DE3929009A1

DE3929009A1 - Schlupfgeregelte hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE3929009A1
Application number: DE19893929009
Authority: DE
Inventors: Joachim Maas; Franz-Josef Mattusch
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1991-03-07

Description

Die Erfindung betrifft eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Bremsanlagen dieser Art (DE-OS 30 40 561, DE-OS 30 40 562) wird als Bremsdruckgeber ein Hauptzylinder mit vorgeschaltetem hydraulischen Bremskraftverstärker ver wendet. Das Druckversorgungssystem enthält eine Druckmittel pumpe und einen Druckmittelspeicher aus dem bei Bremsbetäti gung mit Hilfe eines Bremsdruckregelventils ein fußkraft proportionaler Druck eingeleitet wird. Dieser dynamische Druck wird einerseits über den Hauptzylinder auf die an den Hauptzylinder angeschlossenen statischen Bremskreise übertra gen. Zum anderen sind an den Verstärkerraum in der der fuß kraftproportionale Druck über das Bremsdruckregelventil an gesteuert wird die Radbremsen einer Achse, vorzugsweise der Hinterachse, direkt angeschlossen. Zur Schlupfregelung sind außerdem sowohl in den statischen Hydraulikreisen als auch in dem dynamischen Kreis Einlaßventile eingefügt, die nor malerweise 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 vorhanden, über die, wenn erforderlich, Druckmittel von der Radbremse zu dem Druckmit telvorratsbehälter hin abgeleitet werden kann. Beim Ein setzen der Schlupfregelung wird über ein sogenanntes Haupt ventil der Verstärkerraum in der der aus dem Speicherdruck versorgungssystem eingeleitete geregelte Druck herrscht mit den statischen Bremskreisen des Hauptzylinders verbunden, um die über die Auslaßventile entnommene Druckmittelmenge wie der in die statischen Bremskreise einspeisen zu können. Außerdem werden aus Sicherheitsgründen mit Hilfe einer Po sitionierungseinrichtung der (oder die) Kolben im (Tandem-) Hauptzylinder zurückgestellt oder arretiert.

Die beschriebene Bremsanlage hat den Nachteil, daß in Folge der Erfordernis eines Hauptzylinders am hydraulischen Ver stärker sowie in Folge der separaten Zuordnung von einem Auslaßventil ein verhältnismäßig großer Platzbedarf und ein erheblich komplizierter Aufbau der Bremsanlage die Herstel lungskosten sowie die Integration der Anlage im Kraftfahr zeug beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zuvor erwähnten nachteiligen Erscheinungen maßgeblich zu reduzie ren, um eine schlupfgeregelte Bremsanlage zu schaffen, die im Vergleich zu konventionellen Bremsanlagen einen verein fachten und zugleich funktionverbesserten Aufbau aufweist, so daß auf die Verwendung eines Hauptzylinders gänzlich ver zichtet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Damit ist eine blockiergeschützte Bremsanlage geschaffen, die sich durch einen vergleichsweise einfachen Aufbau unter Wahrung der Funktionssicherheit und Einhaltung der erforder lichen Regelgüte auszeichnet. Um die Baugröße der Bremsanlage zu minimieren sieht der Er findungsgegenstand vor, den im Verstärkerraum speicherdruck unterstützten Verstärkerkolben einer regelbaren Arbeitskam mer vorzuschalten so daß abhängig von der üblicherweise pe dalkraftaktivierten Bewegung des Verstärkerkolbens bei Be darf Druckmittelvolumen zur Radbremse gefördert werden kann.

Zum Zwecke des Bremsdruckregelvorganges ist der mechanischen Betätigungseinrichtung ein induktives Steuerelement überla gert, das abhängig von den Steuerimpulsen der Schlupfregel elektronik den erforderlichen Bremsdruck über die Bewegung des Bremsdruckregelventiles dosiert.

