DE3842699A1

DE3842699A1 - Blockiergeschuetzte hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE3842699A1
Application number: DE19883842699
Authority: DE
Inventors: Harald Dr Luetteke
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1990-06-21
Anticipated expiration: 2008-12-20
Also published as: DE3842699C2; DE4003328A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte hy draulische Bremsanlage, mit mindestens einer Radbremse und einer Hilfsdruckquelle, wobei in die Leitung zwischen der Hilfsdruckquelle und der Radbremse ein Einlaßventil einge setzt und die Radbremse über ein Auslaßventil an eine Rücklaufleitung angeschlossen ist.

Eine derartige Bremsanlage ist z.B. aus der DE-OS 36 27 000 bekannt. Diese Offenlegungsschrift zeigt eine Zwei kreisbremsanlage mit einem Tandemhauptzylinder und einer Pumpe für jeden Bremskreis. Die Radbremszylinder stehen über je ein Einlaßventil mit der Druckleitung zur Pumpe bzw. der Bremsleitung zum Hauptbremszylinder und mit je einem Auslaßventil mit der Rücklaufleitung zum Vorratsbe hälter in Verbindung. Das Einlaßventil ist normalerweise geöffnet, das Auslaßventil normalerweise geschlossen.

Während einer Bremsung wird das Drehverhalten der Räder laufend überwacht. Wenn eines der Räder droht zu blockie ren, dann wird der Antrieb der Pumpe eingeschaltet und das Ein- und Auslaßventil des blockiergefährdeten Rades derart angesteuert, daß in den Radbremsen ein Druck eingestellt wird, der mit einem optimalen Schlupfwert des Rades korrel liert. Zum Senken des Druckes wird das Auslaßventil ge öffnet und das Einlaßventil geschlossen. Zum Halten des Druckes sind beide Ventile geschlossen, während zur Druck steigerung das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil geschlossen ist.

Die Ein- und Auslaßventile sind elektromagnetisch ange steuerte Ventile mit einem Schließkörper, der auf einem Ventilsitz aufsitzt. Während einer ABS-Regelungsbremsung tritt an den Ventilen ein Druckgefälle in der Bremsflüs sigkeit auf, das zu Regelgeräuschen führt, die vom Fahrer des Fahrzeuges als unangenehm empfunden werden.

Die Erfindung hat daher zum Ziel, die Regelgeräusche am Ventil drastisch zu senken.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeich nenden Teil des Hauptanspruchs genannt sind.

Der Differenzdruckbegrenzer zwischen der Hilfsdruckquelle und dem Einlaßventil bewirkt ab einem Bremsflüssigkeits druck, der größer ist als der Druck, der der Kraft der Ventilfeder entspricht, daß am Einlaßventil ein definier tes, konstantes Druckgefälle vorliegt, das durch die Ven tilfeder bestimmt ist. Dieses Druckgefälle kann z. B. auf 25 bar eingestellt werden und ist damit wesentlich gerin ger, als das Druckgefälle, das üblicherweise bei einer Panik-ABS-Regelungs-Bremsung mit der Bremsanlage gemäß der genannten Offenlegungsschrift auftritt. Man hat festge stellt, daß die Regelgeräusche mit größer werdendem Druck gefälle zunehmen und dann besonders laut sind, wenn der Fahrer bei einer Panikbremsung mit ganzer Kraft auf das Bremspedal tritt. Geschieht das bei niedriger Blockier grenze (z.B. auf Eis), so liegen die größten Druckgefälle und damit die höchsten Regelgeräusche vor. Hiervon ist das Einlaßventil besonders betroffen. Die Senkung des Druck gefälles am Einlaßventil hat also offensichtlich den Er folg, daß die Regelgeräusche erheblich gesenkt werden.

Ein weiterer Vorteil, der sich überraschenderweise einge stellt hat, liegt darin, daß der Algorithmus zum Steuern der Ventile erheblich vereinfacht werden kann. Durch das fest eingestellte Druckgefälle am Einlaßventil ist die Durchflußmenge, die pro Zeiteinheit das Ventil durch strömt, exakt festgelegt. Die zu erwartende Druckstei gerung an den Radbremsen ist daher bekannt. Aufwendige Berechnungsschritte zur Festlegung der Öffnungszeit des Ventils im Regelalgorithmus können entfallen. Die so während der Regelung konstant gehaltenen Druckgradienten am Einlaßventil führen neben einem geringen Regelgeräusch noch zu drei weiteren, in ihrer Wertigkeit etwa gleichzu setzenden Vorteilen, nämlich zu einer:

a) Bremswegverkürzung
b) Verbesserung der Regelgüte durch Regelfrequenz erhöhung, und
c) Verringerung des Bremsflüssigkeitsverbrauches mit der Folge einer größeren Bremsreserve bei Bremsvorgängen auf Oberflächen mit sich plötzlich ändernden Reibwerten

Weitere vorteilhafte Ausführungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Es sei insbe sondere verwiesen auf die Ansprüche 7 bis 10, die die Aus gestaltung des Differenzdruckbegrenzers betreffen.

