DE3919842A1

DE3919842A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE3919842A1
Application number: DE19893919842
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Burgdorf; Hansdieter Reinartz; Norbert Dipl Ing Ocvirk; Lutz Ing Grad Weise; Helmut Dipl Ing Fennel; Hans Ing Grad Wupper; Karlheinz Dipl Ing Haupt; Hans-Wilhelm Bleckmann
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1989-06-17
Filing date: 1989-06-17
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2009-06-18
Also published as: DE3919842C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der US-PS 47 15 666 bekannt. Diese Anlage weist neben dem Auslaßventil ein weiteres Sperrventil in der Rücklaufleitung auf. Solange die Anlage nicht in dem Blockierschutzmodus schaltet, ist die Rücklaufleitung gesperrt, so daß am Auslaßventil der Hauptbremszylinderdruck ansteht, wobei zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Auslaßventil eine Drossel eingefügt ist. Die Drossel befindet sich in einer Längs bohrung durch den Schaltkolben für das Sperrventil in der Rücklaufleitung. Dies bewirkt eine Verzögerung beim Druck abbau. Wird nämlich das Auslaßventil betätigt, so muß zunächst noch der Schaltkolben verschoben werden, bevor der Radbremse Druckmittel entnommen werden kann. Das Druckmittel gelangt in einen Druckmittelsammler, der von einem verschiebbaren Kolben begrenzt ist. An diesem Kolben stützt sich über eine Feder der Pumpenkolben ab. Der Pumpenkolben gelangt daher erst nach Verschiebung des dem Drucksammler begrenzenden Kolbens in Anlage an den Antriebsexzenter. Dies bedeutet, daß ein schneller Druckwiederaufbau nur verzögert erfolgen kann.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Zahl der Ventile zu reduzieren und die Anlage so auszulegen, daß insbesondere ein schneller Druckabbau erfolgen kann.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kenn zeichnenden Teil des Anspruches 1 genannt sind.

Dieses Merkmal bewirkt, daß der Druck am Ausgang der Pumpe das Drosselventil umschaltet, wobei der Hauptbremszylinder gegenüber der Steuerleitung über ein Rückschlagventil gesperrt ist.

Wegen dieser Maßnahme kann das Auslaßventil unmittelbar an die Radbremse angeschlossen werden, so daß ein schneller Druckabbau erzielt wird.

Um gegebenenfalls den Druck in der Radbremse unabhängig von der Drosselung durch das Drosselventil schnell absen ken zu können, ist dem Drosselventil ein Rückschlagventil parallel geschaltet, das zum Hauptzylinder hin öffnet. Wird nun der Druck im Hauptzylinder gesenkt, wird die Druckminderung über das Rückschlagventil am Drosselventil vorbei an die Radbremse weitergegeben.

In einfacher Weise kann die erfinderische Idee nun mit einer sogenannten offenen Bremsanlage verknüpft werden. Offene Bremsanlage bedeutet, daß der Druckmittelsammler ein Vorratsbehälter ist, der zur Atmosphäre hin offen ist und der bei nichtbetätigtem Hauptbremszylinder mit der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders verbunden ist.

Eine ständige Kopplung des Pumpenkolbens mit seinem Exzenter bewirkt, daß mit Beginn einer Bremsschlupfrege lung sofort Druckmittel gefördert werden kann, ohne daß zunächst Druckmittel aus einer Radbremse abgelassen werden muß.

Des weiteren ist die Erfindung leicht dahingehend zu erweitern, daß mit der vorgeschlagenen Bremsanlage auch der Antriebsschlupf begrenzt werden kann. Dazu müssen die Bremsleitungen sperrbar sein, so daß das Druckmittel, das von den Pumpen während einer Antriebsschlupfregelung gefördert wird, nicht über dem Hauptbremszylinder entwei chen kann.

Bei einer zweikreisigen Bremsanlage bei dem in einem Kreis sowohl die Bremsen von angetriebenen als auch nicht angetriebenen Rädern vorhanden sind, muß die Zweigleitung der Bremsleitung zu den angetriebenen Rädern oberhalb des Sperrventils abzweigen.

