DE3807452A1

DE3807452A1 - Bremsanlage

Info

Publication number: DE3807452A1
Application number: DE19883807452
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Volz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1988-03-08
Publication date: 1989-09-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptzylinder, Radzylindern und einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung, wobei im Regelmodus zur Positionierung mindestens eines Kolbens des Hauptzylinders in einer gewünschten Position eine Pumpe vorgesehen ist, deren Fördervolumen variierbar ist, die durch eine hydraulische Leitung (Druckleitung) mit dem Hauptzylinder verbunden ist, und die durch ihr Fördervolumen den Kolben positioniert, die Teil eines Pumpenaggregats ist, das mindestens eine Einlaßleitung, die eine Verbindung mit dem Vorratsbehälter herstellt, umfaßt, mit einem elektronischen Regler für die Anti blockierregelung.

Antiblockiersysteme finden in immer größerer Stückzahl Anwendung in der Kraftfahrzeugindustrie, dabei werden bei bestimmten Kategorien dieser Antiblockiersysteme Hydraulikpumpen zur Erzeugung eines Hilfsdrucks im Regel modus eingesetzt. Eine derartige Antiblockiervorrichtung ist beispielsweise durch die Deutsche Patentanmeldung P 37 31 603.6 bekannt geworden.

In dieser Patentanmeldung wird eine Bremsanlage, insbeson dere für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptzylinder, Radzy lindern und einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung beschrieben. Bei dieser Bremsanlage wird im Regelmodus zur Positionierung des Kolbens des Hauptzylinders in einer gewünschten Position eine Druckmittelquelle, insbesondere eine Pumpe, vorgesehen, deren Fördervolumen variierbar ist, die durch eine hydraulische Leitung mit dem Hauptzylinder verbunden ist und die durch ihr Förder volumen den Kolben positioniert.

Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde:

Die Sicherheit und das Pedalgefühl sollen bei derartigen Bremsanlagen verbessert werden. Insbesondere soll die Ausfallsicherheit des Elektromotors und damit der vom Elektromotor angetriebenen Pumpe erhöht werden.

Es soll erreicht werden, daß der Elektromotor während des Regelmodus durchläuft. Es soll kein mehrmaliges Hoch laufen stattfinden. Damit werden Stromspitzen vermieden. Die Relaisbeanspruchung wird reduziert. Die Sicherheit des gesamten Systems wird erhöht.

Weiterhin gehört es zur Aufgabenstellung, den Bauaufwand für die Bremsanlage zu reduzieren. Die Anzahl der hydrau lischen Leitungen, Bohrungen und Ventile soll verringert werden.

Bei einer Bremsanlage, die zweikreisig aufgebaut ist, und einen Tandemhauptzylinder aufweist, soll folgendes erreicht werden:

Wenn nur der Druckstangenkolben sensiert wird, dann soll auch nur der Druckstangenkolben durch das Fördervolumen der Pumpe positioniert werden, während der Schwimmkolben bis zur seiner Grundstellung, der Zentralventilregelposi tion zurückgeschoben wird.

Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Pumpenaggregat Mittel umfaßt, die in Abhängigkeit von der Position des Arbeitskolbens des Hauptzylinders die Pumpenförderleistung reduzieren und durch ein oder mehrere Ausgangssignale des elektronischen Reglers aktivierbar sind.

Diese Mittel können elektromagnetisch, hydraulisch, mecha nisch oder pneumatisch, vorzugsweise durch die Differenz des atmosphärischen Drucks und des Unterdrucks am Ansaug stutzen des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, betätigt werden.

Bei Bremsanlagen mit einem insbesondere als Rückschlagventil ausgebildeten, Saug- oder Einlaßventil in der Einlaßleitung des Pumpenaggregats kann vorgesehen werden, daß die Mittel aus einer Stößelvorrichtung bestehen, die den Schließkörper des Rückschlagventils vom Ventilsitz abhebt.

Alternativ zu diesem Ausführungsbeispiel wird weiterhin vorgeschlagen, daß eine Stößelvorrichtung vorgesehen ist, die den Schließkörper des, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildeten, Saug- oder Einlaßventils in Offenposition verklemmt, so daß eine Passage des Druckmittels möglich ist.

