DE4020449A1 - Schaltungsanordnung fuer eine blockiergeschuetzte bremsanlage mit einem pedalwegschalter oder -wegsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Bremsanlage, die einen Hauptzylinder mit einem Wegschalter oder mit einem Wegsensor aufweist, welcher eine elektromotorisch angetriebene, als Hilfsdruck­ quelle dienende Hydraulikpumpe in Abhängigkeit von dem Pe­ dalweg, dem Kolbenvorschub oder einer entsprechenden Meß­ größe ein- und ausschaltet. Die Schaltungsanordnung dient zur Regelung der Hilfsenergiezufuhr und zur Positionierung des Bremspedals in einem hydraulisch offenen Antiblockiersy­ stem, bei dem zum Druckabbau während einer Blockierschutzre­ gelung Druckmittel aus den Radbremsen über Auslaßventile in einen Druckausgleichsbehälter abgeleitet wird. Mit Hilfe der Hydraulikpumpe wird das Druckmittel in das Bremsensystem zurückbefördert.

Aus der DE-OS 37 31 603 ist bereits eine derartige blockier­ geschützte Bremsanlage bekannt, die einen Hauptzylinder um­ faßt, an den die Radbremsen über Einlaßventile angeschlossen sind. In der Ruhestellung geschlossene Auslaßventile stellen bei Ansteuerung einen Druckmittelweg von den Radbremsen zu einem Druckausgleichsbehälter her. Mit Hilfe einer Hydrau­ likpumpe wird das Druckmittel aus dem Ausgleichsbehälter in die Bremskreise zurückgefördert, wodurch die Arbeitskolben des Hauptzylinders und damit auch das Bremspedal zurückge­ stellt und positioniert werden.

Der Hauptzylinder dieser bekannten Bremsanlage ist mit Weg­ schalter oder Wegsensoren ausgerüstet, mit denen in Abhän­ gigkeit von dem Vorschub der Kolben die Hydraulikpumpe ein- und ausgeschaltet wird. Durch Einschalten der Pumpe und Aufbau eines entsprechenden Hilfsdruckes wird der Hauptzy­ linderkolben zurückgesetzt, bis der Wegsensor wiederum an­ spricht und die Pumpe ausschaltet. Auf diese Weise werden durch den Wegsensor in Verbindung mit der ein- und ausge­ schalteten Hydraulikpumpe die Kolben und damit das Bremspe­ dal positioniert.

Das je nach Situation langsame oder schnellere Pendeln des Pedals um den durch die Wegschalter-Ansprechschwellen vorge­ gebenen Pedalpositions-Sollwert wird in der Praxis als stö­ rend empfunden, weil dieses Pendeln den Fahrer irritieren kann. Diese Pedalbewegung, die das Ein- und Ausschalten der Pumpe wiedergibt, wird u. a. durch die erforderliche Mindest­ einschaltdauer der Pumpe, durch Totzeiten des Systems und dergleichen hervorgerufen; die Schalterbetätigung und das Ein- und Ausschalten der Pumpe folgt nämlich der Kol­ ben- oder Pedalbewegung erst nach bestimmter Verzögerung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nach­ teil zu überwinden und ein für den Fahrer angenehmeres, im Mittel ruhigeres Pedalverhalten zu erreichen.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Schaltungs­ anordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, de­ ren Besonderheit darin besteht, daß die Hydraulikpumpe durch eine Folge kurzer Pulse konstanter Dauer ansteuerbar ist, deren Pausen in Abhängigkeit von dem Druckmittelbedarf und von der Richtung der erforderlichen Kolbenpositionierung mo­ dulierbar sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung wird die Dauer der Pumpen-Ansteuerpulse auf die erforderliche Mindestdauer eingestellt, die in einem Ausführungsbeispiel mit Rücksicht auf die Belastung eines Ansteuerrelais 100 ms beträgt. Durch Ansteuerung der Pumpe mit solchen kurzen Pul­ sen entsteht eine relativ hochfrequente Folge, durch die die Pedalbewegung um den Ein-/Ausschaltpunkt vergleichsweise ge­ ring wird. Die störende Hin- und Herbewegung des Pedals wird dadurch auf ein Minimum reduziert. Das Pedalverhalten wird nun von dem Fahrer als wesentlich angenehmer empfunden.

