DE3700282A1 - Antiblockierbremssteuervorrichtung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antiblockierbremssteuervorrich­ tung für ein Kraftfahrzeug, die dazu dient, ein Blockieren der Räder eines Kraftfahrzeuges zu verhindern, wenn das Kraftfahrzeug gebremst wird.

Fig. 2 der zugehörigen Zeichnung zeigt eine herkömmliche An­ tiblockierbremssteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Bei dieser Antiblockierbremssteuervorrichtung für ein Kraftfahr­ zeug ist ein Hauptzylinder 101 mit Vorder- und Hinterradzy­ lindern 102, 103 über Rohrleitungen 104 und 105 jeweils verbun­ den, die Drei-Stellung-Richtsteuerventile 106, 107 jeweils aufweisen. Die Drei-Stellung-Richtsteuerventile 106, 107 haben einen bekannten Aufbau mit drei wählbaren Stellungen, d.h. einer Stellung, in der der Hauptzylinder 101 mit den Radzy­ lindern 102, 103 verbunden ist, einer neutralen Stellung, in der der Hauptzylinder 101 nicht mit den Radzylindern 102 und 103 verbunden ist, und einer Stellung, in der die Radzylinder 102, 103 mit einem Vorratsbehälter 108 verbunden sind. Zwi­ schen dem Drei-Stellung-Richtsteuerventil 107 und dem Hinter­ radzylinder 103 ist ein bekanntes Proportionalventil 109 an­ geordnet, das einen hydraulischen Druckunterschiedzwischen dem dem Vorderradzylinder 102 gelieferten hydraulischen Druck und dem dem Hinterradzylinder 103 gelieferten hydraulischen Druck entwickelt. Das hydraulische Bremsfluid wird vom Vorratsbe­ hälter 108 über eine hydraulische Pumpe 110 gepumpt, und der hydraulische Druck von der Pumpe 110 wird in einem Speicher 111 gespeichert.

Wenn die Antiblockierbremssteuervorrichtung zu arbeiten be­ ginnt, werden die Drei-Stellung-Richtsteuerventile 106, 107 zwischen ihren drei Stellungen hin und her geschaltet, um den hydraulischen Druck in den Radzylindern 102, 103 zu ändern und dadurch ein Blockieren der Räder zu verhindern. Da diese Richtsteuerventile 106, 107 sehr schnell schalten, treten wie­ derholt große Druckschwankungen oder Druckschwingungen in den Teilen der Rohrleitungen auf, die stromabwärts von den Ven­ tilen 106, 107 bezüglich der Fluidströmungsrichtung vom Haupt­ zylinder 101 angeordnet sind. Das Proportionalventil 109 wird mit einem Bremsfluiddruck, d.h. einem Eingangsdruck von dem Richtsteuerventil 107 versorgt und liefert dem Hinterradzy­ linder 103 einen optimalen Bremsfluiddruck, d.h. einen Aus­ gangsdruck nach Maßgabe des am Proportionalventil 109 liegen­ den Eingangsfluiddruckes. Wenn der Fluiddruck stromabwärts vom Richtsteuerventil 107, beispielsweise am Teil P 1, wiederholten häufigen Schwankungen ausgesetzt ist, wird auch das Proportio­ nalventil 109 dazu gebracht, seine Proportionierungsfunktion in der oben beschriebenen Weise häufig zu wiederholen. Wenn die Anzahl der Arbeitszyklen des Proportionalventils 109 zu­ nimmt, besteht jedoch die Gefahr, daß seine Dauerhaftigkeit, und somit seine Lebensdauer relativ bald abnehmen.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, entwickelt das Proportional­ ventil 109 eine Druckhysterese zwischen seinem Eingangsdruck am Teil P 1 (Fig. 2) und seinem Ausgangsdruck am Teil P 2. Selbst wenn das Richtsteuerventil 107 auf die Rückführungsstellung umgeschaltet und der Eingangsdruck verringert ist, ist daher der Ausgangsdruck noch nicht sofort herabgesetzt, sondern bleibt der Ausgangsdruck für ein bestimmtes Zeitintervall unverändert. Das führt zu der Schwierigkeit, daß der Zeit­ punkt der Abnahme des Druckes im Radzylinder 103 verzögert ist.

Durch die Erfindung soll daher eine Antiblockierbremssteuer­ vorrichtung für ein Kraftfahrzeug geschaffen werden, die ein Proportionalventil mit größerer Dauerhaftigkeit aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Antiblockierbremssteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug soll insbesondere verhindert werden, daß der Zeitpunkt der Abnahme des hydraulischen Druckes im Radzylin­ der aufgrund einer Druckhysterese verzögert ist, die durch das Proportionalventil hervorgerufen wird.

