DE3835642C2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung eines hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremssystems mit Blockierschutzeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremssystems mit Blockierschutzeinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung ist aus der DE 32 32 051 A1 bekannt. Dort wird bei einem Absinken einer Fluidmenge oder eines Fluiddrucks eine Blockierschutzeinrichtung sofort oder zeitlich verzögert teilstillgelegt. Nach einer gewissen Zeitspanne wird die Blockierschutzeinrichtung vollständig abgeschaltet. Durch Schwankungen der Fluidmenge bzw. des Fluiddrucks um einen Fluidmengenfühler bzw. Fluiddruckfühler wird die Teilstillegung ausgelöst (z. Bsp. bei Kurvenfahrt; beim starken Bremsen; etc.). Das heißt, daß in einem kritischen Bereich der Fluidmenge bzw. des Fluiddrucks (im Ansprechbereich der Fühler) eine häufige Ab- und Anschaltung der Blockierschutzeinrichtung erfolgt. Die Häufigkeit der An- und Abschaltung wird durch Wahl einer längeren Zeitspanne vermindert. Im Ergebnis kann jedoch während dieser Zeitspanne nicht zwischen ernsten Problemen (z. Bsp. Pumpenausfall) und Schwankungen des Fluids (z. Bsp. bei Kurvenfahrt) unterschieden werden. Das heißt, daß es zu Fehl-Abschaltungen der Blockierschutzeinrichtung kommt.

Aus der DE-OS 23 44 969 ist es bekannt, einen Blockierschutzbremskreis mit einer Hilfsdruckquelle zu versehen, die den Hauptzylinder ersetzt, dessen Druckkammer während des Blockierschutzbetriebs von den Bremsbetätigungseinrichtungen getrennt ist. Eine durch die Beschädigung oder den Ausfall der Pumpe hervorgerufene Problematik wird durch einen Druckfühler ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der eine Fehl-Abschaltung der Blockierschutzeinrichtung zuverlässig verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Aufgabe, die Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm zum konstruktiven Aufbau des Erfindungsgegenstandes,

Fig. 2 eine Detaildarstellung zum Aufbau eines hydrauli­ schen Bremssystems für ein Fahrzeug in der bevor­ zugten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen Flußplan eines Steuerprogramms für das erfin­ dungsgemäße Bremssystem;

Fig. 4(a) eine Darstellung einer Kennkurve in bezug auf eine zeitliche Änderung einer Flüssigkeitsmenge eines Vorratsbehälters;

Fig. 4(b) eine zu Fig. 4(a) ähnliche Darstellung zur zeitli­ chen Änderung eines Flüssigkeitsdrucks einer Fluid- Leistungsdruckquelle.

Bei der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist eine Bremsflüssigkeitsdruck-Regelvorrich­ tung 1 mit einem Tandem-Hauptbremszylinder 10 und einem Hy­ draulik-Bremskraftverstärker 20 versehen.

Ein Anschluß 11 des Hauptbremszylinders 10 ist flüssigkeits­ seitig mit einem Vorratsbehälter 41 verbunden, in dem Brems­ flüssigkeit gespeichert ist und von dem die Bremsflüssigkeit einer Druckkammer 12 zugeführt wird. Ein Anschluß 13 des Tandem-Hauptbremszylinders 10 steht flüssigkeitsseitig mit der Druckkammer 12 und ferner über ein Umschaltventil 65 und Steuerventile 61 sowie 62 mit den Radbremszylindern 51a sowie 52a einer Bremsvorrichtung für die Vorderräder 51 sowie 52 in Verbindung. In gleichartiger Weise ist ein Anschluß 14 des Hauptbremszylinders 10 flüssigkeitsseitig mit dem Vor­ ratsbehälter 41 verbunden, während ein Anschluß 16 des Haupt­ bremszylinders flüssigkeitsseitig mit einer Druckkammer 15 sowie über ein Umschaltventil 60b und Steuerventile 63 sowie 64 mit den Radbremszylindern 53a sowie 54a einer Bremsvor­ richtung für die Fahrzeug-Hinterräder 53 und 54 in Verbin­ dung steht.

Der Bremsflüssigkeitsdruck wird folglich den Radbremszylin­ dern 51a-54a durch eine Betätigung des Tandem-Hauptbrems­ zylinders 10 zugeführt.

