DE3924510C2 - Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage - Google Patents

Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage mit einer Druckmittelquelle und elektromagnetisch betätigten Ventilen zum Schalten von Druckmittelströmen, wobei die Ventile zum Freigeben und Sperren von Druckmittelleitungen in schneller Folge Spannungsimpulse erhalten.
Unterschiedliche Typen von Bremsanlagen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 sind in der Automobil Revue Nr. 42/1985 beschrieben. Eine Bremsanlage, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet, enthält für jeden zu regelnden Bremskreis zwei Elektromagnetventile, wobei das eine Magnetventil in die Bremsleitung eingefügt ist. In der Druckabsenkphase fördert eine Pumpe Druckmittel aus den Radbremszylindern in den Hauptbremszylinder zurück. In der Saugleitung der Pumpe ist das zweite Elektromagnetventil eingefügt.
Eine Bremsanlage, die nach dem Einströmprinzip arbeitet, weist ebenfalls zwei Magnetventile für jeden zu regelnden Bremskreis auf, wobei das eine Ventil in die Bremsleitung und das andere Ventil in eine Entlastungsleitung eingefügt ist, die von den Radbremsen zu einem Vorratsbehälter führt.
Bremsanlagen, die nach dem Plunger-Prinzip arbeiten, weisen einen Kolben auf, der mit seiner einen Stirnseite einen Entlastungsraum begrenzt, der mit den Radbremsen verbunden ist, und mit seiner anderen Stirnseite an einem Steuerraum angrenzt. Zum Regeln des Druck im Entlastungsraum wird dem Steuerraum Druckmittel zugeführt oder entnommen. Dazu sind ebenfalls zwei Elektromagnetventile notwendig.
Die Elektromagnetventile erhalten ihre Steuerimpulse von einer elektronischen Auswerteeinheit, die vor allem die Signale verarbeitet, die das Drehverhalten der Räder repräsentieren. Dabei hat es sich gezeigt, daß es regelungstechnisch günstiger ist, wenn der Druckauf- oder abbau in den Radbremsen nicht zu schnell erfolgt. Daher erhalten die Magnetventile in schneller Folge Spannungsimpulse, die dazu führen, daß die Ventile ebenfalls in schneller Folge geöffnet und geschlossen werden. Das Druckmittel wird somit den Radbremsen, bzw. dem Steuerraum in kleinen Portionen zugeführt, bzw. entnommen. Mit jedem Steuerimpuls steigt oder sinkt der Druck in den Radbremsen in kleinen Schritten. Bei dieser Art der Regelung entstehen aber deutlich wahrnehmbare Geräusche, die insbesondere daher rühren, daß der Druckmittelweg ruckartig geschlossen bzw. geöffnet wird. Dadurch werden im Druckmittel Druckwellen angeregt, die auf die Gehäuseteile der Bremsanlage übertragen werden und als Geräusche wahrgenommen werden können.
Die Druckschrift Bosch Technische Berichten Band 7, 1980, Heft 2 beschreibt auf Seite 88 eine stufenweise Ansteuerung eines 3/3-Wegeventils zur Erreichung dreier verschiedener Schaltzustände, wonach das 3/3-Wegeventil in Abhängigkeit des Ventilsteuerstroms in der Normalstellung (1. Stellung) eine offene Verbindung zwischen einem Hauptzylinder und einem Radbremszylinder aufweist, in einer Zwischenstellung (2. Stellung) den Hauptzylinder und den Radbremszylinder voneinander trennt und in einer weiteren Schaltstellung (3. Stellung) den Radbremszylinder mit einem Druckmittelrücklauf verbindet.
Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Geräuschemission für eine blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage der angegebenen Art zu senken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Bremsanlage der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die entstehenden Druckmittelwellen sind in ihren Amplituden wesentlich kleiner, so daß auch die Geräuschemmission deutlich verringert ist.
Sehr einfach läßt sich eine einzelne Stufe realisieren, die etwa bei dem halben Spannungswert der Maximalspannung liegt. Es hat sich auch weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, die Dauer des Spannungsaufbaues auf etwa 5 bis 40% der Gesamtdauer des Spannungsimpulses festzusetzen. In dem folgenden Ausführungsbeispiel ist die erfinderische Idee anhand einer Bremsanlage nach dem Einströmprinzip dargestellt. Die Idee ist aber auch bei den Typen von Bremsanlage einsetzbar, die weiter oben beschrieben worden sind.
Die Bremsanlage besteht aus einem Bremsdruckgeber 1, der sich aus einem Hauptzylinder 2 und einem Unterdruckbremskraftverstärker 3 zusammensetzt. Der Unterdruckbremskraftverstärker 3 wird mittels eines Pedals 4 betätigt. Die verstärkten Pedalkräfte werden auf den Druckstangenkolben 5 des Hauptbremszylinders 2 übertragen. Der Druckstangenkolben 5 und ein Schwimmkolben 6 begrenzen im Gehäuse des Hauptbremszylinders zwei Arbeitsräume 7 und 8. Im Druckstangenkolben 5 und im Schwimmkolben 6 ist je ein Zentralventil 19 angeordnet, das eine Verbindung der Arbeitsräume zum Vorratsbehälter 11 herstellt. Die Zentralventile 19 sind bei Nichtbetätigung des Hauptzylinders geöffnet und schließen, sobald die Kolben 5, 6 aus ihren Grundpositionen verschoben werden.