Die weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes in tegriert das als Magnetspule ausgeführte induktive Steuer element im Verstärkergehäuse, wodurch Freiräume im hy draulischen Verstärker sinnvoll genutzt werden können.

Damit bei einem Defekt der Speicherdruckversorgung die Bremsfunktion nicht nachhaltig beeinträchtigt wird, ist die dem Verstärkerkolben vorgeschaltete Arbeitskammer über ein Trennventil mit der Radbremse hydraulisch verbindbar, so daß bei Speicherdruckunterbrechung und Betätigung des Verstär kerkolbens das Trennventil den Druckaufbau in der Radbremse ermöglicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, zwischen dem Verstärkerraum und der Radbremse ein 2/2 Wegeventil in den Bremsdruckregelkanal einzuordnen, da mit bei Speicherdruckausfall das aus der Arbeitskammer ver drängte Volumen nicht in den Verstärkerraum zurückströmen kann. Ein von einem Warndruckschalter registrierter Druckab fall führt über die Schlupfregelelektronik zu einem Strom impuls und zur Schließbewegung des 2/2 Wegeventils.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispieles hervor, das die erfindungsgemäße schlupfge regelte Bremsanlage näher darstellt.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der schlupfgeregelten Bremsanlage wonach der im Längsschnitt dargestellte hy draulische Verstärker 3 den von der Druckmittelpumpe 16 er zeugten Speicherdruck über das Bremsdrucksteuerventil 7 und den dem Verstärkerraum 6 nachgeschalteten Bremsdruckregel kanal 2 zuführt. Der an den Verstärkerraum 6 angeschlossene Regelkanal 2 verbindet über eine Zweigleitung 14 das Trenn ventil 4 mit der dem Verstärkerraum 6 vorgelagerten Arbeits kammer 5. Das Trennventil 4 ist als Kugelsitzventil 17 kon zipiert, dessen über einen Stößel 18 angegliederter Steuer kolben 19 auf der einen Stirnseite von der Druckmittel speicherquelle und auf der entgegengesetzten Kolbenstirn seite mit dem Druck in der Zweigleitung 14 beaufschlagt ist. Ein vom Kugelsitzventil 17 verschließbarer hydraulischer Raum steht über eine Leitung mit der Arbeitskammer 5 in Ver bindung. Die Arbeitskammer 5 ist durch den Verstärkerkolben 15 vom Verstärkerraum 6 hydraulisch getrennt. Zum Zwecke der Bremsdruckregelung ist dem Bremsdrucksteuerventil 7 eine Magnetspule 10 zugeordnet, die vorzugsweise im Endbereich des Bremsdrucksteuerventiles 7 gehäuseseitig integriert ist. Die Magnetspule 10 ist ebenso wie das im Bremsdruckregel kanal eingefügte 2/2 Wegeventil 20 mit der Schlupfregel elektronik 9 verkabelt.

Sofern der Hydraulikverstärker 3 nicht betätigt ist, ver bleibt das gesamte Bremssystem bis auf Ausnahme des unter Speicherdruck stehenden Trennventiles 4 drucklos, da die Verbindung zwischen den Vorratsbehältern 12 und den Verstär kerraum 6 geöffnet ist, während der Steuerschieber des Bremsdrucksteuerventiles 7 den Anschluß zum Druckspeicher verschlossen hält. Das im Radbremssystem befindliche Medium kann sich folglich ausgleichen da das 2/2 Wegeventil 20 in der stromlosen Grundstellung auf Durchlaß geschaltet ist. Durch den im Trennventil 4 auf eine Stirnfläche des Steuer kolbens wirkende Druck des Druckspeichers 13 verbleibt der mittels Kugelsitzventil 17 gesteuerte Durchlaß zwischen dem Anschluß zur Arbeitskammer 5 und der Radbremsseitig ausge richteten Zweigleitung 14 verschlossen.