Der Hydraulik-Bremskraftverstärker 20 dient als eine Verstär­ kungsquelle des Fluid-Leistungsdrucks, der von einer Fluid- Leistungsdruckquelle 40, die mit einem Anschluß 21 flüssig­ keitsseitig verbunden ist, zugeführt wird, und er betreibt den Haupt-Bremszylinder 10 im Ansprechen auf die Betätigung eines Bremspedals 2. Ein Anschluß 22 ist flüssigkeitsseitig mit dem Vorratsbehälter 41 verbunden, wobei eine Überschuß­ menge an Bremsflüssigkeit bei einem Halten und nach der Rege­ lung auf einen vorbestimmten Fluiddruck zum Vorratsbehälter 41 zurückgeführt wird. Ferner steht ein Anschluß 23 des Brems­ kraftverstärkers 20 flüssigkeitsseitig mit dem Umschaltven­ til 65 und auch mit einer Fluid-Druckleitung 72 der Hinter­ radseite über ein Umschaltventil 60a in Verbindung, wobei der oben erwähnte Fluiddruck als ein Ausgang erzeugt wird.

Bei dieser Ausführungsform wird ein Hydraulik-Kraftverstärker 20 verwendet, jedoch kann als Verstärkungsvorrichtung auch ein Unterdruckverstärker usw. zur Anwendung kommen. Im Fall der Anwendung eines Unterdruckverstärkers als Verstärkungs­ vorrichtung wird der Fluid-Leistungsdruck den Umschaltventi­ len 60a sowie 65 über einen getrennt vorgesehenen Regler zugeführt.

Die Fluid-Leistungsdruckquelle 40 ist mit einer Pumpe 43 ver­ sehen, die von einem Motor bzw. Pumpenmotor 42 betrieben wird, der im Anspre­ chen auf den Ausgangsfluiddruck intermittierend arbeitet. Die Saugseite der Pumpe 43 ist an den Vorratsbehälter 41 an­ geschlossen, während die Druckseite mit einem Speicher 44 über ein Rückschlagventil 45 verbunden ist. Die im Druck durch die Pumpe 43 verstärkte Bremsflüssigkeit wird über den Spei­ cher 44 als ein Fluid-Leistungsdruck den erforderlichen Ein­ richtungen zugeführt.

Die Umschaltventile 60a sowie 60b sind elektromagnetische 2/2-Wegeventile und mit einem Steuerkreis bzw. einer Schaltungsanordnung 90 verbunden. Sie werden durch Magnetspulen SOL1 und SOL2 betrieben, die durch ein Ausgangssignal vom Steuerkreis 90 erregt werden. Norma­ lerweise sind diese Ventile 60a und 60b im entregten Zustand flüssigkeitsseitig mit der Fluid-Druckleitung 72 verbunden.

Das Umschaltventil 65 ist ein elektromagnetisches 3/2-Wege­ ventil und zwischen die Fluidleitungen 71 sowie 73 eingesetzt, wobei es normalerweise die Steuerventile 61 und 62 mit dem Anschluß 13 verbindet. Wenn die Magnetspule SOL3 des Ventils 65 erregt wird, wird die Fluidleitung 71 durch das Umschalt­ ventil 65 abgesperrt, während dieses Ventil 65 flüssigkeits­ seitig mit dem Anschluß 23 verbunden wird. Parallel zum Um­ schaltventil 65 liegt ein Rückschlagventil 65a, was bedeutet, daß die Rücklaufgeschwindigkeit der Bremsflüssigkeit von den Steuerventilen 61 und 62 zum Tandem-Hauptbremszylinder 10 beschleunigt wird.

Die Steuerventile 61-64 sind elektromagnetische 3/3-Wege­ ventile, die in ihrer ersten Stellung Fluidleitungen mit den Radbremszylindern 51a - 54a verbinden, in ihrer zweiten Stel­ lung diese Verbindungen unterbrechen und in der dritten Stel­ lung ebenfalls die Verbindungen unterbrechen, jedoch gleich­ zeitig die Radbremszylinder 51a-54a mit dem Vorratsbehälter 41 verbinden. Jedes dieser Steuerventile 61-64 wird von einer Magnetspule betrieben, die durch ein Ausgangssignal vom Steu­ erkreis 90 erregt wird. Parallel zu den Steuerventilen 61-64 liegt jeweils ein Rückschlagventil, das in gleicher Weise wie das Rückschlagventil 65a arbeitet.

An den Vorder- sowie Hinterrädern 51-54 sind Drehzahlfühler S1-S4 vorgesehen, die mit dem Steuerkreis 90 verbunden sind, um ein Raddrehzahlsignal diesem Steuerkreis zuzuführen. Am Bremspedal 2 befindet sich ein Bremsschalter 2a, der die Betätigung des Bremspedals 2 erfaßt und ein entsprechendes Signal dem Steuerkreis 90 zuführt.

