch die Pumpenleistung oder durch das Ansprechen eines Überdruckventiles 27 begrenzten Druck erzeugt. Die gemeinsamen Mehrwegeventile 10, 11 jeder Fahrzeugdiagonalen werden umgeschaltet, um den Abfluß von Druckmitteln bzw. den Abbau des Hilfsdruckes über den Hauptzylinder 2 zu verhindern. Nunmehr kann in gleicher Weise wie bei der Blockierschutzregelung der Bremsdruck radindividuell mit Hilfe der Ventile 12-17 eingestellt und variiert werden.

Die Mehrwegeventil-Stellsignale bzw. Bremsdrucksteuersi­ gnale werden auch in der Antriebsschlupfregelphase durch Auswertung der mit Hilfe der Sensoren 21-24 gewonnen In­ formationen über das Raddrehverhalten erzeugt. Dazu dienen ebenfalls die elektronischen Schaltkreise des Reglers 25.

Claims (9)

1. Bremsanlage mit elektronischer Blockierschutz- und An­ triebsschlupfregelung, mit einem hilfskraftunterstütz­ ten, zweikreisigen Bremsdruckgeber, mit diagonaler Bremskreisaufteilung, mit einem Hilfsdruck-Versorgungssystem, das in den Regelphasen einschaltbar ist und bei Bremsenbetätigung einen geregelten, pedalkraftproportionalen und während der Antriebsschlupfregelung einen ungeregelten, durch ein Überdruckventil begrenzten Hilfsdruck erzeugt, mit elektrisch betätigbaren Einlaß- und Auslaßventilen zur Steuerung des Bremsdruckes in den Radbremsen und mit elektrisch betätigbaren, in der Ruhestellung offenen Trennventilen, die in jedem Bremskreis zwischen dem Bremsdruckgeber und dem Anschluß des Hilfsdruck-Versorgungssystems eingefügt sind und während einer Antriebsschlupfregelung den Abfluß von Druckmittel in den Bremsdruckgeber unterbinden, ferner mit Rückschlagventilen in dem von den Hilfsdruck-Versorgungssystem zu den Bremskreisen führenden Leitungen sowie mit Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung elektronischer Bremsdruck-Steuersignale, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rad (VR, VL, HR, HL) ein individuelles, zwischen Trennventil und Radbremse eingefügtes Einlaßventil (12-15) und jedem Bremskreis (I, II) ein gemeinsames, zwischen dem Trennventil (10, 11) und den Einlaßventilen (12-15) angeschlossenen Auslaßventil (16, 17) zugeordnet sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mehrwegeventile (8, 10-17) als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile aus­ gebildet sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hilfsdruck-Versor­ gungssystem (5) durch ein Blockierschutz- oder ein An­ triebsschlupf-Regelsignal einschaltbar ist.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdruck-Ver­ sorgungssystem (5) bei jeder Bremsenbetätigung oder beim Überschreiten einer vorgegebenen Pedalkraft oder eines bestimmten Pedalweges oder bei einem davon abge­ leiteten Kriterium einschaltbar ist.

5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruckgeber (1) einen Hauptzylinder (2) besitzt und daß das Hilfs­ druck-Versorgungssystem (5) beim Überschreiten eines vorgegebenen Vorschubs der Kolben im Hauptzylinder (2) einschaltbar ist.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brems­ kreise (I, II) des Bremsdruckgebers (1) mit je einem eigenen Hilfsdruck-Versorgungssystem verbunden sind.

7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bremsdruckabbauphase während einer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung das Hilfsdruck-Versorgungssystem (5) zumindest zeitweise ausschaltbar ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdruck-Versorgungssystem (5) mindestens eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe (6) besitzt, deren Antriebsmotor (M) während der Druckabbauphase ausschaltbar ist.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bremsdruckabbauphase während einer Antriebsschlupfregelung die Druckseite der Hydraulikpumpe (6) über ein auf Durchlaß schaltbares bzw. zurückschaltbares Mehrwegeventil (8) mit der Pumpen-Saugseite verbindbar ist.