Bei Einleitung eines konventionellen Bremsvorganges öffnet das Bremsdrucksteuerventil 7 in Folge der aktivierten me chanischen Betätigungseinrichtung 8 den Zufluß von Druck mittel aus dem Speicher 13 in den Verstärkerraum 6. Wobei abhängig von der Stellung der Betätigungseinrichtung 8 gere gelter Bremsdruck in den Bremsdruckregelkanal 2 einströmt. Hierbei wirkt auf den Verstärkerkolben 15 betätigungsunter stützend der Speicherdruck, so daß der Verstärkerkolben 15 das in der Arbeitskammer 5 befindliche Druckmittelvolumen in Richtung auf das Trennventil 4 verschiebt, wodurch bei gleichzeitiger Speicherdruckwirkung an der Stirnringfläche des Steuerkolbens 19 das Kugelsitzventil 17 die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 5 und dem Verstärkerraum 6 her stellt.

Sobald von der Schlupfregelelektronik 9 mittels dem Rad sensor 1 Bremsschlupf oder Antriebsschlupfsignale erkannt werden, beginnt über die vom Stromimpuls aktivierte Magnet spule 10 die Modulation des Radbremsdruckes in dem durch die elektromagnetische Erregung der Magnetspule 10 das Brems drucksteuerventil 7 bewegt wird, so daß die üblicherweise fußkraftaktivierbare mechanische Betätigungseinrichtung 8 von einer induktiven Druckmitteleinsteuerung in den Verstär kerraum 6 überlagert ist. Über das auf Durchlaß nachgeschal tete 2/2 Wegeventil 20 strömt sodann geregelter Druck zur Radbremse ein.

Bei einem Ausfall des Druckmittelspeichers 13 bzw. der Druckmittelpumpe 16 ist die dem Kugelsitzventil 17 abge wandte Stirnfläche des Steuerkolbens 19 im Trennventil 4 druckentlastet, so daß bei Einleitung des Bremsvorganges Druckmittelvolumen aus der Arbeitskammer 5 über das geöff nete Kugelsitzventil 17 in Richtung der Radbremse 1 ver drängt werden kann. Um auszuschließen, daß bei der Betäti gung des Verstärkerkolbens 15 in Folge der Volumenerwei terung Druckmittel in den Verstärkerraum 6 zurückströmt und hierdurch die Bremsdruckeinspeisung zur Radbremse 1 gemin dert ist, verschließt das 2/2 Wegeventil 20 den Verstärker raumseitigen Bremsdruckregelkanal 2. Das hierzu erforder liche elektrische Schaltsignal kann über die Schlupfregel elektronik 9 beispielsweise einem am Druckmittelspeicher 13 angebrachten Druckwarnschalter entnommen werden. Die in der Abbildung gezeigte Schaltung läßt sich bei Verwendung eines Rückschlagventils, integriert zwischen dem Verstärker 3 und Druckmittelspeicher 13, vereinfachen, da sodann das zu Sicherheitszwecken vorgesehene 2/2-Wegeventil 20 entfallen kann. Bei einem Ausfall der Energieversorgung würde das Rückschlagventil in Richtung des Druckmittelspeichers 13 sperren, um das Rückströmen von Druckmittel in den defekten Energieversorgungsbereich zu verhindern. Diese Ausführungs form der Sicherheitsschaltung mittels Rückschlagventil ist infolge der Darstellung des 2/2-Wegeventils 20 im Hydraulik kreis in der Fig. 1 nicht aufgezeigt, jedoch hinreichend in den vorangegangenen Zeilen erklärt.

