DE4025679A1 - Hydraulische regeleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Regeleinrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 36 08 573 ist eine Druckmodulatorein­ richtung bekannt, bei der ein Federpaket den Plunger über ein Hebelgetriebe in die obere Kolbenstellung vorspannt. Die Federvorspannung ist so bemessen, daß der Kolben auch beim höchstmöglichen Blockierdruck der Fahrzeugräder noch nicht infolge der auf den Kolben wirkenden Druckkraft gegen die Federkraft verschoben wird. Zur Bremsdruckmodulation wird an dem Hebelge­ triebe eine Zusatzkraft eingeleitet, die den Kolben gegen die Federkraft nach unten zieht und so ein Zu­ satzvolumen im Bremskreis frei gibt, was zur Druckab­ senkung führt. Der Druckaufbau im Bremssystem erfolgt nur über das Federpaket.

Die Zusatzkraft die zur Modulation benötigt wird, ist jeweils die maximale Federkraft minus der Druckkraft auf den Kolben. Es zeigt sich, daß dadurch der Antrieb sehr stark belastet wird.

Man hat deshalb versucht den Leistungsbedarf während der ABS-Regelung zu minimieren (DE-OS 38 10 445). Da­ bei wird die Feder durch einen mit HZ-Druck beauf­ schlagten Kolben ersetzt. Dieser Kolben wirkt über ein Hebelgetriebe auf den ABS-Regelkolben. Dabei soll durch geeignete Auslegung des Hebelgetriebes die An­ triebsleistung zur Modulation des Bremsdruckes auf das Überwinden der inneren Reibung der mechanischen Bau­ teile beschränkt werden. Dies ist aber nur im theore­ tischen Idealfall möglich. In der Praxis kann sich die Druck-Volumen-Kennung des Bremssystems durch Alte­ rungs- und Temperatureinflüsse in weiten Grenzen än­ dern, oder der Fahrer des Fahrzeugs ändert während ei­ ner ABS-Regelung den eingespeisten Druck durch Ände­ rung der Fußkraft. Durch diese Änderungen der Randbe­ dingungen vom Idealzustand ergeben sich erhebliche Zu­ satzkräfte, die der Antrieb des Systems aufbringen muß. Es ist folglich keineswegs sicher, daß der An­ trieb nur Reibungskräfte zu überwinden hat. Letztlich ist damit auch der Sinn des vorgeschlagenen Hebelge­ triebes, das gerade die Minimierung der Antriebskräfte gewährleisten soll, in Frage zu stellen.

Außerdem bestehen weitere Nachteile, die sicherheits­ kritisch sein können:

• - Es ist keine Rückstellfeder für den ABS-Regelkol­ ben vorgesehen, die in der Lage ist im drucklosen Zustand die Ausgangsstellung - d. h. Plunger in der oberen Kolbenstellung, Ventil geöffnet - wieder herzustellen. Sofern der Antrieb nicht umpolbar ist, führt dies dazu, daß im /worst-case. (Fahrer geht während einer ABS-Regelung von der Bremse) das ABS dauerhaft nicht mehr funktionstüchtig ist.
• - Weiterhin ist folgender Fall vorstellbar: z. B. bei eine sprunghaften Änderung der Fahrbahnober­ fläche von high µ auf low µ und einem Überregeln des Plungerkolbens (wegen der Trägheit der Räder durchaus vorstellbar) ist es möglich, einen Teil des ins Bremssystem eingebrachten Volumens durch vollständiges Zurückschieben des Hauptzylinderkol­ bens in den Ausgleichsbehälter abzulassen. Dies führt zu einem Volumenmangel im Bremssystem, was im Extremfall zum Ausfall der gesamten Bremsan­ lage führen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und mit einfachen Mitteln eine betriebssichere hydraulische Regeleinrichtung zur Druckregelung bei blockiergeschützten Bremsanlagen und/oder Antriebsschlupfregeleinrichtungen zu schaf­ fen.

Die Lösung der Aufgabe ist aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu entnehmen. Vorteilhafte Ausge­ staltungen enthalten die Ansprüche 2 und 3.

Dadurch, daß als Energiespeicher für den Druckaufbau der Hauptzylinder und somit die Muskelkraft des Fah­ rens genutzt wird, ergibt sich:

• - eine kleinere Baugröße des Modulators,
• - eine Pedalrückwirkung während der ABS-Regelung zur Warnung des Fahrers,
• - eine geringe Anzahl von Einzelteilen,
• - eine Minimierung der während einer ABS-Regelung notwendigen Antriebsleistung,
• - eine Integration einer ASR-Funktion ohne großen Mehraufwand und
• - eine uneingeschränkte Sicherheitsfunktion = (Bei Ausfall des ABS uneingeschränkte Wirkung der normalen Bremsanlage).

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel darge­ stellt werden. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine hydraulische Regeleinrichtung für blockiergeschützte Bremsanlagen nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch eine hydraulische Regeleinrichtung mit Hebelwerk,

Fig. 3 schematisch eine hydraulische Regeleinrichtung für blockiergeschützte Bremsanlagen mit An­ triebsschlupfregelung.

Der Modulationskolben (3) wird durch ein Federelement (4) in der Ausgangsstellung gehalten. In der Ausgangs­ stellung ist das Rückschlagventil (2) durch einen Stift im Kolben (3) offengehalten, so daß der Durch­ gang vom HZ (1) zum RZ (7) geöffnet ist.

