DE3817179A1 - Bremsanlage mit antiblockierregelung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer druckmittelbetätigten, z.B. hydraulischen oder pneumatischen Bremsanlage mit Antiblockierregelung für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Anpruchs 1 definierten Gattung.

Die während der Antiblockierregelung in dem als Druckmodulator betriebenen Bremskraftverstärker auftretenden Druckmodulationen wirken durch die Verbindung von Verstärkerkolben und Bremspedal auf letzteres zurück und sind für den das Bremspedal betätigenden Fahrer deutlich spürbar. Um diese Pedalrückwirkung zu reduzieren, ist ein von dem Bremskraftverstärker-Druckmodulator unabhängiges zusätzliches Modulationsglied zur Bremsdruckmodulation vorgesehen. Bei durchschnittlicher Modulationsbreite, d.h. Größe der Druckänderungen, wird die Druckmodulation ausschließlich durch das Modulationsglied bewirkt, während der Verstärkerkolben in seiner momentanen Axialposition derart festgehalten ist, daß er nicht in Richtung eines Druckaufbaus verschiebbar ist. Bei großer Modulationsbreite hingegen wird auch der Bremskraftverstärker als Druckmodulator für den Bremsdruck wirksam.

Bei einer bekannten Bremsanlage der eingangs genannten Art (DE-OS 36 12 793) ist der Verstärkerkolben über eine Druckstange mit dem Hauptbremskolben verbunden, die ihrerseits axial lediglich lose am Verstärkerkolben anliegt. Das Modulationsglied ist in den Bremskraftverstärker integriert. Hierzu ist der Modulationskolben fest mit der Druckstange verbunden und unterteilt die Rückführ- oder Gegenkammer im Verstärkerzylinder, die auf der von der Arbeits- oder Druckkammer abgekehrten Stirnseite des Verstärkerkolbens liegt, in zwei Kammerabschnitte, von denen der dem Verstärkerkolben zugekehrte Kammerabschnitt die Modulationskammer des Modulationsgliedes bildet und mit der Ventilanordnung verbunden ist. Zur Durchführung von Druckmodulationen durchschnittlicher Modulationsbreite wird durch entsprechende Ansteuerung der Ventilanordnung die Modulationskammer entlastet oder mit Druck beaufschlagt, wodurch der Modulationskolben über die Druckstange den Hauptbremskolben ent- oder belastet. Der Verstärkerkolben ist dabei im wesentlichen von der Bewegung der Druckstange abgekoppelt und hält die vor Einsetzen der Antiblockierregelung eingenommene axiale Verschiebestellung bei.

