DE3910285A1

DE3910285A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge mit einer einrichtung zur regelung des antriebsschlupfes

Info

Publication number: DE3910285A1
Application number: DE3910285A
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Dieter Dinkel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2009-03-31
Also published as: FR2645096B1; GB2230830A; GB2230830B; GB9005762D0; US5044702A; JPH02274649A; DE3910285C2; FR2645096A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsan lage für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zur Regelung des Antriebsschlupfes mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist z.B. in der DE-OS 36 35 054 beschrieben. Diese Bremsanlage zur Regelung des Antriebs schlupfes ging aus einer Bremsanlage zur Regelung des Bremsschlupfes hervor. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Einrichtungen (Sensoren, Auswerteeinheit und Ventile usw.), die geeignet sind, das Blockieren der Räder bei ei ner Bremsung zu vermeiden, auch dazu herangezogen werden können, das Durchdrehen der Räder beim Anfahren zu unter binden.

Dabei tritt allerdings ein Problem auf. Um das Blockieren eines Rades zu verhindern, muß der Druck in den Radbrems zylindern schnell abgebaut werden. Dies wird dadurch er reicht, daß das entsprechende Auslaßventil geöffnet wird, so daß das Druckmittel in einen Vorratsbehälter entweicht. Um aber das Durchdrehen eines Rades zu verhindern, muß zu nächst ein Druck aufgebaut werden. Bei der bekannten An lage bedeutet dies, daß die Pumpen eingeschaltet werden um Druckmittel in die Bremsleitungen zu fördern. Es vergeht aber ein kleiner Zeitraum, bis die Pumpe ihre volle För derleistung erreicht hat. Dies bedeutet, daß der Druck in den Radbremszylindern nicht so schnell aufgebaut werden kann, wie dies gefordert werden muß, damit das Durchdrehen des Rades sicher verhindert wird. In der genannten Offen legungsschrift wird daher vorgeschlagen, den Druckleitun gen der Pumpen Speicher zuzuordnen, die in der Anlaufphase der Pumpe Druckmittel in die Einströmleitungen liefern. Leider ist die Überwachung derartiger Speicher sehr auf wendig. So ist sowohl ein Überdruckventil als auch ein Druckschalter vorzusehen, der den Ladevorgang des Speichers überwacht. Weiterhin werden zusätzliche Ventile benötigt, damit der Speicher geladen werden kann. Außerdem müssen Ventile in die Bremsleitungen eingefügt werden, damit das Druckmittel aus dem Speicher nicht über den nichtbetätigten Hauptbremszylinder in den Vorratsbehälter gelangt.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die bekannte Bremsanlage derart auszugestalten, so daß trotz geringerem Aufwand in ausreichendem Maße die Anlaufphase der Pumpe in einer Antriebsschlupfregelung überbrückt werden kann.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 genannt sind.

Mit den Mitteln wird erreicht, daß der Hauptbremszylinder in einer Antriebsschlupfregelung die Funktion eines Speichers übernimmt. Durch die Betätigung des Servogerätes baut sich entsprechend dem Aussteuerpunkt des Servogerätes ein Druck im Hauptbremszylinder auf, der unmittelbar in den Radbremsen wirksam wird. Die Anordnung hat weiterhin den Vorteil, daß auf zusätzliche Ventile in den Bremslei tungen verzichtet werden kann, da mit Betätigung des Hauptzylinders auch die Trennung der Arbeitsräume des Hauptzylinders vom Vorratsbehälter erfolgt.

Des weiteren kann auf Überdruckventile verzichtet werden, da die Zentralventile im Hauptzylinder die Funktion von Regelventilen übernehmen. Der Druck in den Bremsleitungen kann nicht über den Wert steigen, der durch den Aussteuer punkt des Servogerätes vorgegeben ist.

Diese Schaltung bietet sich vor allem dann an, wenn als Servogerät ein Unterdruckbremskraftverstärker vorgesehen ist. Diese Unterdruckbremskraftverstärker weisen ein Bremsventil auf, das in einer Steuerhülse angeordnet ist. Diese Steuerhülse weist einen ersten Kanal auf, der in den Vakuumraum des Bremskraftverstärkers mündet. Über diesen Kanal wird der Verstärkerraum bei nicht betätigter Bremse entlüftet. Schließt man an den ersten Kanal einen Schlauch an, der in einen Außenanschluß mündet, der mittels eines Ventiles entweder an eine Vakuumquelle oder an die Atmo sphäre anschließbar ist, so läßt sich in einfacher Weise die Verstärkerkammer belüften, ohne daß die Funktion des Bremskraftverstärkers bei einer normalen Bremsung beein trächtigt ist. Normalerweise liegt nämlich der genannte Anschluß an der Vakuumquelle an, so daß sich funkionell kein Unterschied ergibt zu den Bremskraftverstärkern der üblichen Bauart. Wird dieses Ventil umgeschaltet, so strömt über den Schlauch in den ersten Kanal und dem Bremsventil Luft in die Verstärkerkammer, wodurch der Ver stärkerteller in die Richtung auf den Hauptbremszylinder gedrängt wird, so daß eine Betätigung des Hauptbremszylin ders erfolgt.

