DE4025677A1 - Druckmodulator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmodulator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 35 30 286 (FAG) ist ein derartiger Druckmodulator für blockiergeschützte Bremsanlagen (ABV) bekannt. Dabei wird ein Druckentlastungskolben im Blockierfall über eine Kette, die sich auf eine Welle aufwickelt, vom Druckraum weggezogen, wobei der Hub des Kolbens in Abhängigkeit des durch die Rei­ bungskupplung übertragenen Drehmoments steuerbar ist. Der im Bremssystem herrschende Druck wird dadurch re­ duziert und ein Blockieren der Räder verhindert.

Neben den blockiergeschützten Bremsanlagen finden in modernen Kraftfahrzeugen auch Antischlupfregelsysteme (ASR) Verwendung, bei denen im Fall, daß ein Antriebs­ rad durchzudrehen droht, dieses abgebremst wird. Dazu muß im Bremskreis dieses Rades hydraulischer Druck aufgebaut werden, was z. B. durch eine Pumpe, einen Speicher oder durch zusätzliche Druckgeber erfolgt (Druckblatt FAG, Publ. Nr. HB 43 603 DA) und einen er­ heblichen Aufwand erfordert.

In der Patentanmeldung P 39 16 650 der Anmelderin ist ein Druckmodulator sowohl für blockiergeschützte Bremsanlagen als auch für Antischlupfregelsysteme be­ schrieben, bei dem eine weitere Umlenkrolle derart an­ geordnet ist, daß der Kolben in einem Fall vom Druck­ raum weg und im anderen Fall zum Druckraum hin ver­ schoben wird, was lediglich eine unterschiedliche Füh­ rung des flexiblen Zuggliedes über die weitere Um­ lenkrolle erforderlich macht. Nachteilig bei diesen Druckmodulatoren ist, daß für die ABV- bzw. ASR-Rege­ lung jeweils eigene Kolben-Systeme und damit auch ei­ gene Kupplungen erforderlich sind, die das Gewicht des Gesamtaggregates erhöhen und es aufwendig und damit teuer machen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Druckmodu­ lator der eingangs genannten Art so weiterzuent­ wickeln, daß er bei einfachem Aufbau und geringem Platzbedarf sowohl für blockiergeschützte Bremsanla­ gen, als auch für Antriebsschlupfregelsysteme verwend­ bar ist bzw. eine Kombination beider Systeme ermög­ licht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteil­ hafte Weiterbildungen enthalten die Ansprüche 2 bis 18.

Der Aufbau und die Wirkungsweise eines erfindungsgemä­ ßen Druckmodulators soll an einem Ausführungsbeispiel dargestellt werden.

Fig. 1 zeigt schematisch den Druckmodulator und des­ sen Anordnung und Schaltung in einem Brems­ kreis.

Fig. 2 zeigt die Aufteilung in 3 Bremskreise unter Zwischenschaltung eines Zylinders.

Bei normalem Bremsvorgang baut sich der vom Hauptzy­ linder HZ kommende Druck über das geöffnete Ventil (2) im Druckraum (1) auf und gelangt zum Radzylinder RZ. Gleichzeitig baut sich im Druckraum (7) der vom Haupt­ zylinder über das Drosselrückschlagventil (6) und das Umschaltventil (4) kommende Druck auf. Da die wirksa­ men Querschnittsflächen der beiden Kolben im Druckraum (1) und im Druckraum (7) gleich groß sind, und auch der vom Hauptzylinder kommende Bremsdruck in beiden Druckräumen gleich groß ist, bewirkt die Feder im Druckraum (7), daß der Entlastungskolben (3) in seiner Ausgangsstellung verharrt. Wenn nun die Elektronik eine Blockiergefahr erkennt, wird die Reibkupplung (10) elektromagnetisch erregt, so daß durch das Anzie­ hen der Ankerscheibe ein Reibschluß zwischen dem An­ trieb und dem Antriebsritzel (11) entsteht, welcher die Verschiebung des Entlastungskolbens (3) nach unten ermöglicht, so daß der Druckraum (1) eine Vergrößerung und der Druckraum (7) eine Verkleinerung erfährt. Durch die Verschiebung des Entlastungskolbens (3) schließt das Ventil (2), so daß der Hauptzylinder-Pri­ märkreis (5) vom Radzylinderkreis (14) abgetrennt ist. Dadurch sinkt bei einer weiteren Verschiebung des Ent­ lastungskolbens (3) wegen der auftretenden Volumenver­ größerung im Druckraum (1) der Druck im Bremskreis (14). Die aus dem Druckraum (7) verdrängte Bremsflüs­ sigkeit gelangt über das Umschaltventil (4) und die Drossel (6) zurück in den Hauptzylinder. Da wegen des Rückschlagventils und der zwischengeschalteten Drossel das Rückströmvolumen limitiert ist, steigt der Druck im Druckraum (7) und damit auch in der Verbindungslei­ tung zum Hauptzylinder über den Bremsdruck im Primär­ kreis (5) an und überschreitet den Grenzdruck bei dem sich der Kolben im Bremsflüssigkeitsspeicher (8) ver­ schiebt und damit das überschüssige Bremsflüssigkeits­ volumen aufnimmt, bis ein Zurückströmen in den Haupt­ zylinder über die Drossel mit zeitlicher Verschiebung erfolgen kann.

