DE3837316A1

DE3837316A1 - Hydraulische bremsanlage mit brems- und antriebsschlupfregelung

Info

Publication number: DE3837316A1
Application number: DE19883837316
Authority: DE
Inventors: Norbert Ocvirk; Helmut Fennel; Ivica Batistic; Hans-Juergen Beilfuss
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

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 charakterisiert ist. Eine derartige Bremsanlage ist z.B. in der DE-OS 33 17 629 beschrieben. Die Radbremsen sind an einen Hauptzylinder angeschlossen, wobei je der Radbremse ein Sperrventil zugeordnet ist. In der Grundstel lung sind diese Ventile offen, so daß durch Betätigen des Hauptzylinderpedals ein Druck in den Radbremsen aufgebaut wird. Der Druck kann soweit gesteigert werden, daß das Rad blockiert. Dieser Zustand soll vermieden werden. Dazu wird der Radbremse des blockiergefährdeten Rades Druckmittel entnommen. In der genannten Offenlegungsschrift wird dies dadurch erreicht, daß die Betätigungskraft auf den Hauptzylinder reduziert wird, so daß Druckmittel in den Hauptbremszylinder zurückfließt. Dabei sind die Radbremsen der Räder, die nicht blockiergefährdet sind, durch Umschalten der zugehörigen Sperrventile vom Haupt bremszylinder abgekoppelt. Das gleiche Prinzip wird beim Druck aufbau verwandt. Die Betätigungskraft auf dem Hauptbremszylin der wird wieder voll wirksam. Es sind nur die Radbremsen an den Hauptbremszylinder angeschlossen, die eine Drucksteigerung be nötigen.

Es sind schon Vorschläge unterbreitet worden, derartige Anlagen auch zur Antriebsschlupfregelung einzusetzen; mit dem Ergebnis, das daß Durchdrehen der Räder z.B. beim Anfahren unterbunden werden soll. Bei einer Antriebsschlupfregelung wird das An triebsmoment, das nicht auf die Straße übertragbar ist, durch Betätigen der Bremsen kompensiert. So wird in der DE-OS 36 29 776 vorgeschlagen, unabhängig von einer Pedalbetätigung durch den Fahrer den Hauptbremszylinder durch den Druck einer Druck quelle anzutreiben. Dabei werden die Ventile, die zu den nicht angetriebenen Rädern gehören, in die Sperrstellung ge schaltet, während die Ventile der angetriebenen Räder ent sprechend dem benötigten Druckverhältnis in den Radbremsen an gesteuert werden. Dabei ergeben sich einige Nachteile. So ist es nicht ohne weiteres möglich, während einer Antriebsschlupf regelung das Fahrzeug abzubremsen, da das Pedal blockiert ist. Weiterhin sind die Ventile, die die nicht angetriebenen Räder von den Bremsleitungen abkoppeln, über einen längeren Zeitraum in ihrem Sperrzustand, was bedeutet, das der sie antreibende Elektromagnet ständig stromdurchflossen ist. Die hohe Ener gieaufnahme kann zu einer Beschädigung der Ventile führen.

Zu erwähnen ist noch die DE-OS 34 38 401, bei der eine An triebsschlupfregelung dadurch realisiert ist, daß die Radbrem sen über ein Sperrventil unmittelbar an den Speicher ange schlossen werden. Die Regelung des Druckes erfolgt auf die Wei se, daß zur Drucksteigerung Druckmittel aus dem Speicher in die Radbremse geführt wird, während zur Drucksenkung Druckmittel aus den Radbremsen über den Hauptzylinder in einen drucklosen Vorratsbehälter abgelassen wird.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, ein einfaches, we nig störanfälliges, hydraulisches System zu schaffen, mit der sowohl eine Bremsschlupf- als auch eine Antriebsschlupfregelung durchgeführt werden kann, wobei die Güte der Regelung, d.h. die Schnelligkeit, mit der der Druck auf- und abgebaut werden kann, den unterschiedlichen Erfordernissen bei einer Bremsschlupf- und Antriebsschlupfreglung angepaßt ist. Der Ventilaufwand ist so gering wie möglich zu halten.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, wie sie im Kennzeich nungsteil des Anspruchs 1 charakterisiert sind.

Mit anderen Worten ausgedrückt, für die Bremsschlupfregelung wird das Prinzip der Volumenerweiterung angewandt, d.h. das Druckmittel aus den Radbremsen wird in eine sich erweiternde Kammer aufgenommen, wobei das System geschlossen bleibt. Für die Antriebsschlupfreglung wird das Prinzip des offenen Kreis laufes angewandt, was bedeutet, daß zur Drucksenkung Druckmit tel aus den Radbremsen in einen offenen Behälter abgelassen wird, und zum Druckaufbau Druckmittel aus einer Druckquelle zugeführt wird. Der besondere Vorteil bei der Verknüpfung liegt darin, daß die Ventile, die die Verbindung zwischen den Rad bremsen und dem Hauptbremszylinder darstellen, eine Doppelfunk tion erfüllen. Der Ventilaufwand wird dadurch gering gehalten. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfinderischen Idee ist in den Unteransprüchen beschrieben. So läßt sich die Idee besonders vorteilhaft dann anwenden, wenn der Hauptzylinder gleichzeitig die Funktion der Volumenaufnahmekammer erfüllt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfinderischen Idee ist in der bei gefügten Figur dargestellt.

In dem Ausführungsbeispiel nach der Figur besteht die erfin dungsgemäße Bremsanlage aus einem Servoaggregat 1, das nach dem Prinzip eines herkömmlichen Vakuum-Bremskraftverstärkers aufge baut ist und einen Arbeitskolben 2 sowie die beiden Arbeits räume 3 und 4 besitzt, die einerseits von dem Gehäuse oder Va kuumzylinder 5 und andererseits von dem Arbeitskolben 2 be grenzt sind. In der Lösestellung der Bremse wird der Kolben 2 durch die Kolbenrückholfeder 6 zurückgeführt. Die Bremspedal kraft F wird von dem Pedal 7 über eine Kolbenstange 8 auf den Kolben 2 übertragen. Die fremd- bzw. hilfskraftvertärkte Pedal kraft F′ wird von dem Kolben 2 mit Hilfe einer Druckstange 9 direkt auf den Hauptzylinder, hier auf die Kolben 11 und 12 eines Tandem-Hauptzylinders 10, übertragen. Wie üblich, werden die beiden Kolben durch Hauptfedern 13, 14 nach Lösung der Bemse in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt.

An die eine Kammer 28 des Tandem-Hauptzylinders sind über je ein 2/2 Wegeventil 15′, 15′′ die Radbremsen des vorderen rech ten Rades VR und die Radbremse des hinteren linken Rades HL an geschlossen. An die andere Kammer 29 sind über je ein 2/2 Wege ventil 17′, 17′′ die Radbremsen des vordern linken Rades VL und die Radbremsen des hinteren rechten Rades HR angebunden. Mit Hilfe der Ventile läßt sich der Bremsdruck in den Rädern indi viduell regeln, soweit der vorgegebene Druck im Hauptzylinder dies zuläßt.

In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Rad drehverhalten aller Räder über Sensoren, z.B. induktive Meß wertaufnehmer, abgefragt. Über Signalleitungen S 1 - S 4 werden entsprechende Signale an eine zentrale Elektronik 18 weiter geleitet. Über den nur angedeuteten Sensoreingang S 5 könnte, wenn diese Information nicht aus den Sensorsignalen S 1- S 4 ab geleitet werden kann, eine Aussage über die Fahrzeuggeschwin digkeit oder -verzögerung eingegeben werden.

In der Elektronik 18 werden die Sensorsignale logisch ver knüpft, verarbeitet und aus diesen nach vorgegebenen Kriterien Steuersignale für die 2/2 Wegeventile 15′, 15′′, 17′, 17′′ und für ein 4/2 Wegeventil 19 erzeugt.

Die Radbremsen der angetriebenen Räder, im Ausführungsbeispiel sind dies die hinteren Räder, stehen über je eine Druckleitung 30, 31 mit den Ausgängen der Pumpen 32 und 33 in Verbindung. In die Druckleitungen ist je ein 2/2 Wegeventil 35, 36 eingesetzt, die in ihrer Grundstellung die Leitungen 30, 31 sperren. Die Rückschlagventile 38, 39 sind aus sicherheitstechnischen Aspekten eingeführt. Die Pumpen 32, 33 werden von einem gemein samen Motor M angetrieben. Sie fördern aus dem Vorratsbehälter 26 über eine Saugleitung 41. Der Vorratsbehälter 26 steht über je eine Verbindungsleitung 42, 43 mit den Kammern 28, 29 des Hauptbremszylinders 10 in Verbindung.

Alle Ventile sind in Fig. 1 in ihrem stromlosen Schaltzustand gezeigt, in dem sie sich vor Einsetzen der Bremsschlupfregelung oder Antriebsschlupfregelung, also noch während eines nicht geregelten Bremsvorganges, befinden. Bei Ausfall oder Abschal tung der Elektronik oder der Stromversorgung ist also ein hilfskraftuntertütztes Bremsen, wenn auch ohne Bremsschlupfre gelung, weiterhin gesichert.

