DE4023706C2 - Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte hy­ draulische Bremsanlage gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine Bremsanlage dieser Art ist bereits aus der DE 36 03 533 A1 bekannt. Zum Druckabbau während eines Bloc­ kierschutzregelungsvorganges wird das Druckmittel aus der Radbremse über das zugehörige Auslaßventil einem Niederdruck­ speicher zugeleitet. Eine beim Einsetzen des Regelungsvor­ gangs eingeschaltete Hydraulikpumpe fördert das Druckmittel in einen Hochdruckspeicher. Der Pumpendruck führt zur Um­ schaltung eines hydraulisch betätigten Trennventils, das in der Ruhelage auf Durchlaß geschaltet ist und nach dem Anlau­ fen der Pumpe den Druckmittelweg von dem Bremsdruckgeber zu der Radbremse bzw. zu dem Einlaßventil der zugehörigen Rad­ bremse unterbricht. Das Trennventil verhindert folg­ lich ein Zurückstellen und Hin- und Herbewegungen des Brems­ pedals unter dem Einfluß des Hilfsdruckes, den die Hydrau­ likpumpe während eines Blockierschutzvorganges erzeugt.

Bei einer Bremsanlage dieser Art hängt die Geschwindigkeit und die Höhe des Druckabbaues in der Anfangsphase der Blockierschutzregelung maßgeblich von dem Speichervolumen des Niederdruckspeichers ab. Nach dem Anlaufen der Hydrau­ likpumpe gewinnt die Förderleistung der Pumpe und das Spei­ chervolumen des Hochdruckspeichers an Bedeutung. Ein hohes Speichervolumen des Niedrigdruckspeichers hat jedoch u. a. den Nachteil, daß z. B. bei einem Defekt in der Stromversor­ gung, der das Ingangsetzen der Pumpe und damit das Laden des Hochdruckspeichers verhindert, dem Bremskreis zuviel Brems­ mittel entnommen wird. Dies könnte zu einer Gefährdung der Bremsenfunktion führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nach­ teil zu überwinden. Im Hinblick auf ein gutes Regelungsver­ halten, nämlich auf einen schnellen Druckabbau zu Beginn der Regelung, sollte einerseits ein ausreichendes Speichervolu­ men des Niedrigdruckspeichers zur Verfügung stehen, anderer­ seits sollte die Bremsenfunktion bei einem Pumpendefekt oder dergl. sichergestellt sein.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Bremsanlage der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Beson­ derheit darin besteht, daß der Niederdruckspeicher und der Hochdruckspeicher baulich vereinigt und derart ausgebildet sind, daß in der Ruhelage des Hochdruckspeichers, d. h. bei leerem Hochdruckspeicher, das Speichervolumen des Nieder­ druckspeichers auf einen vorgegebenen Wert begrenzt ist und daß das Speichervolumen des Niederdruckspeichers in Abhän­ gigkeit von der in den Hochdruckspeicher hinein geförderten Druckmittelmenge zunimmt.

Erfindungsgemäß werden also die vorgenannten, an sich wider­ sprüchlichen Anforderungen an die Speicherauslegung durch eine Kombination von Hoch- und Niederdruckspeicher gelöst, die ein variables Volumen des Niederdruckspeichers zur Folge hat. Aus Sicherheitsgründen ist das Speichervolumen des Niedrigdruckspeichers zunächst sehr gering, so daß nur eine Druckmittelmenge, die auch bei einer defekten Hydraulikpumpe "ungefährlich" ist, dem Bremskreis entnommen werden kann. Sobald jedoch die Hydraulikpumpe anläuft und den Hochdruck­ speicher lädt, steht für die Regelung ein Niederdruckspei­ cher mit relativ hohem Speichervolumen zur Verfügung. Folg­ lich wird durch einfache Maßnahmen, die sich kostengünstig verwirklichen lassen, eine Verbesserung der Regelung ohne Gefährdung der Bremsenfunktion im Falle eines Defektes er­ möglicht.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Hochdruckspeicher als Federspeicher ausgebildet und besitzt einen Kolben sowie einen von diesem Kolben betätig­ ten Stößel, der in der Ausgangslage des Hochdruckspeichers, d. h. bei leerem Hochdruckspeicher, eine das Speichervolumen des Niedrigdruckspeichers begrenzende Wandung, z. B. die Stirnfläche eines Kolbens, arretiert.

Eine weitere Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß dem Trennventil ein Überdruckventil parallel geschaltet ist, das einen Druckmittelweg von der Hydraulikpumpe bzw. von dem Hochdruckspeicher zu dem Bremsdruckgeber öffnet, wenn die Druckdifferenz einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Auf diese Weise kann durch Druckabbau über den Bremsdruckge­ ber in extremen, relativ seltenen Situationen der Hilfsdruck begrenzt werden. Eine Überdimensionierung des Hochdruckspei­ chers oder anderer Aggregate wegen einer solchen seltenen Situation wird dadurch überflüssig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der beigefügten Abbildung erläutert, die in schematisch vereinfachter Darstellung die wichtigsten Komponenten einer Bremsanlage nach der Erfindung wiedergibt.

