DE3739913A1

DE3739913A1 - Einrichtung zur erzeugung eines vakuums

Info

Publication number: DE3739913A1
Application number: DE19873739913
Authority: DE
Inventors: Christoph Jung
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1989-06-08
Also published as: GB2212863B; US4899708A; FR2623458A1; GB2212863A; GB8826042D0; JPH01168557A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Einrichtung zur Er zeugung eines Vakuums, insbesondere für eine Fahrzeug bremsanlage mit Bremsschlupfregelung, wobei zur schlupf abhängigen Druckregelung in den Radbremszylindern eine Kammer veränderlichen Volumens an mindestens eine Rad bremse angeschlossen ist, und die Volumenänderung mit tels eines Vakuumservomotors bewirkt wird, bestehend im wesentlichen aus dem Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors und einem Vergaser mit Drosselklappe.

Im Automobilbau existiert eine breite Palette von Gerä ten, deren Energiequelle der Unterdruck im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors ist. Herausragendes Beispiel sind die bekannten Vakuumbremskraftverstärker.

Weiterhin sind Bremsschlupfregeleinrichtungen bekannt, die auf dem sog. Plunger-System beruhen. Dies bedeutet, daß die Radbremsen im Falle einer Bremsschlupfregelung mit einem Raum veränderlichen Volumens in Verbindung stehen. Realisiert wird ein derartiger Raum durch eine Kolbenzylinderanordnung, wobei zur Druckabsenkung der Kolben aus dem Zylidner herausgezogen wird, wodurch dem Druckmittel in der Radbremse ein vergrößertes Volumen zur Verfügung gestellt wird: Dies hat zwangsläufig eine Druckabsenkung zur Folge. Zum erneuten Druckaufbau wird der Kolben wiederum in den Zylinder hineingeschoben. Es wurde schon vorgeschlagen, den Kolben mit Hilfe eines Unterdruckservomotors zu betätigen. Der Kolben steht dann über eine Druckstange mit der beweglichen Wand ei nes Servomotors in Verbindung, wobei die Wand ein Ge häuse in eine erste und zweite Kammer teilt. Je nachdem welche Kammer mit der Atmosphäre und welche Kammer mit einer Vakuumquelle verbunden ist, erfolgt eine Druckbe aufschlagung der Wand und damit des Kolbens im Sinne ei ner Vergrößerung bzw. einer Verkleinerung des Zylinder raums.

In Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen (Reibwert zwischen Fahrbahn und Reifen; Geschwindigkeit des Fahr zeugs), können mehrere Regelzyklen in einer Sekunde ab laufen. In jedem Regelzyklus muß die jeweils gerade be lüftete Kammer wieder evakuiert werden, d.h. daß während der Regelung von der Vakuumquelle eine erhebliche Luft menge aus dem Servomotor abgesaugt werden muß.

Auch bei derartigen Bremsgeräten ist beabsichtigt, die Vakuumquelle von dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors zu bilden. Dabei zeigte sich, daß die aus dem Servomotor angesaugte Luft im Sinne einer optimalen Gemischaufbe reitung als Fremdluft zu betrachten ist, so daß der nun mit einem nicht optimalen Gemisch versorgte Motor zum Stillstand kommt.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, Mittel zu schaffen, die es ermöglichen, daß trotz des Luftstroms, der aus dem Servomotor angesaugt wird, der Motor weiterhin in Betrieb bleibt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aus dem Servo motor angesaugte Luft mit Treibstoff angereichert wird.

Hierzu stehen im wesentlichen zwei Möglichkeiten zur Ver fügung.

Zum einen kann eine Einspritzung von Treibstoff in die angesaugte Luft erfolgen.

Zum anderen kann aber auch eine zweite Drosselklappe vorgesehen sein, die im Luftansaugbereich des Vergasers liegt.

Vorteilhaft ist es, hierfür die in vielen Fahrzeugen schon vorhandene Starterklappe einzusetzen.

Mit dem Schließen der Starterklappe tritt der folgende Effekt ein.