Eine nur wenig Raum einnehmende Anordnung des Differenz druckbegrenzers besteht darin, das Gehäuse des Regelven tiles unmittelbar mit dem Ventilblock für die Ein- und Auslaßventile zu verbinden, bzw. das Gehäuse des Dif ferenzdruckbegrenzers einstückig mit dem Ventilblock aus zuführen.

Anhand dreier Figuren soll der Erfindungsgedanke näher er läutert werden. Die

Fig. 1 zeigt das hydraulische Schaltbild der Bremsan lage, wobei die Darstellung des Hauptzylinders im Schnitt erfolgt.

Fig. 2 zeigt die vorteilhafte Ausgestaltung eines Dif ferenzdruckbegrenzers und die

Fig. 3 die Anordnung des Differenzdruckbegrenzers an einem Ventilblock.

Die hydraulische Bremsanlage besteht aus einem Hauptbrems zylinder 1, dem ein pneumatischer Verstärker 2 vorgeschal tet ist. Der pneumatische Verstärker 2 wird mittels eines Pedals 3 tätig. In der Längsbohrung 4 des Hauptbremszylin ders 1 ist ein Schwimmkolben 5 und ein Druckstangenkolben 6 dichtend geführt. Sie begrenzen zwei Arbeitsräume 7 und 8 in der Bohrung 4 des Hauptbremszylinders 1. Sowohl der Druckstangenkolben 6 als auch der Schwimmkolben 5 weisen ein Zentralventil 9 auf, dessen Schließkörper 10 in der Grundposition des Kolbens mittels eines Stößels, der an einem gehäusefesten Anschlag liegt, vom Ventilsitz ent fernt gehalten wird. Dadurch besteht eine Verbindung zwi schen den Arbeitskammern 7 und 8 und dem Vorratsbehälter 11. Betätigt der Fahrer das Pedal 3, so wird mit Unter stützung durch den pneumatischen Verstärker 2 der Druck stangenkolben 6 in den Hauptbremszylinder hineingeschoben, wodurch das Zentralventil 9 schließt und Druckmittel aus der Arbeitskammer 8 in den angeschlossenen Bremskreis ver drängt wird. Als Folge verschiebt sich auch der Schwimm kolben 5, so daß auch aus der Arbeitskammer 7 Druckmittel verdrängt wird. Beide Arbeitskammern stehen über je eine Bremsleitung 12 mit den Radbremsen des Fahrzeuges in Ver bindung, die mit einer Buchstabenkombination bezeichnet sind, wobei die folgenden Abkürzungen gewählt worden sind: V für vorne, H für hinten, L für links und R für rechts.

Die Bremsanlage beinhaltet weiterhin eine Doppelpumpe 13, die von einem Motor M angetrieben wird. Die Pumpen fördern aus dem Vorratsbehälter 11 über je eine Druckleitung 14 in die Bremsleitungen 12. In die Bremsleitung 12 bzw. in deren Zweigleitungen zu den Radbremsen ist je ein Einlaß ventil 15 geschaltet, das elektromagnetisch betätigt und in der Grundstellung offen ist.

Die Radbremsen stehen weiterhin über eine Rücklaufleitung 16 mit dem Vorratsbehälter 11 in Verbindung, wobei in die Rücklaufleitungen bzw. in den Zweigleitungen je ein Aus laßventil 17 angesetzt ist, das ebenfalls elektromagne tisch betätigt, aber in stromlosem Zustand geschlossen ist.

Oberhalb der Einlaßventile 15, also zwischen dem Einlaß ventil 15 und der Pumpe 13 bzw. dem Hauptbremszylinder 1 ist je ein Differenzdruckbegrenzer 18 eingeschaltet, des sen Steuerleitung 19 unmittelbar mit der jeweiligen Rad bremse verbunden ist.

Parallel zum Einlaßventil 15 und dem Differenzdruckbe grenzer 18 ist ein Rückschlagventil 21 in eine Bypass- Leitung 20 geschaltet, das zur Radbremse hin sperrt.