Gemäß der Erfindung ist das Proportionalventil, das einen Fluiddruckunterschied zwischen den Radzylindern entwickelt, die den Vorder- und Hinterrädern eines Kraftfahrzeuges zuge­ ordnet sind, zwischen einen Hauptzylinder und ein Richtsteuer­ ventil geschaltet, das mit dem Radzylinder verbunden ist, der dem Hinterrad zugeordnet ist. Ein Bremsfluid, das in einem Vorratsbehälter gespeichert ist, wird über eine Fluidpumpe zu einem Rohrleitungsteil zwischen dem Hauptzylinder und dem Proportionalventil rückgeführt.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein be­ sonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das schematische Schaltbild des Aus­ führungsbeispiels der erfindungs­ gemäßen Antiblockierbremssteuervor­ richtung für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 das schematische Schaltbild einer herkömmlichen Antiblockierbrems­ steuervorrichtung für ein Kraftfahr­ zeug, und

Fig. 3 in einer graphischen Darstellung die Kennkurve eines Proportionalventils, das bei einer Antiblockierbrems­ steuervorrichtung für ein Kraftfahr­ zeug verwandt wird.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antiblockierbremssteuervorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Antiblockierbremssteuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug enthält einen Hauptzylinder 4, der einen Bremsfluiddruck auf das Herabdrücken eines Bremspedals 2 durch den Fuß des Fah­ rers ansprechend erzeugt. Der Hauptzylinder 4 weist zwei Kam­ mern 4 a und 4 b auf, die mit Hauptrohrleitungen 6, 8 jeweils verbunden sind. Die Hauptleitungen 6, 8 sind mit identischen hydraulischen Bauteilen gekoppelt, so daß im folgenden nur diejenigen Bauteile beschrieben werden, die mit der Hauptlei­ tung 6 verbunden sind.

Die Hauptleitung 6 zweigt in zwei Zweigleitungen 10, 12 auf, die mit den Vorder- und Hinterradzylindern 14, 16 jeweils ver­ bunden sind. Die Zweigleitung 10 weist ein Drei-Stellung-Richt­ steuerventil 18 mit herkömmlichem Aufbau auf. Das Richtsteuer­ ventil 18 hat eine Stellung 18 a, in der der Hauptzylinder 4 mit dem Radzylinder 14 über die Zweigleitung 10 verbunden ist, eine neutrale Stellung 18 b, in der der Hauptzylinder 4 nicht mit dem Radzylinder 14 verbunden ist, und eine Stellung 18 c, in der ein Teil der Zweigleitung 10 stromabwärts vom Richt­ steuerventil 18 mit einer Rückführungsleitung 20 verbunden ist.

Mit der Zweigleitung 10 ist eine Bypaßleitung 22 verbunden, die das Richtsteuerventil 18 zwischen der Seite des Ventils 18, d.h. der stromaufwärts liegenden Seite, die mit dem Hauptzylinder 4 verbunden ist, und der Seite des Ventils 18, d.h. der stromabwärts liegenden Seite, umgeht, die mit dem Radzylinder 14 verbunden ist. Die Bypaßleitung 22 weist ein Rückschlagventil 24 auf, damit das Bremsfluid nur von der stromabwärts liegenden Seite zur stromaufwärts liegenden Sei­ te strömen kann. Die Bypaßleitung 22 dient dazu, das Brems­ fluid schnell vom Radzylinder 14 zum Hauptzylinder 4 zurück­ zuführen, indem das Richtsteuerventil 18 umgangen wird, wenn das Bremspedal 2 vom Fuß des Fahrers freigegeben wird.

Eine feste Drossel 26 ist in der Leitung 10 stromaufwärts vom Richtsteuerventil 18 vorgesehen. Eine weitere feste Drossel 28 ist in einer Zweigleitung 30 angeordnet, die das Richt­ steuerventil 18 und die Rückführungsleitung 20 miteinander verbindet.

Die Zweigleitung 12 weist ein Proportionalventil 32 auf, das unmittelbar stromabwärts von der Stelle angeordnet ist, an der die Zweigleitungen 10, 12 von der Hauptleitung 6 abzwei­ gen. Das Proportionalventil 32 hat einen herkömmlichen Aufbau, der mit dem Aufbau und der Arbeitsweise des Proportionalven­ tils 109 in Fig. 1 identisch ist.

Die Zweigleitung 12 weist gleichfalls ein Drei-Stellung-Richt­ steuerventil 34 auf, das stromabwärts vom Proportionalventil 32 angeordnet ist. Das Drei-Stellungs-Richtsteuerventil 34 hat ins­ seinem Aufbau und seiner Arbeitsweise mit dem 3-Stellungsricht­ steuerventil 18 identisch. Das Richtsteuerventil 34 hat ins­ besondere eine Stellung 34 a, in der der Hauptzylinder 4 mit dem Radzylinder 16 über die Zweigleitung 12 in Verbindung steht, eine neutrale Stellung 34 b, in der der Hauptzylinder 4 nicht mit dem Radzylinder 16 verbunden ist, und eine Rück­ führungsstellung 34 c, in der ein Teil der Zweigleitung 12 stromabwärts vom Richtsteuerventil 34 mit der Rückführungs­ leitung 20 über eine Zweigleitung 36 verbunden ist.