Während einer derartigen Betätigung des Servogerätes kann die Position der Wand beliebig bestimmt werden. Dazu ist ein Pedalschalter vorgesehen. Der Pedalschalter wird vom Pedal betätigt, wobei vorausgesetzt ist, daß die Stellung des Pedals eindeutig mit der Position der Verstärkerwand des Servogerätes verknüpft ist. Mit dem Schalter kann der Pumpenantrieb ein- und ausgeschaltet werden. Durch Defini tion des Schaltpunktes kann eine beliebige Pedalpositio nierung erreicht werden. Im folgenden soll der Erfindungs gedanke anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in zwei Figuren näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt den hydraulischen Schaltplan, wobei ins besondere das Servogerät nur schematisch dargestellt ist. In der Fig. 2 ist das Servogerät im Detail dargestellt.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen.

Die Fig. zeigt einen Bremsdruckgeber 1, der aus einem Hauptbremszylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck verstärker 3 besteht. Über eine Druckstange 4 wird in be kannter Weise die auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedalkraft F auf den Unterdruckverstärker 3 und von diesem hilfs kraftunterstützt auf die Arbeitskolben 6 und 7 des Haupt bremszylinders 2 übertragen.

In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind die Druck kammern 8, 9 des Hauptbremszylinders 2 über offene Zen tralregelventile 10, 11, über Anschlußkanäle 12, 13 im Inneren der Kolben 6, 7 sowie schließlich über Ringkammern 14, 15, über Anschlußbohrungen 16, 17 und über hydrau lische Leitungen 18, 19 mit einem Druckausgleichs- und Druckmittelvorratsbehälter 20 verbunden. Die beiden Brems kreise I und II des Hauptbremszylinders 2 sind nur elek tromagnetisch beätigbare, in der Grundstellung auf Durch laß geschaltete Ventile, nämlich sogenannte SO-Ventile oder Einlaßventile 24, 25, bzw. 29, 30 mit den Radbremsen 31, 32, 33, 34 verbunden. Die Radbremsen 31, 32, 33, 34 sind außerdem an elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung gesperrte Auslaßventile 22, 23, bzw. 35, 36, sogenannte SO-Ventile angeschlossen, die über eine hydrau lische Rückflußleitung 37 mit dem Druckausgleichsbehälter 20 verbinden.

Den Einlaßventilen 24, 25, 29, 30 ist je ein Rückschlag ventil 41, 42, 43, 44 parallel geschaltet, das zur Rad bremse hin sperrt. Die Bremsanlage weist weiterhin zwei Pumpen 21, 26 auf, die von einem Motor M angetrieben wer den. Die Saugseiten der Pumpen stehen über eine Sauglei tung 61 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 20 in Verbin dung. Die Druckleitungen 45, 46 münden in die Bremsleitun gen 62, 63. Jede Druckleitung weist ein Rückschlagventil 38, 39 auf, das zur Pumpe hin sperrt. Jede Bremsleitung 62, 63 verzweigt in je eine Zweigleitung 47, 48, bzw. 49, 50, zu den Radbremsen.

Der Unterdruckverstärker 3 besteht aus einem Gehäuse 81, in dem ein Teller 82 dichtend geführt ist. Der Teller 82 unterteilt das Gehäuse 81 in eine Vakuumkammer 83 und eine Verstärkerkammer 84. Die Vakuumkammer 83 steht über einen Sauganschluß 85 ständig mit einer Vakuumquelle in Verbin dung. Der Teller 82 ist mit einer Steuerhülse 86 ver schraubt, die dichtend durch die rückwärtige Wand des Ge häuses 81 hindurchgeführt ist. Die Steuerhülse 86 nimmt einen Ventilkolben 87 auf, der über die Druckstange 4 vom Pedal 5 betätigt wird. Der Ventilkolben 87 betätigt einen Ventilteller 88 über einen inneren Dichtsitz 89. Ein äußerer Dichtsitz 90 ist an der Steuerhülse 86 ausgebildet. In der gezeigten, nicht betätigten Stellung des Servoge rätes ist der innere Dichtsitz 89 am Ventilteller 88 an gelegt. Bei Betätigung der Druckstange 4 löst sich der innere Dichtsitz 89 vom Ventilteller 88, so daß dieser sich an den äußeren Dichtsitz 90 anlegen kann.

