DE3914401A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung des druckabbaus fuer eine blockiergeschuetzte bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Steuerung des Druck­ abbaus vorgesehene Schaltungsanordnung für eine blockierge­ schützte Bremsanlage, die einen Hauptbremszylinder, an dem die Radbremsen über in der Ruhestellung offene, auf Sperren umschaltbare Mehrwegeventile angeschlossen sind, sowie einen dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremsdruckmodulator aufweist und die nach einem Multiplexverfahren steuerbar ist, wobei beim Eintritt in die Blockierschutzregelung die zu den Radbremsen führenden Mehrwegeventile auf Sperren umschaltbar und der Druck im Hauptbremszylinder reduzierbar ist.

Bei bekannten Bremsanlagen dieser Art wird als Druckmodulator ein mit hydraulischem Hilfsdruck oder mit Unterdruck betrie­ benes Aggregat verwendet, das sowohl zur Bremskraftverstär­ kung als auch zur Erzeugung einer der Pedalkraft entgegenge­ richteten Hilfskraft, mit der im Regelfall der Druck in den Arbeitskammern des Hauptbremszylinders rduziert werden kann, dient (DE-OS 31 17 629, DE-OS 36 41 105, Patentanmeldung P 38 22 260.4). Diese Bremsanlagen werden im Multiplex be­ trieben, weshalb sie mit relativ wenigen Bremsdruck-Steuer­ ventilen auskommen. Im Druckmittelweg vom Hauptbremszylinder zu einer oder zu zwei Radbremsen ist jeweils ein in der Ruhe­ stellung offenes, auf Sperren umschaltbares Mehrwegeventil eingefügt. Setzt die Blockierschutzregelung ein, werden zu­ nächst alle zu den Radbremsen führenden Ventile umgeschaltet, sodann der Bremsdruck im Hauptzylinder abgebaut und nur das­ jenige Radventil wieder geöffnet, das zu dem instabilen Rad führt. Folglich sinkt der Bremsdruck in der Radbremse dieses Rades, während er in den übrigen Radbremsen konstant bleibt. Auf gleiche Weise wird dann nacheinander der Bremsdruck in den anderen Radbremsen moduliert, d.h. gesenkt, konstant ge­ halten oder weiter erhöht.

Bei dem Sperren der Eingangsventile in dieser Anfangsphase der Blockierschutzregelung, das mit dem Aufbau der Hilfs­ kraft, die der Pedalkraft entgegengerichtet ist, und in man­ chen Fällen mit einem Arretieren oder Abkoppeln des Pedals (Patentanmeldung P 38 22 260.4) einhergeht, zeigt sich zu­ mindest in ungünstigen Fällen ein weiterer Anstieg oder ein Überschwingen des Druckes in dem Hauptbremszylinder. Dies ist von Nachteil, weil dadurch der in dieser Phase erforderliche Druckabbau in dem zum Blockieren neigenden Rad verzögert und dadurch die Regelung bzw. Regelungsgüte beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nach­ teil zu überwinden, und zwar mit möglichst geringem Mehrauf­ wand und ohne Inkaufnahme anderer Nachteile.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Schal­ tungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß in der ersten Regel­ phase, wenn als erstes ein Vorderrad Blockiertendenz zeigt, das Umschalten der zu den Hinterradbremsen führenden Rad­ ventile um eine vorgegebene Zeitspanne verzögerbar ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß in den meisten und insbesondere in den kritischen Fällen zuerst ein Vorder­ rad instabil wird. In dieser Situation ist ein geringfügiger, kurzzeitig andauernder weiterer Anstieg in den Hinterrad­ bremsen ohne nennenswerten Einfluß auf die Laufstabilität der Räder oder sogar für den Bremsvorgang von Vorteil. Das Ver­ meiden eines Druck-Überschwingens und der dadurch erreichbare besonders schnelle Druckabbau des Bremsdruckes in dem insta­ bil gewordenen Vorderrad führt dagegen zu einer erheblichen Verbesserung der Reglung, weil die Gefahr, daß der Radschlupf durch zu langsamen Bremsdruckabbau zu hoch wird, nun besei­ tigt ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der erfindungsgemäßen Schaltung liegt die vorgegebene Zeitspanne, mit der das An­ sprechen der Hinterradventile verzögerbar ist, zwischen 4 und 20 Millisekunden, vorzugsweise zwischen 5 und 10 Millisekun­ den. Die Dauer dieser Zeitspanne wird zweckmäßigerweise der jeweiligen Bremsanlage, insbesondere dem Bremsdruckgeber und dessen Totzeiten angepaßt. Der optimale Wert läßt sich am einfachsten empirisch ermitteln.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in Prinzipdarstellung die wesentlichen Komponenten einer Bremsanlage der hier in Rede stehenden Art und

Fig. 2 im Diagramm den Bremsdruckverlauf in der Anfangs­ phase einer Blockierschutzregelung.

