DE3918856C2 - Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine Bremsanlage mit Schlupfregelung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten schlupfgeregelten Bremsanlagen (DE 36 41 712 A1) wird als Bremsdruckgeber ein Hauptzylinder mit vorgeschaltetem pneumatischen Bremskraftverstärker angewendet. Das Hilfsdruck-Versorgungssystem enthält zwei Hydraulikpumpen für jeweils einen zugeordneten Bremskreis, aus dem bei schlupfgeregelter Bremsbetätigung mit Hilfe von Regelventilen ein fußkraftproportionaler Hilfsdruck eingeleitet wird. Dieser dynamische Druck wird einerseits auf die an den Hauptzylinder angeschlossenen statischen Bremskreise übertragen. Zum anderen wirkt dieser dynamische Druck auf die Radbremsen. Zur Schlupfregelung sind in den Hydraulik-Kreis Einlaßventile eingefügt, die normalerweise auf Durchlaß geschaltet sind und mit denen bei drohendem Blockieren eines Rades der Druckmittelzufluß zu der betreffenden Radbremse gesperrt werden kann.

Des weiteren sind Auslaßventile an den Radbremsen vorhanden, über die, wenn erforderlich, Druckmittel von der Radbremse zu dem Druckausgleichsbehälter hin abgeleitet werden kann. Beim Einsetzen der Schlupfregelung werden über einen Elektromotor die Hilfspumpen aktiviert und über die Ein- und Auslaßventile geregelter Druck in die Radbremsen eingeleitet. Außerdem werden aus Sicherheitsgründen mit Hilfe des dynamischen Hydraulikdruckes die Kolben im Tandem-Hauptzylinder zurückgestellt oder arretiert. Der zum Erzeugen, Speichern und Steuern des hydraulischen Hilfsdruckes, zum dynamischen Einströmen in die Bremskreise und zum Sicherstellen der Bremsenfunktionen erforderliche Konstruktionsaufwand ist beträchtlich.

Die Steuersignale für die Einlaß- und Auslaßventile werden bei Bremsanlagen dieser Art mit Hilfe von elektronischen Schaltkreisen erzeugt, deren Eingänge mit Radsensoren, z. B. induktiven Meßwertaufnehmern, verbunden sind und die dadurch auf eine Änderung des Raddrehverhaltens, das Blockiergefahr anzeigt, durch Konstanthalten, Abbau und erneutem Wiederaufbau des Druckes an dem entsprechenden Rad reagieren können.

Aus der DE 36 30 052 A1 geht eine Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage der gattungsbildenden Art hervor, die in der Druckmittelverbindung einer Hydraulikpumpe mit den als Einlaßventilen wirksamen Radbremsventilen ein Steuerventil aufweist, das entweder eine hydraulische Verbindung zwischen den Radbremsventilen und einem Vorratsbehälter herstellt, oder eine Druckmittelverbindung zwischen den Radbremsventilen und der Hydraulikpumpe ermöglicht. Diese Hydraulikpumpe ist über das Steuerventil an allen Bremskreisen angeschlossen, wobei zum Druckabbau in den Radbremsen zusätzliche, als Auslaßventile wirksame Radbremsventile in Reiheschaltung zu dem Steuerventil angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bremsanlage so auszubilden, daß eine möglichst geringe Anzahl von Ventilen bei der Bremsbetätigung und auch im Falle der Bremsdruckregelung vom Druckmittel durchströmt werden, wobei gleichzeitig unter Gewährleistung der geforderten Regelgüte und Einhaltung der Funktionssicherheit das hydraulische Druckleitungssystem beträchtlich vereinfacht werden soll. Desweiteren soll das Betriebsgeräusch während der Regelphase verringert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für die gattungsbildende Bremsanlage durch die den Patentanspruch 1 kennzeichenenden Merkmale gelöst.

Damit ist eine Ventilanordnung im Hydraulikkreis einer Bremsanlage geschaffen, die den Bedarf an Stellgliedern und angeschlossenen Druckmittelleitungen auf ein Minimum reduziert, so daß eine kostengünstige Herstellung und eine Senkung des Betriebsgeräusches gegeben ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor, die in vereinfachter Darstellung, teilweise im Schnitt, teilweise rein schema­ tisch die wichtigsten Bauteile einer schlupfgeregelten Bremsanlage gemäß einer Ausführungsart der Erfindung zeigt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die erfindungsgemäße Bremsanlage als Bremsdruckgeber 1 ein im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Verstärker 3 bestehendes hydraulisches Aggregat. Über eine Druckstange 4 wird in bekannter Weise die auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedal­ kraft F auf den unterdruck-Verstärker 3 und von diesem hilfskraftunterstützt auf die Arbeitskolben 6 und 7 des Tandem-Hauptzylinders 2 überträgen.