Die Darstellung bezieht sich auf eine zweikreisige Bremsan­ lage mit diagonaler Bremskreisaufteilung. Gezeigt sind nur die an einem Bremskreis 1 eines Bremsdruckgebers 1 an­ geschlossenen Komponenten.

Es handelt sich um ein hydraulisch geschlossenes System. Die Radbremsen 2, 3 der beiden dargestellten Räder des Bremskrei­ ses I, nämlich des rechten Vorderrades VR und des linken Hin­ terrades HL, sind jeweils über ein Einlaß-/Auslaßventilpaar 4, 5; 6, 7 an den Bremskreis I angeschlossen. Dargestellt ist die Ruhelage aller Ventile, in der die Einlaßventile 4, 6 auf Durchlaß, die Auslaßventile 5, 7 auf Sperren geschaltet sind. Ein gemeinsames Trennventil 8 ist ebenso wie das Einlaßventil in der Ruhelage für den Druckmitteldurchfluß offen. Alle ge­ nannten Ventile 4-8 sind als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile ausgebildet.

Der Druckmittelauslaß aus den Radbremsen 2, 3, über den in bekannter Weise während einer Blockierschutzregelung ein Druckabbau herbeigeführt wird, führt über die Auslaßventile 5, 7 zu einem Niederdruckspeicher 9 und außerdem zu einer elektromotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe 10 mit den zu­ gehörigen Rückschlagventilen 11, 12. Die Druckseite dieser Pumpe 10 führt einerseits zu einem Hochdruckspeicher 13 und andererseits über ein weiteres Rückschlagventil 14 zu den Einlaßventilen 4, 6 und über diese zurück zu den Radbremsen 2, 3. Der Druckmittelweg von der Druckseite der Hydraulikpum­ pe 10 zu dem Bremsdruckgeber 1 wird, wenn die Regelung ein­ setzt, durch ein Trennventil 8 unterbrochen. Über ein Über­ druckventil 15, das dem Trennventil 8 parallel liegt, fließt nur dann Druckmittel zu dem Bremsdruckgeber 1 hin, wenn ein Druck-Maximalwert von beispielsweise 180 bar überschritten werden sollte. "Normalerweise" ist das Pedal des Bremsdruck­ gebers 1 während eines Blockierschutzregelungsvorganges durch Umschalten des Trennventiles 8 in dessen Sperr-Posi­ tion ruhiggestellt.

Ein weiteres Rückschlagventil 16, 17 verbindet jeweils die Radbremse 2 bzw. 3 mit dem Bremsdruckgeber 1, damit jeder­ zeit - unabhängig von der Schaltposition der Einlaßventile 4, 6 und des Trennventils 8 - beim Lösen der Bremse oder Nachlassen der Pedalkraft der Bremsdruck über den Brems­ druckgeber 1 abgebaut werden kann.

Erfindungswesentlich ist die konstruktive Ausbildung und das Zusammenwirken des Niederdruck- und des Hochdruckspeichers 9 bzw. 13. Solange sich der Hochdruckspeicher 13 in der darge­ stellten Ausgangslage befindet, in der er ungeladen ist, kann der Niederdruckspeicher 9 nur eine relativ geringe Druckmittelmenge aufnehmen. Diese Menge ist im wesentlichen durch das Volumen einer Einlaßkammer 18 im Inneren des Nie­ derdruckspeichers 9 gegeben, die von der Stirnfläche eines Kolbens 19, der gegen eine relativ schwache Rückstellfeder 20 verschiebbar ist, begrenzt wird. Der Kolben 19 wird zu­ nächst, solange nämlich der Hochdruckspeicher 13 leer ist, durch einen Stößel 21 in der dargestellten Ausgangslage ar­ retiert.

Sobald die Hydraulikpumpe 10 in Funktion ist und ausreichend Druckmittel in eine Einlaßkammer 22 des Hochdruckspeichers 13 gefördert hat, wird ein Kolben 23 im Inneren des Hoch­ druckspeichers gegen eine kräftige Rückstellfeder 24 ver­ schoben und dadurch der Stößel 21 und durch diesen der Kol­ ben 19 des Niederdruckspeichers 9 freigegeben. Durch das La­ den des Hochdruckspeichers 13 bzw. durch das Verschieben des Speicherkolbens 23 wird folglich das Volumen der Einlaßkam­ mer 18 des Niederuckspeichers und damit dessen Speichervolu­ men erheblich vergrößert.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Ein Blockierschutzregelungsvorgang setzt ein, sobald Druck­ abbau an einem der geregelten Räder erforderlich wird. Hier­ zu wird das Auslaßventil 5 oder 7 - gleichzeitig oder an­ schließend an das Umschalten der Einlaßventile 4 oder 6 - angesteuert und die Hydraulikpumpe 10 eingeschaltet. Gleich­ zeitig - oder verzögert - wird durch Umschalten des Trenn­ ventiles 8 die Verbindung zum Bremsdruckgeber 1 unterbro­ chen. Bis zum Anlaufen der Pumpe 10 fließt das abgeleitete Druckmittel ausschließlich in den Niederdruckspeicher 9. Nach dem Anlaufen der Pumpe 10 wird das über das Auslaßven­ til 5 und/oder 7 aus der Radbremse 2 oder 3 abgeleitete Druckmittel in den Hochdruckspeicher 13 gefördert.