Bei einer ebenfalls bekannten Bremsanlage der eingangs genannten Art (DE-OS 34 44 828) ist das Modulationsglied im Hauptbremszylinder untergebracht. Der Modulationskolben wird hier von einem im Bremsfall zur Bremskraftverstärkung dienenden zweiten Verstärkerkolben gebildet, der die mit der Ventilanordnung verbundene Modulationskammer begrenzt. Der Verstärkerkolben bildet mit einem Pumpenkolben einen Kolbenverbund, der auf dem Hauptbremskolben axial verschieblich sitzt. Der Pumpenkolben begrenzt mit einer stirnseitigen Ringfläche zusammen mit dem Hauptbremszylinder die Bremskammer. Über eine Formschlußmitnahme kann der Pumpenkolben bei seiner Verschiebung in Richtung Bremsdruckaufbau den Hauptbremskolben mitnehmen. Bei Druckmodulation mit durchschnittlicher Modulationsbreite wird der Hauptbremskolben über den in seiner momentanen axialen Verschiebestellung hydraulisch festgesetzten Verstärkerkolben des Bremskraftverstärkers blockiert, während der Kolbenverbund aus zweitem Verstärkerkolben und Pumpenkolben aufgrund der Ansteuerung der Ventilanordnung sich auf dem Hauptbremskolben axial verschiebt und somit in der Bremskammer eine Bremsdruckreduzierung bzw. Bremsdruckerhöhung bewirkt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil einer technisch einfacheren und kostengünstigeren konstruktiven Lösung des Modulationsgliedes. Ein gesonderter Modulationskolben entfällt ebenso wie die Zweiteiligkeit von Verstärkerkolben und Druckstange im Verstärkerzylinder. Eine relativ aufwendige Kolbenkonstruktion von konzentrisch zueinander angeordneten und relativ zueinander verschiebbaren Kolben mit den dabei auftretenden Dichtungsprobleme wird vermieden. Gegenüber einem Hauptbremskolben für eine ohne zusätzliches Modulationsglied arbeitende Bremsanlage braucht lediglich der Hauptbremskolben so ausgebildet zu werden, daß er auf seiner von der Bremskammer abgekehrten Rückseite mit Druck beaufschlagbar ist.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Bremsanlage möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung eine schematisch dargestellte hydraulische Bremsanlage mit Antiblockierregelung für ein Kraftfahrzeug.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung schematisch skizzierte hydraulische Bremsanlage wird von einem Druckspeicher 10 versorgt, der mittels einer von einem Elektromotor 11 angetriebenen Hydraulikpumpe 12 auf einen vorbestimmten Druck gespannt wird. Statt dessen kann das Antriebsmoment für die Hydraulikpumpe 12 auch von einem ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Antrieb, z.B. vom Fahrzeugmotor, abgeleitet und über ein Getriebe, z.B. einen Keilriementrieb, übertragen werden. Das Druckmittel, hier Brems­ flüssigkeit, wird von der Hydraulikpumpe 12 aus einem Vorratsbehälter 13 abge­ saugt, in den über diverse Rückführleitungen das Druckmittel wieder zurückfließt. Die Bremsanlage weist zwei voneinander getrennte Bremskreise I und II auf, die jeweils aus einer separaten Bremskammer 14, 15 eines Hauptbremszylinders 16 gespeist werden. Der Bremskreis I versorgt das rechte Vorderrad VR und das linke Hinterrad HL mit Bremsdruck, während das linke Vorderrad VL und das rechte Hinterrad HR von dem Bremskreis II gespeist werden. In den zu den Radbremszylindern der Vorder- bzw. Hinterräder führenden Bremsleitungen sind in bekannter Weise Bremsdruckhalteventile 17-20 eingeschaltet.

Im Hauptbremszylinder 16 sind zwei hintereinander angeordnete Hauptbremskolben 21, 22 mit integriertem Füllventil 23, 24 axial verschieblich angeordnet. Jeder Hauptbremskolben 21, 22 begrenzt dabei eine Bremskammer 14 bzw. 15, die über das zugeordnete Füllventil 23 bzw. 24 aus einem mit dem Vorratsbehälter 13 in Verbindung stehenden Füllbehälter 25 mit Druckmittel gefüllt werden kann. Nach Zurücklegen eines vorgegebenen Verschiebeweges der Hauptbremskolben 21, 22 werden die Füllventile 23, 24 geschlossen, und die Verbindung zum Füllbehälter 25 wird gesperrt. Jeder Hauptbremskolben 21, 22 ist mit einer Rückstellfeder 26 bzw. 27 belastet, die sich an einem gehäusefesten Anschlag 28 bzw. 29 abstützt und den zugeordneten Hauptbremskolben 21 bzw. 22 in seine Grundstellung zurückzuschieben sucht. Während der zweite Hauptbremskolben 22 von der Rückstellfeder 27 gegen den gehäusefesten Anschlag 28 der den ersten Hauptbremskolben 21 belastenden Rückstellfeder 26 angelegt wird und mit seiner Stirnseite 211 die erste Bremskammer 14 begrenzt, wird der erste Hauptbremskolben 21 von seiner Rückstellfeder 26 gegen einen in den Hauptbremszylinder 16 stirnseitig hineinragenden axialen Stößel 30 gelegt, wobei durch die Stirnseite 211 des Hauptbremskolbens 21 und die Stirnwand 161 des Hauptbremszylinders 16 ein Zylinderabschnitt begrenzt wird, der eine Modulationskammer 31 eines Modulationsgliedes 32 für die Bremsdruckmodulation bei der Antiblockierregelung bildet. Die Modulationskammer 31 ist über ein erstes Schaltventil 33 mit dem Vorratsbehälter 13 verbunden und kann über ein zweites Schaltventil 34 mit dem Druckspeicher 10 verbunden werden. Beide Schaltventile 33, 34 sind als 2/2-Wegemagnetventile ausgebildet, wobei in der unerregten Grundstellung das erste Schaltventil 33 öffnet und das zweite Schaltventil 34 sperrt.