Der Erfindungsgedanke soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, dargestellt in 4 Figuren, näher erläutert werden.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1, dem ein Unterdruckbremskraftverstärker 2 vorgeschaltet ist. Zum Betätigen der Bremsanlage wird ein Pedal 3 niedergetreten, so daß die verstärkten Pedalkräfte auf den Hauptbremszylinder 1 einwirken. Dem Hauptbremszylinder 1 zugeordnet ist ein Druckmittelvorratsbehälter 4, der in bekannter Weise mit den Arbeitskammern des Hauptbrems zylinders in Verbindung steht, solange das Bremspedal nicht betätigt ist. Bei dem hier beschriebenen Bremsdruck geber handelt es sich um übliche Geräte, die gegenüber dem Stand der Technik keine Besonderheiten aufweisen.

Mit dem Unterdruckbremskraftverstärker 2 ist ein Wegschal ter 5 verbunden, der den Hubweg des Verstärkertellers des Unterdruckbremskraftverstärkers 2 ermitteln kann. Die Signale des Wegschalters 5 können zur Pumpensteuerung und zur Positionierung des Pedals während einer Bremsschlupf regelung verwendet werden.

Der Hauptbremszylinder 1 steht über eine erste Bremslei tung 6 und einer zweiten Bremsleitung 7 mit den Radbremsen in Verbindung. Dabei wird ein erster Bremskreis gebildet von den Radbremsen vorne rechts (VR) und den Radbremsen hinten (HL), während ein zweiter Bremskreis von den Radbremsen hinten rechts (HR) und den Radbremsen vorne links (VL). In jeder Zweigleitung der Bremsleitungen ist ein Drosselventil 8 eingefügt, das zwei Schaltstellungen aufweist. Bei der ersten Schaltstellung besteht eine freie, ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbrems zylinder 1 und der jeweiligen Radbremse. Schaltet das Drosselventil um, so wird in die Zweigleitung der Brems leitung eine Drossel eingefügt.

Parallel zum Drosselventil 8 ist ein Rückschlagventil 9 geschaltet, das zum Hauptbremszylinder 1 hin öffnet. Jede Radbremse steht weiterhin über eine Rücklaufleitung 10 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung. Die Zweigleitungen dieser Rücklaufleitung verfügen über je ein Auslaßventil 11, das elektromagnetisch betätigt wird. In der Ruhe stellung des Ventils ist die jeweilige Zweigleitung der Rücklaufleitung 10 gesperrt. Sobald der Betätigungsmagnet des Auslaßventils von einem Strom durchflossen wird, schaltet das Ventil in die Offenstellung.

Jeder Bremsleitung 6, 7 ist eine Pumpe 12, 13 zugeordnet. Die Pumpen werden von einem gemeinsamen Motor M angetrie ben. Ihre Saugseiten stehen über Saugleitungen 15 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung. Jede Saugleitung weist ein Saugventil 16 auf, das zum Vorratsbehälter 4 hin sperrt. Die Druckseiten der Pumpen stehen über eine Druck leitung 14 mit jeweils einer Bremsleitung 6, 7 in Verbin dung. In die Druckleitung ist ein Druckventil 17 einge fügt, das zur Bremsleitung hin öffnet. Dem Druckventil 17 ist ein weiteres Rückschlagventil 18 nachgeschaltet, wobei zwischen dem Druckventil 17 und dem Rückschlagventil 18 die Steuerleitung 19 zum Drosselventil 8 abzweigt. Das Rückschlagventil 18 bewirkt, daß bei einer nicht schlupf geregelten Bremsung der Hauptzylinderdruck nicht in der Steuerleitung 19 wirksam wird. Es wird damit vermieden, daß das Drosselventil 8 während einer normalen Bremsung in die Drosselposition schaltet.

Den Rädern sind Sensoren "S" zugeordnet, die die Winkel geschwindigkeit der Räder erfassen.

