DE3906530A1

DE3906530A1 - Blockiergeschuetzte, druckmittelbetaetigte bremsanlage mit antriebsschlupfregelung

Info

Publication number: DE3906530A1
Application number: DE19893906530
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Albrecht Dipl Ing Otto
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1989-03-02
Publication date: 1990-09-06
Anticipated expiration: 2009-03-03
Also published as: DE3906530C2

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte, druckmit telbetätigte Bremsanlage mit Antriebsschlupfregelung, be stehend im wesentlichen aus einem pedalbetätigten, vor zugsweise hilfskraftunterstützten Bremsdruckgeber mit ei nem Hauptzylinder, an den über in ein Leitungssystem ver zweigte Haupt-Bremsleitungen Radbremszylinder angeschlos sen sind, aus mit ausgangsseitigen Anschlußleitungen an die Hauptbremsleitungen versehenen Hilfsdruck-Pumpen, de ren Eingänge über eine Eingangsleitung an einen Druck mittel-Reservebehälter angeschlossen sind so wie aus Rad sensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in das Leitungssystem eingefügte elektromagnetisch betä tigbare Druckmittel-Einlaß- und Auslaßventile zur Schlupf regelung steuerbar sind, wobei ein Druckspeicher mit sei nem einzigen Anschluß an die Haupt-Bremsleitung ange schlossen ist, wobei zwischen dem Anschluß und dem Druck speicher ein mit einem ein Überdruckventil einschließenden Bypass versehenes elektromagnetisches Ventil mit vorge schaltetem Drucküberwachungsschalter angeordnet ist.

Eine derartige Bremsanlage wird in dem Deutschen Hauptpa tent P 38 03 363.1 beschrieben. Es handelt sich um eine Bremsanlage mit der sowohl der Bremsschlupf, als auch der Antriebsschlupf geregelt werden kann. Dazu sind den Rädern Ein- und Auslaßventile zugeordnet, mit denen der Radbremse zur Druckerhöhung Druckmittel zugeführt oder zur Drucksen kung Druckmittel entzogen wird. Druckauf- und -abbau er folgen in schneller Folge, so daß am Rad ein optimaler Schlupfwert eingestellt werden kann. Dazu muß aber ständig das Druckmittel, das der Radbremse entzogen wurde, nachge füllt werden. Der Pumpenantrieb wird daher zu Beginn einer Schlupfregelung eingeschaltet. Es vergeht ein kleiner Zeitraum, bis die Pumpen ihre maximale Förderleistung er reicht haben. Bei einer Bremsschlupfregelung ist dies un kritisch, da in den Radbremsen zunächst der Druck gesenkt werden muß, d. h. Druckmittel aus den Bremsen entnommen wird. Des weiteren besteht das Druckmittelvolumen des Hauptzylinders zur Verfügung, der kurzfristig die Funktion eines Speichers übernimmt. Anders stellt sich die Situati on für den Fall der Antriebsschlupfregelung dar. Zum einen muß den Radbremsen als erstes Druckmittel zugeführt wer den, damit ein Durchdrehen der Räder vermieden wird. Zum zweiten ist der Hauptzylinder während einer Antriebs schlupfregelung von den Radbremsen abgekoppelt, so daß er keine Speicherfunktion übernehmen kann. Im Hauptpatent wird daher vorgeschlagen, einen Speicher an die Bremslei tungen anzuschließen, die zu den Radbremsen der angetrie benen Räder führen. In der Anfangsphase einer Regelung steht dann das Druckmittelvolumen des Speichers zur Verfü gung, um die noch nicht ausreichende Förderleistung der Pumpen zu überbrücken.

Üblicherweise wurde bisher in diesen Fällen mit Blasen speichern gearbeitet. Diese haben aber den Nachteil, daß mit ihrer Entleerung der Druckmitteldruck sinkt. Die Er findung beruht daher auf der Aufgabe, einen Speicher für eine antriebsschlupfgeregelte Bremsanlage zu konzipieren, der in der Lage ist, ein ausreichendes Druckmittelvolumen bei gleichbleibendem Druckniveau zu Verfügung zu stellen. Weiterhin muß gewährleistet sein, daß dieser Speicher kein zu großes Bauvolumen aufweist, damit er raumsparend im Fahrzeug untergebracht werden kann.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln des kennzeichnenden Tei les des Hauptanspruches gelöst. Weitere vorteilhafte Aus gestaltungen, insbesondere des Speichers sind in den Un teransprüchen beschrieben. Vor allem die Anordnung des Kolbens und des Zylinders innerhalb des Raumes, der von den Platten und dem Faltenbalg umfaßt ist, bedingt eine raumsparende Anordnung.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles einer Bremsanlage mit einem erweiterten, auf die angetriebene Hinterachse beschränkten Antriebsschlupfre gel-(ASR)-System mit zugehöriger Fig. 1 erläutert.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsformen des Speichers.

