DE3906530C2 - Blockiergeschützte, druckmittelbetätigte Bremsanlage mit Antriebsschlupfregelung - Google Patents
Blockiergeschützte, druckmittelbetätigte Bremsanlage mit AntriebsschlupfregelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte, druckmit
telbetätigte Bremsanlage mit Antriebsschlupfregelung
gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine derartige Bremsanlage wird in der gattungsbildenden
Deutschen Patentschrift DE 31 37 287 C2 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
Drucksenkung 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, nachgefüllt
werden. Der Pumpenantrieb wird daher zu Beginn einer
Schlupfregelung eingeschaltet. Es vergeht ein kleiner Zeitraum,
bis die Pumpen ihre maximale Förderleistung erreicht haben. Bei
einer Bremsschlupfregelung ist dies unkritisch, da in den
Radbremsen zunächst der Druck gesenkt werden muß, d. h.
Druckmittel aus den Bremsen entnommen wird. Des weiteren steht
das Druckmittelvolumen des Hauptzylinders zur Verfügung, der
kurzfristig die Funktion eines Speichers übernimmt. Anders
stellt sich die Situation für den Fall der Antriebsschlupf
regelung dar. Zum einen muß den Radbremsen als erstes
Druckmittel zugeführt werden, damit ein Durchdrehen der Räder
vermieden wird. Zum zweiten ist der Hauptzylinder während einer
Antriebsschlupfregelung von den Radbremsen abgekoppelt, so daß
er keine Speicherfunktion übernehmen kann.
In der nicht vorveröffentlichten Schrift DE 38 00 854 A1 wird
eine blockiergeschützte Bremsanlage vorgeschlagen, die über
einen Speicher verfügt, der aus einem Zylinder und einem darin
dichtend geführten Kolben besteht.
Die Erfindung beruht 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 Hauptanspruches gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, insbesondere des Speichers
sind in den Unteransprüchen 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 Ausführungsbeispieles
einer Bremsanlage mit einem erweiterten, auf die angetriebene
Hinterachse beschränkten Antriebsschlupfregel-(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 hydraulisches
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 Grundstellung
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 SO-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 S1 bis S4
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 A1 bis A4 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 S1 bis S4
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 Radbremszylinders möglich.
Wird im Fahrbetrieb mit Hilfe der Sensoren S1 bis S4 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.
Claims (6)
1. Blockiergeschützte, druckmittelbetätigte Bremsanlage mit
Antriebsschlupfregelung, bestehend im wesentlichen aus
einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfskraftunter
stützten Bremsdruckgeber (1) mit einem Hauptzylinder (2),
an den über in ein Leitungssystem verzweigte Haupt-Bremsleitungen
(21, 22) Radbremszylinder (27 bis 30)
angeschlossen sind, aus mit Pumpenausgängen (37′, 38′) an
die Haupt-Bremsleitungen (21, 22) angeschlossenen Hilfs
druck-Pumpen (37, 38), deren Eingänge über eine Eingangs
leitung (36) an einen Druckmittel-Reservebehälter (20)
angeschlossen sind, sowie aus Radsensoren (S1 bis S4) und
elektronischen Schaltkreisen (46) zur Ermittlung des
Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen
Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen in das Leitungssystem
eingefügte elektromagnetisch betätigbare Druckmittel-
Einlaß- und Auslaßventile (23 bis 26, 31 bis 34) zur
Schlupfregelung steuerbar sind, wobei ein Druckspeicher
(42) mit seinem einzigen Anschluß (41) an die Haupt-Bremsleitung
(22) angeschlossen ist, wobei zwischen dem
Anschluß (41) und dem Druckspeicher (42) ein Überdruck
ventil (45) und ein elektromagnetisches Ventil (43) mit
vorgeschaltetem Drucküberwachungsschalter (42′) angeordnet
ist, wobei mittels des elektromagnetischen Ventils (43)
der Druckspeicher (42) an die Haupt-Bremsleitung (22)
angeschlossen oder von dieser getrennt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (45)
in einem das elektromagnetische Ventil (43) umgehenden
Bypass (44) angeordnet ist, daß der Druckspeicher (42) aus
einem Zylinder (64) und einem darin dichtend geführten
Kolben (65) besteht, daß der Zylinder (64) und der Kolben
(65) mit je einer Platte (60, 61) verbunden sind, die eine
Kammer (71) einschließen, die ständig an eine Vakuumquelle
angeschlossen ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Druckspeicher (42) eine
Grundplatte (60) und eine Deckelplatte (61) aufweist, und
daß die Grundplatte (60) und die Deckelplatte (61) durch
einen Faltenbalg (62) miteinander verbunden sind.
3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Faltenbalg (62) 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 4, 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 Faltenbalg
(62) von einer Kapsel (68) umschlossen ist und der Raum
innerhalb der Kapsel (68) an einen Verdichter
angeschlossen ist.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19893906530 Expired - Fee Related DE3906530C2 (de) | 1988-02-05 | 1989-03-02 | Blockiergeschützte, druckmittelbetätigte Bremsanlage mit Antriebsschlupfregelung |
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