Weiterhin weist die Steuerhülse 86 einen ersten Kanal 91 und einen zweiten Kanal 92 auf. Der zweite Kanal 92 mündet in die Verstärkerkammer 84, während der erste Kanal 91 in einen Schlauch 93 übergeht, der mit seinem einen Ende an der Verstärkerwand 81 und mit seinem anderen Ende an der vorderen Wand des Gehäuses anschließt. Dort befindet sich ein Anschluß 94, der über das ASR-Ventil 80 entweder an die Vakuumquelle oder an die Atmosphäre angeschlossen ist.

Der Teller 82 wird durch eine Feder 96 in seiner rückwär tigen Grundposition gehalten.

Die Belüftung der Verstärkerkammer 84 erfolgt über den Atmosphärenanschluß 95 am rückwärtigen Ende der Steuerhül se 86. Im folgenden soll die Wirkungsweise des Gerätes be schrieben werden.

In den Figuren ist die Grundstellung der Bremsanlage ge zeigt.

In der Vakuumkammer herrscht ein Unterdruck, ebenso in der Verstärkerkammer, da der Anschluß 94 an der Vakuumquelle angelegt ist. Die Verbindung zwischen der Verstärkerkammer 84 und dem Anschluß 94 erfolgt über den Schlauch 93, den ersten Kanal 91 am äußeren Dichtsitz 90 vorbei, und dem Kanal 92.

Die Zentralventile 10, 11 sind geöffnet, so daß die Ar beitskammern 8, 9 und die angeschlossenen Bremskreise I und II mit dem drucklosen Vorratsbehälter 20 in Verbindung stehen. Die Pumpen 21, 26 stehen still, die Ventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 weisen die gezeigte Grundstel lung auf.

Sobald das Pedal 5 betätigt wird, wird der Ventilkolben 87 mittels der Druckstange 4 verschoben. Dabei setzt sich zu nächst der Ventilteller 88 auf den äußeren Dichtsitz 90 auf, so daß die Verbindung zwischen der Vakuumquelle und der Verstärkerkammer 84 unterbrochen ist. Sodann löst sich der innere Dichtsitz 89 vom Ventilteller 88, so daß über den Atmosphärenanschluß 95 Luft in die Verstärkerkammer 84 einströmen kann. Der dort erzeugt Druck drängt den Ventil teller 81 nach vorne, wobei die Druckkraft auf den Ver stärkerteller 82 über den Stößel 97 auf den Druckstangen kolben 6 des Hauptzylinders 2 übertragen wird. Dadurch wird in den Arbeitskammern 8 und 9 ein Druck erzeugt, der in den Radbremsen 31, 32, 33, 34 wirksam wird.

Droht eines der Räder zu blockieren, so wird der Pumpenan trieb M eingeschaltet und die Pumpen 21, 26 fördern in die Bremsleitungen 62, 63. Durch Schalten der Ein- und Auslaß ventile kann an jedem Rad ein Druck eingestellt werden, der auf das Drehverhalten der Räder abgestimmt ist und so bemessen wird, daß die Räder in einem optimalen Schlupf bereich laufen, indem sowohl hohe Bresmkräfte als auch Seitenkräfte übertragen werden können.