Die Bremsanlage besitzt ein als Bremsdruckgeber 1 im we sentlichen aus einem Tandemhauptzylinder 2 und einem vor geschalteten Unterdruckverstärker 3 bestehendes hydrauli sches Aggregat. Über eine Druckstange 4 wird in bekannter Weise eine auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedalkraft F auf den Unterdruckverstärker 3 und von diesem hilfskraftunter stützt auf die Hauptkolben 6, 7 des Tandem-Hauptzylinders 2 übertragen. In der dargestellten Lösestellung der Bremse sind die Druckkammern 8, 9 des Hauptzylinders 2 über ge öffnete Zentral-Regel-Ventile 10, 11, über Anschlußkanäle 12, 13 im Inneren der Kolben 6, 7, über Ringkammern 14, 15, über Anschlußbohrungen 16, 17 und über hydraulische Lei tungen 18, 19 mit einem Druckmittel-Reservebehälter 20 ver bunden. Zwei Haupt-Bremsleitungen 21, 22 des Tandem-Haupt zylinders 2 sind über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete als Einlaßven tile 23, 24, 25, 26 fungierende SO-Ventile mit den Radbrems zylindern 27, 28, 29, 30 verbunden. Den Einlaßventilen 23, 24, 25, 26 ist je ein Rückschlagventil 23′, 24′, 25′, 26′ parallel geschaltet. Die Radbremszylinder 27, 28, 29, 30 sind außerdem an elektromagnetisch betätigbare, in der Grund stellung gesperrte, als Auslaßventile 31, 32, 33, 34 fungie rende SG-Ventile angeschlossen. Diese sind über eine hy draulische Rückflußleitung 35 mit einer Ausgangsleitung 36 des Druckmittel-Reservebehälters 20 verbunden. Dabei ist die Ausgangsleitung 36 zugleich eine Eingangsleitung 36 von elektromotorisch angetriebenen Hydraulikpumpen 37, 38, die mit Pumpenausgängen 37′, 38′ versehen sind. Die Pumpen ausgänge 37′, 38′ führen über Rückschlagventile 39, 40 in die Hauptbremsleitungen 21, 22.

Am Pumpenausgang 38′ ist zwischen dem Rückschlagventil 40 und der Haupt-Bremsleitung 22 ein Anschluß 41 eines Druck speichers 42 mit zugehörigem Drucküberwachungsschalter 42′ vorgesehen. Zwischen dem Anschluß 41 und dem Druckspeicher 42 ist ein elektromagnetisch betätigbares SG-Ventil 43 mit Bypass 44 mit Überdruckventil 45 geschaltet. Der Druck überwachungsschalter 43 gibt bei Anliegen eines Mindest- bzw. eines Höchstdruckes im Speicher 42 Signale an eine elektronische Signalverarbeitungsschaltung 46 ab. Diese schaltet zum Zweck des Ladens bzw. Beenden des Ladens von Speicher 42 den Pumpenmotor M ein bzw. aus. Das Überdruck ventil 45 begrenzt den Höchstdruck im Druckspeicher 42 und ist für thermisch bedingten Überdruck vorgesehen. In der Haupt-Bremsleitung 22 der Hinterachse ist zwischen der Einmündung des Pumpenausgangs 38′ und der Druckkammer 8 ein elektromagnetisch betätigbares SG-Ventil 47 mit je einem Bypass 48, 49 mit Überdruckventil 50 bzw. mit einem Rückschlagventil 51 sowie mit vorgeschaltetem Druckschal ter 52 angeordnet. Der Druckschalter 52 ist über die Schaltung 46 mit dem Pumpenmotor M und dem Drucküber wachungsschalter 42′ verknüpft und bewirkt eine Unter brechung des Speicherlademodus bei Betätigung der Bremse und somit bei Druckaufbau in der Druckkammer 8, indem der Pumpenmotor M ausgeschaltet wird, selbst im Fall eines durch den Drucküberwachungsschalter 42′ signalisierten Druckbedarfs für den Druckspeicher 42.