Eine mögliche Ausführungsform des Drosselventils ist in Fig. 2 wiedergegeben. In einer Stufenbohrung 31, 32 in einem Gehäuse 30 ist ein Stufenkolben 33 geführt. Er besteht aus vier Teilen, wobei ein erster Teil 34 dichtend in der größeren Stufe 31 der Stufenbohrung geführt ist. Ein zweiter Teil 37 ist dichtend in der kleineren Stufe 32 der Stufenbohrung geführt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Teil befindet sich im Anschluß an den ersten Teil ein zweites Teil 35, der einen Durchmesser aufweist, der wenig kleiner ist als der Durchmesser der kleineren Stufe 32 der Stufenbohrung. Zwischen dem dritten und dem zweiten Teil befindet sich ein Teil 36, dessen Durchmesser deutlich kleiner ist als der Durchmesser der kleineren Stufe 32. Der Kolben 33 wird mittels einer Feder 39 an einem Anschlag 38 gehalten, wobei in der so definierten Position des Stufenkolbens 33 der dritte Teil 35 sich noch im Bereich der größeren Stufe 31 befindet.

An den Raum, der vom ersten Kolbenteil 34 begrenzt ist und auf der dem zweiten Kolbenteil 37 gegenüberliegenden Seite liegt, ist eine Steuerleitung 19 angeschlossen. Der Ringraum in der größeren Stufe der Bohrung ist an den Hauptbremszylinder 1 angeschlossen (Anschluß 40), während der Ringraum in der kleineren Stufe 32 der Stufenbohrung an eine Radbremse anschließt (Anschluß 41).

In der dargestellten Position des Stufenkolbens 33 besteht eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbrems zylinder 1 und der Radbremse. Sobald in der Steuerleitung 19 ein Druck ansteht, wird der Stufenkolben 33 gemäß der Darstellung nach rechts in die kleinere Bohrung 32 hinein geschoben. Der dritte Kolbenteil 35 befindet sich nun in der kleineren Stufe, wobei der Ringspalt zwischen dem Kolbenteil 35 und der Wandung der kleineren Bohrung 32 so bemessen ist, daß die Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und der Radbremse gedrosselt ist.

Eine mögliche Ausführungsform der Pumpe ist in der Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich um eine Doppelkolbenpumpe mit zwei Pumpenkolben 51, 51′. Diese werden von einem gemein samen Exzenter 52 angetrieben. Der Pumpenraum 50 steht über ein Saugventil 16 mit der Saugleitung 15 und über ein Druckventil (17) mit der Druckleitung 14 in Verbindung.

Der Exzenter 52 ist an die Antriebswelle 53 angeformt. Wichtig ist, daß die Kolben 51, 51′ mittels eines Koppel ringes 54 stets in Anlage an den Exzenter gehalten werden, so daß unabhängig von der Befüllung der Pumpe stets eine Zwangshubbewegung der Kolben 51, 51′ erfolgt.

Die Bremsanlage arbeitet nach dem folgenden Schema. Bei einer nichtgeregelten Bremsung ist das Auslaßventil 11 gesperrt und das Drosselventil in der nichtgedrosselten Position. Der Motor M ist ausgeschaltet. Es besteht somit eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbremszy linder 1 und den jeweiligen Radbremsen. Bei Niedertreten des Pedals 3 können die Radbremsen mit Druck beaufschlagt werden. Die Steuerleitungen 19 sind drucklos, da die Rückschlagventile 18 verhindern, daß der Hauptzylinder druck in den Steuerleitungen 19 wirksam wird.