Die Förderleistung der Pumpe kann in einem anderen Ausfüh rungsbeispiel dadurch gedrosselt werden, daß in der Ein laßleitung eine Sperrvorrichtung, vorzugsweise bestehend aus einem Schließkörper und einem Ventilsitz, vorgesehen ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgesehen, daß in der Druckleitung eine Sperrvorrichtung, vorzugswei se einen verschiebbaren Sperrkörper umfassend, vorgesehen ist, der die Druckleitung zum Hauptzylinder sperrt, daß strömungsmäßig oberhalb der Sperrvorrichtung die Drucklei tung über eine hydraulische Rückführleitung mit der Einlaßleitung verbunden ist, daß in der Rückführleitung ein Überdruckventil angeordnet ist.

Wenn die Bremsanlage mit einer Pumpe ausgerüstet ist, die einen Hubkolben aufweist, kann zur Verkörperung der Erfindung vorgesehen werden, daß eine Hubbegrenzungsvor richtung vorgesehen ist, die aus einem Schieberelement besteht, das die Bewegungen des Hubkolbens blockiert.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der Hubkolben bei Betäti gung des Schieberelements am Schieberelement anschlägt. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Hubkolben mit einen Absatz versehen ist, der auf das Ende des Schieberelements aufsitzt.

Die Mittel zur Reduzierung der Pumpenförderleistung, insbesondere die Sperrvorrichtungen, können in einen oder in beiden Pumpenkreisen, beziehungsweise in einer oder beiden Pumpen, eingesetzt werden.

In Antriebsschlupfregelmodus kann ein Kreis abgeschaltet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Fig. 1 zeigt eine Bremsanlage mit einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen in Schnittdarstellung den Teil eines Pumpenaggregats mit mehreren Ausführungsbei spielen.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist als Stand der Technik anzusehen, sie umfaßt folgende Aggregate: einen vom Bremspedal 1 betätigten Vakuumbremskraftverstärker 9, einen Tandemhauptzylinder 16, einen Modulator 2 für die Druckregelung im Antiblockiermodus, einen elektronischen Regler 5 zur Verarbeitung von Sensorsignalen und eine Hydraulikdruckpumpe 8, die von einem Elektromotor 7 ange trieben wird.

In Fig. 1 ist die Anlage in Lösestellung gezeigt. Die Druckkammern 10, 15 des Hauptzylinders sind in bekannter Weise über offene Zentralregelventile, über Anschlußkanäle im Innern der Kolben sowie über eine Ringkammer im Zwischenkolben, über Bohrungen und über hydraulische Leitungen 19, 20 mit den Druckmittelvorratsbehälter 3 verbunden.

Die beiden Druckkreise 21, 22 des Hauptzylinders sind über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Ventile, sogenannte "Stromlos- Offen-Ventile" (SO-Ventile) oder Einlaßventile 23, 24, 25, 26 mit den Radbremsen 27, 28, 29, 30 verbunden.

Die parallel geschalteten Radbremsen 27, 28 beziehungs weise 29, 30, sind den diagonal angeordneten Druckkreisen (Bremskreisen) 21, 22 zugeordnet.

Für die Anordnung der zu den genannten Bremsen korrespondierenden Fahrzeugrädern wurden folgende Kurzbezeichnungen benutzt: VL für vorn links, HR für hinten rechts, VR für vorn rechts, HL für hinten links. Die Radbremsen 27, 28, 29, 30 sind außerdem über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung sperrende Ausgangsventile 31, 32, 33, 34, sogenannte "Stromlos-Geschlossen-Ventile" (SG-Ventile), über eine hydraulische Rückflußleitung 35, und über die Leitung 4 an den Vorratsbehälter oder Druckausgleichsbehälter 3 anschließbar. Die Fahrzeugräder sind mit Sensoren 36, 37, 38, 39 ausgerüstet, die mit synchron zur Radumdrehung mitlaufenden Zahnscheiben zusammenwirken und elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, das heißt die Radumfangsgeschwindigkeit und Änderungen dieser Geschwindigkeit, erkennen lassen. Diese Signale werden über die Eingänge 40, 41, 42, 43 dem elektronischen Regler 5 zugeführt. Der elektronische Regler verarbeitet die Sensorsignale aufgrund eines in ihn gespeicherten Regelalgorithmus zu Ausgangssignalen (Bremsdrucksteuer signale), mit denen im Bremsdruckregelmodus, die SO-Ventile und SG-Ventile geschaltet werden, wodurch in den einzelnen Radzylindern der Scheibenbremsen entspre chend dem Regelalgorithmus die Bremsdrücke abgebaut, konstant gehalten oder wieder erhöht werden. Über die Ausgänge 44, 45, 46, 47 des elektronischen Reglers werden hierzu die Betätigungsmagnete der SO-Ventile und SG-Ven tile angesteuert. Die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Ausgängen 44, 45, 46, 47 und den Wicklungen der SO- und SG-Ventile sind in den Figuren nicht darge stellt. Im Bremsdruckregelmodus wird der Elektromotor 7 der Pumpe 8 in Betrieb gesetzt.