Die Anwendung des Druckspeichers 42 verkürzt die Ansprech zeiten des Antriebsschlupfregelsytems im Vergleich zu her kömmlichen Systemen ohne Druckspeicher auf ≦ 20 ms und bewirkt dessen hervorragende Eignung für Kraftfahr zeuge mit Hinterachsantrieb und hoher Materialleistung und hoher Motorleistung.

Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen.

Der Speicher 42 besteht aus einer Grundplatte 60 und einer Deckplatte 61, die über einen Faltenbalg 62 miteinander verbunden sind. In den Innenseiten der Faltungen des Fal tenbalges liegt jeweils ein Verstärkungsring 63. An der Innenseite der Grundplatte 60 ist ein Zylinder 64 ange formt. In dem Zylinder gleitet dichtend ein Kolben 65, der mit der Deckplatte 61 verbunden ist. Die in den Zylinder 64 hineinragende Fläche des Kolbens 65 begrenzt den Speicherraum 70. Dieser weist einen Druckanschluß 66 auf, der in der Grundplatte 60 angeordnet ist.

In der Grundplatte 60 befindet sich weiterhin ein Vakuum anschluß 67, der in die Kammer 71 mündet. Die Kammer 71 wird von den Platten 60, 61 und dem Faltenbalg 62 be grenzt. Die maximale Ausdehnung des Faltenbalges 62 ent spricht dem maximalen Weg des Kolbens 65 im Zylinder 64.

In einer weiteren Ausführungsform (s. Fig. 3) wird die Einheit aus Grundplatte 60 und Deckplatte 61 sowie dem Faltenbalg 62 von einer geschlossenen Kapsel 68 aufgenom men. Diese Kapsel weist einen Anschluß 69 für einen Ver dichter auf.

In der Kammer 71 herrscht nun der Druck der Vakuumquelle, wobei die Vakuumquelle z. B. von dem Ansaugbereich des Ver brennungsmotors gebildet werden kann. Auf die Außenflächen der Grundplatte 60 und der Deckplatte 61 wirkt gemäß der Ausführung der Fig. 2 der Atmosphärendruck, bzw. gemäß der Ausführung der Fig. 3 der Druck, der durch den Verdichter erzeugt wird. Der Druck bewirkt, daß der Kolben 65 in den Zylinder 64 hineingeschoben wird, und daß das Druckmedium, das sich in der Speicherkammer 70 befindet, unter Druck gesetzt wird. Der Druck des Speichermediums wird bestimmt durch die wirksamen Flächen der Grundplatte 60 bzw. der Deckplatte 61 und dem Druckunterschied zwischen der Vaku umquelle und der Atmosphäre bzw. dem Verdichterdruck.

Nun wird wieder auf die Fig. 1 Bezug genommen.

Die Fahrzeugräder sind mit induktiven Sensoren S 1 bis S 4 ausgerüstet, die elektrische Signale erzeugen und damit die Raddrehgeschwindigkeit bzw. deren Änderung erkennen lassen. Diese Signale werden der elektronischen Signalver arbeitungs- und Verknüpfungsschaltung 46 zugeführt, die Bremsdruck-Steuersignale erzeugt, mit denen bei Blockier tendenz eines oder mehrerer Räder die zugeordneten Ein laß- und Auslaßventile 23-26 und 31-34 pulsierend bzw. zeitweise umgeschaltet werden und somit der Bremsdruck konstant gehalten, abgebaut bzw. bei endender Blockierten denz wieder erhöht wird. Über die Ausgänge A 1 bis A 4 wer den hierzu Betätigungsmagnete der Einlaß- und Auslaßven tile über nicht mit dargestellte elektrische Leitungen bzw. Anschlüsse angesteuert.

Die Schaltung 46 kann in bekannter Weise durch fest ver drahtete Schaltkreise oder durch programmierbare elektro nische Bausteine, wie Mikrocomputer oder Mikrocontroller, realisiert werden.

Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des Antriebsmotors M der Hydraulikpumpen 37, 38, der während einer Schlupfre gelung laufen muß, wird über den Anschluß m an den Motor M angelegt.

