DE3814045A1

DE3814045A1 - Schlupfgeregelte hydraulische bremsanlage und verfahren zum steuern dieser anlage

Info

Publication number: DE3814045A1
Application number: DE3814045A
Authority: DE
Inventors: Norbert Ocvirk; Lutz Weise
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1989-11-09
Anticipated expiration: 2008-04-27
Also published as: US4950038A; GB2218479A; GB8908223D0; FR2630388A1; GB2218479B; JPH01311940A; FR2630388B1; DE3814045C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei handelt es sich um Bremsanlagen, die nach dem sog. Rückförderprinzip arbeiten.

Um an den Rädern einen optimalen Schlupf einstellen zu kön nen, muß den Radbremszylindern im Rahmen einer Brems schlupfregelung (ABS-Bremsung) gemäß einem Regelalgorithmus Druckmittel zugeführt und wieder entnommen werden. Zum Druckaufbau wird Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder in die Radbremsen gefördert. Zum Druckabbau wird dieses Druck mittel mittels einer Pumpe in den Hauptbremszylinder zu rückgefördert.

Es ist des weiteren bekannt, diese hydraulische Schaltung auch zur Regelung des Antriebsschlupfes einzusetzen. Dazu wird ein Ventil umgeschaltet, wodurch der Hauptbremszy linder von der Bremsleitung abgekoppelt und ein Druckspei cher angeschlossen wird (ASR-Bremsung). Um z.B. bei einem Anfahrvorgang ein übermäßiges Durchdrehen der Räder zu ver meiden, wird Druckmittel aus dem Speicher zu den Radbremsen geführt, wodurch das Antriebsmoment des Motors durch ein Bremsmoment abgefangen wird. Zur Druckabsenkung wird das Druckmittel aus den Radbremsen mittels der Pumpe wieder in den Speicher zurückgefördert.

Theoretisch besteht ein geschlossenes Druckmittelsystem, da kein neues Druckmittel zugeführt werden muß. Tatsächlich kommt es durch Leckagen in den Leitungen sowie durch Belag verschleiß zu einem erhöhten Druckmittelbedarf, was zur Folge hat, daß der Speicher in gewissen Zeitabständen auf geladen werden muß. Dazu existieren verschiedenste Vor schläge. Verwiesen sei auf die DE-OS 31 37 286 und die DE-OS 31 37 287. Darin wird vorgeschlagen, daß der Fahrer über den mangelnden Ladezustand des Speichers informiert wird. Dadurch soll er veranlaßt werden, einen Schalter zu betätigen, damit ein Schaltsignal an die Elektromagnet ventile gegeben wird, wodurch eine Druckmittelverbindung zwischen Hauptbremszylinder und dem Speicher hergestellt wird, um die Bremse zu betätigen. Das dabei aus dem Haupt bremszylinder verdrängte Volumen wird über ein Rückschlag ventil in den Speicher gefördert. Der Fahrer kann dabei un terstützt werden, indem über eine Nebenleitung der Haupt bremszylinder mit dem Eingang der Pumpe verbunden wird, so daß neben der Fußkraft die Saugkraft der Pumpe zur Verfü gung steht, um den Speicher zu laden.

Es liegt auf der Hand, daß dieses Verfahren störanfällig ist, da die Mitarbeit des Fahrers gefordert ist. Kommt der Fahrer der Aufforderung nämlich nicht nach, verbleibt der Druck im Speicher auf einem Niveau, das eine ausreichende Antriebsschlupfregelung nicht gewährleistet. Des weiteren kann es notwendig werden, die Bremse mehrfach zu betätigen, da das Volumen im Hauptbremszylinder nicht ausreicht, den Speicher ausreichend zu laden.

In der DE-PS 34 39 408 wird darüber hinaus vorgeschlagen, über die schon erwähnte Nebenleitung bei nichtbetätigter Bremse aus dem Vorratsbehälter, der dem Hauptbremszylinder zugeordnet ist, mittels einer Pumpe in den Speicher zu för dern.

Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß zum Laden des Speichers das Ventil, das den Speicher anstelle des Haupt bremszylinders an die Bremsleitung anschließt, betätigt werden muß. Damit verknüpft ist ein Unsicherheitsfaktor, da, wenn auch mit einer geringen Wahrscheinlichkeit, davon ausgegangen werden muß, daß das Ventil beim Zurückschalten nicht in seine Ausgangsposition gelangt und die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Radbremse unter brochen bleibt. Eine Bremsung wäre nicht mehr möglich.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, Einrichtungen zum Laden des Speichers zu schaffen, die unabhängig vom Fahrer arbeiten und bei der die Ausfallwahrscheinlichkeit des Bremssystems nicht erhöht wird. Die Aufgabe wird mit dem Merkmal des kennzeichnenden Teils des Oberbegriffes ge löst. Dies hat zur Folge, daß auch beim Ladevorgang eine Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern existiert, so daß ein nicht auszu schließendes Klemmen von Ventilteilen nicht zu einem Aus fall des Bremssystems führt.