In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind die Druck­ kammern 8, 9 des Hauptzylinders 2 über offene Zentral-Re­ gel-Ventile 10, 11, über Anschlußkanäle 12, 13 im Inneren der Kolben 6, 7 sowie schließlich über Ringkammern 14, 15, über Anschlußbohrungen 16, 17 und über hydraulische Lei­ tungen 18, 19 mit einem Druckausgleichs- und Druck­ mittel-Vorratsbehälter 20 verbunden.

Die beiden Bremskreise I, II des Hauptzylinders 2 sind über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Ventile, nämlich sogenannte SO-Ventile oder Radbremsventile 24, 25 bzw. 29, 30, mit den Radbremsen 31, 32;. 33, 34 verbunden. Die parallel geschalteten Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 sind den Diagona­ len zugeordnet.

Die Fahrzeugräder sind mit induktiven Sensoren S₁ bis S₄ ausgerüstet, die mit einer synchron zur Radumdrehung mitlaufenden Zahnscheibe zusammenwirken und elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, d. h. die Radgeschwindigkeit und Änderungen, erkennen lassen. Diese Signale werden über die Eingänge S₁ bis S₄ einer elektronischen Signalverarbeitungs- und Verknüpfungs­ schaltung 28 zugeführt, die Bremsdruck-Steuersignale erzeugt, mit denen beim Erkennen einer Blockiertendenz die Radbremsventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, und die Steuer­ ventile 43, 44 zeitweise elektromagnetisch geschaltet werden und dadurch den Bremsdruck regeln. Über die Aus­ gänge A₁ bis A_n werdend hierzu die Betätigungsmagnete der Radbremsventile und der beiden Steuerventile ange­ steuert; die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den exemplarisch angeordneten Anschlüssen A₁ bis A_n und den Wicklungen der Ventile 24, 25, 29, 30, 43, 44 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Die Schaltung 28 des Steuergerätes kann in bekannter Weise durch festverdrahtete Schaltkreise oder durch programmier­ bare elektronische Bausteine, wie Microcomputer oder Microcontroller, realisiert werden.

Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des Antriebsmotors M der Hydraulikpumpen 21, 26, der während einer Schlupf­ regelung laufen muß, wird über den Anschluß m an den Motor M angelegt.

Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:
Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, unterstützt durch den Unterdruck im Verstärker 3, auf die Hauptzylin­ derkolben 6, 7 übertragen. Die Zentral- Regel-Ventile 10, 11 schließen, so daß sich nunmehr in den Druckkammern 8, 9 und damit in den Bremskreisen I, II Bremsdruck aufbauen kann, der über die Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 zu den Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 gelangt.

Die beiden Steuerventile 43, 44 verschließen hierbei die Rückflußleitung 37, so daß der fußkraftproportionale Druck rückwirkend bis zu den Rückschlagventilen 38, 39 vor den Hydraulikpumpen 21, 26 ansteht.

Wird nun mit Hilfe der Sensoren S₁ bis S₄ und des Steuergerätes 28 eine Druckaufbauphase im Sinne einer Schlupfregelung der Radbremsen 31 bis 34 angestrebt, so schaltet sich der Antriebsmotor M der Pumpen 21, 26 ein, wobei sich in den beiden Einströmleitungen 45, 46 ein Druck aufbaut, der einerseits über die Rückschlagventile 38, 39 den strömungsoffenen beiden Steuerventilen 43, 44 und über die Zweigleitungen 47, 48 bzw. 49, 50 und über die Radbremsventile 25, 26 bzw. 29, 30 auf die Radzylinder der Radbremsen 31 bis 34 einwirkt und andererseits die Druckkammern 8, 9 des Hauptzylinders 2 beaufschlagt.