Funktion: Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, un terstützt durch den Unterdruck im Verstärker 3, auf die Hauptkolben 6, 7 übertragen. Die Zentral-Regel-Ventile 10, 11 schließen, so daß sich nunmehr in den Druckkammern 8, 9 und damit in den Haupt-Bremsleitungen 21, 22 Bremsdruck aufbauen kann, der über die Ventile 23 bis 26 zu den Rad bremszylindern 27 bis 30 gelangt.

Wird beim Bremsvorgang mit Hilfe der Sensoren S 1 bis S 4 und der Schaltung 46 eine Blockiertendenz an einem oder an mehreren Rädern erkannt, setzt die Antiblockierregelung ein. Auf ein Signal der Schaltung 46 werden die einer Blockiertendenz zugeordneten, betroffenen Einlaßventile 23 bis 26 in Sperrstellung geschaltet. Somit sind die be troffenen Radbremszylinder 27 bis 30 von den Haupt-Brems leitungen hydraulisch getrennt. Das Signal der Schaltung 46 schaltet gleichzeitig den Pumpenmotor M ein, woraufhin in den Pumpenausgängen 37′, 38′, und den Hauptbremsleitun gen 21, 22 sowie in den Druckkammern 8, 9 bis zu den Einlaß ventilen 23 bis 26 Druck aufgebaut wird. Der Volumen- bzw. Druckaufbau in den Druckkammern 8, 9 bewegt die Ar beitskolben 6, 7 entgegen der Pedalkraft F, bis deren Null-Position erreicht ist, in der die Zentral-Regel-Ven tile 10, 11 öffnen. Weiteres Druckmittelvolumen wird in dieser Position über die Zentral-Regel-Ventile 10, 11 in den Druckmittel-Reservebehälter 20 gefördert.

Eine Entleerung der Druckkammern 8, 9 wird somit bei ABS- Modus verhindert, ein notwendiges Reservevolumen in den Kammern 8, 9 ist gesichert. Somit ist, nach einem zwischen zeitlichen Druckabbau an den betroffenen Radbremszylindern durch Öffnen der zugehörigen Auslaßventile, ein sofortiger erneuter Druckaufbau in diesen Radbremszylinder möglich.

Wird im Fahrbetrieb mit Hilfe der Sensoren S 1 bis S 4 und der Schaltung 46 eine Antriebsschlupftendenz an einem oder beiden Rädern der Antriebsachse erkannt, setzt die An triebsschlupfregelung ein. Auf ein Signal der Schaltung 46 wird das nicht einer Schlupftendenz zugeordnete Einlaßven til 25 oder 26 sowie das SO-Ventil 47 geschlossen, das SG-Ventil 43 des Druckspeichers 42 wird geöffnet, so daß aus dem Druckspeicher 42 bzw. aus den gleichzeitig einge schalteten Pumpen 37, 38 Druckmittel in die beiden Haupt- Bremsleitungen 21, 22 gefördert wird und schnelles Abbrem sen eines bzw. beider Fahrzeugräder möglich wird. Das SO- Ventil 47 verhindert einen Druckabbau über das Zentral-Re gel-Ventil 10. Ohne Druck in der Haupt-Bremsleitung 22 ist eine Antriebsschlupf-Regelung nicht möglich. Ein solcher Druckabbau geschieht notwendigerweise für den von Pumpe 37 erzeugten Volumenstrom über das Zentral-Regel-Ventil 11, da für die nichtangetriebenen Räder der Radbremszylinder 27, 28 natürlich keine Antriebsschlupfregelung vorgesehen ist.

Zum Laden des Speichers wird das Ventil 43 geöffnet und das Ventil 47 geschlossen. Gleichzeitg wird der Antrieb M der Pumpen 37, 38 eingeschaltet. Die Pumpe 38 fördert Druckmittel über das offene Ventil 43 in den Speicher 42. Dies hat zur Folge, daß sich Grund- und Deckplatte ausein anderbewegen, bis der maximale Hub, bedingt durch die maximale Ausdehnung des Faltenbalges erreicht ist. Ab die sem Punkt erfolgt keine weitere Ausdehnung der Speicher kammer, sondern eine Druckerhöhung, die durch den Warn schalter 42′ registriert wird und zur Beendigung des Lade modus führt.

Wird der Speicher während einer Antriebsschlupfregelung vollständig geleert, so setzt der Kolben 65 auf die Grund platte 60 auf. Es ist kein Druckmittel im Speicherraum 70 vorhanden. Auch dies wird vom Warnschalter 42′ registriert und bedingt, daß der Lademodus aktiviert wird.