Durch die Anpassung der Pulsfolge bzw. der Pulspausen an den Druckmittelbedarf - Druckaufbau an einem oder an mehreren Rädern, Druckabbau usw. - und an die Richtung der erforder­ lichen Kolbenpositionierung - Rückstellung oder Vorschub - wird eine genaue Positionierung des Pedals ohne störende Pendelbewegungen erreicht.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Pulspausenmodulation von den Druckmittelbedarf bestim­ menden Kriterien und Meßwerten abhängig; beispielsweise kön­ nen die Einschaltzeiten von in den Bremsleitungen eingefüg­ ten Magnetventilen, die als Einlaß- und Auslaßventile die­ nen, als Meßgröße für den Druckmittelbedarf ausgewertet wer­ den.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor, die, teilweise symbolisch, die wesentlichen Komponenten einer blockiergeschützten Bremsanlage wiedergibt. Für eine solche Bremsanlage ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorgesehen.

Der Bremsdruckgeber der dargestellten Bremsanlage besteht im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 1 mit einem vor­ geschalteten Unterdruckverstärker 2, auf den der Fahrer mit Hilfe eines Bremspedales 3 einwirkt.

Der Innenraum des Unterdruckverstärkers 2 wird durch einen Arbeitskolben bzw. eine Membran 4 in zwei Kammern 5, 6 unter­ teilt. In der Brems-Lösestellung herrscht in beiden Kammern 5, 6 Unterdruck. Bei Bremsbetätigung wird in bekannter Weise über ein Ventil 7, auf das die Pedalkraft über eine Druck­ stange 8 einwirkt, eine dosierte Menge Luft in die Kammer 6 eingelassen, dadurch der in dieser Kammer herrschende Unter­ druck reduziert und der Arbeitskolben 4 in Pedalbetätigungs­ richtung verschoben. Über eine weitere Druckstange 9 im In­ neren des Unterdruckverstärkers 2 wird eine verstärkte Kraft, die zu der auf das Bremspedal 3 ausgeübten Kraft pro­ portional ist, auf die Kolben 14, 15 des Hauptzylinders 1 übertragen. In den Bremskreisen I, II und in den an diesen angeschlossenen Radbremsen 10, 11; 12, 13 entsteht ein zur Be­ tätigungskraft proportionaler Bremsdruck.

Zur Durchführung einer Blockierschutzregelung ist die darge­ stellte Bremsanlage in bekannter Weise mit Einlaß- und Aus­ laßventilen 16-23 und außerdem mit einer Hilfsdruckquelle 24, mit Radsensoren S₁-S₄ und mit einem elektronischen Regler 25 ausgerüstet. Ein Wegschalter oder ein Wegsensor 26, der für die erfindungsgemäße Schaltung und damit zur Re­ gelung der Hilfsenergiezufuhr sowie zur Positionierung der Hauptzylinderkolben 14, 15 bzw. des Bremspedales 3 besondere Bedeutung hat, ist ebenfalls vorhanden. Ein Druckmittelbe­ hälter 29 wird als Vorratsbehälter sowohl für die Grundfunk­ tion der dargestellten Bremsanlage als auch zum Druckaus­ gleich bzw. zum Aufnehmen des über die Auslaßventile 20-23 während einer Blockierschutzregelung abfließenden Druckmit­ tels benötigt.

Die zur Blockierschutzregelung erforderlichen Informationen werden mit Hilfe der Radsensoren S₁-S₄ und des Weg­ schalters oder Wegsensors 26 gewonnen und dem Regler 25 zu­ geführt. In dem Regler 25 werden die zugeführten Signale aufbereitet, logisch verknüpft und zur Erzeugung von Brems­ drucksteuersignalen, mit denen die Einlaß- und Auslaßventile 16-23 angesteuert werden, ausgewertet. Ein weiterer Aus­ gang m führt zu der Hilfsdruckquelle 24 und dient zur An­ steuerung des Elektromotors M einer zweikreisigen Hydraulik­ pumpe 30 der Hilfsdurckquelle 24. Die Saugseiten der beiden Pumpenkreise sind an den Behälter 29, die Druckseiten der Hydraulikpumpe 30 direkt an die Bremskreise I, II angeschlos­ sen. Über als Zentralventile ausgebildete Regelventile 27, 28 im Inneren des Tandemhauptzylinders 1 wird der Bremsdruck in den Arbeitskammern und damit in den Bremskreisen I, II auf einen zur Pedalkraft proportionalen Wert geregelt.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird das Motor-Pumpenaggregat der Hilfsdruckquelle 24 wie folgt be­ trieben:.