Der durch die Stirnwand 161 des Hauptbremszylinders 16 flüssigkeitsdicht und axial beweglich hindurchgeführte Stößel 30 ist mit einem Verstärkerkolben 35 eines Bremskraftverstärkers 36 fest verbunden, der mit dem Hauptbremszylinder 16 zusammengebaut ist. Der Verstärkerkolben 35 ist in einem Verstärkerzylinder 37 axial verschieblich geführt, der sich in Achsrichtung an den Hauptbremszylinder 16 anschließt. Der Verstärkerkolben 35 ist in seiner in der Zeichnung dargestellten Grundstellung an einem gehäusefesten Anschlag 38 durch den den Stößel 30 belastenden Hauptbremskolben 21 angelegt. Der Verstärkerkolben 35 begrenzt mit seiner in der Zeichnung rechten Stirnseite 351 eine Druck- oder Arbeitskammer 39 und mit seiner in der Zeichnung linken Stirnwand 352 eine Gegen- oder Rückführkammer 40. Im Verstärkerkolben 35 ist ein Bremsventil 41 integriert, das von einem Bremspedal 42 mechanisch gesteuert wird. Das Bremsventil 41 verbindet die Arbeitskammer 39 wechselweise mit dem Vorratsbehälter 13 und dem Druckspeicher 10. Das Bremsventil 41 weist in bekannter Weise einen über eine Pedalstange 43 mit dem Bremspedal 42 verbundenen Steuerschieber 44 auf, der von einer weichen Rückstellfeder 45 gegen eine Verstellbewegung des Bremspedals 42 belastet ist und verschiedene Steuerbohrungen trägt. Aufbau und Wirkungsweise des Bremsventils 41 sind bekannt und beispielweise in der DE-OS 34 44 828 ausführlich beschrieben.

Der Bremskraftverstärker 36 dient im Falle der Antiblockierregelung als Druckmodulator, wozu seine Rückführkammer 40 über eine Ventilkonfiguration bestehend aus drei Schaltventilen 46,47 und 48 entweder mit dem Vorratsbehälter 13 oder mit einem Auslaß 52 der Arbeitskammer 39 verbunden oder abgesperrt werden kann. Jedes Schaltventil 46-48 ist als 2/2-Wegemagnetventil ausgebildet. Die beiden Schaltventile 46 und 47 sind in ihrer unerregten Grundstellung auf Durchgang geschaltet, wobei in dem Schaltventil 46 eine Drossel vorgesehen ist, während das Schaltventil 48 in seiner Grundstellung sperrt. Es sei noch angemerkt, daß der eine Arbeitsanschluß des Schaltventils 34 nicht unmittelbar mit dem Druckspeicher 10 verbunden ist, sondern unmittelbar mit dem Auslaß 52 der Arbeitskammer 39 des Bremskraftverstärkers 36 und über diese mittelbar an dem Druckspeicher 10 liegt.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Bremsanlage ist wie folgt:

