DE3933394A1

DE3933394A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE3933394A1
Application number: DE19893933394
Authority: DE
Inventors: Jochen Burgdorf; Lutz Weise; Helmut Fennel; Hans Wupper
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1991-04-18

Description

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

Eine derartige Bremsanlage ist in dem Hauptpatent gemäß der Anmeldung P 39 19 842.1 vom 17.06.1989 beschrieben. Diese Anlage sieht für jede Radbremse ein Einlaß- und Auslaßventil vor. Das Auslaßventil ist elektromagnetisch gesteuert, wäh rend das Einlaßventil hydraulisch geschaltet wird, und zwar zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung, wo bei in der ersten Schaltstellung die Bremsleitung offen und in der zweiten Schaltstellung gedrosselt ist.

Mit einer derartigen hydraulischen Schaltung läßt sich u. a. der Aufwand zur Steuerung der Anlage erheblich verringern.

Mit diesem Vorteil ist natürlich der Nachteil verknüpft, daß die Einstellung des optimalen Schlupfwerts nicht so gut er folgen kann wie bei einer Bremsanlage, wo jeder Radbremse so wohl ein elektromagnetisch gesteuertes Einlaß- als auch ein elektromagnetisch gesteuertes Auslaßventil zugeordnet ist. Die Fahrzeuge, die mit einer Bremsanlage gemäß dem Haupt patent ausgerüstet sind, können daher in kritischen Fällen ein nicht optimales Bremsverhalten aufweisen.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine Bremsanlage zu konzipieren, deren Steueraufwand einerseits gering, die aber andererseits ein gutes Bremsverhalten auch in kriti schen Situationen garantiert.

Die Erfindung wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 genannt sind.

Sie basiert auf der Überlegung, daß die Vorderräder eines Fahrzeuges größere Bremskräfte übertragen als die Räder bei der Hinterachse. Um eine gute Bremsverzögerung zu erreichen, wird es daher notwendig sein, einen optimalen Schlupfwert an den Vorderradbremsen einzustellen. Um ein Schleudern des Fahrzeuges zu vermeiden, muß unter allen Umständen ein Blo ckieren des Hinterachsrades vermieden werden, ohne daß unbe dingt ein optimaler Schlupfwert eingestellt werden muß. Die Forderungen an die Regelgüte sind daher nicht so hoch.

Am einfachsten können die Drosselventile vom Druck am Aus gang der Pumpe geschaltet werden.

Das Konzept ist sowohl einsetzbar bei Bremsanlagen mit of fenem Kreislauf, was bedeutet, daß der Druckmittelsammler ein Vorratsbehälter ist, der zur Atmosphäre hin offen ist und der bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder mit der Ar beitskammer des Hauptbremszylinders in Verbindung steht.

Es ist aber auch einsetzbar bei Bremsanlagen mit geschlos senem Kreislauf, bei der der Druckmittelsammler ein Speicher mit begrenztem Volumen ist, dessen Speicherraum von einem federbelasteten Kolben begrenzt ist.

Die Vorteile der Erfindung zeigen sich insbesondere bei einer Bremsanlage mit Diagonalkreisaufteilung.

Vor allem die Bremsanlagen mit einem offenen Kreislauf las sen sich sehr leicht derart erweitern, daß auch eine An triebsschlupfregelung vorgesehen ist. Dazu muß die Brems leitung oberhalb des Einmündungspunktes der Druckleitung in die Bremsleitung sperrbar sein.

Der Erfindungsgedanke soll im folgenden anhand von zwei Aus führungsbeispielen, dargestellt in zwei Figuren, näher er läutert werden.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1, dem ein Unterdruck bremskraftverstärker 2 vorgeschaltet ist. Zum Betätigen der Bremsanlage wird ein Pedal 3 niedergetreten, so daß die ver stärkten Pedalkräfte auf den Hauptbremszylinder 1 einwirken. Dem Hauptbremszylinder 1 zugeordnet ist ein Druckmittelvor ratsbehälter 4, der in bekannter Weise mit den Arbeitskam mern des Hauptbremszylinders in Verbindung steht, solange das Bremspedal nicht betätigt ist. Bei dem hier beschriebe nen Bremsdruckgeber handelt es sich um übliche Geräte, die gegenüber dem Stand der Technik keine Besonderheiten auf weisen.

Mit dem Unterdruckbremskraftverstärker 2 ist ein Wegschalter 5 verbunden, der den Hubweg des Verstärkertellers des Unter druckbremskraftverstärkers 2 ermitteln kann. Die Signale des Wegschalters 5 können zur Pumpensteuerung und zur Positio nierung des Pedals während einer Bremsschlupfregelung ver wendet werden.

Der Hauptbremszylinder 1 steht über eine erste Bremsleitung 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 zu den Radbremsen der Hinterachse ist ein Drosselventil 8 eingefügt, das zwei Schaltstellungen aufweist. Bei der ersten Schaltstellung be steht eine freie, ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und der jeweiligen Radbremse. Schaltet das Drosselventil um, so wird in die Zweigleitung der Brems leitung eine Drossel eingefügt.