Mit der Zweigleitung 12 ist eine Bypaßleitung 38 verbunden, die das Richtsteuerventil 34 zwischen der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Seite des Ventils 34 umgeht. Die Bypaß­ leitung 34 enthält ein Rückschlagventil 40, so daß das Brems­ fluid nur von der stromabwärts liegenden Seite zur stromauf­ wärts liegenden Seite strömen kann. Eine feste Drossel 42 ist in der Leitung 12 stromaufwärts vom Richtsteuerventil 34 an­ geordnet. Eine weitere feste Drossel 44 befindet sich in der Zweigleitung 30.

Die Rückführungsleitung 20 ist mit einem Vorratsbehälter 46 zum Speichern des Bremsfluides gekoppelt, das von den Rad­ zylindern 14, 16 über die Zweigleitungen 10, 12, die Richt­ steuerventile 18, 34, die Zweigleitungen 30, 36 und die Rück­ führungsleitung 20 rückgeführt wird. Das im Vorratsbehälter 46 gespeicherte Bremsfluid wird von einer hydraulischen Pum­ pe 48 herausgepumpt und über eine Rückflußleitung 50 zur stromaufwärts liegenden Seite des Richtsteuerventils 18 und des Proportionalventils 32 abgegeben. Die Rückflußleitung 50 verbindet den Vorratsbehälter 46 und denjenigen Teil der Zweigleitung 10, der stromaufwärts vom Richtsteuerventil 18 liegt. Die Rückflußleitung 50 hat eine Pumpe 48 und Rück­ schlagventile 52, 54, die jeweils an den gegenüberliegenden Seiten der Pumpe 48 angeordnet sind. Ein Speicher 56 ist mit der Rückflußleitung 50 an der Auslaßseite der Pumpe 48 ver­ bunden, um das Bremsfluid von der Pumpe 48 unter konstantem Druck zu speichern.

Jedes Drei-Stellung-Richtsteuerventil 18, 34 ist ein Solenoid­ betätigtes Ventil. Die hydraulische Pumpe 48 wird durch einen nicht dargestellten Elektromotor betrieben. Ein nicht darge­ stellter Geschwindigkeitssensor ist in der Nähe jedes der nicht dargestellten Räder angeordnet, denen die Radzylinder zugeordnet sind, um die Drehgeschwindigkeit des Rades aufzu­ nehmen. Ein vom Geschwindigkeitssensor erzeugtes Signal, das die Radgeschwindigkeit angibt, liegt an einer nicht darge­ stellten elektronischen Steuereinheit, die Antriebssignale den Drei-Stellungrichtsteuerventilen 18, 34 und dem Elektromo­ tor der Pumpe 48 liefert.

Die Antiblockierbremssteuervorrichtung 1 arbeitet in der fol­ genden Weise:

Zum Bremsen des Kraftfahrzeuges wird das Bremspedal 2 herabge­ zeugen kann, der über die Hauptleitung 6, die Zweigleitungen 10, 12, die Drei-Stellungrichtsteuerventile 18, 34 auf die Rad­ zylinder 14, 16 übertragen wird. Zu diesem Zeitpunkt haben die Richtsteuerventile 18, 34 die Verbindungsstellung oder die erste Stellung 18 a, 34 a jeweils. Der Schwerpunkt des Kraftfahrzeuges wird nach vorne verschoben, wenn das Kraftfahrzeug gebremst wird. Daher können die Hinterräder auf der Straße rutschen. Um ein Rutschen der Hinterräder zu vermeiden, arbeitet das Pro­ portionalventil 32 so, daß es den Fluiddruck herabsetzt, der am Hinterradzylinder 16 liegt.