Der Differenzdruckbegrenzer ist im Bild 2 näher darge stellt. Er besteht aus einem Gehäuse mit drei Kammern, die nebeneinander angeordnet sind. Rechts im Bild befindet sich die Auslaßkammer 40, die über das Einlaßventil 15 mit der Radbremse verbunden ist.

Links von der Auslaßkammer 40 befindet sich die Einlaß kammer 41, die mit der Druckleitung 14 bzw. der Bremslei tung 12 verbunden ist. Die Kamnern 40 und 41 sind durch eine Wand 22 voneinander getrennt, wobei ein zentrales Loch der Wand 22 den Ventildurchgang bildet. Links von der Einlaßkammer 41 befindet sich die Steuerkammer 23, die über die Steuerleitung 19 unmittelbar mit der Radbremse verbunden ist. Durch die Wand 24 zwischen Einlaßkammer 41 und der Steuerkammer 23 ist ein Ventilschaft 25 dichtend hindurchgeführt, der durch das zentrale Loch der Wand 22 hindurch in den Auslaßraum 40 ragt. Dort geht er über in einen Ventilschließkörper 26 von kegeliger oder kugeliger Gestalt.

In der Steuerkammer 23 ist eine Ventilfeder 27 angeordnet, die sich einerseits am Gehäuseboden und andererseits am Ventilschaft 25 abstützt. Die Feder 27 drängt den Schaft 25 gegen einen Anschlag 43, wobei in der Grundposition, die durch den Anschlag 43 definiert ist, der Ventilkörper 26 vom Ventilsitz 28 entfernt gehalten ist. Es besteht dann ein freier Druchlaß zwischen der Einlaßkammer 41 und der Auslaßkammer 40.

In vorteilhafter Weise kann das Gehäuse des Differenz druckbegrenzers mit dem Ventilblock 30 für die Ein- 15 und Auslaßventile 17 verbunden werden. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt. Im oberen Teil des Bildes erkennt man den Block 30 mit den Aufnahmebohrungen 31, 32 für die Ein- und Auslaßventile. Unterhalb des Ventilblockes befin det sich auf der den Aufnahmebohrungen 31, 32 gegenüber liegenden Seite das Gehäuse 33 für den Differenzdruckbe grenzer. Dort sind auch die Kammern 23, 40 und 41 sowie ein Rückschlagventil 34 angeordnet. Letzteres kann das in Fig. 1 dargestellte Rückschlagventil 21 ersetzen.

Die Anlage arbeitet in der folgenden Weise:

In der Grundstellung befinden sich alle Teile in der dar gestellten Position und die Ventile in den dargestellten Schaltstellungen. Durch Betätigen des Pedals 3 wird Druck mittel aus den Arbeitskammern 7 und 8 in die Bremsleitun gen 12 über die offenen Ventile 15 zu den Radbremsen ver drängt, wodurch sich ein Druck in den Bremskreisen auf baut, der dazu führt, daß die Bremsen betätigt werden und das Fahrzeug verzögert wird. Der Differenzdruckbegrenzer bleibt offen, da sowohl in der Auslaßkammer 40 als auch in der Steuerkammer 23 der gleiche Druck herrscht. Bezogen auf die wirkenden Drücke ist somit der Ventilschaft 25 kraftausgeglichen, so daß die Feder 27 in der Lage ist, das Ventil 26, 28 offen zu halten.

Wird der Druck in den Bremskreisen durch Steigerung der Pedalkraft so weit erhöht, daß die Räder zu blockieren drohen, dann setzt der Antiblockiermodus ein. Der Motor M der Pumpen 13 wird eingeschaltet und das Einlaßventil 15 geschlossen. Nun kann der Druck in der Druckleitung bzw. in der Bremsleitung gesteigert werden, ohne daß der Druck in den Radbremsen dem folgt. Da nun der Druck in der Aus laßkammer 40 größer ist als in der Steuerkammer 23, wirkt auf den Schaft 25 eine Kraft, die gegen die Federkraft ar beitet und den Schaft in der Darstellung gemäß der Fig. 2 nach links verschiebt. Dadurch wird der Ventilkörper 26 auf den Ventilsitz 28 aufgesetzt und die Verbindung zwi schen der Einlaßkammer 41 und der Auslaßkammer 40 ge schlossen. Die Vorspannung der Feder kann z.B. so einge stellt sein, daß bei einem Druckunterschied von z.B. 25 bar zwischen der Auslaßkammer 40 und der Steuerkammer 23 das Ventil geschlossen wird. Durch Öffnen des Auslaßven tils 17 kann der Druck in den Radbremsen noch weiter ge senkt werden. Wird nun, um einen erneuten Druckanstieg in den Radbremsen zu erwirken, das Einlaßventil 15 geöffnet, gleichen sich zunächst die Drücke in der Auslaßkammer 40 und der Steuerkammer 23 wieder an, so daß, sobald die Druckdiffernz wieder 25 bar beträgt, der Ventildurchgang des Differenzdruckbegrenzers geöffnet wird und Druckmittel aus der Pumpe in die Radbremsen nachströmen kann.