Das Einschaltsignal erhält der Motor vom Ausgang 48 des elektronischen Reglers 5. Die Pumpe baut im Regelmodus Druck in den Druckleitungen 49, 50, 51 auf. Diese Leitungen stellen eine Druckmittelführung dar, die mit der Druckmittelführung des Tandemhauptzylinders, in Form der Druckleitungen 21, 22, verbunden ist. Im Regelmodus werden also die Druckräume 10, 15 des Tandemhauptzylinders durch die Pumpe unter Druck gesetzt.

Bei Bremsbetätigung im Normalbremsmodus wird die Pedal kraft F, unterstützt durch den Unterdruck im Verstärker 9 auf die Hauptzylinderkolben übertragen. Die zentralen Regelventile in diesen Kolben schließen, so daß sich nunmehr in den Druckkammern 10, 15 und damit in den Brems kreisen 21, 22 Bremsdruck aufbauen kann, der über die SO-Ventile 23, 24, 25, 26 zu den Radbremszylindern gelangt. Wird nun mit Hilfe der Sensoren 36, 37, 38, 39 und des elektronischen Reglers 5 eine Blockiertendenz an einem oder mehreren Rädern erkannt, setzt der Anti blockierregelmodus ein. Der Antriebsmotor 7 der Pumpe 8 schaltet sich ein, wodurch in den Druckleitungen 49, 50, 51 Druck aufgebaut wird, der einerseits über die SO-Ventile auf die Radzylinder der Radbremsen einwirkt und andererseits die Druckkammern des Hauptzylinders mit Druck, wie dargestellt, beaufschlagt. Entsprechend dem Regelalgorithmus führen weitere Signale des elektro nischen Reglers zur Umschaltung der elektromagnetisch betätigbaren SO- und SG-Ventile.

Infolge des Pumpendrucks in den Arbeitskammern 10 und 15 werden die Arbeitskolben 11 und 12 in der Fig. 1 nach rechts verschoben. Der Druckstangenkolben 11 fährt bei den Bremskraftverstärkern des Standes der Technik bis an seinen rechten Anschlag 6 (Fig. 1). Dadurch wird das Bremspedal 1 zurückgestellt, es nimmt seine Grundposition ein. Der Fuß des Fahrers tritt also gegen ein zurückgestelltes Pedal. In dieser Position öffnen die Zentralventile des Druckstangenkolbens 11 und des Zwischenkolbens 12. Druckmittel kann über diese Zentralventile in an sich bekannter Weise über die Rückflußleitungen 19 und 20 in den Vorratsbehälter 3 zurückfließen.

Beim Zwischenkolben geschieht dies über den drucklosen Ringraum des Zwischenkolbens. Beim Druckstangenkolben geschieht dies über den drucklosen Nachlaufraum 13, die Nachlaufbohrung 14 in die Rückflußleitung 20. Während des gesamten Regelmodus werden die Arbeitskolben in der Grundposition gehalten. Ebenso wird das Bremspedal während des gesamten Regelmodus in seiner Ausgangsstellung gehal ten.

Die Deutsche Patentanmeldung P 37 31 603.6 zeigt eine Sensierung des Druckstangenkolbens oder des Blechkolbens des Vakuumbremskraftverstärkers. Je nach Ist-Position des Arbeitskolbens fördert die Pumpe des Standes der Technik bestimmte Volumina in den Arbeitsraum des Hauptzy linders um den Arbeitskolben in seine Soll-Position zu bringen. Damit soll auch das wirkungsmäßig mit dem Arbeitskolben verbundene Bremspedal vor seiner normalen Grundstellung während des Regelmodus positioniert werden.

Von diesem Gedanken ausgehend wird in der vorliegenden Erfindung ein Pumpenaggregat vorgeschlagen, das Mittel umfaßt, die in Abhängigkeit von der Position des Arbeits kolbens des Hauptzylinders die Pumpenförderleistung reduzieren. Diese Mittel werden durch ein oder mehrere Ausgangssignale des elektronischen Reglers aktiviert.

In den Fig. 2 bis 5 ist die Einlaßleitung des Pumpen aggregats mit 17 bezeichnet. Die Einlaßleitung verbindet den Vorratsbehälter mit der Saugseite der Pumpe. Mit 18 ist die hydraulische Leitung zum Hauptzylinder und mit 52 die hydraulische Leitung zum Radzylinder bezie hungsweise zum Druckmodulator bezeichnet. 53 ist die Druckleitung, über die die hydraulische Leitung zum Haupt zylinder und die hydraulische Leitung zum Radzylinder versorgt werden.

