DE3837315A1

DE3837315A1 - Blockiergeschuetzte bremsanlage mit antriebsschlupf-regelung

Info

Publication number: DE3837315A1
Application number: DE3837315A
Authority: DE
Inventors: Norbert Ocvirk; Lutz Weise
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1990-05-10
Also published as: GB2227533B; FR2639013A1; GB2227533A; US5013096A; JPH02171375A; GB8924874D0

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte Bremsan lage mit Antriebsschlupf-Regelung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Bremsanlagen dieser Art (DE-OS 30 40 561, DE-OS 30 40 562) wird als Bremsdruckgeber ein Hauptzylin der mit vorgeschaltetem hydraulischem Bremskraftverstär ker angewendet. Das Hilfsdruck-Versorgungssystem enthält eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikspeicher, aus dem bei Bremsbetätigung mit Hilfe eines Regelventils ein fuß kraftproportionaler Hilfsdruck eingeleitet wird. Dieser dynamische Druck wird einerseits über den Hauptzylinder auf die an den Hauptzylinder angeschlossenen statischen Bremskreise übertragen. Zum anderen sind an die Druckkam mer, in der der fußkraftproportionale Druck über das Re gelventil eingeleitet wird, die Radbremsen einer Achse, vorzugsweise der Hinterachse direkt angeschlossen. Zur Schlupfregelung sind außerdem sowohl in den statischen Kreisen als auch in dem dynamischen Kreis Einlaßventile eingefügt, die normalerweise auf Durchlaß geschaltet sind und mit denen bei drohendem Blockieren eines Rades der Druckmittelzufluß zu der betreffenden Radbremse gesperrt werden kann.

Des weiteren sind Auslaßventile vorhanden, über die, wenn erforderlich, Druckmittel von der Radbremse zu dem Druck ausgleichsbehälter hin abgeleitet werden kann. Beim Ein setzen der Schlupfregelung wird über ein sogenanntes Hauptventil der Verstärkerraum, in der der aus dem Hilfs druck-Versorgungssystem eingeleitete, geregelte Druck herrscht, mit den statischen Bremskreisen des Hauptzylin ders verbunden, um die über die Auslaßventile entnommene Druckmittelmenge wieder in die statischen Kreise einspei sen zu können.

Die Steuersignale für die Einlaß- und Auslaßventile wer den bei Bremsanlagen dieser Art mit Hilfe von elektro nischen Schaltkreisen erzeugt, deren Eingänge mit Radsen soren, z.B. induktiven Meßwertaufnehmern, verbunden sind und die dadurch auf eine Änderung des Raddrehverhaltens, das Blockiergefahr anzeigt, durch Konstanthalten, Abbau und erneutem Wiederaufbau des Druckes an dem entsprechen den Rad reagieren können.

Des weiteren ist eine Bremsanlage aus der DE-OS 36 35 054 bekannt, an deren Hauptbremsleitungen je eine Pumpe über Einströmleitungen angeschlossen sind. Es hat sich ge zeig , daß mit Beginn einer Antriebsschlupfregelung die Pumpen nicht in der Lage sind, ausreichend Druckmittel zu fördern. In der Offenlegungsschrift wird daher vorge schlagen, an Ausgang der Pumpen Speicher anzuordnen und die Einströmleitungen mit Sperrventilen zu versehen, die im Falle einer Antriebs- oder Bremsschlupfregelung geöff net werden. Für den Fall, daß in beiden Bremskreisen an getriebene Räder vorhanden sind, sieht die Erfindung vor, an beiden Einströmleitungen je einen Speicher anzu schließen. Dieser Fall tritt z.B. auf, wenn das Fahrzeug einen Allradantrieb aufweist, oder aber die Radbremsen von diagional gegenüberliegenden Rädern einen Bremskreis bilden (Diagionalaufteilung). Es liegt auf der Hand, daß die Verwendung zweier Hydraulikspeicher aufwendig ist und die Bremsanlage verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine blockier geschützte Bremsanlage mit Antriebschlupfregelung so aus zubilden, daß möglichst nur ein Speicher eingesetzt wird, wobei aber gleichzeitig beide Bremskreise ausreichend mit Druckmittel versorgt werden können.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannt sind.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beigefügten Abbildung hervor, die in vereinfachter Darstellung, teilweise im Schnitt, teilweise rein schema tisch die wichtigsten Bauteile der schlupfgeregelten Bremsanlage gemäß der Erfindung zeigt.

In dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die erfindungsgemäße Bremsanlage als Bremsdruckgeber 1 ein im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Verstärker 3 bestehendes hydraulisches Aggregat. Über eine Druckstange 4 wird in bekannter Weise die auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedal kraft F auf den Unterdruck-Verstärker 3 und von diesem hilfskraftunterstützt auf die Arbeitskolben 6 und 7 des Tandem-Hauptzylinders 2 übertragen.

In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind die Druck kammern 8, 9 des Hauptzylinders 2 über offene Zentral- Regel-Ventile 10, 11, über Anschlußkanäle 12, 13 im In neren der Kolben 6, 7 sowie schließlich über Ringkammern 14,15, über Anschlußbohrungen 16, 17 und über hydrau lische Leitungen 18, 19 mit einem Druckausgleichs- und Druckmittel-Vorratsbehälter 20 verbunden.

Die beiden Bremskreise I, II des Hauptzylinders 2 sind über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Ventile, nämlich sogenannte SO- Ventile oder Einlaßventile 24, 25 bzw. 29, 30, mit den Radbremsen 31, 32; 33, 34 verbunden. Die parallel ge schalteten Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 sind den Diago nalen zugeordnet, und zwar für ein Fahrzeug mit Heck-An trieb. Falls die Bremsanlage für ein Fahrzeug mit Front antrieb vorgesehen ist, werden die Radbremsen entspre chend vertauscht.

Die Radbremsen 31, 32, 33, 34 sind außerdem an elektro magnetisch betätigbare, in der Grundstellung gesperrte Auslaßventile 22, 23 bzw. 35, 36, sogenannte SG-Ventile angeschlossen, die über eine hydraulische Rückflußleitung 37 einerseits mit dem Druckausgleichsbehälter 20 und an dererseits über die Saugleitung 61 mit den Saugseiten der Pumpen 21, 26 in Verbindung stehen. Es handelt sich um elektromotorisch (Motor M) angetriebene Hydraulikpumpen. Die elektrischen Anschlüsse "m" und "Masse" sind eben falls symbolisch angedeutet. Außerdem ist eine elektrisch arbeitende Funktions-Überwachungsvorrichtung bzw. Über wachungsschaltung 40 vorgesehen, mit der die Arbeitsweise des Motors M überprüfbar ist.

Die Fahrzeugräder sind mit induktiven Sensoren S ₁ bis S ₄ ausgerüstet, die mit einer synchron zur Radumdrehung mitlaufenden Zahnscheibe zusammenwirken und elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, d.h. die Rad geschwindigkeit und Änderungen, erkennen lassen. Diese Signale werden über die Eingänge E ₁ bis E ₄ einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Verknüpfungs schaltung 28 zugeführt, die Bremsdruck-Steuersignale er zeugt, mit denen beim Erkennen einer Blockiertendenz die Einlaß- und Auslaßventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 zeitweise umgeschaltet und dadurch der Bremsdruck kon stant gehalten, abgebaut und zur gegebenen Zeit wieder erhöht wird. Über die Ausgänge A ₁ bis A ₄ werden hier zu die Betätigungsmagnete der Einlaß- und Auslaßventile angesteuert; die elektrischen Verbindungsleitungen zwi schen den Anschlüssen A ₁ bis A ₄ und den Wicklungen der Ventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 sind der Ein fachheit halber nicht dargestellt.

Die Schaltung 28 kann in bekannter Weise durch festver drahtete Schaltkreise oder durch programmierbare elek tronische Bausteine, wie Microcomputer oder Microcon troller, realisiert werden.

Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des Antriebsmo tors M der Hydraulikpumpen 21, 26, der während einer Schlupfregelung laufen muß, wird über den Anschluß m an den Motor M angelegt.

In die Rückflußleitung 37 bzw. Saugleitung 61 ist ein Bremskreis-Absicherungsventil 73, das als Rückschlagven til mit Zwischenspeicher ausgebildet ist, eingeschaltet, und ein Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckmittel- Vorratsbehälter 20 erlaubt. Die Hauptbremsleitungen 62, 63 stehen über je eine Einströmleitung 45, 46 mit dem Ausgang der Pumpe 21, 26 in Verbindung. An den Ausgang der einen Pumpe (Pumpe 26) ist über eine Zweigleitung 74 ein Druckmittelspeicher 76 angeschlossen, der mit einem Drucküberwachungsschalter 78 versehen ist. In die Ein strömleitung 45 ist weiterhin ein Sperrventil 87 angeord net, das in seiner Grundstellung die Einströmleitung sperrt. In der Einströmleitung 45 ist weiterhin ein Rück schlagventil 100 eingeschaltet.