Bezugszeichenliste

1 Bremsdruckgeber
2 Tandemhauptzylinder
3 Unterdruckverstärker
4 Druckstange
5 Bremspedal
6 Hauptkolben
7 Hauptkolben
8 Druckkammer
9 Druckkammer
10 Zentral-Regel-Ventil
11 Zentral-Regel-Ventil
12 Anschlußkanal
13 Anschlußkanal
14 Ringkammer
15 Ringkammer
16 Anschlußbohrung
17 Anschlußbohrung
18 Hydraulische Leitung
19 Hydraulische Leitung
20 Druckmittel-Reservebehälter
21 Haupt-Bremsleitung
22 Haupt-Bremsleitung
23 Einlaßventil
24 Einlaßventil
25 Einlaßventil
26 Einlaßventil
23′ Rückschlagventil
24′ Rückschlagventil
25′ Rückschlagventil
26′ Rückschlagventil
27 Radbremszylinder
28 Radbremszylinder
29 Radbremszylinder
30 Radbremszylinder
31 Auslaßventil
32 Auslaßventil
33 Auslaßventil
34 Auslaßventil
35 Rückflußleitung
36 Ausgangsleitung bzw. Eingangsleitung
37 Hydraulikpumpe
38 Hydraulikpumpe
37′ Pumpenausgang
38′ Pumpenausgang
39 Rückschlagventil
40 Rückschlagventil
41 Anschluß eines Druckspeichers
42 Druckspeicher
42′ Drucküberwachungsschalter
43 SG-Ventil
44 Bypass
45 Überdruckventil
46 Elektronische Signalverarbeitungsschaltung
47 SO-Ventil
48 Bypass
49 Bypass
50 Überdruckventil
51 Rückschlagventil
52 Druckschalter
60 Grundplatte
61 Deckplatte
62 Faltenbalg
63 Verstärkungsring
64 Zylinder
65 Kolben
66 Druckanschluß
67 Vakuumanschluß
68 Kapsel
69 Anschluß für Verdichter
70 Speicherraum
71 Kammer

Claims

1. Blockiergeschützte, druckmittelbetätigte Bremsanlage mit Antriebsschlupfregelung, bestehend im wesent lichen aus einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfskraftunterstützten Bremsdruckgeber (1) mit ei nem Hauptzylinder (2), an den über in ein Leitungs system verzweigte Haupt-Bremsleitungen (21, 22), Rad bremszylinder (27 bis 30) angeschlossen sind, aus mit Pumpenausgängen (37′, 38′) an die Haupt-Bremslei tungen (21, 22) angeschlossenen Hilfsdruck-Pumpen (37, 38), deren Eingänge über eine Eingangsleitung (36) an einen Druckmittel-Reservebehälter (20) ange schlossen sind, sowie aus Radsensoren (S 1 bis S 4) und elektronischen Schaltkreisen (46) zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elek trischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen in das Leitungssystem eingefügte elektromagnetisch betätig bare Druckmittel-Einlaß- und Auslaßventile (23 bis 26, 31 bis 34) zur Schlupfregelung steuerbar sind, wobei ein Druckspeicher (42) mit seinem einzigen An schluß (41) an die Haupt-Bremsleitung (22) ange schlossen ist, wobei zwischen dem Anschluß (41) und dem Druckspeicher (42) ein mit einem ein Überdruck ventil (45) einschließenden Bypass (44) versehenes elektromagnetisches Ventil (43) mit vorgeschaltetem Drucküberwachungsschalter (42′) angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, daß der Druck speicher aus einem Zylinder (64) und einem darin dichtend geführten Kolben (65) besteht, daß der Zy linder (64) und der Kolben (65) mit je einer Platte (60, 61) verbunden sind, die eine Kammer (71) ein schließen, die ständig an eine Vakuumquelle ange schlossen ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Grundplatte (60) und die Platte (61) durch einen Faltenbalg (62) miteinander verbunden sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Faltenbalg Verstärkungs ringe (63) aufweist.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kolben (65) als auch der Zylinder (64) in die Kammer (71) hineinragen.

5. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß Kolben (65) und Zylinder (64) in der Mittelachse des Faltenbalges (62) angeordnet sind.

6. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fal tenbalg (62) von einer Kapsel (68) umschlossen ist und der Raum innerhalb der Kapsel (68) an einen Ver dichter angeschlossen ist.