In den Fig. 2 bis 5 ist eine Antriebswelle 54 und ein Exzenter 55 dargestellt. Der Exzenter bewegt die radial angeordneten Kolben 56, 57, wie aus der Zeichnung erkennbar, handelt es sich um Hubkolben, die durch die äußere Hülse 58 eines Wälzlagers, das auf dem Exzenter sitzt, bewegt werden.

Zur Beschreibung der Ausführungsbeispiele wird die rechte Hälfte der Fig. 2 bis 5 benutzt.

Bei Pumpenbetrieb strömt Druckmittel über die Einlaßlei tung 17 das geöffnete Rückschlagventil 59 in den Arbeits raum 60 der Pumpe. Von dort fließt, wenn die Pumpe för dert, Druckmittel über das Rückschlagventil 61, die Druck leitung 53 in die Leitung 18 zum Hauptzylinder und die Leitung 52 zu den Radzylindern.

Es folgt die Beschreibung der Arbeitsweise des Ausfüh rungsbeispiels gemäß Fig. 2.

Wie im Rahmen der Beschreibung der Fig. 1 dargestellt, wird bei Beginn des Regelmodus die Pumpe in Betrieb gesetzt. Wenn im Regelmodus zur Positionierung des Arbeitskolbens des Hauptzylinders das Fördervolumen der Pumpe reduziert werden soll, wird die elektromagnetische Betätigungseinheit 62 durch ein Signal des elektronischen Reglers des Antiblockiersystems aktiviert. Der Stößel 63 hebt die Kugel 64 vom Ventilsitz 65 ab. Die Pumpe erbringt keine Förderleistung mehr. Volumen wird bei jedem Kolbenhub über das geöffnete Rückschlagventil in den drucklosen Ansaugkanal 71 zurückgefördert.

Mit 66 ist eine weitere elektromagnetische Betätigungs einheit bezeichnet, die alternativ zur elektromagnetischen Betätigungseinheit 62 eingesetzt werden kann. Bei Aktivie rung der elektromagnetischen Betätigungseinheit 66 wird über den Stößel 67, die Kugel 64 an die linke Wand des Körpers 68 gedrückt, so daß auf der rechten Seite zwischen der Kugel 64 und dem Ventilsitz 65 ein offener Spalt gebildet wird. Dieser offene Spalt ermöglicht, das oben beschriebene Zurückströmen des Druckmittels in den druck losen Ansaugkanal 71.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind ein Schließ körper 69 und ein Ventilsitz 70 vorgesehen. Die Drosselung der Pumpenleistung wird dadurch erreicht, daß der Ansaug kanal 71 abgesperrt wird. Die Absperrung wird dadurch erreicht, daß sich der Schließkörper 69 auf den Ventil sitz 70 setzt. Der Schließkörper wird über die Stange 72 durch die elektromagnetische Betätigungseinheit 73 bewegt.

Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird die Förderleistung der Pumpe dadurch reduziert, daß ein Sperr körper 74 die Druckleitung 53 absperrt. Bei der Aktivie rung der elektromagnetischen Betätigungseinheit 75 wird der Sperrkörper nach links bewegt. Er verschließt die Druckleitung 53, Druckmittel fließt dann über die Leitung 76, das Überdruckventil 77, die Leitung 78 zur Ansaugseite der Pumpe. Die Förderung von Druckmittel in den Hauptzy linder ist damit unterbrochen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist ein Schieberele ment 79 vorgesehen, das durch eine elektromagnetische Betätigungseinheit 80 nach unten bewegt werden kann. Der Hubkolben 56 weist einen Absatz 81 auf, der in vorge schobener Stellung des Schieberelements auf dem unteren Ende 82 des Schieberelements aufsitzt, wenn der Hubkolben von seiner radial außen liegenden Position in die Richtung nach radial innen bewegt wird. Der Absatz 81 wird im oberen Totpunkt des Hubkolbens 56 durch das Schieberelement 79 gehalten. Damit kann der Kolben 56 nicht mehr der Hubkurve des Exzenters beziehungsweise der Hülse 58 folgen. Die Förderung des Druckmittels wird unterbrochen.