Wenn das Bremspedal 2 weiter heruntergedrückt wird, steigt der Fluiddruck in den Radzylindern 14, 16 an. Wenn die gebrems­ ten Räder blockieren oder dabei sind zu blockieren, werden diese Verhältnisse durch die Geschwindigkeitssensoren wahrge­ nommen, die Signale an die elektronische Steuereinheit legen, so daß diese wiederum Antriebsbefehlssignale abgibt, um die Pumpe 48 zu betreiben und die Richtsteuerventile 18, 34 in die Rückführungsstellung oder die zweite Stellung 18 c, 34 c jeweils umzuschalten. Das Fluid unter Druck in den Radzylindern 14, 16 wird dann durch die Richtsteuerventile 18, 34 über die Rückfüh­ rungsleitung 20 zum Vorratsbehälter 46 geleitet, woraufhin die Blockierung der Räder aufgehoben wird und die Räder ihre Dre­ hung wieder aufnehmen. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Räder über eine bestimmte Bezugsgeschwindigkeit ansteigt, steuert die elektronische Steuereinheit die Richtsteuerventile 18, 34 so, daß sie in die Verbindungsstellung 18 a, 34 a jeweils umgeschaltet wer­ den, um das Bremsfluid unter Druck von der Pumpe 48 den Radzy­ lindern 14, 16 zu liefern und ein Drehen der Räder zu unter­ drücken. Das Maß, in dem der Fluiddruck in den Radzylinder 14, 16 ansteigt, kann dadurch bestimmt werden, daß die Richtsteuer­ ventile 18, 34 zwischen der Verbindungsstellung 18 a, 34 a und der Unterbrechungsstellung 18 b, 34 b mit geeigneter Frequenz hin und her geschaltet werden.

Die Antiblockierbremssteuerung wird dadurch bewirkt, daß die oben erwähnte Schaltbewegung der Richtsteuerventile 18, 34 wiederholt wird. Die stromaufwärts liegende Seite des Pro­ portionalventils 32, die beispielsweise durch den Punkt P 3 in Fig. 1 angegeben ist, wird mit einem im wesentlichen kon­ stanten Fluiddruck von der Pumpe 48 versorgt, während die stromabwärts liegende Seite des Proportionalventils 32, die durch den Punkt P 4 wiedergegeben ist, gleichfalls unter ei­ nem im wesentlichen konstanten Fluiddruck gehalten wird. Wenn das Proportionalventil 32 einmal seine Betriebsposition für den Proportionierungsbetrieb festlegt, bleibt es somit im wesentlichen in seiner Betriebsposition während der Anti­ blockierbremssteuerung, und zwar unabhängig von Druckänderun­ gen oder Schwankungen auf der stromabwärts liegenden Seite des Richtsteuerventils 34, die durch den Punkt P 1 wiedergegeben ist. Da das Proportionalventil 32 keinen großen wiederholten Druckschwankungen ausgesetzt ist, werden seine Dauerhaftig­ keit und seine Lebensdauer nicht ungebührend verringert. Der Zeitpunkt der Abnahme des Fluiddruckes im Radzylinder 16 ist weiterhin nicht verzögert, da das Proportionalventil 32 nicht zwischen dem Radzylinder 16 und dem Richtsteuerventil 34 an­ geordnet ist.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurden die Richtsteuerven­ tile 18, 34 gleichzeitig im Antiblockierbremssteuerbetrieb umgeschaltet. Wenn jedoch nur die Vorderräder oder die Hinter­ räder blockieren, kann jedoch nur das Richtsteuerventil, das zu den Vorderrädern oder den Hinterrädern gehört, für seinen Schaltbetrieb angesteuert werden.

Claims (3)

1. Antiblockierbremssteuervorrichtung für die Vorder- und Hinterräder eines Kraftfahrzeuges, gekennzeichnet durch einen Hauptzylinder, der auf die Betätigung eines Brems­ betätigungselementes ansprechend einen Bremsfluiddruck erzeugt,
einen ersten und einen zweiten Radzylinder zum Bremsen der Vorder - und Hinterräder des Kraftfahrzeuges, ein Leitungssystem, das den Hauptzylinder und den ersten und den zweiten Radzylinder verbindet, einen Vorratsbehälter zum Speichern eines Bremsfluides, ein erstes und ein zweites Richtsteuerventil, die im Leitungssystem angeordnet sind und wahlweise zwischen einer Stellung, in der der Hauptzylinder mit dem ersten und dem zweiten Radzylinder verbunden ist, und einer zweiten Stellung umschaltbar sind, in der der erste und der zweite Radzylinder mit dem Vorratsbehälter verbun­ den sind,
ein Proportionalventil, das im Leitungssystem zwischen dem Hauptzylinder und dem zweiten Richtsteuerventil an­ geordnet ist, um einen Fluiddruckunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Radzylinder zu erzeugen, und eine Pumpe zum Abgeben des Bremsfluides, das im Vorrats­ behälter gespeichert ist, zu einem Teil des Leitungs­ systems zwischen dem Hauptzylinder und dem Proportional­ ventil.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem eine Hauptleitung, die mit dem Hauptzylinder verbunden ist, und zwei Zweigleitungen umfaßt, die von der Hauptleitung abzweigen und mit dem ersten und dem zweiten Richtsteuerventil jeweils verbun­ den sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalventil in einer der Zweigleitungen angeordnet ist, die mit dem zweiten Radzylinder ver­ bunden ist.