In einer Fluidleitung der Ausgangsseite der Fluid-Leistungs­ druckquelle 40 ist ein Druckfühler 40a angeordnet, von dem ein dem Fluid-Leistungsdruck entsprechendes Analogsignal oder ein einem vorbestimmten Druckwert entsprechendes Digital­ signal dem Steuerkreis 90 zugeführt wird.

Der Vorratsbehälter 41 ist mit einem Fluid-Mengenfühler 41a versehen, der beispielsweise ein (nicht gezeigter) Reed- Schalter sein kann, welcher in eine an einem Gehäuse befestig­ te Welle eingebaut ist und einen Flüssigkeitsspiegel durch Betätigung eines Schwimmers erfaßt, welcher in Übereinstim­ mung mit der Verlagerung des Flüssigkeitsspiegels innerhalb des Vorratsbehälters 41 bewegt wird, wodurch die Bremsflüs­ sigkeitsmenge ermittelt und dem Steuerkreis 90 ein darauf bezogenes Ausgangssignal zugeführt wird.

Der Steuerkreis 90 empfängt das ermittelte, oben erwähnte Signal sowie ein Fahrgeschwindigkeitssignal usw. von einem (nicht gezeigten) Tachometer, das durch einen Verstärker im Steuerkreis 90 verstärkt wird und durch einen Mikrocomputer 90a mittels einer A/D-Umwandlung, falls das notwendig ist, verarbeitet wird. Ein Ausgang wird jeder Magnetspule usw. der Steuerventile 61-64 zugeführt.

Das bedeutet, daß durch die Raddrehzahl und die Fahrgeschwin­ digkeit ein Schlupfverhältnis S(t) gebildet und der Schlupf­ zustand des Rades diskriminiert wird, so daß die Erregung sowie Entregung der Magnetspulen der Steuerventile 61-64 und ebenfalls die Räder 51-54 so geregelt werden, daß sie nicht blockiert werden.

Wenn die Flüssigkeitsmenge unter dem vorbestimmten Wert ist, wird entsprechend einem Eingangssignal des Fluid-Mengenfüh­ lers 41a eine Warnlampe 41b angeschaltet, so daß der Fahrer eine darauf bezogene Warnung erhält. Diese Konstruktion bil­ det einen Teil einer Selbstdiagnosevorrichtung von Fahrzeugen. Ein Relais 42a führt die An/Aus-Steuerung des Motors 42 aus und bildet eine Pumpenmotor-Steuereinrichtung.

Die Blockierschutzeinrichtung wird durch die Detektoren oder Fühler, den Steuerkreis 90 sowie die Steuerventile 61-64 gebildet, und darüber hinausgehende Einrichtungen sind im Steuerkreis 90 enthalten.

Die Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes wird im folgen­ den erläutert.

Die Umschaltventile 65, 60a sowie 60b und die Steuerventile 61-64 befinden sich bei einem normalen Bremsbetrieb in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand, wobei im Ansprechen auf das Bremspedal 2 der Bremsflüssigkeitsdruck von dem durch den Hydraulik-Bremskraftverstärker 20 verstärkten Tandem-Haupt­ bremszylinder 10 als ein Ausgang erzeugt wird, so daß ein Bremsvorgang an den Vorder- und Hinterrädern 51-54 ausge­ führt wird. Wenn der Schlupfzustand eines Rades durch den Steuerkreis 90 erfaßt und zur Blockierschutzeinrichtung übertra­ gen wird, werden die Umschaltventile 60a, 60b sowie 65 durch den Steuerkreis 90 betätigt, und der Ausgangsflüssigkeits­ druck des Bremskraftverstärkers 20 wird vom Anschluß 23 allen Steuerventilen 61-64 zugeführt. Dann werden in geeigneter Weise aus den drei Stellungen eines jeden Steuerventils 61-64 in Abhängigkeit vom Blockierzustand in der Drehung der Vorder- und Hinterräder 51-54 eine gewählt, und es wird der Fluiddruck innerhalb der Radbremszylinder 51a-54a gere­ gelt. Der Fluiddruck und die Fluidmenge werden ständig durch den Fluid-Druckfühler 40a und den Fluid-Mengenfühler 41a über­ wacht bzw. geprüft.