Wichtig ist aber die Funktion der Anlage für den Fall, daß eines der Antriebsräder durchzudrehen droht. Dies kann der Fall sein, wenn beim Anfahren übermäßige Motordrehmomente an die Räder übertragen werden oder aber während der Fahrt, wenn eines der Antriebsräder plötzlich auf einen Untergrund gelangt, der nur eine geringe Haftung der Räder ermöglicht. Die Durchdrehneigung der Räder kann wiederum durch Auswerten der Sensorsignale festgestellt werden. Wird eine derartige Situation festgestellt, so schaltet die Anlage in den Antriebsschlupfregelmodus. Dazu wird wiederum der Pumpenantrieb eingeschaltet, so daß die Pum pen 21, 26 in die Bremskreise fördern. Wie schon erläu tert, sind die Pumpen nicht in der Lage, in der Anlauf phase genügend Druckmittel zur Verfügung zu stellen, damit die Bremsen der angetriebenen Räder in ausreichendem Maße angelegt werden können. Daher wird gleichzeitig mit dem Beginn der Pumpenförderung das ASR-Ventil 80 umgeschaltet. Der Anschluß 94 wird an die Atmosphäre gelegt, so daß Luft über den Schlauch 93 und dem ersten Kanal 91 am äußeren Dichtsitz 90 vorbei und den Kanal 92 in die Verstärker kammer strömt. In der Verstärkerkammer 84 wird der volle Atmosphärendruck wirksam, der nun den Verstärkerteller 82 nach vorne drängt und den Hauptzylinder betätigt. Dabei gelangt Druckmittel aus den Arbeitskammern 8, 9 in die Bremskreise. Damit dieser Druck an den nicht angetriebenen Rädern nicht wirksam wird, werden die zugehörigen Einlaß ventile 35 und 30 auf einem hinterradgetriebenen Fahrzeug gesperrt. Mit den Ein- und Auslaßventilen 22, 24, 35 und 29 der angetriebenen Hinterräder kann nun ein Bremsdruck erzeugt werden, der das überschüssige Bremsmoment so weit kompensiert, daß das verbleibende Antriebsmoment mit den Reibverhältnissen zwischen Fahrbahn und Reifen harmoniert. Bei einem vorderradgetriebenen Fahrzeug werden die Einlaß ventile der Hinterradbremsen gesperrt und die Ein- und Auslaßventile der Vorderradbremsen angesteuert.

Durch die Betätigung des Servogerätes unabhängig von einer Pedalbetätigung kann also erstens in der Anlaufphase der Pumpen 21, 26 genügend Druckmittel zur Verfügung gestellt werden. Das Druckmittel kommt aus dem Hauptzylinder. Der Hauptzylinder erfüllt die Funktion eines Speichers. Mit der Betätigung des Hauptzylinders werden auch die Zentral ventile 10 und 11 gesperrt, so daß keine gesonderten Ven tile in den Bremsleitungen vorzusehen sind, die verhindern sollen, daß der von den Pumpen geförderte Druckmittelstrom in den Vorratsbehälter 20 gelangt.

Im Verlauf der Regelung wird die Förderleistung der Pumpen ausreichen, den Hauptzylinder wieder aufzufüllen, so daß die Kolben 6 und 7 in ihre Grundposition zurückgefahren werden. Dabei übernehmen die Zentralventile 10 und 11 Re gelfunktionen, so daß der Druck im Hauptbremszylinder auf den Aussteuerdruck des Servogerätes 3 eingeregelt wird. Auf zusätzliche Überdruckventile, die verhindern, daß der Druck in den Bremsleitungen übermäßig ansteigt, kann eben falls verzichtet werden. Da die Kolben zurückgestellt wer den, gelangt auch das Pedal in seine Grundstellung zurück, so daß es dem Fahrer jederzeit möglich ist, in die Re gelung einzubremsen, d.h. der Servokraft eine Fußkraft zu überlagern.

Am Pedal 5 ist ein Schalter befestigt, der verschiedene Aufgaben übernehmen kann.

Eine erste Aufgabe besteht darin, während einer Brems schlupfregelung das Pedal in eine definierte Stellung zu bringen.

Dazu wird mit Hilfe des Schalters 72 der Motorantrieb ein- und ausgeschaltet. Der Pumpenantrieb wird nur dann eingeschaltet, wenn das Pedal über einen Fixpunkt hinaus verschoben ist. Das von den Pumpen geförderte Druckmittel drängt die Kolben 6, 7 und damit das Pedal 5 zurück, bis der Fixpunkt erreicht ist. Dadurch wird der Schalter betä tigt und der Antrieb der Pumpen ausgeschaltet. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von der Schaltschwelle des Schalters eine bestimnte Pedalposition während der Brems schlupf- und auch während der Antriebsschlupfregelung re alisiert werden.

Eine zweite Aufgabe kann darin bestehen, die Pedalbetäti gung während einer Antriebsschlupfregelung zu registrieren. Wenn nämlich die Anlage einen (nicht dargestellten) Pedal entkoppler vorsieht, muß sichergestellt sein, daß die An triebsschlupfregelung unterbrochen wurde, sobald der Fah rer das Pedal betätigt.

Während einer Antriebsschlupfregelung wird das Pedal vom Verstärker entkoppelt. Dies bedeutet, daß das Pedal in seiner Grundposition bleibt, während die Verstärkerwand un ter Einwirkung des eingesteuerten Druckes auf den Hauptzy linder zubewegt wird. Es besteht dann keine Möglichkeit mehr, durch Betätigung des Pedals das Fahrzeug abzubrem sen. Es muß daher ein Schalter vorgesehen werden, der die Pedalbetätigung registriert.