Da weniger Luft angesaugt wird, entsteht im Vergaser ein stark angereichertes Gemisch (das Gemisch ist stark überfettet). Das stark überfettete Gemisch gelangt in das Ansaugrohr des Motors und wird dort mit der aus dem Servomotor angesaugten Luft vermischt, so daß wider ein Gemisch mit normalen Werten entsteht.

Der Motor läuft somit während des Bremsvorgangs weiter, so daß das für die Bremsschlupfregelung notwendige Va kuum zur Verfügung gestellt wird. Besonders kritisch ist der Fall, wenn die Antriebsräder vom Motor abgekoppelt sind (z.B. Freilauf). Dann ist kein Schiebebetrieb mög lich. Es scheint daher sinnvoll, nur dann eine Anrei cherung vorzunehmen, wenn die Antriebsräder frei laufen. Dies kann ggf. durch eine Auswertung des Raddrehverhal tens festgestrellt werden (fehlendes Antriebsmoment).

In der DE-OS 28 14 384 wird zwar schon auf die Möglich keit hingewiesen, die der Starterklappe im Zusammenhang mit der Vakuumerzeugung zukommt. Der Erfinder stand vor dem Problem, mit Beginn einer Bremsung für den Brems kraftverstärker ein ausreichendes Vakuum zur Verfügung zu stellen. Dies geschieht dadurch, daß beim Lösen des Gaspedals die Starterklappe geschlossen wird, so daß der Motor in dem Zeitraum, den der Fahrer benötigt, seinen Fuß vom Gaspedal auf das Bremspedal zu stellen, die Luft aus dem Bremskraftverstärker absaugt. Die Erfindung ge mäß der Offenlegungsschrift gewährleistet also, daß, un abhängig davon, ob schon ein Betriebszustand vorhanden war, der ein ausreichendes Vakuum im Bremskraftver stärker gewährleistet, auf jeden Fall vor der Bremsung ein ausreichendes Vakuum zur Verfügung gestellt wird.

Mit der nun vorgelegten Erfindung zeigt sich, daß in überraschend einfacher Weise ebenfalls durch Schließen der Starterklappe ein anderes Problem gelöst wird, näm lich das Problem, daß bei einer Schlupfregelung gemäß dem oben beschriebenen Prinzip ein Motorstillstand pro voziert wird.

Der Erfindungsgedanke soll nun anhand einer Figur noch einmal erläutert werden.

Die Bremsanlage ist durch die Kennziffer 1 bis 12 cha rakterisiert, wobei im wesentlichen ein Hauptbremszy linder 1 mit einem vorgeschalteten Bremskraftverstärker 2 dargestellt ist. Dem Bremskraftverstärker 2 wiederum zugeordnet ist ein Bremsdruckregelventil 3, das von ei nem schematisch angedeuteten Pedal betätigt wird. Der Bremskraftverstärker 2 besteht aus einem Gehäuse 4, in dem eine verschiebbare Wand 5 angeordnet ist. die Wand teilt das Gehäuse 2 in eine erste Kammer 6 und eine zweite Kammer 7.

Die bewegliche Wand steht mittels einer Druckstange 8 mit dem Hauptbremszylinder in Verbindung und wird von der nicht bezifferten Rückstellfeder in der rechten Aus gangsposition gehalten.

Die Ansteuerung des Bremskraftverstärkers 4 ist durch das Ventil 9 dargestellt, das schematisch die Wirkungs weise verdeutlichen soll.

Das Steuerventil 9 enthält die drei Schaltstellungen I bis III, die zum Teil tatsächlich vom Bremsdruckregel ventil 3 übernommen werden.

Die Kammern 6 und 7 stehen über Leitungen 10 und 11 mit dem Steuerventil 9 in Verbindung, das die Verbindung der Leitung 10 und 11 mit der Atmosphäre bzw. mit einem fuß kraftproportionalen Luftdruck 12 und der Vakuumquelle 13 herstellt. Die Vakuumquelle 13 wird weiter unten be schrieben, wobei ihre spezielle Ausgestaltung für die Beschreibung der Bremsanlage zunächst unberücksichtigt bleiben kann.