Gemäß Fig. 1 besteht eine Bremsanlage, für die die erfin­ dungsgemäße Schaltunsanordnung vorgesehen ist, aus einem Bremsdruckgeber 1, Radventilen 2 bis 4, einem Modulator­ druck-Steuerventil 5, aus Radsensoren 6 bis 9 und aus einem elektronischen Regler 10, zu dem auch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gehört.

Der Bremsdruckgeber 1 setzt sich wiederum aus einem Haupt­ bremszylinder 11 und einem vorgeschalteten Servoaggregat 12 zusammen, das sowohl als Bremskraftverstärker als auch zur Erzeugung einer der Pedalkraft F entgegengerichteten Hilfs­ kraft H dient. Die Bremskraft wird über ein Pedal 13 auf den Bremsdruckgeber 1 bzw. auf das Servoaggregat 12 ausgeübt.

Das Servoaggregat 12 ähnelt in der hier beschriebenen Aus­ führungsart der Erfindung weitgehend einem herkömmlichen Un­ terdruck-Bremskraftverstärker. Der Innenraum des Aggregates 12 wird von einem Kolben 14 in zwei Kammern 15, 16 unterteilt. In der dargestellten Ruhelage der Bremsanlage herrscht in beiden Kammern Unterdruck, der über den Anschluß "Vac" und über das Modulatordruck-Steuerventil 5 in der Arbeitskammer 16 hervorgerufen wird. Ein nur angedeutetes Ventil 17, das in der Ruhelage der Bremse offen ist, sorgt für Unterdruck in der pedalseitigen Kammer 15. "Vac" symbolisiert den Anschluß der Bremsanlage an das Saugsystem eines Otto-Motors, der hier als Hilfsenergiequelle zur Bremskraftverstärkung und Brems­ druckmodulation herangezogen wird.

Die in dem Aggregat 12 verstärkte Bremskraft wird in bekann­ ter Weise auf die Arbeitskolben 18 und 19 eines Tandem-Haupt­ bremszylinders 11 und von dessen Arbeitskammern über die Bremskreise I, II und über die auf Durchlaß geschalteten Ven­ tile 2 bis 4 zu den Radbremsen 20 bis 23 weitergeleitet.

Die Informationen über das Drehverhalten der einzelnen Fahr­ zeugräder werden mit Hilfe der Radsensoren 6 bis 9 gewonnen und in Form elektrischer Signale dem Regler 10 zugeführt, der entsprechende Steuersignale für die Radventile 2 bis 4 und für das Steuerventil 5 erzeugt.

Eine solche Bremsanlage arbeitet wie folgt: Solange keine Blockiertendenz auftritt, behalten alle Ventile ihre in Fig. 1 dargestellte Schaltposition. Das Servoaggregat 12 dient als Bremskraftverstärker.

Wird an einem Rad, z.B. an dem linken Vorderrad VL, eine Blockierneigung sensiert, setzt die Blockierschutzregelung ein. Als erstes werden alle Radventile 2 bis 4 geschlossen u­ nd durch Schalten des Modulatordruck-Steuerventils 5 at­ mosphärischer Druck in die Arbeitskammer 16 eingesteuert. Da­ durch entsteht die der Pedalkraft F entgegengerichtete Hilfs­ kraft H. Ist der Bremsdruckgeber 1 mit einer Einrichtung zur Arretierung oder Entkopplung des Pedales 13 von dem Kolben 14 ausgerüstet, wird gleichzeitig, d.h. zu Beginn der Blockier­ schutzregelung, das Pedal 13 blockiert bzw. entkoppelt. Der­ artige Einrichtungen sind bekannt und daher hier der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

Sobald der Druck im Hauptbremszylinder 11 auf oder unter das zu Beginn der Bremsdruckregelung herrschende Druckniveau ab­ gesunken ist, wird das zu dem instabil gewordenen Rad - im vorliegenden Beispiel zu dem linken Vorderrad VL - führende Radventil 2 wieder auf Durchlaß geschaltet, so daß nun der B­ remsdruck in der Radbremse 20 sinken kann. In den übrigen Bremsen 21 bis 24 bleibt der Bremsdruck wegen der geschlos­ senen Radventile 3 und 4 konstant. Anschließend kann der Bremsdruck in den übrigen Rädern in gleicher Weise erniedrigt oder weiter erhöht werden.

