DE3841366C2 - Bremsanlage mit Blockierschutzregelung - Google Patents
Bremsanlage mit BlockierschutzregelungInfo
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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
pL, pR 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 AVL, AVR, 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 AVL und AVR 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 pL im
linken Vorderrad ansteigen kann. Der Druck pR 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
pR in der Radbremse im Mittel konstant bleibt.
Zum Zeitpunkt t₂ wird ein Anstieg des Bremsdruckes pR in
der rechten Radbremse bei gleichzeitiger Konstanthaltung des
Druckes pL gewünscht, weshalb zum Zeitpunkt t₂ das Ven
til AVL (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 (pR) im rechten Rad des gleichen Kreises
dadurch ereicht, daß nunmehr das zugehörige Auslaßventil
AVR 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.
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