DE4023302A1

DE4023302A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE4023302A1
Application number: DE19904023302
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Burgdorf; Lutz Ing Grad Weise; Helmut Dipl Ing Fennel; Hans Ing Grad Wupper
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1991-04-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.

Eine derartige Bremsanlage ist in dem Hauptpatent gemäß der Anmeldung P 39 19 842.1 vom 17.06.1989 beschrieben. Diese Anlage sieht in der Bremsleitung ein Drosselventil vor, das mit Beginn einer Bremsschlupfregelung in eine die Brems leitung drosselnde Schaltstellung geschaltet wird. Um das Ventil umzuschalten wird der Druck am Ausgang der Pumpe genutzt die mit Beginn der Schlupfregelung eingeschaltet wird. Es hat sich gezeigt, daß das Umschalten des Drossel ventile auf diese Weise nicht schnell genug realisiert werden kann, da die Pumpe relativ träge arbeitet und eine gewisse Zeit vergeht, bis der volle zum Schalten benötigte Druck am Pumpenausgang aufgebaut ist. Dies führt dazu, daß in der ersten Regelzyklen das Drosselventil noch nicht um geschaltet ist. Die Regelgüte wird dadurch erheblich ver schlechtert. Dabei kommt es gerade auf die ersten Regel zyklen an, da mit den ersten Regelzyklen vermieden werden soll, daß das Rad blockiert; mit den weiteren Regelzyklen wird dann "nur noch" ein optimaler Schlupfwert eingestellt.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe die Bremsanlage so zu gestalten, daß das Drosselventil unmittelbar mit Be ginn der Bremsschlupfregelung umschaltet. Auf eine hydrau lische Betätigung des Drosselventils soll dabei nicht ver zichtet werden.

Die Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, die im kennzeich nenden Teil des Anspruches 1 genannt sind. Besonders vor teilhaft ist es, wenn ein Schaltorgan vorgesehen ist, das eine Betätigungsstange aufweist, an der ein erster Trenn kolben ausgebildet ist. Dieser teilt das Gehäuse in zwei Kammern, wobei ein Druck in der Schaltkammer das Drossel ventil in zweite Schaltstellung schaltet und ein Druck in der Rückstellkammer das Drosselventil in die erste Schalt stellung bringt.

Wenn nun die Schaltkammer über eine Drossel mit der Rad bremse verbunden ist und die Rückstellkammer ungedrosselt an die Radbremse anschließt, so ergibt sich der folgende Effekt:

Wenn durch Öffnen des Auslaßventils der Druck in der Rad bremse plötzlich abgebaut wird, so wird die Druckänderung in der Rückstellkammer sofort wirksam, während sie in der Schaltkammer wegen der Drossel nur verzögert wirksam wird. Dadurch stellt sich ein Druckgefälle am Trennkolben ein, der das Drosselventil in die zweite Schaltstellung schaltet.

Um sicherzustellen, daß das Drosselventil während einer Regelung in der zweiten Schaltstellung verbleibt, kann als weiterer Steuerdruck der Pumpendruck vorgesehen werden.

Dieser hält dann das Drosselventil in der zweiten Schalt stellung auch dann, wenn sich der Druck in der Schaltkammer und in der Rückstellkammer angleicht.

In einfacher Weise kann die erfinderische Idee nun mit einer sogenannten offenen Bremsanlage verknüpft werden. Offene Bremsanlage bedeutet, daß der Druckmittelsammler ein Vorratsbehälter ist, der zur Atmosphäre hin offen ist und der bei nichtbetätigtem Hauptbremszylinder mit der Arbeits kammer des Hauptbremszylinders verbunden ist.

Der Erfindungsgedanke soll im folgenden anhand eines Aus führungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1, dem ein Unterdruckbremskraftverstärker 2 vorgeschaltet ist. Zum Betätigen der Bremsanlage wird ein Pedal 3 niedergetreten, so daß die verstärkten Pedalkräfte auf den Hauptbrems zylinder 1 einwirken. Dem Hauptbremszylinder 1 zugeordnet ist ein Druckmittelvorratsbehälter 4, der in bekannter Weise mit den Arbeitskammern des Hauptbremszylinders in Verbindung steht, solange das Bremspedal nicht betätigt ist. Bei dem hier beschriebenen Bremsdruckgeber handelt es sich um übliche Geräte, die gegenüber dem Stand der Technik keine Besonderheiten aufweisen.