In jede Zweigleitung zu den Radbremsen der Vorderachse ist ein elektromagnetisch gesteuertes Einlaßventil 80 eingefügt, das in seiner Grundstellung die Zweigleitung offen hält und in seiner Schaltposition sperrt.

Parallel zu jedem Drosselventil 8 und zu jedem Einlaßventil 80 ist ein Rückschlagventil 9 geschaltet, das zum Haupt bremszylinder 1 hin öffnet. Jede Radbremse steht weiterhin über eine Rücklaufleitung 10 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung. Die Zweigleitungen dieser Rücklaufleitung ver fügen über je ein Auslaßventil 11, das elektromagnetisch be tätigt wird. In der Ruhestellung des Ventils ist die jewei lige 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 angetrieben. Ihre Saugseiten stehen über Saugleitungen 15 mit dem Vor ratsbehälter 4 in Verbindung. Jede Saugleitung weist ein Saugventil 16 auf, das zum Vorratsbehälter 4 hin sperrt. Die Druckseiten der Pumpen stehen über eine Druckleitung 14 mit jeweils einer Bremsleitung 6, 7 in Verbindung. In die Druck leitung ist ein Druckventil 17 eingefügt, das zur Bremslei tung hin öffnet. Dem Druckventil 17 ist ein weiteres Rück schlagventil 18 nachgeschaltet, wobei zwischen dem Druckven til 17 und dem Rückschlagventil 18 die Steuerleitung 19 zum Drosselventil 8 abzweigt. Das Rückschlagventil 18 bewirkt, daß bei einer nicht schlupfgeregelten Bremsung der Hauptzy linderdruck 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 Winkelge schwindigkeit der Räder erfassen.

Die Bremsanlage arbeitet nach dem folgenden Schema. Bei einer nichtgeregelten Bremsung ist das Auslaßventil 11 ge sperrt und das Drosselventil in der nichtgedrosselten Posi tion. Und das Einlaßventil in seiner Grundposition: Die Bremsleitungen sind offen. Der Motor M ist ausgeschaltet. Es besteht somit eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 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 Hauptzylin derdruck in den Steuerleitungen 19 wirksam wird.

Wird nun mittels Sensoren festgestellt, daß eines der Räder zu blockieren droht, so schaltet die Anlage in den Anti blockier- oder Regelmodus. Dieser beinhaltet, daß das Aus laßventil 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 Pum pe vor dem Rückschlagventil 18 ein Druck, der auch in der Steuerleitung 19 wirksam wird und das Drosselventil 8 um schaltet. Die Pumpen 12, 13 fördern nun über die Drossel im Drosselventil 8 zu den Radbremsen der Hinterachse. 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 Radbremse. So bald das Auslaßventil geschlossen wird, erfolgt ein Druck aufbau, 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 Druckmit telmenge, die von der Pumpe zugeführt wird, entspricht genau der Druckmittelmenge, die über das Auslaßventil wieder in den Vorratsbehälter abgelassen wird. Durch Takten des Ven tile 11 lassen sich auch verschiedene Druckauf- bzw. Abbau geschwindigkeiten realisieren.

Die Ein- und Auslaßventile für die Vorderachse werden in be kannter Weise angesteuert. Für den Druckabbau ist das Aus laßventil geöffnet und das Einlaßventil gesperrt. In einer Druckhaltephase sind beide Ventile gesperrt und in einem Druckaufbauphase sind beide Ventile in der dargestellten Grundposition.

Wird während einer Druckregelung der Druck im Hauptzylinder gesenkt und zwar unter den Wert, der in der Radbremse ein geregelt worden ist, so fließt Druckmittel aus der Radbremse über das Rückschlagventil 9 zum Hauptbremszylinder 1 zurück. Trotz des eingeschalteten Drosselventils 8 bzw. des sper renden Einlaßventils 80 kann daher eine schnelle Druckabsen kung erfolgen, wenn dies vom Fahrer des Fahrzeuges gewünscht wird.

Mit den Ventilen 60, 61 ist es möglich, unabhängig vom Be tätigen des Pedals, einen Druck in den Bremsleitungen 6, 7 aufzubauen, so daß eine Antriebsschlupfregelung durchgeführt werden kann. Dazu ist in jeder Bremsleitung 6, 7 ein ASR-Ven til 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 Brems leitung eingefügt, daß die Bremsleitungszweige zu den nicht angetriebenen Rädern der Hinterachse zwischen dem Haupt bremszylinder 1 und dem ASR-Ventil 60, 61 abzweigen. Die Druckleitungen 14 münden unterhalb der ASR-Ventile 60, 61 in die Bremsleitung. Im Antriebsschlupfregelmodus sind die Pum pen 12, 13 nur an die Radbremsen der Räder der Vorderachse angeschlossen. Durch Öffnen und Schließen der Auslaß- und Einlaßventile kann nun in gleicher Weise wie bei einer Bremsschlupfregelung der Druck in den Radbremsen so einge stellt werden, daß das Antriebsmoment stets mit den Reibver hältnissen zwischen Fahrbahn und Reifen harmoniert. Damit wird vermieden, daß die angetriebenen Räder durchdrehen und ihre Seitenführungseigenschaften verlieren.