Die Überwachung des Fluid-Leistungsdrucks bei einer Blockier­ schutzeinrichtung und der Betrieb bei einem abnormalen Zustand sind in einem Hauptprogramm der Blockierschutzeinrichtung im Steuerkreis 90 kombiniert, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und dieses Programm wird jeweils zu einer bestimmten Zeit (bei­ spielsweise alle 4 ms) als eine Verknüpfung in der Kette der Blockierschutzeinrichtung im Steuerkreis 90 abgearbeitet.

Das bedeutet, daß dann, wenn das Steuerprogramm in Fig. 3 ausgelöst wird, das Schlupfverhältnis S(t) mit einem vorbe­ stimmten Schlupfverhältnis Sm im Schritt 100 verglichen wird. Falls das Schlupfverhältnis S(t) das vorbestimmte Schlupfver­ hältnis Sm übersteigt, wird entschieden, daß die Blockier­ schutzeinrichtung notwendig ist, so daß ein Übergang zum Schritt 101 usw. erfolgt. Im Schritt 101 wird das Ausgangssignal vom Fluid-Mengenfühler 41a empfangen, worauf die Fluidmenge F(t) der Bremsflüssigkeit innerhalb des Vorratsbehälters 41 mit einem vorbestimmten Grenzwert Fm verglichen wird. Die Fluidmenge F(t) wird geringfügig in Übereinstimmung mit der Bremsenre­ gelung und der Blockierschutzeinrichtung mit dem Ablauf der Zeit verändert, wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, jedoch sinkt sie im normalen Zustand nicht unter den vorbestimmten Grenzwert Fm ab. Wenn durch Schwierigkeiten, Probleme usw. der Fluid- Leistungsdruckquelle 40 eine Leckage von Bremsflüssigkeit hervorgerufen wird, so kann es geschehen, daß die Flüssig­ keitsmenge unter den vorbestimmten Wert Fm absinkt. In die­ sem Fall erfolgt ein Übergang zum Schritt 102, so daß der Motor 42 für eine bestimmte Zeit durch das Relais 42a nicht betrieben wird. Demzufolge bleibt lediglich der restliche Fluiddruck in der Fluidleitung stehen. Wenn die Fluidmenge F(t) über dem vorbestimmten Wert Fm liegt, erfolgt ein Über­ gang zum Schritt 109, so daß die Blockierschutzsteuerung durchgeführt wird. Es ist erwünscht, mit dem Integralwert einer vorbestimmten Zeit im Vergleich mit dem vorbestimmten Wert Fm zu arbeiten, wobei die Änderung der Fluidmenge F(t) in Betracht gezogen wird.

Andererseits geht das Programm dann vom Schritt 102 zum Schritt 103 über, in dem ein ermitteltes Fluiddruck-Signal P(t) vom Druckfühler 40a mit einem vorbestimmten Wert Pm vergli­ chen wird. In diesem Fall wird der Motor 42 so geregelt, daß er den ausgehenden Fluid-Leistungsdruck von der Pumpe 43 in­ nerhalb eines vorbestimmten Bereichs (zwischen einem Maximal­ wert Pu und einem Minimalwert Pl) hält. Das Fluiddruck-Signal P(t) wird innerhalb des erwähnten vorbestimmten Bereichs in Über­ einstimmung mit dem Ablauf der Zeit verändert, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist. Falls der Motor 42 nicht betätigt wird und das Fluiddruck-Signal P(t) für die vorbestimmte Zeit innerhalb des oben erwähnten Bereichs verbleibt, so erfolgt ein Übergang zum Schritt 109, in dem die Blockierschutzsteuerung durchge­ führt wird. Wenn jedoch entschieden wird, daß das Fluiddruck-Signal P(t) im Schritt 103 unter den vorbestimmten Wert Pm gelangt, so wird im Schritt 104 die Blockierschutzsteuerung unterbro­ chen. Das bedeutet, daß die Umschaltventile 60a, 60b sowie 65 nicht durch den Steuerkreis 90 betätigt werden, so daß der in Fig. 2 gezeigte Zustand erlangt und zur normalen Brem­ senbetätigung zurückgekehrt wird. Der Vergleich des Fluid­ drucks mit dem vorbestimmten Grenzwert Pm durch einen Momentan­ wert wird vermieden, da es erwünscht ist, durch den Integral­ wert des vorbestimmten Werts einen Vergleich auszuführen.