Aufgrund der Schaltsignale wird die Antriebsschlupfrege lung aufgehoben und das Pedal wird an den Verstärker ge koppelt.

Bezugszeichenliste:

1 Bremdruckgeber
2 Hauptbremszylinder
3 Unterdruckverstärker
4 Druckstange
5 Bremspedal
6 Druckstangenkolben
7 Schwimmkolben
8 Druckkammer
9 Druckkammer
10 Zentralregelventil
11 Zentralregelventil
12 Anschlußkanal
13 Anschlußkanal
14 Ringkammer
15 Ringkammer
16 Anschlußbohrung
17 Anschlußbohrung
18 Hydraulische Leitung
19 Hydraulische Leitung
20 Druckausgleichs- und Druckmittelvorratsbehälter
21 Hydraulikpumpe
22 Auslaßventil
23 Auslaßventil
24 Einlaßventil
25 Einlaßventil
26 Hydraulikpumpe
28 Signalverarbeitungs- und Verknüpfungsschaltung
29 Einlaßventil
30 Einlaßventil
31 Radbremse
32 Radbremse
33 Radbremse
34 Radbremse
35 Auslaßventil
36 Auslaßventil
37 Rückflußleitung
38 Rückschlagventil
39 Rückschlagventil
41 Rückschlagventil
42 Rückschlagventil
43 Rückschlagventil
44 Rückschlagventil
45 Einströmleitung
46 Einströmleitung
47 Zweigleitung
48 Zweigleitung
49 Zweigleitung
50 Zweigleitung
61 Saugleitung
62 Bremsleitung
63 Bremsleitung
72 Pedalschalter
80 ASR-Ventil
81 Gehäuse
82 Teller
83 Vakuumkammer
84 Verstärkerkammer
85 Sauganschluß
86 Steuerhülse
87 Ventilkolben
88 Ventilteller
89 Innerer Dichtsitz
90 Äußerer Dichtsitz
91 Erster Kanal
92 Zweiter Kanal
93 Schlauch
94 Anschluß
95 Atmosphärenanschluß
96 Feder
97 Stößel

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Regelung des Antriebsschlupfes, bestehend im wesentlichen aus einem Hauptzylinder (1), einem pedalbetätigten Servogerät (3) zum Betä tigen des Hauptbremszylinders (1), mit Radbremszy lindern an den angetriebenen Rädern, die über Brems leitungen (62, 63) mit dem Hauptbremszylinder (1) verbunden sind, mit Sensoren (S 1, S 2, S 3, S 4) zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit der Räder und einer elektronischen Auswerteeinheit (28), die die Sensorsignale auswertet und Schaltsignale für Ein- und Auslaßventile erzeugt, wobei die Einlaßventile (24, 25, 29, 30) in die Bremsleitungen eingefügt sind, und die Auslaßventile (22, 23, 35, 36) in ei ner Entlastungsleitung (37) zwischen den Radbremszy lindern und einem Druckmittelvorratsbehälter einge schaltet sind und Pumpen (21, 26) , deren Druckseiten an jeweils eine Bremsleitung (62, 63) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerkammer (84) des Servogerätes mittels eines Steuerventiles (ASR-Ventil 80) unabhängig von der Stellung des Pedals (5) an eine Druckquelle an schließbar ist, wobei die elektronische Auswerteein heit (28) ein Umschaltsignal für das Steuerventil (80) erzeugt, sobald sie anhand der Sensorsignale feststellt, daß eines der angetriebenen Räder durch zudrehen droht.

2. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Servogerät ein Bremsven til aufweist, das in einer Steuerhülse (86) angeord net ist, wobei die Steuerhülse (86) einen ersten Ka nal (91) und einen Atmosphärenanschluß (95) auf weist, wobei je nach Stellung des Ventiles entweder der erste Kanal (91) oder der Atmosphärenanschluß (95) an einen zweiten Kanal des Steuergehäuses (86), der in den Verstärkerraum (84) mündet, angeschlossen ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Kanal (91) mittels eines Schlauches an einen Anschluß (94) anschließt, der in der hauptzylinderseitigen Wand des Gehäuses (81) des Unterdruckbremskraftverstärkers (3) ange ordnet ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anschluß (94) mittels des Steuerventiles (80) entweder an eine Vakuumquelle (vac) oder an die Atmosphäre (atm) angeschlossen ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß am Pedal (5) ein Schalter (72) angebracht ist, der in einer definierten Posi tion des Pedals umschaltet.