DE4009378A1 - Hydraulische zweikreisbremsanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Zweikreisbremsanlage mit Blockierschutzsystem und Antriebsschlupfregelung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten Zweikreisbremsanlage dieser Art (DE 38 16 073 A1) sind die Auslaßkanäle des Vierkanal- Hydroaggregats für die Radbremszylinder der Antriebsräder dem einen Bremskreis und die Auslaßkanäle für die Radbremszylinder der nicht angetriebenen Räder dem anderen Bremskreis zugeordnet. Die jeweiligen Steuerventile zur Aussteuerung eines radschlupfabhängigen Bremsdrucks in den Auslaßkanälen sind eingangsseitig paarweise pro Bremskreis über einen Einlaßkanal des Hydroaggregats und je eine Verbindungsleitung an den zugeordneten Bremskreisausgängen des Hauptbremszylinders angeschlossen. An dem gleichen Auslaßkanal ist auch der Ausgang des in dem jeweiligen Bremskreis wirkenden Pumpenelements der Rückförderpumpe angeschlossen. Die als Niederdruckpumpe ausgebildete Ladepumpe speist bei Antriebsschlupfregelung das als Hochdruckpumpe ausgebildete Pumpenelement der Rückförderpumpe, das einen Bremshochdruck erzeugt, der am Eingang der Steuerventile für die Radbremszylinder der Antriebsräder ansteht. Dieser Bremsdruck wird in den Radbremszylindern des schlüpfenden Antriebsrads eingesteuert und dieses wird dadurch abgebremst. Ein Umschaltventil im Zusatzhydroaggregat sorgt für eine Abtrennung des dem Bremskreis der Antriebsräder zugeordneten Einlaßkanals des Vierkanal-Hydroaggregats vom Hauptbremszylinder und verbindet ersteren mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter, so daß sowohl überschüssige Bremsflüssigkeit als auch bei Bremsdruckabbau die Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern in den Bremsflüssigkeitsbehälter zurückgefördert wird.

Bei dieser Zweikreisbremsanlage führen Fehler im Rückschlagventil zwischen der Vorladepumpe und dem dem Antriebsrad-Bremskreis zugeordneten Pumpenelement der Rückförderpumpe, die eine Ventilundichtigkeit zur Folge haben, zu einem Bremsflüssigkeitsverlust im Hauptbremszylinder, der sich bei längerem ABS-Betrieb durch sinkende Bremsleistung bemerkbar macht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zweikreisbremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß bei jedem Bremsvorgang das Rückschlagventil auf Dichtigkeit geprüft wird. Ist diese beeinträchtigt, so fließt über das undichte Rückschlagventil bei jeder Bremspedalbetätigung bereits im normalen Bremsbetrieb ohne ABS-Funktion Bremsflüssigkeit in den Bremsflüssigkeitsbehälter ab. Die Undichtigkeit des Rückschlagventils kann damit durch das Durchsinken des Bremspedals erkannt werden, noch bevor in kritischen Bremssituationen das Blockierschutzsystem (ABS) anspricht. Undichtigkeiten des erfindungsgemäß erforderlichen Schaltventils führen zu dem gleichen Verhalten des Bremspedals, so daß auch dessen Dichtigkeit gleich mit überwacht wird.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung ein Blockschaltbild einer Zweikreisbremsanlage mit vorne/hinten- Bremskreisaufteilung, Blockierschutzsystem und Antriebsschlupfregelung für einen Personenkraftwagen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der in der Zeichnung im Blockschaltbild dargestellten hydraulischen Zweikreisbremsanlage mit vorne/hinten- oder sog. schwarz/weiß-Bremskreisaufteilung, mit Blockierschutzsystem (ABS) und mit Antriebsschlupfregelung (ASR), auch Vortriebsregelung genannt, für einen Personenkraftwagen sind die Radbremszylinder 10 der Antriebsräder 11, 12 in dem einen Bremskreis und die Radbremszylinder 10 der nicht angetriebenen Räder 13, 14 in dem anderen Bremskreis angeordnet. Im allgemeinen sind dabei die Antriebsräder 11, 12 die Hinterräder des Personenkraftwagens. Zu der Zweikreisbremsanlage gehört in an sich bekannter Weise ein Hauptbremszylinder 15, der zwei getrennte Bremskreisausgänge 16, 17 zum Anschließen jeweils eines der beiden Bremskreise aufweist und mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter in Verbindung steht. Bei Betätigen eines Bremspedals 19 wird ein gleich großer Bremsdruck über die beiden Bremskreisausgänge 16, 17 in den Bremskreisen ausgesteuert.