Erkennt die Regelelektronik 9, daß ein Blockieren des Rades nicht mehr vorliegt, so wird der Ankerstrom in der Elektromagnetkupplung (10) soweit reduziert, daß, bedingt durch den höheren Druck im Druckraum (7), eine Verschiebung des Entlastungskolbens (3) nach oben er­ folgt und der Druckraum (1) reduziert wird und der Bremsdruck im Bremskreis (14) und damit im Radzylinder RZ steigt. Neigt demzufolge das Rad erneut zum Blockieren, so erfolgt ein neuer Regelzyklus. Das Umschaltventil (4) ist so ausgelegt, daß es im Normalfall in Bremsstellung steht. Dafür sorgt eine vorgespannte Feder. Im Falle einer Bremsung wird diese Umsteuerkraft der Feder durch eine hydraulische Kraft verstärkt, die sicherstellt, daß die Umschaltung auch entgegen einem fehlerhaften Steuerimpuls auf das Um­ schaltventil (4) erfolgt. Bei Bruch der Feder im Druckraum (7) oder Ausfall des Dichtelementes in dem Kolben bleibt die Funktion der Bremse voll gewährlei­ stet. Bei Bruch der Feder im Druckraum (8) kann durch Nachpumpen die Bremsfunktion hergestellt werden. Im Falle einer ASR-Regelung wird das Durchdrehen eines oder mehrerer Räder durch die Regelelektronik erkannt. In diesem Falle schaltet die Regelelektronik 9 das Um­ schaltventil (4) um, so daß eine Verbindung zwischen dem Druckraum (7) und dem Radzylinder entsteht. Durch Erhöhung des Ankerstroms in der Kupplung (10) wird die Kupplung geschaltet und der Entlastungskolben (12) so verschoben, daß sich der Druckraum (7) verkleinert und damit der Druck im Bremskreis (14) ansteigt. Dadurch wird das betreffende Rad gebremst und das Durchdrehen verhindert. Das über das Antriebsdifferential mit dem angebremsten Rad in Verbindung stehende Rad erfährt damit ein Drehmoment in der Größenordnung des Bremsmo­ mentes für das gebremste Rad. Erkennt die Regelelek­ tronik das beide Antriebsräder nahezu synchron laufen, wird der Ankerstrom in der Kupplung reduziert. Dadurch vergrößert sich der Druckraum (7) infolge des anstehenden Druckes, wodurch in Folge der Volu­ menvergrößerung der Druck im Bremskreis (14) reduziert wird. Im Falle eines erneuten Durchdrehens des Rades wird von der Regelelektronik ein erneuter Bremszyklus eingeleitet.

Wird in eine ASR-Regelung hinein eine Bremsung notwen­ dig, so ist der anstehende Bremsdruck in der Lage, das Umschaltventil (4) in Ausgangsposition zurückzuschal­ ten. Damit wird ein normaler Bremszyklus sicherge­ stellt.

Claims (19)

1. Druckmodulator für hydraulisch betriebene blockiergeschützte Bremsanlagen und/oder An­ triebsschlupfregelsysteme in Kraftfahrzeugen, wo­ bei mindestens ein Entlastungskolben jeweils mit einer Welle und einer elektromagnetisch ansteuer­ baren Reibkupplung in Wirkverbindung steht und der Hub des Entlastungskolbens in Abhängigkeit des durch die Kupplung übertragenen Drehmoments steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskolben (3) auf zwei Druckräume (1 und 7) einwirkt, wobei bei der Kolbenverschiebung der eine Druckraum (1) eine Volumenvergrößerung und der andere Druckraum (7) eine Volumenverkleine­ rung erfährt.

2. Druckmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine Druckraum (1) zur ABV-Re­ gelung und der andere Druckraum (7) zur ASR-Rege­ lung dient, wobei ein Umschaltventil (4) zwischen Druckmodulator und Radzylinder einerseits, und zwischen Druckmodulator und Hauptzylinder (HZ) andererseits, angeordnet ist.

3. Druckmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vom Hauptzylinder (HZ) erzeugte Druck über den Primärkreis (5) und den Sekundär­ kreis (15) von zwei Seiten auf den Entlastungs­ kolben (3) einwirkt.

4. Druckmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Entlastungskolben aus zwei Tei­ len besteht, wobei die Stellung des oberen Teils des Entlastungskolbens (3) die Größe des Druck­ raums (1) bestimmt und die Stellung des anderen Teils des Entlastungskolbens (12) die Größe des Druckraums (7) bestimmt.

5. Druckmodulator nach Anspruch 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckraum (7) über das Um­ schaltventil (4) im Falle einer Bremsung mit dem Hauptzylinder (HZ) verbunden ist.

6. Druckmodulator nach Anspruch 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Falle einer ASR-Regelung das Umschaltventil (4) so geschaltet wird, daß der Druckraum (7) mit dem Radzylinder (RZ) verbunden ist.

7. Druckmodulator nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umschaltventil (4) ein elek­ trisch ansteuerbares 4/2-Wege-Ventil ist.

8. Druckmodulator nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator mehrere Entlastungseinheiten enthält, die ebensoviele Bremskreise bilden, von denen je einer auf ein Rad oder je einer auf mehrere Räder einwirkt.

9. Druckmodulator nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckmodulator drei Entla­ stungseinheiten enthält, die mit einem Dreikreis- Hauptzylinder in Verbindung stehen, wobei auf die beiden Vorderräder je ein Bremskreis und auf die beiden Hinterräder ein dritter Bremskreis wirkt.

10. Druckmodulator nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er drei Entlastungseinheiten ent­ hält und durch einen Tandemhauptzylinder ange­ steuert wird, wobei die beiden Bremskreise I und II auf je ein Vorderrad wirken und daß der dritte III durch Zwischenschalten eines Zylinders zwi­ schen den Bremskreis I und II entsteht.

11. Druckmodulator nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Primärkreis (5) und dem Sekundärkreis (15) ein Drosselrückschlag­ ventil (6) geschaltet ist.

12. Druckmodulator nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß parallel zum Drosselrückschlagven­ til (6) ein Bremsflüssigkeitsspeicher (8) ge­ schaltet ist.

13. Druckmodulator nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bremsflüssigkeitsspeicher (8) nur dann Bremsflüssigkeitsvolumen aufnimmt, wenn ein Grenzdruck, der dem Blockierdruck der Räder bei trockener Fahrbahn entspricht überschritten ist.

14. Druckmodulator nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Bremsflüssigkeitsspeicher (8) dem Bremsdruck entgegenwirkende Kraft von ei­ ner vorgespannten Feder direkt übertragen wird.

15. Druckmodulator nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Bremsflüssigkeitsspeicher (8) dem Bremsdruck entgegenwirkende Kraft von ei­ ner vorgespannten Feder indirekt, unter Zwischen­ schaltung eines Getriebes, mit konstanter oder variabler Übersetzung übertragen wird.

16. Druckmodulator nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsflüssigkeitsspeicher (8) außerhalb des Druckmodulators angeordnet ist.

17. Druckmodulator nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselrückschlagventil und der Bremsflüssigkeitsspeicher entfallen, so daß eine unmittelbare Rückwirkung der Druckmodu­ lation auf das Bremspedal erfolgt.

18. Druckmodulator nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen der elektromagnetischen Kupplung (10) und den Entlastungskolben (3 und 12) über eine Zahn­ stangen-Ritzel-Verbindung (11) hergestellt wird.

19. Druckmodulator nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Ankerstroms der Elektromagnetkupplung (10) und die Ansteue­ rung des Umschaltventils (4) durch eine Regel­ elektronik (9) erfolgt.