Zwischen dem Sperrventil 87 und dem Rückschlagventil 100 zweigt eine Zweigleitung 101 ab, die in die Einströmlei tung 46 mündet. In der Zweigleitung 101 ist ein zweites Rückschlagventil 102 angeordnet. Die Zweigleitung 101 weist weiterhin ein Ventil auf, das in seiner Grundstel lung die Leitung offenhält und in seiner Schaltstellung die Leitung sperrt. Ein Druckschalter 104 überwacht den Druck zwischen den beiden Rückschlagventilen 100 und 102.

Die Einströmleitungen 45 und 46 münden je in einer Zweig leitung der Hauptbremsleitung 61 und 62, an den die Rad bremsen der angetriebenen Räder 31, 33 angeschlossen sind, die mittels Ventilen 84, 85 von der Hauptbremslei tung 61 bzw. 63 abgekoppelt werden können.

Zu erwähnen ist noch ein weiterer Druckschalter 105, der den Druck in der Hauptbremsleitung 63 überwacht.

Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, unterstützt durch den Unterdruck im Verstärker 3, auf die Hauptzylin derkolben 6, 7 übertragen. Die Zentral- Regel-Ventile 10, 11 schließen, so daß sich nunmehr in den Druckkammern 8, 9 und damit in den Bremskreisen I, II Bremsdruck aufbauen kann, der über die Hauptbremsleitungen 62, 63 und über die Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 zu den Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 gelangt, wobei die Wegeventile 84, 85 auf Durchlaß geschaltet sind.

Wird nun mit Hilfe der Sensoren S ₁ bis S ₄ und der Schaltung 28 eine Blockiertendenz an einem oder an meh reren Rädern erkannt, setzt die Schlupfregelung ein. Der Antriebsmotor M der Pumpen 21, 26 schaltet sich ein, wo bei sich in den beiden Einströmleitungen 45, 46 ein Druck aufbaut, der einerseits über die Rückschlagventile 38, 39 und die Zweigleitungen 47, 48 bzw. 49, 50 und über die Einlaßventile 25, 26 bzw. 29, 30 auf die Radzylinder der Radbremsen 31 bis 34 einwirkt und andererseits die Druck kammern 8, 9 des Hauptzylinders 2 beaufschlagt.

Ein Signal der Schaltung 28 führt zur Umschaltung der elektromagnetisch betätigbaren Einlaß-Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 und damit zum Absperren der Bremskreise I, II bzw. der Zweigleitungen 47 bis 50. Eine weitere Verschiebung der Hauptzylinderkolben 6, 7 in Richtung der Pedalkraft F sowie eine Entleerung der Druckkammern 8, 9 wird verhin dert, da nunmehr das Druckmittel von den Pumpen 21, 26, 63 in die Druckkammern 8, 9 einströmt, die Kolben 6, 7 in ihre Ausgangsstellungen zurückdrückt und über die Zen tral-Regelventile 10, 11 in den Behälter 20 abströmt. Der tatsächliche Bremsdruckverlauf in den Radbremsen 31 bis 34 wird durch die Einlaß- und Auslaßventile 29, 30, 35, 36 festgelegt, denen über die Leitungen A ₁ bis A ₄ weitere schlupfregelnde Bremsdrucksteuersignale zugeführt werden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Einlaßventile 24, 25 bzw. 29, 30 in den Bypassleitungen 64-67 noch durch parallel geschaltete Rückschlagventile 41, 42 bzw. 43, 44 abgesichert. Diese Rückschlagventile 41, 42 ermög lichen in besonderen Fällen eine Beendigung der Brems druckregelung bzw. ein Lösen der Radbremsen, da bei noch geschlossenen Einlaßventilen 24, 25 bzw. 29, 30, und Aus laßventilen 22, 23 bzw. 35, 36 eine geringe Menge Druck mittel aus den Radbremsen 31 bis 34 in die Druckkammern 8, 9 zurückströmen kann, wenn die Kolben 6, 7 des Hauptzylinders 2 in die Ausgangsstellung zurückge schoben sind und sich die Zentral-Regel-Ventile 10, 11 in der Offen-Stellung befinden.