In der Grundstellung des Bremspedals 42 bewirkt die Rückstellfeder 45, daß der Steuerschieber 44 in seiner Grundstellung steht. Die Arbeitskammer 39 des Bremskraftverstärkers 36 ist über die Steuerbohrungen im Steuerschieber 44 und über eine Abflußbohrung 49 im Verstärkerzylinder 37 mit einer im Vorratsbehälter 13 mündenden Rückführleitung (in der Zeichnung strichliniert dargestellt) verbunden. Eine Betätigung des Bremspedals 42 hat zunächst über die Pedalstange 43 eine Verschiebung des Steuerschiebers 44 von der Art zur Folge, daß die Verbindung der Arbeitskammer 39 zu der Abflußbohrung 49 gesperrt und eine Verbindung der Arbeitskammer 39 zu einem Zulauf 50 hergestellt wird, der über eine Zulaufleitung mit dem Druckspeicher 10 verbunden ist. Aus dem Druckspeicher 10 strömt nunmehr Druckmittel in die Arbeitskammer 39 ein. Ein Teil des Druckmittels fließt über das mit 51 angedeutete Rückschlagventil zu dem Auslaß 52 der Arbeitskammer 39, an welchem das in seiner Sperrstellung stehende Schaltventil 34 angeschlossen ist. Durch den in der Arbeitskammer 39 sich aufbauenden Druck wird der Verstärkerkolben 35 in der Zeichnung nach links verschoben, wobei sein Stößel 30 den Hauptbremskolben 21 in gleicher Weise verschiebt. Der Verstärkerkolben 35 wird solange verschoben, wie die Arbeitskammer 39 mit dem Druckspeicher 10 verbunden bleibt. Sie wird gestoppt, wenn der Steuerschieber 44 durch entsprechende Relativverschiebung zu dem Verstärkerkolben 35 diese Verbindung unterbricht.

Nach Zurücklegen eines geringen Verschiebeweges wird das Füllventil 23 im Hauptbremskolben 21 geschlossen. Der sich in der Bremskammer 14 aufbauende Bremsdruck verschiebt den zweiten Hauptbremskolben 22 in die gleiche Richtung, so daß auch das Füllventil 24 schließt und in der zweiten Bremskammer 15 ebenfalls ein Bremsdruck aufgebaut wird. Die beiden Bremsdrücke werden in die beiden Bremskreise I und II und damit in die Radbremszylinder der Räder eingesteuert.

Wird nach dem Einleiten einer Bremsung das Bremspedal 42 zu kräftig betätigt, so daß die Radbremsen zu kräftig greifen mit der Folge von unerwünschtem Radschlupf, so wird die Antiblockierregelung wirksam. Aufgrund des von nicht dargestellten Radsensoren erfaßten Radschlupfes werden Schaltsignale für die Ventilanordnung aus den Ventilen 33, 34 und 46-48 generiert. Mit dem ersten Schaltsignal werden sämtliche Schaltventile umgeschaltet. In der Rückführkammer 40 wird ein Druck aufgebaut, der den Verstärkerkolben 35 in der Zeichnung etwas nach rechts verschiebt. Ebenso wird in der Modulationskammer 31 über das Schaltventil 34 ein Druck aufgebaut, der eine nur geringere Verschiebung des Hauptbremskolbens 21 in die gleiche Richtung, also in der Zeichnung nach rechts, zuläßt. Damit ist die kraftschlüssige Kopplung von Verstärkerkolben 35 und Hauptbremskolben 21 aufgehoben. Ein Umschalten des Schaltventils 48 sperrt die Rückführkammer 40 ab, so daß der Verstärkerkolben 35 durch den gleichen Druck in der Arbeitskammer 39 und in der Rückführkammer 40 in seiner momentanen Verschiebeposition blockiert ist. Der Radschlupf wird durch Druckmodulationen kompensiert, die durch gleichzeitiges Schalten der Schaltventile 33 und 34 in der Modulationskammer 31 ausgelöst werden. Dadurch kann der Druck in der Modulationskammer 31 bei feststehendem Verstärkerkolben 35 und Bremspedal 42 impulsweise reduziert und erhöht werden, so daß schließlich der vom Bremspedal 42 eingesteuerte Bremsdruck ein schlupfloses Abbremsen durchführt.