Wird nun mittels Sensoren festgestellt, daß eines der Räder zu blockieren droht, so schaltet die Anlage in den Antiblockier- oder Regelmodus. Dieser beinhaltet, daß das Auslaßventil 11 des blockiergefährdeten Rades geöffnet und an den Motor M eine Spannung gelegt wird, so daß die Pumpen 12, 13 zu fördern beginnen. Dadurch entsteht am Ausgang der Pumpe vor dem Rückschlagventil 18 ein Druck, der auch in der Steuerleitung 19 wirksam wird und das Drosselventil 8 umschaltet. Umschalten bedeutet, daß der Stufenkolben 33 verschoben wird und so eine Drosselwirkung hervorgerufen wird. Die Pumpen 12, 13 fördern nun über die Drossel im Drosselventil 8 zu den Radbremsen. Wird der Öffnungsquerschnitt der Auslaßventile 11 so gewählt, daß mehr Druckmittel in den Vorratsbehälter 4 abgelassen wird, als über die Drossel des Drosselventils 8 zugeführt wird, so erfolgt eine Druckabsenkung in der jeweiligen Rad bremse. Sobald das Auslaßventil geschlossen wird, erfolgt ein Druckaufbau, da das von den Pumpen 12, 13 zugeführte Druckmittel eine Druckerhöhung bewirkt.

Durch ein getaktetes Ansteuern der Auslaßventile 11 läßt sich sogar eine Druckhaltephase realisieren. Die Druck mittelmenge, die von der Pumpe zugeführt wird, entspricht genau der Druckmittelmenge, die über das Auslaßventil wieder in den Vorratsbehälter abgelassen wird. Durch Takten des Ventils 11 lassen sich auch verschiedene Druckauf- bzw. Abbaugeschwindigkeiten realisieren.

Da lediglich das Auslaßventil 11 elektromagnetisch betätigt werden muß, während das "Einlaßventil" hydrau lisch betätigt wird, kann der elektronische Aufwand zum Ansteuern der Regelventile deutlich gemindert werden.

Wird während einer Druckregelung der Druck im Hauptzylin der gesenkt und zwar unter den Wert, der in der Radbremse eingeregelt worden ist, so fließt Druckmittel aus der Radbremse über das Rückschlagventil 9 zum Hauptbrems zylinder 1 zurück. Trotz des eingeschalteten Drossel ventils 8 kann daher eine schnelle Druckabsenkung erfolgen, wenn dies vom Fahrer des Fahrzeuges gewünscht wird.

In der Fig. 4 ist eine hydraulische Schaltung dargestellt, mit der unabhängig vom Betätigen des Pedals ein Druck in den Bremsleitungen 6, 7 aufgebaut werden kann, so daß eine Antriebsschlupfregelung durchgeführt werden kann. Dazu ist in jeder Bremsleitung 6, 7 ein ASR-Ventil 60, 61 eingefügt, das elektomagnetisch betätigt wird. Diese Ventile sind in der Ruheposition offen und schalten bei Erregung in die Sperrposition. Im Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Räder der Vorderachse angetrieben werden. Die ASR-Ventile 60, 61 sind daher so in die Bremsleitung ein gefügt, daß die Bremsleitungszweige zu den nichtange triebenen Rädern der Hinterachse zwischen dem Hauptbrems zylinder 1 und dem ASR-Ventil 60, 61 abzweigen. Die Druck leitungen 14 münden unterhalb der ASR-Ventile 60, 61 in die Bremsleitung. Im Antriebsschlupfregelmodus sind die Pumpen 12, 13 nur an die Radbremsen der Räder der Vorderachse angeschlossen. Durch Öffnen und Schließen des Auslaß ventils kann nun in gleicher Weise wie bei einer Brems schlupfregelung der Druck in den Radbremsen so eingestellt werden, daß das Antriebsmoment stets mit den Reibverhält nissen zwischen Fahrbahn und Reifen harmoniert. Damit wird vermieden, daß die angetriebenen Räder durchdrehen und ihre Seitenführungseigenschaften verlieren.