Mit dem Unterdruckbremskraftverstärker 2 ist ein Weg schalter 5 verbunden, der den Hubweg des Verstärkertellers des Unterdruckbremskraftverstärkers 2 ermitteln kann. Die Signale des Wegschalters 5 können zur Pumpensteuerung und zur Positionierung des Pedals während einer Bremsschlupf regelung verwandt werden.

Der Hauptbremszylinder 1 steht über eine erste Bremsleitung 6 und einer zweiten Bremsleitung 7 mit den Radbremsen in Verbindung. Dargestellt ist im weitern nur der Bremskreis, der an die Bremsleitung 6 angeschlossen ist. Der Bremskreis der Bremsleitung 7 ist entsprechend aufgebaut. An den Bremskreis kann wie dargestellt nur ein Rad aber auch mehrere Räder angeschlossen werden. Weiterhin ist es mög lich, daß jene Bremsleitung verzweigt und jeder Zweiglei tung die dargestellte Schaltung zugeordnet wird.

In die Bremsleitung 6 ist ein Drosselventil 8 eingefügt, das zwei Schaltstellungen aufweist. Bei der ersten Schalt stellung I besteht eine freie, ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und der Radbremse 19. Schaltet das Drosselventil in die zweite Schaltstellung II, so wird in die Bremsleitung eine Drossel eingefügt.

Parallel zum Drosselventil 8 ist ein Rückschlagventil 9 ge schaltet, das zum Hauptbremszylinder 1 hin öffnet. Die Rad bremse steht weiterhin über eine Rücklaufleitung 10 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung. Die Rücklaufleitung ver fügt über ein Auslaßventil 11, das elektromagnetisch betä tigt wird. In der Ruhestellung des Ventils ist die Rück laufleitung 10 gesperrt. Sobald der Betätigungsmagnet des Auslaßventils von einem Strom durchflossen wird, schaltet das Ventil in die Offenstellung.

Der Bremsleitung 6 ist eine Pumpe 12 zugeordnet. Die Pumpe wird von einem Motor M angetrieben. Ihre Saugseite steht über eine Saugleitungen 15 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung. Die Saugleitung weist ein Saugventil 16 auf, das zum Vorratsbehälter 4 hin sperrt. Die Druckseite der Pumpe steht über eine Druckleitung 14 mit der Bremsleitung 6 in Verbindung. In die Druckleitung ist ein Druckventil 17 eingefügt, das zur Bremsleitung hin öffnet. Dem Druckventil 17 ist ein weiteres Rückschlagventil 18 nachgeschaltet, wobei zwischen dem Druckventil 17 und dem Rückschlagventil 18 eine Steuerleitung 28 zum Drosselventil 8 abzweigt. Das Rückschlagventil 18 bewirkt, daß bei einer nicht schlupf geregelten Bremsung der Hauptzylinderdruck nicht in der Steuerleitung 28 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 Winkel geschwindigkeit der Räder erfassen.

Dem Drosselventil 8 ist ein Schaltorgan 20 zugeordnet, das eine Betätigungsstange 21 zum Betätigen des Drosselven tils 8 aufweist. An die Betätigungsstange 21 angeformt und befestigt ist ein erster Trennkolben 22 und ein zweiter Trennkolben 23. Der erste Trennkolben 22 trennt zwei Kam mern voneinander nämlich eine erste Schaltkammer 24 und eine Rückstellkammer 25. Die erste Schaltkammer ist so de finiert, daß ein Druck in dieser Kammer das Drosselventil 8 von der ersten in die zweite Schaltposition schaltet. Ein Druck in der Rückstellkammer 25 stellt das Drosselventil 8 von der zweiten in die erste Schaltstellung zurück. Beide Kammern 24, 25 sind über je eine Verbindungsleitung 29, 30 mit der Radbremse 19 bzw. der Bremsleitung 6 zwischen dem Drosselventil 8 und der Radbremse 19 verbunden. In die Lei tung 30 zur ersten Schaltkammer 24 ist eine Konstantdrossel 31 eingefügt. Die zweite Trennwand 23 trennt ebenfalls zwei Kammern voneinander ab, wobei die zweite Schaltkammer 26 an die Steuerleitung 28 anschließt während die andere Kam mer 27 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung steht und damit stets drucklos ist.