Wesentlich ist, daß durch den Differenzdruckbegrenzer am Einlaßventil 15 stets ein definiertes, konstantes Druckge fälle eingestellt wird, sofern der Bremsflüssigkeitsdruck größer ist als der Druck, der der Kraft der Ventilfeder 27 entspricht.

Bezugszeichenliste:

1 Hauptbremszylinder
2 pneumatischer Verstärker
3 Pedal
4 Bohrung
5 Schwimmkolben
6 Druckstangenkolben
7 Arbeitskammer
8 Arbeitskammer
9 Zentralventil
10 Schließkörper
11 Vorratsbehälter
12 Bremsleitung
13 Pumpe
14 Druckleitung
15 Einlaßventil
16 Rücklaufleitung
17 Auslaßventil
18 Differenzdruckbegrenzer
19 Steuerleitung
20 Bypass-Leitung
21 Rückschlagventil
22 Wand
23 Steuerkammer
24 Trennwand
25 Ventilschaft
26 Ventilkörper
27 Ventilfeder
28 Ventilsitz
30 Ventilblock
31 Aufnahmebohrung
32 Aufnahmebohrung
33 Ventilgehäuse
34 Rückschlagventil
35 Bohrung
40 Auslaßkammer
41 Einlaßkammer
42 Hauptzylinderanschluß
43 Anschlag

Claims

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage mit mindestens einer Radbremse und einer Hilfsdruckquel le, wobei in die Druckleitung zwischen der Hilfs druckquelle und der Radbremse ein Einlaßventil ein gesetzt und die Radbremse über ein Auslaßventil an eine Rücklaufleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung zwischen der Hilfsdruckquelle (13) und dem Einlaß ventil (15) ein Differenzdruckbegrenzer (18) einge fügt ist, dessen Schließkörper (26) sowohl von der Kraft einer Feder (27) als auch vom Druck in der Radbremse in einem die Leitung öffnenden Sinne be aufschlagt ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bremsanlage einen pedal betätigten Hauptbremszylinder (1) aufweist, dessen Arbeitskammer (7, 8) mittels einer Bremsleitung (12) an die Leitung zwischen die Hilfsdruckquelle (13) und dem Differenzdruckbegrenzer (18) anschließt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rücklaufleitung (16) in einen Vorratsbehälter (11) mündet und die Hilfs druckquelle mindestens eine Pumpe (13) aufweist, die aus dem Vorratsbehälter (11) fördert.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druck am Ausgang der Hilfsdruckquelle (13) proportional zur Fußkraft ein gestellt ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ausgang der Hilfsdruck quelle über ein Druckbegrenzungsventil (9) an den Vorratsbehälter (11) anschließt, wobei das Druckbe grenzungsventil (9) von der Pedalkraft angesteuert ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hauptbremszylinder (1) mindestens ein Zentralventil (9) aufweist, das in dem die Arbeitskammern (7, 8) begrenzenden Kolben (6, 5) eingesetzt ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Differenzdruckbegrenzer (18) in einem Gehäuse drei Kammern aufweist (Steuer kammer (23), Einlaßkammer (41), Auslaßkammer (40)), wobei ein Durchlaß zwischen der Einlaß- und der Aus laßkammer mittels eines Ventilkörpers (26) ver schließbar ist, dessen Schaft (25) dichtend durch eine Trennwand (24) zwischen der Einlaß- (41) und der Steuerkammer (23) geführt ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerkammer (23) mit der Radbremse, die Einlaßkammer (41) mit der Hilfsdruck quelle (13) und die Auslaßkammer (40) über das Einlaßventil (15) ebenfalls mit den Radbremsen verbunden ist.

9. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Steuerkammer eine Fe der (27) angeordnet ist, die sich einerseits am Ge häuse und andererseits am Ventilschaft (25) ab stützt, wobei die Federkraft den Ventilkörper (26) vom Ventilsitz (28) wegdrängt.

10. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- (15) und Auslaßventil (17) in einem Ventilblock (30) eingesteckt sind und das Gehäuse (33) des Differenzdruckbegrenzers einstückig mit dem Ventil block (30) ausgebildet ist.