An die Arbeitsräume 7 und 8 ist je ein Bremskreis I und II angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich der Bremskreis I vollständig dargestellt. Der Bremskreis II ist entsprechend aufgebaut. An einen Bremskreis können z. B. die Radbremsen der am Fahrzeug gegenüberliegenden Rädern angeschlossen werden. Im Ausführungsbeispiel führt die Bremsleitung 12 zur Radbremse 15 vorne rechts und zur Radbremse 16 hinten links. In die Bremsleitung 12 ist ein elektromagnetisch betätigtes Einlaßventil 14 eingefügt. Das Einlaßventil 14 ist stromlos offen, d. h., es schließt, wenn die Spule des Magnetventiles stromdurchflossen ist. Die Radbremsen stehen weiterhin über eine Entlastungsleitung 23 mit dem Vorratsbehälter 11 in Verbindung. In die Entlastungsleitung 23 ist ein elektromagnetisch betätigtes Auslaßventil 17 angeordnet. Dieses Ventil ist stromlos geschlossen, d. h., es öffnet, sobald die Spule stromdurchflossen ist.
Die Bremsanlage beinhaltet weiterhin eine Pumpe 25, die über eine Saugleitung 24 aus dem Vorratsbehälter 11 fördert und über eine Druckleitung 26 an die Bremsleitung 12 zwischen der Arbeitskammer 8 und dem Einlaßventil 14 anschließt. In die Druckleitung 26 ist ein Rückschlagventil 18 geschaltet, das zur Pumpe 25 hin sperrt.
Das Einlaßventil 14 und das Auslaßventil 17 sind in einen Ventilblock 30 eingesetzt. Der Ventilblock 30 verfügt über einen Hauptkanal 31 mit einem Anschluß 32, an den die Radbremsen 15 und 16 angeschlossen sind. Weiterhin ist ein Anschluß 33 für den Hauptbremszylinder 2 und ein Anschluß 34 für die Entlastungsleitung 23 vorgesehen. Die Anschlüsse 33, 34 weisen je ein Einsatzstück 35, 36 mit einem Ventildurchlaß auf. Jedes Ventil besteht aus einem Ventilkörper 37, 38, der aus Weicheisen besteht. Jeder Ventilkörper 37, 38 ist fest mit einer Stange 39, 40 verbunden, die an ihrem einen Ende in einen Ventilschließkörper 41, 42 übergeht. Der Ventilschließkörper 41, 42 liegt dem Ventildurchlaß im Einsatzstück 35, 36 gegenüber und kann diesen je nach Erregung der Spulen versperren oder freigeben. Die Ventilkörper 37, 38 sind von je einer Spule 43, 44 umgeben, die mittels Kontakten 45, die in einer Leiterplatte 46 eingesteckt sind mit Strom versorgt werden. Über den Stecker 47 an der Leiterplatte 46 kann den Spulen 43, 44 unabhängig voneinander Strom zugeführt werden.
Der Ventilkörper 37 des Einlaßventiles 14 befindet sich gemäß der Darstellung oberhalb der Spulen 43 und wird von einer Feder derart gehalten, daß der Ventilschließkörper 41 vom Einsatzstück 35 entfernt ist. Sobald Strom durch die Spulen 43 fließt, wird der Ventilkörper 37 nach unten gezogen, wodurch der Ventilschließkörper 41 auf das Einsatzstück 35 aufsetzt und den Durchlaß versperrt. Der Ventilkörper 38 des Auslaßventils 17 befindet sich gemäß der Darstellung unterhalb der Spule 44 und wird von einer Feder derart gehalten, daß der Ventilschließkörper 42 auf dem Einsatzstück 36 aufsitzt und den Durchlaß versperrt. Sobald die Spule 44 stromdurchflossen ist, wird der Ventilkörper 38 nach oben gezogen, wodurch der Durchlaß freigegeben wird.
Die Stromversorgung der Spulen 43, 44 wird mittels einer Elektronikeinheit 48 gesteuert. Die Elektronikeinheit 48 wertet unter anderem die Signale Si der Sensoren S aus, die das Drehverhalten der Räder erfassen. Sie ist weiterhin an eine Spannungsquelle angeschlossen, die Spannungen (U1,2, Ua) auf verschiedenen Niveaus liefert, wobei der maximale Spannungswert U₀ und eine mittlere Spannung bei U1/2 liegt. Über den Anschluß E liefert die Elektronikeinheit 48 Spannungsimpulse an den Stecker 47.