Bezugszeichen

1 Hauptbremszylinder
2 Unterdruckbremskraftverstärker
3 Pedal
4 Druckmittelvorratsbehälter
5 Wegschalter
6 erste Bremsleitung
7 zweite Bremsleitung
8 Drosselventil
9 Rüchschlagventil
10 Rücklaufleitung
11 Sperrventil
12 erste Pumpe
13 zweite Pumpe
14 Druckleitung
15 Saugleitung
16 Saugventil
17 Druckventil
18 Rückschlagventil
19 Steuerleitung
30 Ventilgehäuse
31 Bohrung weiten Querschnitts
32 Bohrung engen Querschnitts
33 Stufenkolben
34 erster Kolbenteil
35 dritter Kolbenteil
36 vierter Kolbenteil
37 zweiter Kolbenteil
38 Anschlag
39 Feder
40 Hauptzylinderanschluß
41 Radzylinderanschluß
50 Pumpenraum
51, 51′ Pumpenkolben
52 Exzenter
53 Welle
54 Koppelring
60 ASR-Ventil
61 ASR-Ventil

Claims

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Hauptbremszylinder (1), einem Druckmittelsammler (4), mindestens einer Radbremse, die über eine Bremsleitung (6) mit dem Hauptbremszylinder (1) und über eine Rücklaufleitung (10) mit dem Druckmittelsammler (4) in Verbindung steht, einem elektromagnetisch betätigten Auslaßventil (11) das in die Rücklaufleitung (10) eingefügt ist und in seiner Ruhe stellung die Rücklaufleitung (10) sperrt und in seiner Schaltstellung die Rücklaufleitung (10) freigibt, einem Drosselventil (8), das in die Bremsleitung (6) eingesetzt ist und zwei Schaltstellungen aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung eine ungedrosselte und in der zweiten Schaltstellung eine gedrosselte Verbindung zwischen der Radbremse und dem Hauptbremszylinder (1) existiert, einer Pumpe (13), die aus dem Druckmittel sammler (4) Druckmittel ansaugt und über eine Drucklei tung (14) in den Hauptbremszylinder (1) fördert, dem Sensor zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit des abzu bremsenden Rades, und einer elektronischen Auswerteein heit, die das Sensorsignal auswertet und Schaltsignale für den Pumpenantrieb und das Auslaßventil (11) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drossel ventil (8) mittels einer Steuerleitung (19) an den Ausgang der Pumpe (13) angeschlossen ist, so daß der Druck am Ausgang der Pumpe (13) das Drosselventil (8), von der ersten in die zweite Schaltstellung setzt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Drosselventil (8) ein Rückschlagventil (9) parallel geschaltet ist, das zun Hauptbremszylinder (1) hin öffnet.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelsammler ein Vorratsbehälter (4) ist, der zur Atmosphäre hin offen ist, und der bei nichtbetätigten Hauptzylinder mit der Arbeitskammer des Hauptzylinders in Verbindung steht.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage zweikreisig ausgelegt ist, wobei jedem Bremskreis die Radbremsen der diagonal am Fahrzeug gegenüberliegende Räder zugeordnet sind und jeder Bremskreis eine Pumpe (12, 13) aufweist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpen (12, 13) von einem gemeinsamen Motor M angetrieben werden.

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpe eine Hubkolbenpumpe (12, 13) ist, deren Pumpenkolben von einem Exzenter (52) angetrieben wird, wobei der Pumpenkolben ständig in Anlage an dem Exzenter (52) gehalten ist.

7. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drossel ventil (8) einen Stufenkolben (33) aufweist, der in einer entsprechenden Stufenbohrung (31, 32) geführt ist, wobei der Stufenkolben (33) in seinem mittleren Bereich einen Abschnitt (35) aufweist, der in die engere Stufe (32) der Stufenbohrung einführbar ist, wobei der Spalt zwischen dem Stufenkolbenabschnitt (35) und der Wandung der engeren Stufe (32) die Drosselung des Druckmittelstromes bewirkt.

8. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems leitung (6, 7) zwischen der Einmündung der Druckleitung (14) in die Bremsleitung und dem Hauptbremszylinder (1) sperrbar ist (ASR-Ventil 60, 61).

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß bei einer Bremsanlage, bei der in einem Bremskreis die Bremsen von angetriebenen und nichtangetriebenen Rädern vereint sind, die Bremsleitung zu dem nichtangetriebenen Rad zwischen dem ASR-Ventil (60, 61) und dem Hauptbremszylinder (1) abzweigt.