Zum Überwachen des Ladevorganges werden Druckschalter in das Bremssystem eingefügt, die den Druck sowohl im Haupt bremszylinder als auch im Speicher überwachen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Ventileinheit aus drei elektromagnetisch betätigten 2/2-Wegeventilen darzustellen, was die Ausfallsicherheit erhöht, da das Ventil in der Bremsleitung beim Ladevorgang nicht betätigt wird.

Des weiteren ist es vorteilhaft, auch die Regelventile, d.h. das Ein- und Auslaßventil als zwei Einzelventile dar zustellen, da nun alle Schaltvariationen benutzt werden können.

Die Bremsanlage kann nun so gesteuert werden, daß für eine ABS-Regelung (Regelung des Bremsschlupfes) der Hauptzy linder an die Bremsleitung angeschlossen ist, während für eine ASR-Regelung (Antriebsschlupfregelung) der Druckspei cher mit der Bremsleitung kommuniziert. Zum Laden des Spei chers wird durch Öffnen sowohl des Einlaß- als auch des Auslaßventils eine Druckmittelverbindung über die Bremslei tung, dem Einlaßventil, dem Auslaßventil und der Nebenlei tung zum Druckspeicher 20 hergestellt. Die Pumpe fördert somit aus dem Hauptbremszylinder bzw. aus dem an den Haupt bremszylinder angekoppelten Vorratsbehälter in den Spei cher. Ein Zurückfließen des Druckmittels in den Hauptbrems zylinder wird durch ein Ladeventil in der Nebenleitung 13 bzw. dessen Teilstück 28 zur Bremsleitung 6 vermieden. An hand eines Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Er findungsidee näher erläutert werden.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1 mit zwei Bremskreisen I, II. Dem Hauptbremszylinder 1 vorge schaltet ist ein Verstärker, der von einem Pedal 5 betätigt wird. In der Grundstellung des Hauptbremszylinders (das Pe dal ist nicht betätigt) stehen die Arbeitsräume des Haupt bremszylinders 1 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung. Der Hauptbremszylinder 1 weist zwei Bremskreise I, II auf, wobei an dem einen Bremskreis I die angetriebenen Räder der Hinterachse angeschlossen sind. Grundsätzlich sind auch andere Bremskreisaufteilungen möglich. Die Haupt zylinderleitung 2, in der das ABS-Ventil 23 eingeschaltet ist, führt zur Bremsleitung 6, die sich in zwei Zweiglei tungen 7, 8 aufteilt, die zu je einer Radbremse 9 und 10 führen. In den Zweigleitungen 7 und 8 ist je ein Einlaßven til eingeschaltet. Über eine Nebenleitung 13 stehen die Radbremsen 9 und 10 über je ein Auslaßventil 15, 16 mit der Saugseite der Pumpe 14 in Verbindung. Der Ausgang der Pumpe steht über ein weiteres Teilstück der Nebenleitung 13 mit der Bremsleitung 6 in Verbindung. In die Nebenleitung 13 mündet die Speicherleitung 24 ein, die an den hydraulischen Speicher 20 angeschlossen ist. In die Speicherleitung 24 ist das ASR-Ventil 21 eingefügt. Zwischen dem Einmündungs punkt der Speicherleitung 24 in die Nebenleitung 13 und dem Einmündungspunkt der Hauptzylinderleitung 2 in die Brems leitung 6 befindet sich das Verbindungsstück 28 der Neben leitung 13, in der das Ladeventil 22 eingesetzt ist. Einge fügt ist ebenfalls ein Rückschlagventil 27, das zur Brems leitung hin öffnet. Die Ventile 21, 22, 23 bilden eine Ven tileinheit und werden zum Aktivieren der verschiedenen Be tätigungsarten der hydraulischen Bremse gemeinsam ange steuert.

Der Saugseite der Pumpe ist ein Zwischenspeicher 19 zuge ordnet, in den das aus den Radbremszylindern abgelassene Druckmittel aufgenommen werden kann.

Die Pumpe 14 wird von einem Motor M angetrieben. Es handelt sich dabei vorzugsweise um eine Kolbenpumpe, der Saug- und Druckventile 17 und 18 zugeordnet sind. Hinzuweisen ist noch auf Druckschalter, die den Druck im Speicher 20 (Druckschalter 25) und den Druck im Hauptbremszylinder 1 (Druckschalter 26) überwachen.