Bei Blockiertendenz der, Räder führt ein Signal des Steuergerätes 28 zur Umschaltung und damit zum Druckhalten der jeweiligen elektromagnetisch betätigten Radbremsven­ tile 24, 25 bzw. 29, 30 in den Radbremsen 31 bis 34 und damit zum Absperren der Bremskreise I, II bzw. der Zweig­ leitungen 47 bis 50. Eine weitere Verschiebung der Haupt­ zylinderkolben 6, 7 in Richtung der Pedalkraft F sowie eine Entleerung der Druckkammern 8, 9 wird verhindert, da nunmehr das Druckmittel von den Pumpen 21, 26 über die Versorgungsleitungen 45, 46, die geöffneten Rückschlag­ ventile 38, 39, den Steuerventilen 43, 44 und die Haupt-Bremsleitungen 62, 63 in die Druckkammern 8, 9 einströmt und die Kolben 6, 7 in ihre Ausgangsstellungen zurückdrückt. Der tatsächliche Bremsdruckverlauf in den Radbremsen 31 bis 34 wird durch die jeweilige Schaltung der Radbremsventile 24, 25, 29, 30, festgelegt, denen über die Leitungen A₁ bis A₄ schlupfregelnde Bremsdruck­ steuersignale zugeführt werden.

Zum Zwecke der Druckabbauphase in den blockiergefährdeten Radbremsen 31 bis 34 erfolgt durch Umschalten der Steuer­ ventile 43, 44 die Druckentlastung in den Zweigleitungen 47 bis 50, sowie die Druckabsenkung in den Radbremsen 31 bis 34, sofern die zugehörigen Einlaßventile 24, 25, 29, 30 strömungsoffen geschaltet sind. Über das geschaltete Steuerventil 43, 44 und über die Rückflußleitung 37 strömt sodann das Fluid dem drucklosen Vorratsbehälter 20 zu.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der als 2/2 Wegeven­ tile konzipierten Einlaßventile 24, 25, 29, 30 in Verbin­ dung mit der Schaltlogistik der beiden Steuerventile 43, 44, angeordnet zwischen den Rückschlagventilen 38, 39 und den Einlaßventilen 24, 25, 29, 30 der Zweikreisbremsanlage mit diagonaler Aufteilung, kann auf Auslaßventile an jeder Radbremse 31 bis 34, sowie einem aufwendigem Drucklei­ tungssystem verzichtet werden.

Hierdurch lassen sich maßgebliche, konstruktive Verein­ fachungen erzielen, ohne nachteilige Einflüsse auf die Funktionstüchtigkeit in Kauf nehmen zu müssen. Ebenso läßt sich das Betriebsgeräusch der Bremse während der Schlupf­ regelung durch den reduzierten, sowie kompakten Aufbau der Anlage senken.

Claims (7)

1. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber mit einem Hauptzylinder, an den über Haupt-Bremsleitungen die Radbremsen angeschlossen sind, aus einer hydraulischen Hilfsdruckversorgungseinrichtung sowie aus Radsensoren und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in die Druckmittelleitungen eingefügte elektromagnetisch betätigbare Radbremsventile steuerbar sind, wobei zwischen der Hilfsdruckversorgungseinrichtung und den Radbremsventilen eine Steuerventilanordnung vorgesehen ist, die entweder eine Druckmittelverbindung von Radbremsventilen mit einem Vorratsbehälter herstellt, oder eine Druckmittelverbindung von Radbremsventilen mit der Hilfsdruckversorgungseinrichtung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,

• - daß jeder Radbremse ein in der jeweiligen Haupt- Bremsleitung vorgesehenes und als Einlaßventil wirkendes Radbremsventil zugeordnet ist,
• - daß die Hilfsdruckversorgungseinrichtung für jeden Bremskreis eine eigene Hydraulikpumpe aufweist,
• - daß die Steuerventilanordnung für jeden Bremskreis ein eigenes Steuerventil aufweist,
• - daß jedes Steuerventil als Auslaßventil für die Radbremsen des zugeordneten Bremskreises dient.

2. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (43, 44) als 3/2 Wegeventile ausgeführt und elektromagnetisch von einer Schlupfelektronik betätigbar sind.

3. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (43, 44) in Reihe zu den Hydraulikpumpen (21, 26) und den zugehörigen Radbremsventilen (24, 25, 29, 30) eines jeden Bremskreises (I, II) angeordnet sind.

4. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (43, 44) sowohl hydraulisch, wie auch elektromagnetisch voneinander entkoppelt sind.

5. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerventil (43, 44) und der Hydraulikpumpe (21, 26) eines Bremskreises jeweils ein Rückschlagventil (38, 39) vorgesehen ist, das entgegengesetzt zur Förderrichtung der Hydraulikpumpe (21, 26) druckmittelsperrend wirkt.

6. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (43, 44) im nicht erregten, stromlosen Zustand die Druckmittelverbindung von den Radbremsventilen (24, 25, 29, 30) mit dem Vorratsbehälter (20) sperren.

7. Ventilanordnung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (43, 44) in einem Abzweig von den Haupt-Bremsleitungen (62, 63) angeordnet sind.