Die Kombination des Niederdruck- mit dem Hochdruckspeicher ist so dimensioniert, daß bei "normalen" Blockierschutz-Re­ gelvorgängen auf homogenen Fahrbahnen das abgelassene Druck­ mittel eines Bremskreises aufgenommen werden kann. Bei Fahr­ bahnen mit sprunghafter Änderung des Reibbeiwertes und ent­ sprechend hohen Druckänderungen kann erfindungsgemäß die zu­ sätzlich zu den normalen Vorgängen erforderliche Druckmit­ telmenge über das Überdruckventil 15 in den Bremsdruckgeber 1 abgeleitet werden. Im Gegensatz zu den normalen Regelungs­ vorgängen hat das Ansprechen des Überdruckventils 15 eine entsprechende Pedalbewegung zur Folge. Dieses Ableiten von Druckmittel in den relativ seltenen Situationen mit sprung­ hafter Reibbeiwertänderung hat den Vorteil, daß die Spei­ cherkombination nur für den Volumenbedarf bei normalen Re­ gelvorgängen ausgelegt zu werden braucht. Alternativ könnte der Hochdruckspeicher auch derart dimensioniert werden, daß das Speichervolumen auch für die hohen Druckmittelmengen, die bei sprunghafter Reibbeiwertänderungen verschoben werden müssen, genügt. In diesem Fall bliebe das Bremspedal grund­ sätzlich "ruhig".

Die beschriebene Überdruck-Ventilfunktion könnte auch da­ durch erreicht werden, daß bei dem vorgegebenen Maximaldruck von z. B. 180 bar ein "geschlossenes" Trennventil (8) gegen die Kraft seines Betätigungsmagneten aufgedrückt wird.

Die beschriebene "Verriegelung" des Niederdruckspeichers 9 durch den Hochdruckspeicher 13 gewährleistet, daß nur dann ein schneller Druckabbau bzw. ein entsprechender Druckmit­ telabfluß über die Auslaßventile 5 oder 7 stattfinden kann, nachdem eine entsprechende Druckmittelförderung mit Hilfe der Hydraulikpumpe 10 zu dem Hochdruckspeicher 13 stattge­ funden hat. Bei Ausfall der Stromversorgung, Defekt des Pum­ penmotors M, Kabelbruch in den Anschlußleitungen des Elek­ tromotors oder dergl. ist also das Speichervolumen dieses Druckspeichers auf einen sehr geringen Wert begrenzt. Über die Auslaßventile 5 oder 7 kann in diesem Fall nur wenig Druckmittel abfließen. Es ist sichergestellt, daß stets ge­ nügend Druckmittelvolumen für einen wirkungsvollen Bremsvor­ gang in der Bremse verbleibt.

Claims (4)

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage, mit einem Bremsdruckgeber und mit diesem über Bremsleitungen verbundene Rad­ bremsen, mit je einem Einlaß- und einem Auslaßventil zur Regelung des Bremsdruckes in den Radbremsen, mit einem Niederdruckspeicher, in den das über das Auslaßventil ab­ geleitete Druckmittel gelangt, mit einer Hydraulikpumpe, die das abgeleitete Druckmittel in einen Hochdruckspeicher und über das jeweils zugehörige Einlaßventil in die Rad­ bremse zurückfördert, mit einem Trennventil, das während einer Blockierschutzregelung die Bremsleitung stromab des Bremsdruckgebers unterbricht sowie mit einem Rückschlag­ ventil, das für einen Druckmittelrückfluß aus der Radbrem­ se in den Bremsdruckgeber offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckspeicher (9) und der Hochdruckspeicher (13) baulich vereinigt und derart ausgebildet sind, daß in der Ausgangslage des Hoch­ druckspeichers (13), d. h. bei leerem Hochdruckspeicher, das Speichervolumen des Niederdruckspeichers (9) auf einen vorgegebenen Wert begrenzt ist und daß das Speichervolumen des Niederdruckspeichers (9) in Abhängigkeit von der in den Hochdruckspeicher (13) hinein geförderten Druckmittel­ menge zunimmt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hochdruckspeicher (13) als Fe­ derspeicher ausgebildet ist und einen Kolben (23) sowie einen von diesem Kolben betätigten Stößel (21) besitzt, der in der Ausgangslage des Hochdruckspeichers (13), d. h. bei leerem Hochdruckspeicher, eine das Speichervolumen des Niederdruckspeichers (9) begrenzende Wandung arretiert.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandung die Stirnfläche des Kolbens (19) des als Kolbenspeicher ausgebildeten Nie­ derdruckspeichers (9) ist.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trennventil (8) ein Überdruckventil (15) parallel geschaltet ist, das ei­ nen Druckmittelweg von der Hydraulikpumpe (10) und von dem Hochdruckspeicher (13) zu dem Bremsdruckgeber (1) öffnet, wenn die Druckdifferenz einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet.