DE3841366C2 - Bremsanlage mit Blockierschutzregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage mit Blockier­ schutzregelung, mit einem Bremsdruckgeber, mit einer Hilfs­ druckquelle und mit elektrisch betätigbaren, als Einlaß- und Auslaßventile dienenden Mehrwegeventilen, die in den von dem Bremsdruckgeber zu den Radbremsen und in von den Radbremsen zu einem Druckausgleichsbehälter führenden Druckmittelwegen ein­ gefügt sind, wobei mehrere Radbremsen über je ein Rück­ schlagventil, das sich zur Radbremse hin öffnet, an ein ge­ meinsames Einlaßventil angeschlossen sind. Außerdem sind diese Radbremsen jeweils an ein Auslaßventil sowie über je ein in Rückflußrichtung sich öffnendes Rückschlagventil an den Brems­ druckgeber angeschlossen.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 35 28 565 A1 be­ kannt. Auch bei dieser Bremsanlage sind mehrere Radbremsen über radindividuelle Rückschlagventile und über ein gemein­ sames Einlaßventil an den Bremsdruckgeber angeschlossen. Zum Bremsdruckabbau im Regelungsfall wird ein Auslaßventil geöffnet, das als 3/3-Wegeventil ausgebildet ist und in seiner Ruheposi­ tion einen zusätzlichen, zu dem über das gemeinsame Einlaßven­ til führenden Weg parallen, eine Drossel enthaltenden Ein­ strömweg von dem Bremsdruckgeber zu der jeweiligen Radbremse herstellt. In einer Mittelposition sind alle über dieses Aus­ laßventil führende Wege geschlossen.

Bei anderen bekannten Bremsanlagen bzw. Antiblockiersystemen (siehe z. B. DE 36 27 000 A1) ist jedem individuell regelbaren Rad oder jeder Radgruppe, z. B. den Hinterrädern, ein Einlaß-/Auslaßventilpaar zugeordnet. Das Einlaßventil liegt dabei in dem vom Bremsdruckgeber zu der Radbremse führenden Druckmittelweg, das Auslaßventil in einer Druckmittelleitung, die von der Radbremse zu dem Druckausgleichsbehälter führt. Mit solchen Ventilpaaren kann der Bremsdruck in den einzelnen Rad­ bremsen oder Radgruppen gleichzeitig und unabhängig voneinander auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

Aus der DE 35 38 809 A1 ist eine blockiergeschützte Bremsanlage mit einem Hauptleitungssystem für einen normalen Bremsvorgang und mit einem Hilfsleitungssystem, über das bei einem geregel­ ten Bremsvorgang der Bremsdruck moduliert wird, bekannt. Im Hilfsleitungssystem befinden sich steuerbare Hydraulikventile, über die während eines Regelungsvorgangs Druckmittel zu den Radbremsen eingeleitet werden kann. In den zu den einzelnen Radbremsen führenden Druckmittelwegen sind jeweils ein Rückschlagventil, das sich zu der Radbremse hin öffnet, und eine Drosselstelle eingefügt.

Es sind auch schon Antiblockiersysteme mit sequentieller Re­ gelung bekannt (DE 33 17 629 A1). In diesen Fällen ist ledig­ lich in jedem Regelkanal ein Einlaßventil, d. h. ein in der Ruhestellung durchlässiges, nach dem Umschalten den Druckmit­ telfluß unterbrechendes Mehrwegeventil vorhanden. Der Brems­ druck wird in den einzelnen Kanälen nacheinander moduliert, indem sequentiell durch Öffnen eines Einlaßventils und Sperren der übrigen Ventile die Räder an den Bremsdruckgeber angeschal­ tet und sodann der Druck im Bremsdruckgeber auf das gewünschte Druckniveau abgesenkt oder angehoben wird. Weil keine Auslaß­ ventile benötigt werden, ist der Ventilaufwand insgesamt rela­ tiv gering. Das Nacheinander sowie die erforderliche Modulation des Druckes im Bremsdruckgeber mindern allerdings die erreich­ bare Regelgüte.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Brems­ anlage der eingangs genannten Art, bei der zum Druckabbau im Regelfall ein Druckmittelauslaßweg geöffnet werden muß, den Ventilaufwand zu verringern und damit die Kosten der Bremsanla­ ge zu reduzieren. Die Regelgüte sollte unter der Einsparung nicht oder höchstens unwesentlich leiden.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe mit der im An­ spruch 1 beschriebenen Bremsanlage gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß in den von dem gemeinsamen Einlaßventil zu einzelnen Radbremsen führenden Druckmittelwegen jeweils eine Drosselstelle eingefügt ist. Es genügt dann je Radbremse ein einfaches Auslaßventil, das in seiner Ruhelage geschlossen ist und zum regelungsbedingten Druckabbau geöffnet wird.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ventilanordnung läßt sich der Bremsdruck in den über das gemeinsame Einlaßventil an den Bremsdruckgeber angeschlossenen Radbremsen weitgehend unabhängig voneinander variieren. Zum Druckabbau wird das jeweilige Auslaßventil angesteuert. Wird eine Druckerhöhung nur in einem der über das gemeinsame Einlaßventil ange­ schlossenen Radbremsen verlangt, werden in der Durchlaßphase dieses Eingangsventils die Ausgangsventile der übrigen Rä­ der, in denen der Druck konstant gehalten oder reduziert werden soll, pulsweise oder kontinuierlich ebenfalls auf Durchlaß geschaltet. Die Druckabsenkung an einem Rad bei ge­ schlossenem Einlaßventil ist wegen der individuellen Auslaß­ ventile und wegen der Rückschlagventile ohnehin ohne Einfluß auf den Druck in den anderen an das gleiche Einlaßventil an­ geschlossenen Rädern. Die Drosselstellen begrenzen den Druckgradienten, so daß bei gleichzeitig geöffnetem Einlaß­ ventil und Auslaßventil ein Druckanstieg in einem anderen Rad, dessen Auslaßventil geschlossen ist, möglich ist. Außerdem wird durch die Drosselstelle der Druckmittelabfluß und damit der Druckmittelbedarf, den die Hilfsdruckquelle aufbringen muß, beschränkt.

Die Druckabbauphasen während der Regelzyklen sind normaler­ weise kurz im Vergleich zu den Druckhalte- und Druckaufbau­ phasen. Daher ist es möglich, den Regelalgorithmus derart auszulegen, daß während der Druckabbauphase an einem Rad der Druckaufbau an dem oder an den anderen Rädern des gleichen Bremskreises durch (kurzzeitiges) Schließen des Einlaßven­ tils unterbrochen wird. Dies wirkt sich auch auf den Druck­ mittelbedarf günstig aus.

Dank eines weiteren Rückschlagventils, das in Rückflußrich­ tung direkt von der Radbremse zu dem Bremsdruckgeber führt, ist beim Lösen der Bremse jederzeit ein ungehinderter Druck­ abbau über den Bremsdruckgeber gewährleistet.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung, bei der ein Bremsdruckgeber mit zwei hydraulisch getrennten Bremskreisen verwendet wird, sind jeweils die Radbremsen ei­ ner Diagonalen über ein gemeinsames Einlaßventil und über die radindividuellen Rückschlagventile, Drosselstellen und Auslaßventile an das Bremsensystem angeschlossen. In einer anderen Ausführungsart sind an den zweikreisigen Brems­ druckgebern die Vorderradbremsen über ein gemeinsames Ein­ laßventil und über die radindividuellen Rückschlagventile, Drosselstellen und Auslaßventile angeschlossen, während der Bremsdruck in den Hinterradbremsen gemeinsam über ein Ein­ laß-/Auslaßventilpaar gesteuert wird. Es handelt sich also hierbei um eine sogen. Schwarz/Weiß-Bremskreisaufteilung mit gleichphasiger Regelung des Bremsdruckes in den Hinterrad­ bremsen, vorzugsweise nach "select low".

Die Erfindung führt also vor allem zur Einsparung von Ein­ laßventilen. Es werden dadurch auch weniger elektronische Ansteuerkanäle mit den zugehörigen Endstufen, wie Leistungs­ transistoren, benötigt. Die Verdrahtung wird einfacher und billiger. Für die zusätzlichen Rückschlagventile und Dros­ selstellen ist nur ein minimaler Mehraufwand erforderlich.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die wichtigsten hy­ draulischen Komponenten einer Bremsanlage nach der Erfindung und

Fig. 2 im Diagramm den Bremsdruckverlauf in Abhängigkeit von der Ansteuerung der entsprechenden Mehrwegeven­ tile.

Die Bremsanlage nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus ei­ nem pedalbetätigten Bremsdruckgeber 1, der sich wiederum aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 mit einem vorgeschalteten Un­ terdruckverstärker 3 zusammensetzt. Ein Druckausgleichsbe­ hälter 4 sowie eine Hilfsdruckquelle 5 sind ebenfalls vor­ handen. Diese Hilfsdruckquelle 5 umfaßt zwei Hydraulikpumpen 6, 7, die von einem gemeinsamen Antriebsmotor M angetrieben werden.

Der Tandem-Hauptzylinder 2 ist mit regelnden Zentralventilen 8, 9 ausgerüstet, mit deren Hilfe nach dem Einschalten der Hydraulikpumpen 6, 7 der Bremsdruck in den Arbeitskammern des Hauptzylinders in bekannter Weise auf einen zur Pedalkraft proportionalen Wert begrenzt wird.

An diesen zweikreisigen Bremsdruckgeber 1, die Bremskreise sind mit I und II beziffert, sind jeweils zwei Fahrzeugräder über ein gemeinsames Einlaßventil 10, 11 sowie über radindi­ viduelle Rückschlagventile 12, 13, 14, 15 und Drosselstellen 16, 17, 18, 19 angeschlossen. Außerdem ist jedem Fahrzeugrad ein Auslaßventil 20, 21, 22, 23 zugeordnet, über das ein Druck­ mittelrückfluß aus der zugehörigen Radbremse in den Druck­ ausgleichsbehälter 4 möglich ist. Schließlich ist noch jedes Rad über ein weiteres, radindividuelles Rückschlagventil 24, 25, 26, 27, das sich in Druckmittelrückflußrichtung, d. h. zum Bremsdruckgeber 1 hin, öffnen kann, mit dem Eingang des Einlaßventils 10, 11 bzw. mit den Bremskreisen I, II des Bremsdruckgebers 1 verbunden.

In der Ausführungsart nach Fig. 1 sind an die beiden Brems­ kreise I, II jeweils die Räder einer Fahrzeugdiagonalen ange­ schlossen, also das linke Vorderrad VL und das rechte Hin­ terrad HR an den Bremskreis I, die beiden anderen Räder VR und HL an den Bremskreis II.

Nach einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsart der Erfindung, die eine Schwarz/Weiß-Bremskreisaufteilung vor­ aussetzt, sind an den Bremskreis I in der dargestellten Wei­ se die Vorderräder (VL) und (VR) angeschlossen, und an den Bremskreis II die Hinterräder (HR) und (HL). In dieser Aus­ führungsart genügt für die Regelung des Bremsdruckes in den Hinterrädern ein Ventilpaar bestehend aus einem Einlaßventil (11) und einem Auslaßventil (22 oder 23). Auf die radindivi­ duellen Rückschlagventile 14, 15 und die Drosselstellen 18, 19 kann folglich verzichtet werden. Die Rückschlagventile 26, 27 sind weiterhin sinnvoll, um das Lösen der Bremsen nach Been­ digung des Bremsvorganges zu gewährleisten.

Die Bremsanlage nach Fig. 1 arbeitet wie folgt. In der Ruhe­ stellung sind die Einlaßventile 10,11 auf Durchlaß, die Aus­ laßventile 20-23 auf Sperren geschaltet. Folglich ist bei jeder Betätigung des Bremsdruckgebers I ein praktisch unge­ hinderter Bremsdruckaufbau über die Einlaßventile 10, 11, die Rückschlagventile 12-15 und die Drosselstellen 16-19 ge­ währleistet. Nach Beendigung des Bremsvorganges fließt das Druckmittel über die Rückschlagventile 24-27 zum Brems­ druckgeber 1 zurück.

Droht das Blockieren eines Rades, was bei Anlagen dieser Art üblicherweise durch Radsensoren in Verbindung mit elektroni­ schen Schaltungen, die die Sensorsignale auswerten, festge­ stellt wird, setzt die Blockierschutzregelung ein. Das be­ treffende Einlaßventil 10 oder 11 wird auf Sperren umge­ schaltet und, wenn der Bremsdruck an dem zum Blockieren nei­ genden Rad reduziert werden soll, das zugehörige Auslaßven­ til, z. B. Ventil 21, durch Pulse oder Pulsfolgen solange auf Durchlaß geschaltet, bis der Druck auf das gewünschte Druck­ niveau abgebaut ist. Wegen der radindividuellen Rückschlag­ ventile, z. B. des Ventils 12 im Druckmittelweg zum Rad VL, bleibt in dieser Phase in der Radbremse des linken Vorderra­ des VL trotz der Druckmittelentnahme über das Auslaßventil 21 der Bremsdruck erhalten.

Fig. 2 bezieht sich auf eine Situation, in der unterschied­ licher Bremsdruck in den beiden Rädern eines Bremskreises verlangt ist. Wiedergegeben ist der Bremsdruckverlauf p_L, p_R in den beiden über ein gemeinsames Einlaßventil an einem Bremskreis I oder II angeschlossenen Radbremsen. Die Ansteuersignale und damit die Schaltpositionen des zugehöri­ gen Einlaßventils EV, nämlich z. B. des Ventiles 10 in Fig. 1, bzw. der radindividuellen Auslaßventile AV_L, AV_R, also der Auslaßventile 20 und 21 nach Fig. 1, sind ebenfalls dar­ gestellt.

In der betrachteten Phase ist das Einlaßventil EV zunächst angesteuert, der Druckmittelfluß also unterbrochen. Die Aus­ laßventile AV_L und AV_R befinden sich in ihrer Ruhestel­ lung. Es ist ein Druckanstieg im linken Rad erforderlich. Daher wird zum Zeitpunkt t₁ das Einlaßventil EV in die Durchlaßstellung zurückgeschaltet, so daß über das Rück­ schlagventil 12 und die Drosselstelle 16 der Druck p_L im linken Vorderrad ansteigen kann. Der Druck p_R an der rech­ ten Radbremse des gleichen Rades soll dagegen konstant blei­ ben. Daher wird gleichzeitig mit dem Zurückschalten des EV-Ventils 10 das Auslaßventil 21 des rechten Rades pulswei­ se derart erregt, daß trotz des Druckmittelzuflusses über das Rückschlagventil 13 und die Drosselstelle 17 der Druck p_R in der Radbremse im Mittel konstant bleibt.

Zum Zeitpunkt t₂ wird ein Anstieg des Bremsdruckes p_R in der rechten Radbremse bei gleichzeitiger Konstanthaltung des Druckes p_L gewünscht, weshalb zum Zeitpunkt t₂ das Ven­ til AV_L (Ventil 20 in Fig. 1) pulsweise erregt und dadurch Druckmittelabfluß in der erforderlichen Höhe über dieses Auslaßventil zum Druckausgleichsbehälter 4 erreicht wird. Zum Zeitpunkt t₃ wird bei Konstanthaltung des Druckes ein Druckabbau (p_R) im rechten Rad des gleichen Kreises dadurch ereicht, daß nunmehr das zugehörige Auslaßventil AV_R kontinuierlich oder mit Pulsen größerer Breite auf Durchlaß geschaltet wird.

Schließlich werden durch den Kurvenverlauf zum Zeitpunkt t₄ noch die Signale, durch die in beiden Radbremsen eines Kreises Druck abgebaut wird, und zum Zeitpunkt t₅ die Si­ gnale beim Druckwiederaufbau im rechten Rad wiedergegeben.

Es ist einzusehen, daß durch Variieren der Ventilansteuer­ zeiten jeder gewünschte Druckverlauf eingestellt werden kann.

Ein ausreichender Druck wird durch die Hilfsdruckquelle 5 zur Verfügung gestellt, die zu Beginn einer Blockierschutz­ regelung eingeschaltet wird.

Erfindungsgemäß wird also mit verringertem Ventilaufwand praktisch die gleiche Regelgüte wie mit herkömmlichen Brems­ anlagen erreicht, die mit einem vollständigen Einlaß-/Aus­ laßventilpaar pro Regelkanal ausgerüstet sind.

Claims (4)

1. Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, mit einem Bremsdruckgeber, mit einer Hilfsdruckquelle und mit elektrisch betätigbaren, als Einlaß- und Auslaßventile dienenden Mehrwegeventilen, die in den von dem Bremsdruckgeber zu den Radbremsen und in von den Rad­ bremsen zu einem Druckausgleichsbehälter führenden Druckmittelwegen eingefügt sind, wobei mehrere Radbrem­ sen über je ein Rückschlagventil, das sich zur Rad­ bremse hin öffnet, an ein gemeinsames Einlaßventil und außerdem jeweils an ein Auslaßventil sowie über je ein in Rückflußrichtung sich öffnendes Rückschlagventil an den Bremsdruckgeber angeschlossen sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den von dem gemeinsamen Einlaßventil (10, 11) zu einzelnen Radbremsen führenden Druckmittel­ wegen jeweils eine Drosselstelle (16-19) eingefügt ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruckgeber (1) zwei hydraulisch getrennte Bremskreise (I, II) besitzt, an die jeweils die Rad­ bremsen einer Diagonalen über ein gemeinsames Einlaßventil (10, 11) sowie über die radindividuellen Rückschlagventile (12-15) und Drosselstellen (16-19) angeschlossen sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruckgeber (1) zwei hydraulisch getrennte Bremskreise (I, II) besitzt und daß die Vorderradbremsen über das gemeinsame Einlaßventil (10) und die Hinter­ radbremsen in an sich bekannter Weise über ein Ein­ laß-/Auslaßventilpaar angeschlossen sind.

4. Bremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Bremsdruckes in einer Radbremse und zur gleichzeitigen Konstanthaltung oder Reduzierung des Bremsdruckes in einer an das gleiche Einlaßventil (10, 11) angeschlosse­ nen zweiten Radbremse gleichzeitig das Einlaßventil (10, 11) und das Auslaßventil (20-23) der zweiten Rad­ bremse kontinuierlich oder pulsweise auf Durchlaß schaltbar sind.