In der Bremslösestellung sind alle Teile in der darge stellten Position und das Steuerventil in der Schalt stellung I. Dies bedeutet, daß sowohl die erste als auch die zweite Kammer 6, 7 an die Vakuumquelle angeschlossen sind. Durch Niedertreten des Pedals schaltet das Ventil 9 in die Position II, wobei die zweite Kammer 7 weiter hin mit der Vakuumquelle 13 verbunden ist, die erste Kammer 6 aber mit einem fußkraftproportionalen Luftdruck beaufschlagt wird. Das Druckgefälle an der Wand 5 be wirkt, daß sie nach links verschoben wird, wobei die Be wegung mittels der Druckstange 8 auf den Hauptbremszy linder übertragen wird. Im Hauptbremszylinder 1 baut sich ein Druck auf, der über nicht dargestellte Brems leitungen den Radbremsen zugeführt wird.

Wird von einer nun ebenfalls nicht dargestellten Elek tronik festgestellt, daß eines der Räder droht zu blockieren, so werden die Radbremsen der nicht blockier gefährdeten Räder hydraulisch vom Hauptbremszylinder ge trennt. Nun wird das Ventil 9 in die Stellung III ge schaltet, so daß der zweite Raum 7, der zunächst an die Vakuumquelle angeschlossen war, nun mit der Atmosphäre bzw. einem geregelten Druck beaufschlagt ist. Umgekehrt wird die erste Kammer 6 nun mit der Vakuumquelle 13 ver bunden und die in der Kammer vorhandene Luft abgesaugt. Die bewegliche Wand ist nun von einem Differenzdruck be aufschlagt, der dazu führt, daß der Hauptbremszylinder 1 nicht länger kraftbelastet ist und somit der Hauptbrems zylinderdruck reduziert wird. Der reduzierte Hauptbrems zylinderdruck wird auch in der Radbremse des noch ange schlossenen blockiergefährdeten Rades wirksam, so daß dieses von Druck entlastet wird und wieder beschleunigt. Sobald das Rad ausreichend wiederbeschleunigt ist, wird das Ventil 9 umgeschaltet, nämlich in die Schaltposition II, und es erfolgt eine erneute Druckbeaufschlagung des Hauptbremszylinders.

Im Ausführungsbeispiel wirkt der Hauptbremszylinder als Plunger-Zylinder. Dem Fachmann sind aber weitere Realisierungsmöglichkeiten bekannt, in denen ein geson derter Plungerzylinder vorgesehen ist. In all diesen Fällen kann die Erfindung zum Tragen kommen.

Bedeutsam ist, daß in jedem Regelzyklus Luft aus einer belüfteten Kammer abgesaugt werden muß und in die Vaku umquelle gelangt.

Die Vakuumquelle 13 besteht aus dem Ansaugrohr 14 des Motors 15, 16, der hier durch den Motorblock 15 und einer Zylinderbohrung 16 angedeutet ist. An das Ansaugrohr 14 schließt sich der Vergaser 23 an, der im wesentlichen aus der Drosselklappe 20 und der Zerstäuberdüse 18 in der Rohrverengung (Lufttrichter 17) besteht. Die Treib stoffzufuhr zur Zerstäuberdüse 18 erfolgt im wesent lichen über die Hauptdüse 19, die in einem Treibstoff tank angeordnet ist, wobei die Zufuhr von Treibstoff 21 zum Treibstoffstart durch den Schwimmer 20 geregelt ist. Die Darstellung des Vergasers soll nicht weiter ver feinert werden, da zahlreiche Bauarten bekannt sind, die dem Fachmann aufgrund der entsprechenden Literatur geläu fig sind. Wichtig ist, daß der Treibstoff aus der Ver teilerdüse 18 entsprechend dem Luftdurchsatz austritt, wobei der Luftdurchsatz durch die Stellung der Drossel klappe 22 geregelt werden kann.