Die Spannungsimpulse, die die Elektronikeinheit 48 erzeugt, sind in einem Diagramm 49 graphisch dargestellt. Auf der Abszisse des Diagramms 49 ist die Zeit und auf der Ordinate die Spannung abgetragen. Die Ventile 14 und 17 erhalten Spannungsimpulse 50 bzw. 51 in schneller Folge, wobei jeder Spannungsimpuls für eine Zeitdauer tg wirkt. In dem Diagramm ist zunächst ein Rechteckimpuls 50 angedeutet, dessen Generierung bisher vorgesehen war. Die Erfindung schlägt nun vor, den Spannungsimpuls in mindestens einer Stufe aufzubauen, so daß der Spannungsimpuls 51 eine Stufenform erhält. Über eine Zeitdauer ta am Anfang und am Ende des Impulses beträgt der Spannungswert U1/2, dessen Wert ca. die Hälfte des maximalen Spannungswertes U₀ beträgt. Der mit dieser Spannung verknüpfte Strom reicht nicht aus, um die Ventile 14, 17 vollständig zu öffnen, bzw. zu schließen. Die Ventilschließkörper 41, 42 gelangen in eine Position unmittelbar vor dem Durchlaß im Einsatzstück 34, 35, so daß der Druckmittelstrom nicht vollständig unterbrochen, sondern lediglich stark gedrosselt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels wird daher nicht abrupt reduziert, so daß starke Druckwellen im Druckmittel induziert werden, sondern langsam auf- bzw. abgebaut.
Der Spannungsaufbau bzw. -abbau kann natürlich auch in mehreren kleinen Schritten erfolgen, oder aber kontinuierlich, z. B. linear ansteigen. Wesentlich ist es, daß die Spannung nicht sofort auf den maximalen Wert gesetzt wird.
Bezugszeichenliste
1 Bremsdruckgeber
2 Hauptbremszylinder
3 Unterdruckbremskraftverstärker
4 Pedal
5 Druckstangenkolben
6 Schwimmkolben
7 Arbeitsraum
8 Arbeitsraum
9 Zentralventil
10 Zentralventil
11 Vorratsbehälter
12 Bremsleitung
13 Bremsleitung
14 elektromagnetisch betätigtes Einlaßventil
15 Radbremse, vorne rechts
16 Radbremse, hinten links
17 elektromagnetisch betätigtes Auslaßventil
18 Rückschlagventil
23 Entlastungsleitung
24 Saugleitung
25 Pumpe
26 Druckleitung
30 Ventilblock
31 Hauptkanal
32 Radanschluß
33 Druckanschluß
34 Rücklaufanschluß
35 Einsatzstück
36 Einsatzstück
37 Ventilkörper
38 Ventilkörper
39 Stange
40 Stange
41 Ventilschließkörper
42 Ventilschließkörper
43 Spule
44 Spule
45 Anschlußstift
46 Leiterplatte
47 Stecker
48 Elektronikeinheit
49 Schaltimpulsdiagramm
50 Spannungsimpuls
51 Spannungsimpuls

Claims (4)

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage mit einer Druckmittelquelle (25) und elektromagnetisch betätigten Einlaß- und Auslaßventilen (14, 17) zum Schalten von Druckmittelströmen, wobei die Einlaß- und/oder Auslaßventile (14, 17) zum Freigeben und Sperren von Druckmittelleitungen in schneller Folge Spannungsimpulse erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Spannungsimpuls (51) für eine Zeitdauer tg wirkt und während dieser Zeitdauer tg in einem oder mehreren Zeitschritten ta bis zum maximalen Spannungswert U₀ aufgebaut und/oder abgebaut wird, wobei die Einlaß- und/oder Auslaßventile (14, 17) in einem oder mehreren Zeitschritten ta in einer Position sind, in der sie nur teilweise geöffnet oder gesperrt sind, so daß der Druckmittelstrom gedrosselt ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zeitdauer ta zum Auf- und/oder Abbau des Spannungsimpulses (51) etwa 5 bis 40% der Zeitdauer tg des Spannungsimpulses beträgt.
3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spannungsimpuls in einer Stufe aufgebaut wird, wobei der Spannungswert U1/2 der Stufe bei ca. der Hälfte des maximalen Wertes U₀ liegt.
4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage aus einem Hauptzylinder (2), einem Vorratsbehälter (11), einer Pumpe (25), und mindestens einer Radbremse (15, 16) besteht, wobei die Radbremse über ein Einlaßventil (14) mit dem Hauptzylinder (2) und über ein Auslaßventil (17) mit dem Vorratsbehälter (11) verbunden ist, die Pumpe (25) aus dem Vorratsbehälter (11) in die Arbeitskammern (7, 8) des Hauptzylinders (2) fördert und die Ein- und Auslaßventile (14, 17) die Druckmittelströme von und zu den Radbremsen kontrollieren.
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