Zu der Zweikreisbremsanlage gehört ferner ein Vierkanal-Hydroaggregat 20, das vier Auslaßkanäle 21-24 und zwei Einlaßkanäle 25 und 26 aufweist. An jedem Auslaßkanal 21-24 ist ein Radbremszylinder 16 der Räder 11-14 angeschlossen. Jedem Auslaßkanal 21-24 ist ein als 3/3-Wegemagnetventil mit Federrückstellung ausgebildetes Steuerventil 31-34 zugeordnet. Die Steuerventile 31-34 werden von einer Steuerelektronik 30 gesteuert und bauen einen vom Radschlupf abhängigen Bremsdruck in den zugeordneten Radbremszylindern 10 auf. Eine Rückförderpumpe 27, die Bestandteil des Vierkanal-Hydroaggregates 20 ist, weist zwei Pumpenelemente 28, 29 auf, die von einem Elektromotor 35 gemeinsam angetrieben werden. Die Pumpenelemente 28, 29 dienen zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern 10 in den Hauptbremszylinder 11 beim Druckabbau in den Bremsen im ABS-Betrieb. Jeweils ein Pumpenelement 28, 29 ist in einem Bremskreis wirksam und eingangsseitig jeweils an dem dritten Arbeitsanschluß der beiden, jeweils dem gleichen Bremskreis zugeordneten Steuerventile 31, 32 bzw. 33, 34 und ausgangsseitig an je einem Einlaßkanal 25 bzw. 26 des Vierkanal-Hydroaggregats 20 angeschlossen. Vor und nach jedem Pumpenelement 28, 29 sind ein Pumpeneinlaßventil 36 und ein Pumpenauslaßventil 37 angeordnet. Den Pumpeneinlaßventilen 36 vorgeschaltete Niederdruckspeicherkammern 38 lassen einen Druckabbau unabhängig von der Pumpenfördermenge zu und überwinden den Öffnungsdruck der Pumpeneinlaßventile 36. Die Steuerventile 31-34 sind eingangsseitig mit ihrem ersten Arbeitsanschluß an je einem Einlaßkanal 25 bzw. 26 und mit ihrem zweiten Arbeitsanschluß an dem zugeordneten Auslaßkanal 21-24 angeschlossen. Die Steuerventile 31-34 sind in bekannter Weise so ausgebildet, daß in ihrer ersten, nicht erregten Ventilgrundstellung ein ungehinderter Durchgang von den Einlaßkanälen 25, 26 zu den Auslaßkanälen 21-24 besteht, wodurch der vom Hauptbremszylinder 11 ausgesteuerte Bremsdruck in die Radbremszylinder 10 der Räder 11-14 gelangt. In der zweiten Ventilmittelstellung, die durch Erregung der Steuerventile 31-34 mit halbem Maximalstrom herbeigeführt wird, ist dieser Durchgang unterbrochen und alle Arbeitsanschlüsse abgesperrt, so daß der in den Radbremszylindern 10 aufgebaute Bremsdruck konstant gehalten wird. In der dritten Ventilendstellung, die durch Erregung mit Maximalstrom eingestellt wird, werden die Ausgangskanäle 21 und 22 bzw. 23 und 24 und damit die Radbremszylinder 10 der Räder 11-14 mit dem Eingang der Pumpenelemente 28 bzw. 29 verbunden, so daß zwecks Bremsdruckabbau Bremsflüssigkeit wieder aus den Radbremszylindern 10 abgepumpt werden kann. Der Einlaßkanal 25 des Vierkanal-Hydroaggregats 20 ist über eine erste Verbindungsleitung 41 ist dem Bremskreisausgang 16 des Hauptbremszylinders 15 und der Einlaßkanal 26 ist über eine zweite Verbindungsleitung 42 mit dem Bremskreisausgang 17 des Hauptbremszylinders 11 verbunden.

Ein Zusatz-Hydroaggregat 40 dient zum Erzeugen eines Bremsversorgungsdrucks bei Antriebsschlupfregelung (ASR-Betrieb). Es weist eine als Niederdruckpumpe ausgebildete Vorladepumpe 43 und eine Ventilanordnung, bestehend aus einem Umschaltventil 44 und einem Ablaßventil 45, auf. Die von einem Elektromotor 39 angetriebene Vorladepumpe 43 ist eingangsseitig mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 18 und ausgangsseitig über ein Rückschlagventil 46 und eine Verbindungsleitung 47 mit dem Eingang des als selbstsaugende Hochdruckpumpe ausgebildeten Pumpenelements 29 verbunden, das dem Bremskreis der Antriebsräder 11, 12 zugeordnet ist. Die Verbindungsleitung 47 ist dabei an der Verbindung zwischen den dritten Ausgängen der Steuerventile 33, 34 zu dem Pumpenelement 36 angeschlossen. Zwischen dem Eingang und Ausgang der Vorladepumpe 43 ist ein Druckbegrenzungsventil 48 angeschlossen.

Zwecks Prüfung des Rückschlagventils 46 auf Dichtigkeit ist in die Verbindungsleitung 47 zwischen deren Anschluß an dem Pumpenelement 29 der Rückförderpumpe 27 und dem Ausgang des Rückschlagventils 46 ein 2/2-Wegeventil 49 eingeschaltet, das hier als Magnetventil mit Federrückstellung ausgebildet ist, und ein Rückschlagventil 50 einerseits an die Verbindung von Rückschlagventil 46 und 2/2-Wegeventil 49 und andererseits an die mit dem Bremskreisausgang 17 verbundene zweite Verbindungsleitung 42 angeschlossen. Das Rückschlagventil 50 ist dabei so angeordnet, daß seine Durchflußrichtung von der Verbindungsleitung 42 zu dem Rückschlagventil 46 bzw. 2/2-Wegeventil 49 hin gerichtet ist.

Das als 2/2-Wegemagnetventil ausgebildete Umschaltventil 44 ist in die Verbindungsleitung 42 zwischen Bremskreisausgang 17 des Hauptbremszylinders 15 und dem dem Bremskreis für die Antriebsräder 11, 12 zugeordneten Einlaßkanal 26 des Vierkanal-Hydroaggregats 20 eingeschaltet, wobei es diese Verbindungsleitung in seiner unerregten Grundstellung durchgängig schaltet und in seiner Arbeitsstellung sperrt. In einem Ventilbypass 51 zum Umschaltventil 44 ist ein Druckbegrenzungsventil 52 angeordnet. Das ebenfalls als 2/2-Wegemagnetventil ausgebildet Ablaßventil 45 ist mit seinem einen Ventilanschluß über die Niederdruckspeicherkammer 38 und den Pumpeneinlaßventil 36 mit dem Pumpenelement 29 der Rückförderpumpe 27 und mit seinem anderen Ventilanschluß mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 18 verbunden. Dabei ist das Ablaßventil 45 derart ausgebildet, daß es in seiner unerregten Grundstellung die beiden Ventilanschlüsse absperrt und in seiner Ventilarbeitsstellung die beiden Ventilanschlüsse miteinander verbindet. Umschaltventil 44 und Ablaßventil 45 werden ebenso wie das 2/2-Wegeventil 49 in der Verbindungsleitung 47 von der Steuerelektronik 30 angesteuert.

Das Umschaltventil 44 und das 2/2-Wegeventil 49 werden von der Steuerelektronik 30 immer dann umgeschaltet, wenn der Steuerelektronik 30 ein Antriebsschlupf mindestens eines der Antriebsräder 11, 12 von hier nicht dargestellten Radschlupfsensoren mitgeteilt wird. In diesem Fall erzeugt das von der eingeschalteten Vorladepumpe 43 gespeiste Pumpenelement 29 der eingeschalteten Rückförderpumpe 27 einen Bremshochdruck, der an den Steuerventilen 33, 34 ansteht, die den Auslaßkanälen 23, 24 für die Radbremszylinder 10 der Antriebsräder 11, 12 zugeordnet sind. Die Verbindung des Einlaßkanals 26 zum Hauptbremszylinder 15 ist infolge der Umschaltung des Umschaltventils 44 über das Druckbegrenzungsventil 48 geführt, so daß überschüssige Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder 15 gefördert wird.

Dreht beispielsweise das Antriebsrad 11 durch so wird das Steuerventil 34 des nichtschlüpfenden Antriebsrads 12 in die Ventilmittelstellung überführt, so daß der Auslaßkanal 24 von dem von dem Pumpenelement 29 erzeugten Bremshochdruck abgesperrt ist. Über das andere Steuerventil 33 wird Bremsdruck in dem Radbremszylinder 10 des durchdrehenden Antriebsrads 11 aufgebaut, das damit abgebremst wird. Der erforderliche Bremsdruck wird durch Druckmodulation, die durch Schalten des Steuerventils 33 zwischen seiner Grundstellung und seiner Mittelstellung bewirkt wird, eingestellt. Gegen Ende der Antriebsschlupfregelung, wenn kein Antriebsschlupf mehr sensiert wird, wird von der Steuerelektronik 30 das Steuerventil 33 in seine durch Maximalstromerregung herbeiführbare Ventilendstellung umgeschaltet. Gleichzeitig wird auch das Ablaßventil 45 umgeschaltet und das 2/2-Wegeventil 49 wieder zurückgeschaltet. Bei dieser Ventilstellung des Ablaßventils 45 kann Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder 10 des Antriebsrades 11 direkt in den Bremsflüssigkeitsbehälter 18 abfließen. Der Bremsdruck wird wieder abgebaut. Anschließend wird das Steuerventil 39 wieder in die Ventilgrundstellung zurückgeschaltet. Bei Antriebsschlupf beider Antriebsräder 11, 12 werden beide Steuerventile 33, 34 zur Bremsdruckmodulation angesteuert.

Bei jeder Bremspedalbetätigung 19, mit welcher Bremsdruck über die Verbindungsleitungen 41, 42 in das Hydroaggregat 20 eingesteuert wird, fließt Bremsflüssigkeit über das Rückschlagventil 50 zu dem Rückschlagventil 46 bzw. dem in seiner Sperrstellung befindlichen 2/2-Wegeventil 49. Ist das Rückschlagventil 46 undicht, so fließt Bremsflüssigkeit über das undichte Rückschlagventil 46 und das Druckbegrenzungsventil 48 in den Bremsflüssigkeitsbehälter 18 ab. Es kommt zu einem Bremsflüssigkeitsverlust im Hauptbremszylinder 15, und das Bremspedal sinkt bei weiterem Bremsen durch. Damit wird dem Fahrer ein Signal gegeben, daß das Rückschlagventil 46 undicht ist, dessen Undichtigkeit sich ansonsten nur im ABS-Betrieb bemerkbar macht und dann ohne Vorwarnung zu einem unerwünschten Bremsdruckverlust führt. Der gleiche Effekt tritt auch auf, wenn das 2/2-Wegeventil 49 undicht ist, so daß auch dieses auf Dichtigkeit überwacht wird.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das Rückschlagventil 50 anstelle mit dem Bremskreisausgang 17 auch mit dem Bremskreisausgang 16 des Hauptbremszylinders 15 verbunden werden. Das 2/2-Wegeventil 49 kann hydraulisch gesteuert sein, wobei der Steuereingang an einem der beiden Bremskreisausgänge 16 ,17 des Hauptbremszylinders 15 angeschlossen wird. Bei Bremspedalbetätigung wird dann das 2/2-Wegeventil 49 in seine Sperrstellung überführt.

Die Ventilanordnung aus Umschaltventil 44 und Ablaßventil 45 kann auch durch ein 3/2-Wegemagnetventil ersetzt werden, wie dies in der DE 38 16 073 A1 beschrieben ist. Dabei wäre der erste Ventilanschluß an den Einlaßkanal 26, der zweite Ventilanschluß an dem Bremskreisanschluß 17 und der dritte Ventilanschuß über ein Druckbegrenzungsventil an dem Bremsflüssigkeitsbehälter anzuschließen. Bei Antriebsschlupfregelung wird das 3/2-Wegemagnetventil umgeschaltet, so daß der Einlaßkanal 26 über das Druckbegrenzungsventil mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 18 verbunden ist.

Die Erfindung kann auch in einer Zweikreisbremsanlage mit diagonaler Bremskreisaufteilung eingesetzt werden. In diesem Fall ist der Ausgang des 2/2-Wegeventils 49 zusätzlich mit dem Eingang des Pumpenelements 28 zu verbinden. Die Ventilanordnung aus Umschaltventil 44 und Ablaßventil 45 bzw. aus 3/2-Wegemagnetventil ist zweimal vorzusehen, wobei die zweite Ventilanordnung in gleicher Weise mit dem Pumpenelement 28 zu verbinden ist, wie die erste Ventilanordnung mit dem Pumpenelement 29 verbunden ist.

Jedes Steuerventil kann auch aus einer Kombination zweier 2/2-Wegemagnetventile gebildet werden. Ein 2/2-Wegemagnetventil bildet dabei ein Einlaßventil, das in seiner unerregten Grundstellung den ungehinderten Durchgang von dem Einlaßkanal zu dem zugeordneten Auslaßkanal ermöglicht und in seiner Arbeitsstellung diesen Durchgang sperrt. Umgekehrt stellt das andere, als sog. Auslaßventil wirkende 2/2-Wegemagnetventil in seiner durch Magneterregung herbeiführbaren Arbeitsstellung eine Verbindung des zugeordneten Auslaßkanals zu dem Eingang des zugeordneten Pumpenelements her und sperrt in seiner unerregten Grundstellung diesen Durchgang. In der sog. Druckhaltestellung nehmen beide 2/2-Wegemagnetventile der Ventilkombination ihre Sperrstellung ein.

Claims (2)

1. Hydraulische Zweikreisbremsanlage mit Blockierschutzsystem und Antriebsschlupfregelung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem zwei getrennte Bremskreisausgänge aufweisenden Hauptbremszylinder zum Aussteuern eines Bremsdrucks durch Bremspedalbetätigung, mit einem mit dem Hauptbremszylinder in Verbindung stehenden Bremsflüssigkeitsbehälter, mit einem an den beiden Bremskreisausgängen des Hauptbremszylinders angeschlossenen Vierkanal-Hydroaggregat, das vier Auslaßkanäle zum Anschließen von Radbremszylindern der Fahrzeugräder, jeweils einem Auslaßkanal zugeordnete elektromagnetische Steuerventile zum Aussteuern eines radabschlupfabhängigen Bremsdrucks und eine Rückförderpumpe mit zwei getrennten, in jeweils einem Bremskreis wirksamen Pumpenelementen zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern in den Hauptbremszylinder bei Bremsdruckabbau aufweist, die jeweils eingangsseitig durch die Steuerventile mit dem einen Bremskreis zugehörigen Auslaßkanälen verbindbar und ausgangsseitig mit dem diesen Bremskreis zugeordneten Bremskreisausgang des Hauptbremszylinders verbunden sind, und mit einem Zusatzhydroaggregat zum Erzeugen eines Bremsversorgungsdrucks bei Antriebsschlupfregelung, das eine eingangsseitig mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter und ausgangsseitig über ein Rückschlagventil mit dem Eingang mindestens eines Pumpenelements verbundene Ladepumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil (46) ein Schaltventil (49) in Durchflußrichtung gesehen unmittelbar nachgeschaltet ist, das zumindest bei Antriebsschlupfregelung eine Verbindung zwischen dem Rückschlagventil (46) und dem Pumpenelement (29) herstellt und zumindest bei Bremspedalbetätigung diese Verbindung absperrt, und daß ein weiteres Rückschlagventil (50) einerseits an dem mit dem Schaltventil (49) verbundenen Ausgang des ersten Rückschlagventils (46) und andererseits an einem Bremskreisausgang (17) des Hauptbremszylinders (15) angeschlossen ist, wobei die Durchflußrichtung des weiteren Rückschlagventils (50) vom Hauptbremszylinder (15) zum ersten Rückschlagventil (46) hin festgelegt ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (49) als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist, dessen einer Ventilanschluß an dem Ausgang des ersten bzw. weiteren Rückschlagventils (46, 50) und dessen zweiter Ventilanschluß an einer zum Eingang des Pumpenelements (29) führenden Verbindungsleitung (47) angeschlossen ist.