Fig. 2 zeigt den Bremsdruckverlauf p _HZ im Hauptbremszy­ linder 11 während der eben geschilderten Regelphase. Zum Zeitpunkt t ₀ setzt der Bremsvorgang ein. Zum Zeitpunkt t ₁ wird ein Rad - das linke Vorderrad VL - instabil, so daß die Blockierschutzregelung einsetzt. Zum Zeitpunkt t ₁ wird das Modulatordruck-Steuerventil 5 umgeschaltet und dadurch ein Ansteigen des Druckes in der Kammer 16 hervorgerufen. Das zu dem instabil gewordenen linken Vorderrad VL führende Radven­ til 2 bleibt auf Durchlaß geschaltet (oder wird unmittelbar nach Beginn der Regelung wieder auf Durchlaß zurückge­ schaltet). Das zu dem zweiten Vorderrad VR führende Radventil 3 wird auf Sperren umgeschaltet. Das zu den Hinterrädern füh­ rende Mehrwegeventil 4 wird jedoch erfindungsgemäß erst zum Zeitpunkt t ₂, d.h. nach einer Verzögerungszeit von bei­ spielsweise 5 bis 10 Millisekunden, auf Sperren umgeschaltet. In der Radbremse 21 des rechten Vorderrades wird daher der zum Zeitpunkt t ₁ herrschende Druck p ₁, in den Hinterrad­ bremsen 22, 23 der geringfügig höhere Bremsdruck p ₂ (oder ein Teil dieses Druckes, wenn ein Bremsdruckminderer einge­ fügt ist) "eingesperrt". Wie Fig. 2 zeigt, wird nach dem Ein­ setzen der Blockierschutzregelung zum Zeitpunkt t ₁ relativ schnell eine Bremsdruckabsenkung in der Radbremse 20 des in­ stabil gewordenen Rades VL erreicht.

Ohne die Verzögerung t=t ₂-t ₁ bis zur Umschaltung des Radventiles 4 im Anschluß der Hinterräder HL, HR hätte sich der in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Druckverlauf p _HZ im Hauptbremszylinder 11 und damit auch in der Rad­ bremse 20 ergeben.

Die strichpunktierte Druckkurve veranschaulicht einen "ungestörten" Bremsdruckanstieg. Ein gleichzeitiges Umschal­ ten aller Ventile 2 bis 4 (zum Zeitpunkt t ₁) entspricht nämlich einem plötzlichen Abschalten aller an den Bremsdruck­ geber angeschlossenen Druckmittel-Verbraucher. Bereits kleine Wegänderungen im Bremsdruckgeber, die sich z.B. als Folge der trägen Massen ergeben, führen daher zum Druckanstieg bzw. Überschwingen des Druckes. Anstelle des zum Zeitpunkt t ₁ als Gegenmaßnahme zur aufgetretenen Blockiertendenz erwünsch­ ten schnellen Druckabsenkung, würde der Regelzyklus infolge der Abkopplung sämtlicher Radbremsen zunächst mit einem Druckanstieg beginnen. In dieser kritischen Regelphase, in der die erreichbare Güte der Blockierschutzregelung von der Druckabbaugeschwindigkeit abhängig ist, wäre ein solches Überschwingen des Druckes von großem Nachteil. Eine Re­ duzierung des Bremsdruckes in der Radbremse 20 könnte frü­ hestens zum Zeitpunkt t ₃ einsetzen.

Erfindungsgemäß wird also durch eine sehr einfache Ergänzung oder Änderung der Reglerschaltung eine erhebliche Verbes­ serung der Blockierschutzregelung erreicht.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des Druckabbaus, für eine blockiergeschützte Bremsanlage, die einen Haupt­ bremszylinder, an dem die Radbremsen über in der Ruhe­ stellung offene, auf Sperren umschaltbare Mehrwegeventile angeschlossen sind, sowie einen dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremsdruckmodulator aufweist und die nach einem Multiplexverfahren steuerbar ist, wobei beim Ein­ tritt in die Blockierschutzregelung die zu den Radbremsen führenden Mehrwegeventile auf Sperren umschaltbar und der Druck im Hauptbremszylinder reduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Regel­ phase, wenn als erstes ein Vorderrad Blockiertendenz zeigt, das Umschalten der zu den Hinterradbremsen führen­ den Radventile um eine vorgegebene Zeitspanne (Δ t) ver­ zögerbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne (Δ t) zwischen 4 und 20 Millisekunden, vorzugsweise zwi­ schen 5 und 10 Millisekunden, liegt.