Bei den angesprochenen Ventilen handelt es sich um 2/2-Wegeventile, die elektromagnetisch betätigt werden. Ihre Grundpositionen sind durch die Symbole in der Figur dargestellt.

Die Bremsanlage kann auf vier verschiedene Arten betätigt werden:

- konventionelle Bremsung
- ABS-Bremsung
- ASR-Bremsung
- Laden des Speichers.

Zum Betätigen der Bremse wird das Pedal 5 betätigt und der Verstärker 3 angesteuert. Die Pedalkraft sowie die Verstär kerkraft belasten den Hauptbremszylinder 1, wodurch dessen Arbeitsräume verkleinert werden. Das Druckmittel wird über die Leitung 2, dem offenen ABS-Ventil 23, der Bremsleitung 6 sowie den Zweigleitungen 7 und 8 und den offenen Einlaß ventilen 11 und 12 zu den Radbremszylindern 9, 10 geführt. Die Radbremsen werden betätigt (konventionelle Bremsung).

Während einer konventionellen Bremsung wird das Drehverhal ten der Räder laufend überwacht. Wird dabei festgestellt, daß eines der Räder droht zu blockieren, so wird eine ABS-Bremsung eingeleitet. Die ABS-Bremsung kennt drei Phasen:

In der Druckhaltephase ist sowohl das Einlaßventil 11, 12 als auch das Auslaßventil 15, 16 geschlossen. Der Druck im zugehörigen Radbremszylinder bleibt konstant.

In der Druckabbauphase wird das Auslaßventil 15, 16 geöff net, so daß das Druckmittel aus den zugehörigen Radbrems zylindern in den Zwischenspeicher 19 gelangt. Von dort för dert es die Pumpe 14 über das Rückschlagventil 27, dem of fenen Ladeventil 22 sowie dem offenen ABS-Ventil 23 zurück in den Hauptbremszylinder 1.

In der Druckaufbauphase ist das Auslaßventil 15, 16 wieder geschlossen und das Einlaßventil 11, 12 wieder geöffnet, so daß das Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder wieder in den Radbremszylinder gelangt.

Die Ventile 11, 12, 15, 16 werden dabei nach einem Regel algorithmus betätigt, der sich aus dem Drehverhalten der Räder ableitet, so daß an den Rädern ein Schlupf einge stellt wird, der es erlaubt, an den Rädern sowohl Längs- als auch Seitenkräfte zu übertragen.

Die Radbremsen können auch genutzt werden, um einem über schüssigen Antriebsmoment ein Bremsmoment entgegenzusetzen. Ein Durchdrehen der Räder wird dadurch vermieden.

Bei einer ASR-Bremsung wird durch Umschalten des ABS-Ven tils 23 und des ASR-Ventils 21 der hydraulische Speicher 20 anstelle des Hauptzylinders 1 an die Bremsleitung 6 ange schlossen. Auch bei einer ASR-Bremsung können die drei schon genannten Phasen unterschieden werden. Zum Druckauf bau wird Druckmittel aus dem Speicher 20 über das offene ASR-Ventil 21 der Leitung 24 dem offenen Ladeventil 22, der Bremsleitung 6 und den Einlaßventilen 11 bzw. 12 Druckmit tel zu den Radbremszylindern 9 bzw. 10 geleitet. Zum Druck abbau fördert die Pumpe 14 über die Auslaßventile 15, 16 Druckmittel aus den Radbremszylindern 9 bzw. 10 zurück in den Speicher 20.

Da das ABS-Ventil 23 gesperrt ist, gelangt kein Druckmittel in den Hauptbremszylinder 1.

Der Druckmittelspeicher 20 wird laufend durch einen Druck schalter 25 überwacht. Sinkt der Druck im Speicher unter halb eines bestimmten Wertes, der vom Druckschalter 25 re gistriert wird, so wird ein Ladevorgang eingeleitet. Vor aussetzung dafür ist, daß keine Bremsung stattfindet, d.h. der Druckschalter 26 keinen Druck im Hauptbremszylinder an zeigt, und daß keine ASR-Bremsung abläuft. Sobald die ge nannten Kriterien gegeben sind, schaltet das ASR-Ventil 21 in seine Offenstellung, das Ladeventil 22 in seine Sperr stellung und das Auslaßventil 15 in seine Offenstellung. Das ABS-Ventil 23 bleibt in seiner Offentellung, ebenso das Einlaßventil 11. Zusätzlich kann auch das Auslaßventil 16 umgeschaltet werden. Dadurch wird dem Druckmittelstrom ein größerer Querschnitt zur Verfügung gestellt. Die Pumpe för dert nun aus dem Hauptbremszylinder 1, der bei nichtbetä tigtem Pedal an den Vorratsbehälter 4 angeschlossen ist, über die Leitung 2, 6, 7 bzw. 8, den offenen Ventilen 11, 15 bzw. 12, 16 und der Nebenleitung 13 in die Speicherleitung 24 und damit in den hydraulischen Speicher 20. Ein Zurück fließen des Druckmittels in den Hauptzylinder 1 wird durch das Ladeventil 22 vermieden.