Jedes Zentral-Regel-Ventil 10, 11 weist einen in einer Längsbohrung des Kolbens 6, 7 verschiebbar gelagerten Stö ßel auf, dessen pedalseitiges Ende an einem ortsfesten Bolzen 53, 54 anstößt, der sich quer durch die Kolbenboh rung 55 des Hauptzylinders 2 hindurcherstreckt und der die Ventilkugel in der Lösestellung von ihrem Ventilsitz abhebt. Die Ventilkugel ist dazu in einem Käfig gehalten, der ein Gummipolster bzw. einen Stopfen aus einem ela stischen Werkstoff umschließt und der sich gegen die Kraft einer Schließfeder verschieben läßt. Das Druckmit tel kann in der gezeigten Ventilstellung aus der Druck kammer 8 bzw. 9 durch einen Ringspalt zwischen Ventilku gel und Ventilsitz vorbei, durch die Längsbohrung und die Quernut in den Ringraum 14 bzw. 15 und von hier aus über den Kanal 16 in den Druckmittel-Vorratsbehälter 20 zu rückströmen. Sobald der Kolben 6 von der Fußkraft F in Pfeilrichtung aus der dargestellten Position verschoben wird, setzt sich die Ventilkugel auf den Ventilsitz auf und verschließt damit die Längsbohrung 51. Je nach Größe der Fußkraft F können die Zentral-Regel-Ventile 10, 11 eine Schnüffel-Stellung einnehmen, wobei die Kolben 6, 7 zumindest teilweise von den Quergliedern bzw. Bolzen 53, 54 abheben.

Im Falle einer Anfahr-Schlupf-Regelung werden die Wege ventile 84, 85 (stromlos = offen) geschlossen und Wegeven til 87 (stromlos = geschlossen) auf Durchlaß geschaltet, so daß Druckmittel aus dem Druckmittel-Speicher 76, bzw. von den gleichzeitig anlaufenden Pumpen 21, 26 her in die beiden Zweigleitungen 47, 49 gefördert wird und eine Abbremsung eines der beiden Fahrzeugräder 31, 33 der angetriebenen Fahrzeugachse (HL, HR) oder auch beider Fahrzeugräder ermöglichen (je nach Ansteuerung der beiden Einlaßventile 24, 29).

Das Druckmittel strömt aus den Speicher 76 über das of fene Ventil 87 sowie dem Rückschlagventil 100 in die Zweigleitung 47 und über die Zweigleitung 101, dem of fenen Ventil 103 in die Einströmleitung 46 und von dort weiter in die Zweigleitung 49. Das Einströmen von Druck mittel in die nicht angetriebenen Radbremszylinder bzw. in den Hauptzylinder wird durch die gesperrten Ventile 84, 85 verhindert.

So läßt sich in einfacher Weise realisieren, daß mittels eines Speichers beide Bremskreise versorgt werden. Die Rückschlagventile 100, 102 haben die Aufgabe, die Brems kreise voneinander zu trennen. Fällt nämlich ein Brems kreis aus, d.h. werden die zugehörigen Leitungen leck, so kann in dem anderen Bremskreis ein Druck aufgebaut wer den, da entweder das Ventil 100 oder das Ventil 102 ein Einströmen in den defekten Bremskreis verhindert.

Sollte eines der Ventile 100 oder 102 seine Aufgabe nicht mehr erfüllen, so wird in der Zweigleitung 101 beim Betä tigen der Bremse ein Druck aufgebaut, der vom Druckschal ter 104 registriert werden kann. In diesem Fall schaltet da Ventil 103 um und sperrt so die Zweigleitung 101 und stellt somit sicher, daß die beiden Bremskreise hydrau lisch voneinander getrennt sind. Eine Antriebsschlupfre gelung ist nun nicht mehr möglich, da Druckmittel aus dem Speicher nicht mehr in den Bremskreis II gelangen kann. Mittels einer Warnlampe kann der Fahrer über diesen Zustand informiert werden, so daß er unver züglich eine Reparatur einleiten kann.

Den Druckmittelspeichern 76, 77 sind Drucküberwachungs schalter 78, 79 zugeordnet, die bei Erreichen eines Min dest- bzw. Höchstdruckes Signale an die Signalverarbei tungsschaltung 28 geben, die wiederum den Motor M der Pumpen 21, 26 entsprechend ein- bzw. ausschaltet. Die Pum pe 26 lädt dabei den Speicher während die Pumpe 21 in einen offenen Umlauf über das Ventil 85, Bremsleitung 63 und den drucklosen Hauptzylinder in den Vorratsbehälter 20. Wird in den Bremsleitungen Durch Betätigen des Pedals 4 ein druck aufgebaut, der von dem Schalter 10 regi striert wird, so wird unverzüglich der Pumpenantrieb ab geschaltet.