Die Bremsanlage arbeitet nach dem folgenden Schema. Bei einer nichtgeregelten Bremsung ist das Auslaßventil 11 ge sperrt und das Drosselventil 8 in der nichtgedrosselten Position. Der Motor M ist ausgeschaltet. Es besteht somit eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Hauptbremszy linder 1 und der Radbremse. Bei Niedertreten des Pedals 3 kann die Radbremse mit Druck beaufschlagt werden. Die Steu erleitung 28 ist drucklos, da die Rückschlagventile 18 ver hindern, daß der Hauptzylinderdruck in den Steuerleitungen 28 wirksam wird. Da der Druckaufbau in der Bremsleitung im allgemeinen langsam erfolgt, ist der Druck in der Kam mern 24 und 25 ausgeglichen.

Wird nun mittels des Sensors S festgestellt, daß das Rad zu blockieren droht, so schaltet die Anlage in den Anti blockier- oder Regelmodus. Dieser beinhaltet, daß das Aus laßventil 11 geöffnet und an den Motor M eine Spannung ge legt wird, so daß die Pumpe 12 zu fördern beginnt. Mit Öffnen des Auslaßventils 11 wird Druckmittel aus der Rad bremse 19 in den Vorratsbehälter 4 abgelassen. Da das Dros selventil selbst in der ersten Schaltstellung eine leichte Drosselwirkung aufweist erfolgt durch das Ablassen von Druckmittel eine Druckabsenkung in der Radbremse. Diese wird auch in den Kammern 24 und 25 wirksam, wobei aller dings wegen der Wirkung der Drossel 31 die Druckabsenkung in der Kammer 24 verzögert erfolgt. Es entsteht ein Druck gefälle am ersten Trennkolben 22, der dazu führt, daß der Trennkolben 22 gemäß der Darstellung nach links verschoben wird und daß das Drosselventil in die zweite Schalt stellung II umschaltet.

In der Zwischenzeit hat sich auch am Ausgang der Pumpe 12 ein ausreichender Druck aufgebaut, der in der Kammer 26 wirksam wird und die Betätigungsstange 21 ebenfalls im Sinne eines Umschaltens des Drosselventils in die zweite Schaltstellung belastet. Selbst wenn nun der Druck in den Kammern 24 und 25 wieder ausgeglichen ist, verbleibt das Drosselventil in der zweiten Schaltstellung, solange die Pumpe 12 fördert.

Die Pumpe 12 fördert nun über die Drossel im Drosselven til 8 zu der Radbremse. Wird der Öffnungsquerschnitt des Auslaßventils 11 so gewählt, daß mehr Druckmittel in den Vorratsbehälter 4 abgelassen wird, als über die Drossel des Drosselventils 8 zugeführt wird, so erfolgt eine Druckab senkung in der Radbremse. Sobald das Auslaßventil geschlos sen wird, erfolgt ein Druckaufbau, da das von der Pumpe 12 der Radbremse zugeführte Druckmittel eine Druckerhöhung bewirkt.

Durch ein getaktetes Ansteuern der Auslaßventile 11 läßt sich sogar eine Druckhaltephase realisieren. Die Druck mittelmenge, die von der Pumpe zugeführt wird, entspricht genau der Druckmittelmenge, die über das Auslaßventil wieder in den Vorratsbehälter abgelassen wird. Durch Takten des Ventils 11 lassen sich auch verschiedene Druckauf- bzw. Abbaugeschwindigkeiten realisieren.

Da lediglich das Auslaßventil 11 elektromagnetisch betätigt werden muß, während das "Einlaßventil" (Drosselventil) hy draulisch betätigt wird, kann der elektronische Aufwand zum Ansteuern der Regelventile deutlich gemindert werden.

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 Rad bremse über das Rückschlagventil 9 zum Hauptbremszylinder 1 zurück. Trotz des eingeschalteten Drosselventils 8 kann daher eine schnelle Druckabsenkung erfolgen, wenn dies vom Fahrer des Fahrzeuges gewünscht wird.