Mit Betätigen des Pedals 5, was durch einen Pedalschalter überwacht werden kann, wird der Ladevorgang unterbrochen und in den Radbremsen kann sofort ein Druck aufgebaut wer den, da die Ventile 23 und 11 bzw. 12 in ihrer Offenstel lung sind.

Der Ladevorgang wird dann beendet, wenn der Druckschalter 25 einen oberen Grenzwert anzeigt.

Bezugszeichenliste

1 Tandemhauptzylinder
2 Hauptzylinderleitung
3 Verstärker
4 Vorratsbehälter
5 Pedal
6 Bremsleitung
7 Zweigleitung
8 Zweigleitung
9 Radbremse hinten rechts
10 Radbremse hinten links
11 Einlaßventil
12 Einlaßventil
13 Nebenleitung
14 Pumpe
15 Auslaßventil
16 Auslaßventil
17 Saugventil
18 Druckventil
19 Zwischenspeicher
20 Speicher
21 ASR-Ventil
22 Ladeventil
23 ABS-Ventil
24 Speicherleitung
25 Druckschalter
26 Druckschalter
27 Rückschlagventil
28 Verbindungsleitung (Teilstück der Nebenleitung 13)

Claims

1. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem vom Fahrer zu betätigenden Haupt bremszylinder (1), dessen Arbeitsraum bei nicht betä tigter Bremse mit einem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, mit einem hydraulischen Speicher (20), wobei mit tels einer Ventileinheit (21, 22, 23) entweder der Hauptbremszylinder (1) oder der hydraulische Speicher (20) an eine Bremsleitung (6) angeschlossen ist, die zu der Radbremse (9, 10) eines angetriebenen Rades führt, mit einem Einlaßventil (11, 12) in der Bremslei tung (6), einer Nebenleitung (13) zum Einlaßventil (11, 12), in die eine Pumpe (14) eingesetzt ist, die über ein Auslaßventil (15, 16) aus den Radbremszylin dern (9, 10) fördert, dadurch gekennzeich net, daß die Ventileinheit (21, 22, 23) eine weitere Schaltstellung (Ladeventil 22) beinhaltet, in der die Nebenleitung auf der Druckseite der Pumpe gesperrt und der hydraulische Speicher an den Pumpenausgang ange schlossen ist, und daß das Einlaßventil (11, 12) und das Auslaßventil (15, 16) gleichzeitig in eine Durch laßposition schaltbar sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druck im Hauptbremszylinder (1) und der Druck im hydraulischen Speicher (20) durch je einen Druckschalter (25, 26) überwacht sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventileinheit (21, 22, 23) durch drei 2/2-Wegeventile dargestellt ist, die elektromagnetisch betätigt werden, wobei ein erstes Ventil (ABS-Ventil 23) dem Hauptzylinder, ein zweites Ventil (ASR-Ventil 21) dem hydraulischen Speicher, und ein drittes Ventil (Ladeventil 22) in einem Teilstück der Nebenleitung (13), der Verbindungsleitung (28) zwischen der Bremsleitung (6) und der Speicherleitung (24), angeordnet ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in die Verbindungsleitung (28) ein Rückschlagventil (27) eingesetzt ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Einlaßventil (11, 12) und das Auslaßventil (15, 16) durch je ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil dargestellt sind.

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in die Nebenleitung (13) auf der Saugseite der Pumpe ein Zwischenspeicher (19) ange schlossen ist.

7. Verfahren zum Steuern einer Bremsanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zum Laden des Speichers (20) die Pumpe (14) eingeschaltet wird, wobei die Verbindung der Bremsleitung (6) zum Hauptbremszylinder sowie die Verbindung des Druckspeichers (20) zur Bypass-Leitung (13) und die Ein- und Auslaßventile (11, 12, 15, 16) ge öffnet werden und die Nebenleitung (13) zwischen der Druckspeicherleitung (24) und der Bremsleitung (6) ge sperrt wird.