Bezugszeichenliste

1 Radbremse
2 Bremsdruckregelkanal
3 hydraulischer Verstärker
4 Trennventil
5 Arbeitskammer
6 Verstärkerraum
7 Bremsdrucksteuerventil
8 Betätigungseinrichtung
9 Schlupfregelelektronik
10 Magnetspule
11 Verstärkergehäuse
12 Druckmittelvorratsbehälter
13 Druckmittelspeicher
14 Zweigleitung
15 Verstärkerkolben
16 Druckmittelpumpe
17 Kugelsitzventil
18 Stößel
19 Steuerkolben
20 2/2 Wegeventil

Claims

1. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, bestehend aus einem hydraulischen Verstärker, an dem über Druckmittel leitungen die Radbremsen, eine Druckmittelpumpe, ein Druckmittelspeicher, Ventilmittel und ein Druckmittelvor ratsbehälter angeschlossen sind sowie mit den Radbremsen zugeordneten Radsensoren und mit einer Schlupfregel elektronik zur Ermittlung des Raddrehverhaltens, wobei in die Druckmittelleitungen eingefügte Ventileinrichtungen jeweils einen eine Radbremse zugeordneten Regelkreis steuern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Regelkreis einen jeweils eine Radbremse (1) mit einem Bremsdruckregelkanal (2) verbindbaren separaten hy draulischen Verstärker (3) aufweist und daß über jeweils ein einem Regelkanal (2) zugeordnetes Trennventil (4) eine hydraulische Verbindung zu einer vom Speicherdruck unabhängigen Arbeitskammer (5) herstellbar ist.

2. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher druckzufuhr in den Bremsdruckregelkanal (2) abhängig von induktiven und/oder mechanischen Steuerelementen (8, 10) zur Aktivierung eines dem Verstärkerraum (6) vorgeschal teten Bremsdrucksteuerventiles (7) geschieht.

3. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be wegung des Bremsdrucksteuerventiles (7) über eine vor zugsweise Fußkraftaktivierte mechanische Betätigungsein richtung (8) steuerbar ist, sowie über die Schlupfregel elektronik (9) überwacht ist.

4. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das Bremsdrucksteuerventil (7) von einer Magnetspule (10) betätigbar ist, die integriert im Ver stärkergehäuse (11) im Bereich des Bremsdrucksteuer ventiles (7) angeordnet ist.

5. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Schlupfregelelektronik (9) abhängig von Radschlupfsignalen über elektrische Impulse die Magnet spule (10) des Bremsdrucksteuerventiles (7) erregt, so daß vom Druckmittelvorratsbehälter (12) bzw. Druckmittel speicher (13) kommendes Flüssigkeitsvolumen im Verstär kerraum (6) regelbar ist.

6. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das in einer Abzweigung zum Bremsdruckregel kanal (2) angeordnete Trennventil (4) vom Fluid des Druckmittelspeichers (13) permanent beaufschlagt ist, so daß eine hydraulische Unterbrechung zwischen der Arbeits kammer (5) und dem Bremsdruckregelkanal (2) wirksam ist.

7. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Arbeitskammer (5) über eine am Trennventil (4) angeschlossene Zweigleitung (14) von der Hydraulik flüssigkeit des Vorratsbehälters (12) beaufschlagbar ist.

8. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits kammer (5) bei geöffneten Trennventil (4) über den Brems druckregelkanal (2) mit dem Verstärkerraum (6) hy draulisch verbindbar ist.

9. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß bei geöffnetem Trennventil (4) und nicht ak tivierter Betätigungseinrichtung (8) die Arbeitskammer (5) und der Verstärkerraum (6) druckausgeglichen sind.

10. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß über einen die Arbeitskammer (5) gegenüber dem Verstärkerraum (6) abdichtenden Verstärkerkolben (15) bei Aktivierung der Betätigungseinrichtung (8) Druckmittel volumen zur Radbremse (1) verdrängbar ist.

11. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß in den Bremsdruckregelkanal (2) ein 2/2 Wege ventil (20) in Reihenschaltung eingefügt ist, das in sei ner Grundstellung stromlos offen geschaltet ist und beim Ausfall der Druckspeicherquelle (13) einen Stromimpuls der Schlupfregelelektronik (9) erhält, um die hy draulische Verbindung zwischen dem Verstärkerraum (6) und der Radbremse (1) zu unterbrechen.