Bezugszeichenliste

1 Hauptbremszylinder
2 Unterdruckbremskraftverstärker
3 Pedal
4 Vorratsbehälter
5 Wegschalter
6 erste Bremsleitung
7 zweite Bremsleitung
8 Drosselventil
9 Rückschlagventil
10 Rücklaufleitung
11 Sperrventil
12 Pumpe
14 Druckleitung
15 Saugleitung
16 Saugventil
17 Druckventil
18 Rückschlagventil
19 Radbremse
20 Schaltorgan
21 Betätigungsstange
22 erster Trennkolben
23 zweiter Trennkolben
24 erste Schaltkammer
25 Rückstellkammer
26 zweite Schaltkammer
27 Kammer
28 Steuerleitung
29 erste Verbindungsleitung
30 zweite Verbindungsleitung
31 Konstantdrossel

Claims

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Hauptbremszylinder (1), einem Druckmittelsammler (4), mindestens einer Radbremse, die über eine Bremsleitung (6) mit dem Hauptbremszylinder (1) und über eine Rücklaufleitung (10) mit dem Druck mittelsammler (4) in Verbindung steht, einem elektro magnetisch betätigten Auslaßventil (11) das in die Rücklaufleitung (10) eingefügt ist und in seiner Ruhe stellung die Rücklaufleitung (10) sperrt und in seiner Schaltstellung die Rücklaufleitung (10) freigibt, einem Drosselventil (8), das in die Bremsleitung (6) einge setzt ist und zwei Schaltstellungen aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung eine ungedrosselte und in der zweiten Schaltstellung eine gedrosselte Verbindung zwischen der Radbremse und dem Hauptbremszylinder (1) existiert, einer Pumpe (13), die aus dem Druckmittel sammler (4) Druckmittel ansaugt und über eine Drucklei tung (14) in den Hauptbremszylinder (1) fördert, einem Sensor (S) zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit des abzubremsenden Rades, und einer elektronischen Auswer teeinheit, die das Sensorsignal auswertet und Schalt signale für den Pumpenantrieb und das Auslaßventil (11) erzeugt, (nach Hauptpatent-Anmeldung P 39 19 842.1), dadurch gekennzeichnet, daß dem Drossel ventil (8) ein Schaltorgan (20) zugeordnet ist, das auf eine Druckänderung in der Radbremse (19) anspricht und das Drosselventil umschaltet.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schaltorgan (20) eine Betäti gungsstange (21) aufweist, an der ein erster Trennkol ben (22) ausgebildet ist, der ein Gehäuse in zwei Kam mern (24, 25) teilt, wobei ein Druck in der einen Kam mer (erste Schaltkammer 24) das Drosselventil (8) in die zweite Schaltstellung II schaltet und ein Druck in der anderen Kammer (Rückstellkammer 25) das Drossel ventil in die erste Schaltstellung I bringt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rückstellkammer (25) unge drosselt und die erste Schaltkammer (24) über eine Drossel (31) an die Radbremse (19) angeschlossen sind.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (8) mittels einer Steuerleitung (28) an den Ausgang der Pumpe (12) angeschlossen ist, so daß der Druck am Aus gang der Pumpe (12) das Drosselventil (8) von der er sten in die zweite Schaltstellung setzt.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß an der Betätigungsstange (21) ein zweiter Trennkolben (23) ausgebildet ist, der eine mit dem Pumpenausgang verbundene zweite Schaltkammer (26) begrenzt, wobei bei einer Druckbelastung der zweiten Schaltkammer das Drosselventil (8) in die zweite Schaltstellung II geschaltet wird.

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Drosselventil (8) ein Rück schlagventil (9) parallel geschaltet ist, das zum Hauptbremszylinder (1) hin öffnet.

7. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druckmittelsammler ein Vor ratsbehälter (4) ist, der zur Atmosphäre hin offen ist, und der bei nichtbetätigten Hauptbremszylinder (1) mit der Arbeitskammer des Hauptbremszylinders (1) in Ver bindung steht.

8. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems anlage zweikreisig ausgelegt ist, wobei jedem Brems kreis die Radbremsen der diagonal am Fahrzeug gegen überliegende Räder zugeordnet sind und jeder Bremskreis eine Pumpe aufweist.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pumpen von einem gemeinsamen Motor M angetrieben werden.