Liste der Einzelteile

1 Bremspedal
2 Modulator
3 Vorratsbehälter
4 Rücklaufleitung
5 elektronischer Regler
6 Anschlag
7 Elektromotor
8 Pumpe
9 Vakuumbremskraftverstärker
10 Druckraum
11 Arbeitskolben
12 Arbeitskolben
13 Nachlaufraum
14 Nachlaufbohrung
15 Druckraum
16 Tandemhauptzylinder
17 Leitung
18 Leitung
19 hydraulische Leitung
20 hydraulische Leitung
21 Druckkreis
22 Druckkreis
23 SO-Ventil
24 SO-Ventil
25 SO-Ventil
26 SO-Ventil
27 Radbremse
28 Radbremse
29 Radbremse
30 Radbremse
31 SG-Ventil
32 SG-Ventil
33 SG-Ventil
34 SG-Ventil
35 Rückflußleitung
36 Sensor
37 Sensor
38 Sensor
39 Sensor
40 Eingang
41 Eingang
42 Eingang
43 Eingang
44 Ausgang
45 Ausgang
46 Ausgang
47 Ausgang
48 Ausgang
49 Druckleitung
50 Druckleitung
51 Druckleitung
52 Leitung
53 Leitung
54 Welle
55 Exzenter
56 Kolben
57 Kolben
58 Hülse
59 Rückschlagventil
60 Raum
61 Rückschlagventil
62 Betätigungseinheit
63 Stößel
64 Kugel
65 Ventilsatz
66 elektromagnetische Betätigungseinheit
67 Stößel
68 Körper
69 Körper
70 Ventilsitz
71 Ansaugkanal
72 Stange
73 elektromagnetische Betätigungseinheit
74 Körper
75 elektromagnetische Betätigungseinheit
76 Leitung
77 Überdruckventil
78 Leitung
79 Schieberelement
80 elektromagnetische Betätigungseinheit
81 Absatz
82 Ende des Schieberelements

Claims

1. Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptzylinder, Radzylindern und einer Vorrichtung zur Antiblockierregelung, wobei im Regelmodus zur Positio nierung mindestens eines Kolbens des Hauptzylinders in einer gewünschten Position eine Pumpe vorgesehen ist, deren Fördervolumen variierbar ist, die durch eine hydrau lische Leitung (Druckleitung) mit dem Hauptzylinder ver bunden ist, und die durch ihr Fördervolumen den Kolben positioniert, die Teil eines Pumpenaggregats ist, das mindestens eine Einlaßleitung, die eine Verbindung mit dem Vorratsbehälter herstellt, umfaßt, mit einem elektro nischen Regler für die Antiblockierregelung dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenaggregat Mittel umfaßt, die in Abhängigkeit von der Position des Arbeitskolbens des Hauptzylinders die Pumpenförderleistung reduzieren und durch ein oder mehrere Ausgangssignale des elektro nischen Reglers aktivierbar sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel elektromagnetisch betätigbar sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel hydraulisch betätigbar sind.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mechanisch betätigbar sind.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel pneumatisch, vorzugsweise durch Unterdruck betätigbar sind.

6. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche mit einem, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildeten, Saug- oder Einlaßventil in der Einlaßleitung des Pumpenaggregats, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stößelvorrichtung (63) vorgesehen ist, die den Schließkörper (64) des Rückschlagventils vom Ventilsitz (65) abhebt.

7. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche mit einem Rückschlagventil in der Einlaß leitung des Pumpenaggregats, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stößelvorrichtung (67) vorgesehen ist, die den Schließkörper (64) des, insbesondere als Rückschlagventil ausgebildeten, Saug- oder Einlaßventils in Offenposition verklemmt, so daß eine Passage des Druckmittels möglich ist.

8. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einlaßleitung (17) eine Sperrvorrichtung, vorzugs weise bestehend aus einem Schließkörper (69) und einem Ventilsitz (70), vorgesehen ist.

9. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druck leitung eine Sperrvorrichtung, vorzugsweise einen verschiebbaren Sperrkörper (74) umfassend, vorgesehen ist, der die Druckleitung (53) zum Hauptzylinder sperrt, daß strömungsmäßig oberhalb der Sperrvorrichtung die Druckleitung über eine hydraulische Rückführleitung (76, 78) mit der Einlaßleitung verbunden ist, daß in der Rückführleitung ein Überdruckventil (77) angeordnet ist.

10. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche mit einer Pumpe, die einen Hubkolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubbegrenzungs vorrichtung vorgesehen ist, die aus einem Schieberelement (79) besteht, das die Bewegungen des Hubkolbens blockiert.

11. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorangegan genen Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkolben (56) bei Betätigung des Schieberelements (79), insbesondere durch einen Absatz (81) am Schieberelement anschlägt.