Bezugszeichenliste:

  1 Bremsdruckgeber
  2 Tendemhauptzylinder
  3 Unterdruckverstärker
  4 Druckstange
  5 Bremspedal
  6 und 7 Arbeitskolben
  8 und 9 Druckkammer
10 und 11 Zentral-Regel-Ventile
12 und 13 Anschlußkanal
14 und 15 Ringkammer
16 und 17 Anschlußbohrung
18 und 19 hydraulische Leitung
20 Druckausgleichs- und Druckmittelvorratsbehälter
21 Hydraulikpumpe
22 und 23 Auslaßventil, SG-Ventil
24 und 25 Einlaßventil, SO-Ventil
26 Hydraulikpumpe
28 Signalverarbeitungs- und Verknüpfungsschaltung
29 und 30 Einlaßventil, SO-Ventil
31 bis 34 Radbremse
35 und 36 Auslaßventil, SG-Ventil
37 Rückflußleitung
38 und 39 Rückschlagventil
40 Überwachungs-Schaltung
41 bis 44 Rückschlagventil
45 und 46 Einströmleitung
47 bis 50 Zweigleitung
53 und 54 Bolzen
55 Längsbohrung
61 Saugleitung
62 und 63 Hauptbremsleitung
64 bis 67 Bypass-Leitung
70 und 71 Aussparung
73 Rückschlagventil mit Zwischenspeicher
74 Zweigleitung
76 Druckspeicher
78 Drucküberwachungsschalter
82 Überdruckventil
84 Wegeventil (stromlos = offen)
85 Wegeventil (stromlos = offen)
87 Wegeventil (stromlos = geschlossen)
95 Kurzschlußleitung
100 Rückschlagventil
101 Zweigleitung
102 Rückschlagventil
103 Ventil
104 und 105 Druckschalter

Claims

1. Blockiergeschützte Bremsanlage mit Antriebsschlupfrege lung, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbetätig ten, vorzugsweise hilfskraftunterstützten Bremsdruckgeber mit einem Hauptzylinder mit mindestens zwei Kammern, an denen über Haupt-Bremsleitungen die Radbremsen angeschlos sen sind, aus hydraulischen Hilfsdruck-Pumpen sowie aus Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermitt lung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elek trischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupf regelung elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-Einlaß ventile und -Auslaßventile steuerbar sind, wobei die Hauptbremsleitungen über Einströmleitungen mit den moto risch angetriebenen Pumpen in Verbindung stehen, deren Sauganschlüsse über eine Saugleitung an den Nachlaufbehäl ter angeschlossen sind, wobei in eine der Einströmleitun gen (Haupteinströmleitung), ein Ventil eingeschaltet ist, über das zum Zwecke der Antriebs-Schlupf-Regelung Druck mittel in die angeschlossene Hauptbremsleitung förderbar ist, wobei der die Pumpe (21, 26) mit dem Ventil (86, 87, 93) verbindende Abschnitt der Einströmleitung (45, 46) über ei ne Kurzschlußleitung (95, 96) mit einer der Kammern des Hauptzylinders verbunden ist und in die Kurzschlußleitung (95, 96) ein Überdruckventil (82, 83) eingeschaltet ist, das ein Einspeisen von Druckmittel über die Kurzschlußleitung in die Hauptbremsleitung nach Überschreiten eines Mindest drucks gestattet, ein Strömen des Druckmittels in entge gengesetzter Richtung jedoch ausschließt und wobei ein Druckmittelspeicher mit dieser Kurzschlußleitung verbun den ist, in den die Pumpe bis zum Erreichen des Mindest drucks fördert, dadurch gekennzeich net, daß von der Haupteinströmleitung unterhalb des Ventils Zweigleitungen zu den weiteren Einströmleitungen abzweigen und daß unterhalb des Abzweigpunktes in der Haupteinströmleitung sowie in den Zweigleitungen je ein Rückschlagventil eingesetzt ist, das zu den Hauptbrems leitungen hin öffnet.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß in den Zweigleitungen je ein Sperrventil eingesetzt ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Druck in den Zweiglei tungen überwacht ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Druck in mindestens einer der Kammern des Hauptbremszlylinders überwacht ist.