In der Fig. 2 ist eine Bremsanlage mit geschlossenen Kreisen dargestellt. Der Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, daß die Rücklaufleitungen 10 nicht in den Druckmittelvorratsbe hälter 4 des Hauptbremszylinders 1 münden, sondern für jeden Bremskreis in einen Speicher 90. Aus diesen Speichern saugen die Pumpen über Saugleitungen 15 an. Der Speicher 90 hat ein begrenztes Volumen. Sein Speicherraum wird von einem feder belasteten Kolben begrenzt.

Da die Pumpen nun nicht mehr aus dem praktisch unbegrenzten Druckmittelvolumen des Druckmittelvorratsbehälters 4 för dern, sondern lediglich die Druckmittelmenge aufnehmen kön nen, die zuvor vom Hauptbremszylinder 1 in die Radbremse verdrängt worden sind, ist es auch nicht notwendig, ein Pe dalwegsensor vorzusehen.

Die Steuerung der Anlage entspricht der Steuerung der Anlage nach Fig. 1.

Bezugszeichenliste.

1 Hauptbremszylinder
2 Unterdruckbremskraftverstärker
3 Pedal
4 Druckmittelvorratsbehälter
5 Wegschalter
6 erste Bremsleitung
7 zweite Bremsleitung
8 Drosselventil
9 Rückschlagventil
10 Rücklaufleitung
11 Sperrventil
12 erste Pumpe
13 zweite Pumpe
14 Druckleitung
15 Saugleitung
16 Saugventil
17 Druckventil
18 Rückschlagventil
19 Steuerleitung
60 ASR-Ventil
61 ASR-Ventil
80 elektromagnetisch betätigte Einlaßventil
90 Niederdruckspeicher

Claims

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage für ein zweiachsiges Kraftfahrzeug mit einem Hauptbremszylinder (1), einem Druckmittelsammler (4), mindestens einer Rad bremse je Achse, 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) je Radbremse, das in die Rücklaufleitung (10) eingefügt ist und in seiner Ruhestellung die Rücklaufleitung (10) sperrt und in seiner Schaltstellung die Rücklaufleitung (10) freigibt, einem Drosselventil (8) für die Radbremse der Hinterachse, das in die Bremsleitung zur Hinterrad bremse eingesetzt ist und zwei Schaltstellungen auf weist, wobei in der ersten Schaltstellung eine ungedros selte und in der zweiten Schaltstellung eine gedrosselte Verbindung zwischen der Radbremse und dem Hauptbrems zylinder (1) existiert, einer Pumpe (12, 13), die aus dem Druckmittelsammler Druckmittel ansaugt und über eine Druckleitung (14) in den Hauptbremszylinder (1) fördert, einem Sensor (S) zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit mindestens eines abzubremsenden Rades, und einer elek tronischen Auswerteeinheit, die das Sensorsignal aus wertet und Schaltsignale für den Pumpenantrieb und das Auslaßventil erzeugt, dadurch gekennzeich net, daß in die Bremsleitung zur Vorderradbremse ein elektromagnetisch betätigtes Einlaßventil (80) eingefügt ist, das in seiner Grundstellung die Leitung freigibt und in seiner Schaltstellung die Bremsleitung sperrt, und daß das Einlaßventil (80) Steuersignale von der Aus werteeinheit erhält.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Drosselventil (8) mittels einer Steuerleitung (19) an den Ausgang der Pumpe (13) ange schlossen ist, so daß der Druck am Ausgang der Pumpe (13) das Drosselventil (8) von der ersten in die zweite Schaltstellung setzt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Drosselventil (8) und dem Ein laßventil (80) je ein Rückschlagventil (9) parallelge schaltet ist, das zum Hauptbremszylinder (1) hin öffnet.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Druckmittel sammler ein Vorratsbehälter (4) ist, der zur Atmosphäre hin offen ist und der bei nichtbetätigtem Hauptbremszy linder (1) mit der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders (1) in Verbindung steht (Fig. 1).

5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelsammler ein Speicher (50) mit begrenztem Volumen ist, dessen Speicherraum von einem federbelasteten Kolben begrenzt ist (Fig. 2).

6. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch 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.

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpen (12, 13) von einem ge meinsamen Motor M angetrieben werden.

8. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Bremsleitung (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 nicht angetriebenen Rädern vereint sind, die Bremsleitung zu dem nicht angetriebenen Rad zwischen dem ASR-Ventil (60, 61) und dem Hauptbremszylinder (1) abzweigt.

10. Bremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bremsanlage für ein Fahrzeug mit angetriebener Vorderachse eingesetzt ist.