Insofern wird, wenn die Fluidmenge F(t) im Schritt 101 unter dem vorbestimmten Wert Fm ist, die Warnlampe 41b durch eine weitere Warnsteuerung angeschaltet, so daß dem Fahrer durch diese Warnung von der unzureichenden Flüssigkeitsmenge Kennt­ nis gegeben wird, und anschließend wird der Motor 42 für die vorbestimmte Zeit nicht betrieben, wie auch eine gewisse Zeit für den Vergleich des Fluiddruck-Signals P(t) im Schritt 103 erfor­ derlich ist, so daß ein glatter Übergang zum normalen Brems­ betrieb erfolgt. Der Motor 42 wird erneut betrieben, um sicher­ zustellen, daß der Fluidleistungsdruck dem Hydraulik-Brems­ kraft-Verstärker 20 in den Schritten 105-108 zugeführt wird, wenn die Abnahme der Fluidmenge bei der Blockierschutzsteue­ rung nicht von einer Schwierigkeit oder einem Problem der Fluid-Leistungsdruckquelle 40, sondern von einem Problem auf seiten der Blockierschutzeinrichtung abhängt. Das be­ deutet, daß das Nichtbetätigen des Motors 42 einmal aufgeho­ ben und das Fluiddruck-Signal P(t) wieder mit dem vorbestimmten Wert Pm im Schritt 106 verglichen wird. Falls das Fluiddruck-Signal P(t) noch unter dem vorbestimmten Grenzwert Pm liegt, wird der Motor 42 im Schritt 107 stillgesetzt, während im Fall, daß das Fluiddruck-Signal P(t) über dem vorbestimmten Grenzwert Pm ist, der Mo­ tor 42 bei dem normalen Bremsbetrieb kontinuierlich betrieben und der Hydraulik-Bremskraftverstärker 20 betätigt wird (Schritt 108).

Wenn im Schritt 110 die Fahrzeuggeschwindigkeit V(t) unter die vorbestimmte Geschwindigkeit Vm durch den obigen Blockier­ schutz-Regelbetrieb abfällt, so erfolgt eine Rückkehr zum Schritt 100, in dem ein Schlupfverhältnis S(t) überprüft wird. Liegt die Fahrgeschwindigkeit V(t) oberhalb der vorbestimmten Geschwindigkeit Vm, so werden der Schritt 101 und die folgen­ den erneut durchgeführt.

Wenn, wie oben gesagt wurde, die Menge der Bremsflüssigkeit im Vorratsbehälter unter den vorbestimmten Wert absinkt, so wird gemäß der Erfindung der Motor für die Fluid-Leistungs­ druckquelle für die vorbestimmte Zeit nicht betrieben, und wenn entschieden wird, daß der Fluid-Leistungsdruck unter den vorbestimmten Wert abfällt, so wird die Blockierschutz­ regelung unterbrochen, so daß der Fahrer die Warnung im vor­ aus am Übergangszeitpunkt zum normalen Bremsbetrieb empfan­ gen kann und die für den Bremsbetrieb erforderliche Menge an Bremsflüssigkeit mit Sicherheit gewährleistet ist. Ferner kann eine Vorrichtung, die der Warnvorrichtung für die Flüs­ sigkeitsmenge der herkömmlichen Selbstdiagnosevorrichtung zugefügt wird, als ein die Flüssigkeit erfassender Geber verwendet werden, so daß es nicht immer notwendig ist, einen neuen vorzusehen. Für die Motorsteuerung ist ein Fluid-Druck­ fühler vorhanden, der folglich verwendet werden kann.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung eines hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremssystems mit Blockierschutzeinrichtung, das einen Vorratsbehälter mit Fluidmengenfühler und eine Hilfsdruckquelle mit motorgetriebener Pumpe und einen Fluiddruckfühler aufweist, wobei die Signale des Fluidmengenfühlers und des Fluiddruckfühlers verarbeitende Schaltungsanordnung bei einer Fluidmenge und/oder bei einem Fluiddruck unterhalb je eines vorgegebenen Grenzwertes die Blockierschutzeinrichtung ganz oder teilweise stillegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (90) bei Unterschreiten des Fluidmengen-Grenzwertes (F_m) zunächst den Pumpenmotor (42) für eine vorgegebene Zeit stillsetzt und danach das Fluiddruck- Signal (P(t)) abfragt, um bei Unterschreiten des Fluiddruck-Grenzwertes (P_m) die Blockierschutzregelung stillzulegen, und daß die Schaltungsanordnung (90) danach den Pumpenmotor (24) wieder einschaltet und das Fluiddruck- Signal (P(t)) erneut abfragt, um bei weiterhin andauerndem Unterschreiten des Fluiddruck-Grenzwertes (P_m) den Pumpenmotor (42) endgültig abzuschalten.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Fluidmengen- und -Drucksignale (F(t), P(t)) über eine vorgegebene Zeitspanne gemittelt werden.