Durch die Bremsdruckhalteventile 17-20 sind bei dieser Antiblockierregelung nur diejenigen Radbremszylinder momentan mit den Bremskammern 14, 15 verbunden, deren zugeordneten Räder einen Radschlupf zeigen. Die übrigen Radbremszylinder sind bei der Antiblockierregelung durch die in Druckhaltestellung umgeschalteten Bremsdruckhalteventile 17-20 von den Bremskammern 14, 15 getrennt.

Wenn die durch das Modulationsglied 32 erreichbaren Bremsdruckabsenkungen nicht ausreichen, wird der Bremskraftverstärker 36 als weiterer Druckmodulator herangezogen. In diesem Fall steuert das Schaltventil 48 wieder in seine Durchflußstellung, wodurch in der Rückführkammer 40 des Verstärkerkolbens 35 ein zunehmender Rückstelldruck aufgebaut wird, der den Verstärkerkolben 35 zu geringeren Bremskräften hin, also in der Zeichnung nach rechts, verschiebt. In gleicher Weise wird der Stößel 30 zurückgenommen und dadurch eine größere Verschiebung der Hauptbremskolben 21, 22 in Richtung Bremsdruckabbau ermöglicht.

Claims (6)

1. Bremsanlage mit Antiblockierregelung für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptbremszylinder, in welchem mindestens ein Hauptbremskolben zum Einsteuern eines Bremsdruckes in mindestens einen Bremskreis axial verschieblich geführt ist, mit einem als Druckmodulator für die Antiblockierregelung betreibbaren Bremskraftverstärker, der einen Verstärkerzylinder und einen darin verschieblichen, mittels eines Bremsventils durch Bremspedalbetätigung steuerbaren Verstärkerkolben aufweist, der mechanisch auf den Hauptbremszylinder einwirkt, und mit einem von dem Druckmodulator unabhängigen zusätzlichen Modulationsglied zur Bremsdruckmodulation, das einen Modulationskolben und eine von diesem begrenzte Modulationskammer aufweist, die über eine Ventilanordnung wechselweise mit einer Druckquelle oder eine Entlastungsstelle verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsglied (32) im Hauptbremszylinder (16) in der Weise integriert ist, daß der Hauptbremskolben (21) unmittelbar den Modulationskolben bildet und mit einer Kolbenfläche (211) einen die Modulationskammer (31) bildenden Zylinderabschnitt des Hauptbremszylinders (16) begrenzt, und daß der Hauptbremskolben (21) und der Verstärkerkolben (35) in Verschieberichtung kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung zwei Schaltventile (33, 34) aufweist, von denen das erste in seiner erregten Arbeitsstellung und das zweite in seiner unerregten Grundstellung sperrt, daß jeweils ein Ventilanschluß der Schaltventile (33, 34) mit dem die Modulationskammer (31) bildenden Zylinderabschnitt des Hauptbremszylinders (16) verbunden ist und daß der jeweils andere Ventilanschluß des ersten Schaltventils (33) mit einer Entlastungsstelle (13) und des zweiten Schaltventils (44) mit einer Druckquelle (10) verbunden ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkolben (35) einen sich axial bis in den Hauptbremszylinder (16) hinein erstreckenden Stößel (30) trägt und daß der Hauptbremskolben (21) unter der Wirkung einer Andruckfeder (26) an dem Stirnende des Stößels (30) anliegt.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerkolben (35) den Verstärkerzylinder (37) in eine von dem Bremsventil (41) gesteuerte Arbeitskammer (39) und eine Rückführkammer (40) unterteilt, die mittels einer Ventilkonfiguration (46-48) wahlweise mit der Arbeitskammer (39) oder eine Entlastungsstelle (13) verbindbar oder absperrbar ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsventil (41) im Verstärkerkolben (35) integriert ist und zum wahlweisen Verbinden der Arbeitskammer (39) mit der Druckquelle (10) oder einer Entlastungsstelle (49, 13) mit dem Bremspedal (42) gekoppelt ist.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des zweiten Schaltventils (34) mit der Druckquelle (10) über die Arbeitskammer (35) des Bremskraftverstärkers (36) geführt ist.