Über den Vakuumanschluß 20, den Außenluftanschluß 21 und das pedalbetätigte Außenluft-Steuerventil 22, das in Abhängigkeit von der Pedalkraft P den Luftzutritt in den Arbeitsraum 3 do siert, wird das Servoaggregat zunächst wie ein herkömmlicher Vakuum-Bremskraftverstärker betrieben. Vor der Bremsbetätigung herrscht sowohl in dem linken als auch in dem rechten Arbeits raum 3, 4 des Servoaggregates 1 Vakuum, welches über das Wege ventil 19 und den Anschluß 20 in den rechten Arbeitsraum 4 und über das nur angedeutete Ventil 23 in den linken Arbeitsraum 2 gelangt. Bei Bremsbetätigung wird zunächst das Ventil 23 ge schlossen und sodann über den zweiten, offenen Durchgang durch das Ventil 19, den Anschluß 21 und das Ventil 22 dosiert Außen luft in den Arbeitsraum 3 eingeleitet. Die Druckdifferenz zwischen den Räumen 3 und 4 resultiert in einer Fremd- bzw. Hilfskraft, die die Pedalkraft P verstärkt und gemeinsam mit dieser über die Druckstange 9 in Richtung des Pfeiles F′ auf die Kolben im Hauptzylinder 10 und schließlich über die hydrau lischen Bremskreise 24, 25 auf die symbolisch angedeuteten Rad bremszylinder der Vorder- und Hinterräder übertragen wird.

Im folgenden wird die Funktion der Anlage beschrieben.

Wird nun an einem Rad, z.B. an dem links dargestellten Vorder rad VR Blockierneigung sensiert und ein entsprechendes Signal über die Signalleitung S 1 der Elektronik 18 zugeführt, setzt die Bremsschlupfregelung ein. Hierzu werden durch Erregung des Ventils 19 die Verbindung der Anschlüsse 21 und 20 kurzzeitig vertauscht, als Folge davon die Druckverhältnisse in den Ar beitsräumen 3 und 4 geändert und dadurch die von der Druck stange 9 auf den Hauptzylinder 10 übertragene Kraft F′ teil weise oder gar vollständig kompensiert. Der Druck in den Ar beitsräumen 13 und 14 sinkt. Da jedoch gleichzeitig, d.h. für die Dauer der Druckabbauphasen, die Ventile 15′, 17′, 17′′, die zu den (noch) keine Blockiertendenz zeigenden Rädern führen, umgeschaltet wurden, folgt lediglich der Druck im Radbrems zylinder des an das Ventil 15′ angeschlossenen Vorderrades der Absenkung des Hauptzylinder-Druckes.

Nach Beendigung des Druckabbaus an dem links dargestellten Vor derrad VR wird das zugehörige Ventil 15′′ erregt, somit an die sem Rad der Druck auf dem niedrigen Niveau konstant gehalten und durch Zurückschalten des Ventils 19 in die Ausgangstellung der Bremsdruck im Hauptzylinder 10 wieder erhöht. Durch Ent sperren bzw. Zurückschalten eines der Ventile 15′′, 17′ oder 17′′, kann nun der Bremsdruckanstieg der anderen Radbremse fortgesetzt werden.

Auf gleiche Weise, d.h. durch Sperren der nicht betroffenen hy draulischen Kreise und kurzzeitiges Umschalten des Ventils 19 in den Vakuum- und Außenluft-Zuleitungen kann nacheinander oder parallel an dem zweiten Vorderrad und an den Hinterrädern der Bremsdruck auf den von der Elektronik 18 errechneten Wert ge senkt, durch entsprechende Ventilsteuerung konstant gehalten, oder erhöht werden.

In manchen Fällen dürfte es zweckmäßig sein, anstelle des 4/2 Wegeventils 19 ein (hier nicht gezeigtes) 4/3 Wegeventil einzu setzen, d.h. zur Außenluft und zum Vakuum, unterbrochen sind.

Die Funktionsweise der Anlage während einer Antriebsschlupf regelung ist wie folgend:

Es wird festgestellt, daß eines der angetriebenen Räder, z.B. das Rad HL droht durchzudrehen, so wird zunächst das zugehörige Ventil 15′ geschlossen und das Ventil 36 geöffnet. Der Motor M wird eingeschaltet, so daß die Pumpe 33 in die Druckleitung 33 fördert und ein Druck in der Radbremse des Rades aufgebaut wird.

Sobald der Bremsdruck ausreicht, um das überschüssige Motor bremsmoment zu kompensieren, wird das Ventil 36 wieder ge schlossen und das Ventil 15′ geöffnet. Nun kann Druckmittel über die Leitung 24′, 24 in die Kammer 28 des Hauptbremszylin ders fließen und von dort, da der Kolben 11 sich in der darge stellten Grundstellung befindet, über die Leitung 42 in den Vorratsbehälter 26 gelangen. Durch Ansteuern des Ventilpaares 15′, 36 bzw. für das Rad HR des Ventilpaares 25′, 35, kann der Druck in den Radbremsen variiert werden. Während einer An triebsschlupfregelung wird das Ventil 19 nicht angesteuert.

Bezugszeichenliste:

1 Servoaggregat
2 Arbeitskolben
3 Arbeitsraum
4 Arbeitsraum
5 Gehäuse
6 Kolbenrückstellfeder
7 Pedal
8 Kolbenstange
10 Tandemhauptzylinder
11 Kolben
12 Kolben
13 Hauptfeder
15′ 2/2 Wegeventil
15′′ 2/2 Wegeventil
16′ 2/2 Wegeventil
16′′ 2/2 Wegeventil
18 Zentrale Elektronik
19 4/2 Wegeventil
20 Vakuumanschluß
21 Außenluftanschluß
22 Bremsdruckregelventil
23 Ventil
24 Bremsleitung mit Zweigleitungen
25 Bremsleitung mit Zweigleitungen
26 Vorratsbehälter
28 Kammer des Hauptbremszylinders
29 Kammer des Hauptbremszylinders
30 Druckleitung
31 Druckleitung
32 Pumpe
33 Pumpe
35 2/2 Wegeventil
36 2/2 Wegeventil
38 Rückschlagventil
39 Rückschlagventil
41 Saugleitung
42 Verbindungsleitung
43 Verbindungsleitung

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage zur Regelung des Brems- und/oder Antriebsschlupfes mit einem Hauptbremszylinder (10), der bei Nichtbetätigung an einen drucklosen Vorratsbehälter (26) angeschlossen ist und über eine Bremsleitung (24, 25) mit mindestens einer Radbremse in Verbindung steht, wobei in die Bremsleitung (24, 25) ein Ventil (15′, 15′′, 17′, 17′′) eingeschaltet ist, mit dem die Bremsleitung sperrbar ist, sowie mit einer Kammer zur Aufnahme von Druckmittel aus den Radbremsen, deren Volumen in Abhän gigkeit vom Drehverhalten der Räder bestimmt ist, da durch gekennzeichnet, daß die Rad bremsen der angetriebenen Räder über eine Druckleitung (30, 31) an eine Druckquelle (32, 33) angeschlossen sind, wobei in der Druckleitung (30, 31) ein Sperrventil (35, 36) eingesetzt ist, das während einer Bremsung geschlos sen ist, und daß die Druckregelung in den Radbremsen der angetriebenen Räder während einer Antriebsschlupfregelung durch Schalten des zugehörigen Ventilpaares (36, 15′) bzw. (35, 17′) realisiert ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Regelung des Brems schlupfes die Betätigungskraft, die auf den Hauptzylinder wirkt, reduziert ist, so daß die Kammern des Hauptzylinders Druckmittel aus den Radbremsen auf nehmen.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ventile (15′, 15′′, 17′, 17′′) elektromagnetisch betätigt und von einer zen tralen Elektronik (18) angesteuert sind.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß an jede Kammer des Tan demhauptzylinders (10) mindestens zwei Radbremsen ange schlossen sind, wobei in jeder Zweigleitung (24′, 24′′, 25′, 25′′) je ein Ventil (15′, 15′′, 17′, 17′′) einge schaltet ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß dem Hauptzylinder ein hy draulischer oder pneumatischer Verstärker vorgeschaltet ist, mit einer Wand (2), die eine pedalferne Kammer (4) und eine pedalnahe Kammer (3) in einem Gehäuse (5) von einander trennt, wobei die eine Kammer (4) an einer Un terdruckquelle und die andere Kammer (5) über ein Brems druckregelventil (8) an eine Hochdruckquelle angeschlos sen ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Reduzierung der Betä tigungskraft der Hochdruckanschluß mit dem Niederdruckan schluß vertauscht ist (Ventil 19).

7. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß an je eine Arbeitskammer des Hauptzylinders die Radbremsen der diagonal gegen überliegenden Räder am Fahrzeug angeschlossen sind.