Im Ansaugrohr des Vergasers befindet sich die Starter klappe 24, die von einem Stellmotor 25 betätigt wird.

Statt der Starterklappe kann auch ein Treibstoffein spritzsystem 26 vorgesehen sein.

Die Vakuumanlage arbeitet wie folgt:

Beim Betätigen der Bremse gelangt die Drosselklappe in ihre Sperrposition, weil das Gaspedal zur Bremsung frei gegeben wird.

Sollte nun während der Bremsung eine Bremsschlupfrege lung notwendig werden, so gelangt, wie beschrieben, ein erheblicher Luftstrom über das Rückschlagventil 27 in das Ansaugrohr 14. Das vom Vergaser zur Verfügung ge stellte Leerlaufgemisch wird nun mit der angesaugten Luft verwirbelt, so daß das Gemisch mager wird. Dies hat möglicherweise zur Folge, daß der Motor aufgrund des nicht optimalen Gemisches zum Stillstand kommt und somit kein Vakuum mehr gebildet werden kann.

Um dies zu verhindern, stehen zwei Alternativen zur Ver fügung. Zum einen kann die Starterklappe 24 mit Hilfe des Stellmotors 25 mit Beginn einer Bremsschlupfregelung geschlossen werden.

Im Bereich des Lufttrichters 17 steht dann ein sehr fet tes Gemisch, das mit der Luft aus dem Servomotor ver mischt wird, so daß die Anreicherungswerte in einen nor malen Bereich gelangen.

Die andere Möglichkeit besteht darin, das zu magere Ge misch durch zusätzliche Einspritzung von Treibstoff an zureichern, so daß das Gemisch im normalen Bereich liegt.

Die Aufgabe, bei Bremsanlagen, bei denen große Luftmas sen vom Motor aus dem Servomotor abgesaugt werden, während der Bremsschlupfregelung die Gemischaufbereitung derart zu beeinflussen, daß trotz der zusätzlichen Luft zufuhr normale Werte beibehalten werden, kann somit mit den genannten Mitteln gelöst werden.

Bezugszeichenliste:

1 Hauptzylinder
2 Vakuumbremskraftverstärker
3 Ventil
4 Gehäuse
5 Wand
6 erste Kammer
7 zweite Kammer
8 Druckstange
9 Steuerventil
10 Leitung
11 Leitung
12 Atmosphäre/geregelter Druck
13 Vakuumquelle
14 Ansaugrohr
15 Motorblock
16 Zylinder
17 Lufttrichter
18 Zerstäuberdüse
19 Hauptdüse
20 Schwimmer
21 Kraftstoff
22 Drosselklappe
23 Vergaser
24 Starterklappe
25 Stellmotor
26 Einspritzdüse
27 Rückschlagventil

Claims

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage mit Schlupfregelung, wo bei zur schlupfabhängigen Druckregelung in den Rad bremszylindern eine Kammer veränderlichen Volumens an mindestens eine Radbremse angeschlossen ist, und die Volumenänderung mittels eines Vakuumservomotors be wirkt wird, bestehend im wesentlichen aus dem Ansaug rohr (14) eines Verbrennungsmotors (15, 16) und einem Vergaser (23) mit Drosselklappe (22), dadurch ge kennzeichnet, daß Mittel (24, 25; 26) vorge sehen sind, die im Falle einer Schlupfregelung für eine Anreicherung der aus dem Servomotor (2) abge saugten Luft mit Treibstoff sorgen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß mittels einer Einspritzdüse (26) Treibstoff in den Ansaugkanal (14) gebracht wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine zweite Drosselklappe (Starterklappe (24) vorgesehen ist, die im Falle der Bremsschlupfregelung den Ansaugkanal des Vergasers (23) weitgehend absperrt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Drosselklappe durch die an sich bekannte Starterklappe dargestellt ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anrei cherung der abgesaugten Luft dann erfolgt, wenn 1. eine Schlupfregelung erfolgt und 2. die Antriebsräder mechanisch vom Motor entkoppelt sind.