Das Federelement (4) ist so bemessen, daß es in der Lage ist, den Modulationskolben (3) im drucklosen Zu­ stand in seine oben definierte Ausgangsstellung zu bringen. Dadurch wird erreicht, daß im Falle eines vorzeitigen Abbruchs der ABS-Bremsung durch den Fahrer innerhalb eines Regelzyklus immer die Ausgangsstellung des Kolbens für eine folgende ABS Bremsung und folg­ lich die normale Funktion der Bremsanlage hergestellt wird. Dies gilt auch im Fall eines Defekts im ABS-Mo­ dulator oder Regler. Die obere und untere Kolbenfläche ist in der Ausgangsstellung d. h. ohne ABS-Modulation vom HZ-Druck beaufschlagt. Beide Kolbenflächen sind gleich groß. Für die ABS-Druckmodulation wird der Kol­ ben (3) durch Krafteinleitung in Richtung des Feder­ elements (4) verschoben.

Die Erzeugung der Verschiebekraft kann auf beliebigem Wege erfolgen.

Die Kolbenbewegung gibt zunächst einen Weg frei, so daß das Rückschlagventil (2) schließt und den HZ vom RZ trennt. Im weiteren Verlauf der Kolbenbewegung wird das eingeschlossene Volumen vergrößert, so daß der RZ Druck sinkt. Die Höhe der Verschiebekraft hängt nur von der aktuellen Druckdifferenz zwischen HZ und RZ ab. Nimmt man die Zusatzkraft zurück, so wird sich der Kolben (3) infolge der Kräftebilanz wieder nach oben bewegen, woraus eine Verkleinerung des abgeschlossenen Volumens realisiert und der RZ-Druck steigt. Dabei kann aber nie ein RZ-Druck erzeugt werden, der größer als der HZ-Druck ist, was eine unbedingte Sicherheits­ forderung darstellt.

Bei einer möglichen Übersteuerung des Kolbens (3), was beispielsweise bei einem µ Sprung von high auf low in­ folge der Massenträgheit der Fahrzeugräder vorstellbar ist, sorgt das Rückschlagventil (5) dafür, daß der RZ-Druck nie unter den Ausgleichsbehälterdruck (6) sinken kann und folglich ein eventuelles Ansaugen von Luft über die Manschetten verhindert wird. Die zweite Funk­ tion, die das Rückschlagventil (5) einnimmt, ist die Aufrechterhaltung des Bremsflüssigkeitsvolumens inner­ halb des abgeschlossenen Bremskreises. Dies ist dann von entscheidender Bedeutung für die Funktionstüchtig­ keit der Bremsanlage, wenn im Falle der beschriebenen Übersteuerung ein Volumenanteil über die HZ-Zentral­ ventile in den Ausgleichsbehälter (11) abgegeben wird. Es kann folglich nie ein Volumendefizit in der Brems­ anlage entstehen. Sofern nicht alle Kanäle gleichpha­ sig übersteuert werden ist in der vorgeschlagenen An­ ordnung der Fall vorstellbar, daß das ursprünglich eingeschlossene Bremsflüssigkeitsvolumen durch das be­ schriebene Nachsaugen erhöht wird. Die Folge davon wäre, daß am Ende des ABS-Regelzyklus die Zentralven­ tile des HZ unter einem gewissen Vordruck geöffnet werden, was aber bei entsprechender Gestaltung unkri­ tisch ist. Die einwandfreie ABS-Funktion und die Funk­ tion der Bremsanlage wird dadurch in keiner Weise be­ einflußt.

In Fig. 2 ist der Modulatorkolben (3) in zwei Kolben aufgeteilt, die durch einen Hebel miteinander gekop­ pelt sind. Die Ausgleichsbehälter (6) und (11) können selbstverständlich auch ein einziger Behälter sein.

Fig. 3 zeigt eine hydraulische Regeleinrichtung mit ASR-Integration. Mit Hilfe des Magnetventils (8) und des Schalterventils (9) kann bei Bestromung des Ven­ tils (9) ein Druck oberhalb des HZ-Druckes erzeugt und moduliert werden.

Nach Bestromung des Magnetventils (2) bewirkt eine Krafteinleitung am Modulationskolben (3) eine Drucker­ höhung auf seiner Federseite, wodurch das Ventil (9) geschaltet wird. Eine weite Kraftsteigerung bedingt nun eine Druckerhöhung im Radbremszylinder (1), wo­ durch das vom Durchdrehen bedrohte Rad abgebremst wird.

Claims (4)

1. Hydraulische Regeleinrichtung zur Druckregelung bei blockiergeschützten Bremsanlagen und/oder bei Antriebsschlupfregelsystemen in Kraftfahrzeugen, wobei mindestens ein Druckmodulator zwischen Hauptzylinder und den Radzylindern angeordnet ist und ein Kolben im Druckmodulator von einer Fremd­ kraft, deren Größe elektronisch regelbar ist, ge­ gen den Druck des Hauptzylinders verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylin­ derdruck in zwei Druckkammern eingeleitet wird und die Druckkammer, die eine Rückstellfeder (4) enthält direkt, oder über z. B. ein Hebelwerk auf den Plungerkolben (3) einwirkt, wobei die Fremd­ kraft am Kolben (3) oder Hebelwerk angreift.

2. Hydraulische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckkammern mit dem Radzylinder (7) über Leitungen verbunden sind, die von magnetisch und/oder hydraulisch be­ tätigten Schaltventilen (8) wechselweise absperr­ bar sind.

3. Hydraulische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rückstellfe­ der enthaltende Druckraum über ein normalerweise offenes Rückschlagventil (5) mit dem HZ verbunden ist.

4. Hydraulische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über das Rückschlag­ ventil (5) Bremsflüssigkeit aus dem Ausgleichbe­ hälter in den Radzylinder-Druckraum nachgesaugt werden kann.