Im "Normalfall" ist die Hilfsdruckquelle 24 ausgeschaltet. Der Motor M der Pumpe 30 wird nämlich erst eingeschaltet, wenn die Kolben 14, 15 des Hauptzylinders 1 bzw. der Arbeits­ kolben 4 des Unterdruckverstärkers 2 und damit das Pedal 3 soweit vorgerückt sind, daß der Wegschalter oder Wegsensor 26 anspricht. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsan­ ordnung im Regler 25 wird daraufhin eine Folge kurzer Pulse konstanter Dauer erzeugt und über den Ausgang m dem An­ triebsmotor M der Hydraulikpumpe 30 zugeführt. Es wird Hilfsdruck aus der Quelle 24 in die Bremskreise I, II und da­ mit in die Arbeitskammern des Hauptzylinders 1 eingespeist, der zur Zurückstellung und Positionierung der Arbeitskolben 14, 15 führt. Die Sollposition der Kolben 14, 15, und damit des Pedals 3 ist durch den Wegschalter oder Wegsensor 26 vorgegeben.

Die Pulsfolge bzw. Puls/Pausenfolge am Anschluß m des Reg­ lers 25 wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit von dem Ein-/Ausschaltsignal des Schalters oder Sensors 26 derart moduliert, daß das Pedal trotz des Ein- und Ausschaltens des Pumpen-Antriebsmotors M quasi stillsteht. Die Ansteuerung des Motors M erfolgt nämlich mit einer relativ hochfrequen­ ten Pulsfolge aus Einschaltpulsen kurzer Dauer und variablen Pausen. Eine Erhöhung des Druckmittelbedarfs infolge eines entsprechenden Blockierschutzregelvorgangs führt zu kürzeren Pausen zwischen den Ansteuerpulsen, deren Dauer konstant ist. Eine minimale Hin- und Herbewegung der Kolben während des Regelvorganges wird von dem Fahrer nicht oder jedenfalls nicht als unangenehm wahrgenommen.

Ein noch schnellerer Ausgleich des bei einem Regelvorgang verbrauchten Druckmittelvolumens läßt sich erreichen, wenn für die Modulation der Pulsfolge am Ausgang m weitere Infor­ mationen über den Druckmittelbedarf, beispielsweise über die Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile 16-23 berücksich­ tigt werden.

Erfindungsgemäß wird also auf einfache Weise und ohne nen­ nenswerten Mehraufwand das Pedal in der Sollposition während einer Blockierschutzregelung gehalten. Jegliche Verunsiche­ rung des Fahrers durch eine störende Pedalbewegung wird da­ durch vermieden.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung für eine blockiergeschützte Bremsan­ lage, die einen Hauptzylinder mit einem Wegschalter oder mit einem Wegsensor aufweist, welcher eine elektromoto­ risch angetriebene, als Hilfsdruckquelle dienende Hydrau­ likpumpe in Abhängigkeit von dem Pedalweg, dem Kolbenvor­ schub oder einer entsprechenden Meßgröße ein- und aus­ schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (26) durch eine Folge kurzer Pulse kon­ stanter Dauer ansteuerbar ist, deren Pausen in Abhängig­ keit von dem Druckmittelbedarf und von der Richtung der erforderlichen Kolbenpositionierung modulierbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pulsdauer der Mindest­ dauer der Pumpenansteuerung angepaßt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulspausenmodula­ tion von den Druckmittelbedarf bestimmenden Kriterien und Meßwerten, abhängig ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einschaltzeiten von in den Bremsleitungen eingefügten Magnetventilen (16-23), die als Einlaß- und Auslaßventile zur Blockierschutzrege­ lung dienen, als Meßgröße für den Druckmittelbedarf aus­ wertbar sind.