DE4111165A1 - Bremsanlage mit bremsschlupf- und antriebsschlupfregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage mit Brems­ schlupf - und Antriebsschlupfregelung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Dabei handelt es sich um eine Bremsanla­ ge, mit deren Hilfe eine Bremsschlupfregelung nach dem Rück­ förderprinzip durchgeführt werden kann. Um derartige Brems­ anlagen auch für eine Antriebsschlupfregelung nutzen zu kön­ nen, muß ein Zusatzvolumen vorgesehen werden, das in den Bremskreis der angetriebenen Räder eingebracht wird, um dort einen Bremsdruck aufzubauen. Eine derartige Bremsanlage ist zum Beispiel in der DE-OS 38 00 854 beschrieben. In dieser Anlage ist eine zusätzliche Druckkammer vorgesehen, die mit­ tels einer Vakuumdose unter Druck setzbar ist und an die Saugseite der Pumpe anschließt. Im Falle einer Antriebs­ schlupfregelung wird die Vakuumdose aktiviert und eine Ver­ bindung der Druckkammer zur Saugseite der Pumpe hergestellt. Das Druckmittel aus der Druckkammer wird unter einem Vor­ druck zur Pumpe geleitet, die es in die Bremskreise pumpt.

Die dazu notwendige Ventilschaltung ist aufwendig, da ein Magnetventil zwischen der Druckkammer und der Pumpe vorgese­ hen ist. Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine Bremsanlage der angegebenen Gattung weiter zu vereinfachen, insbesondere den Aufwand in der Ventilschaltung zu verklei­ nern.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Speicherraum unmit­ telbar und ständig mit der Saugseite der Pumpe verbunden ist und die Federkraft nur soweit kompensiert ist, daß der Nie­ derdruckspeicher noch in der Lage ist Druckmittel auf zuneh­ men.

Diese Schaltung hat nicht nur den Vorteil, daß ein zusätz­ liches Magnetventil nicht benötigt wird, sondern eröffnet gleichzeitig die Möglichkeit, auch auf einen zweiten Nieder­ druckspeicher zu verzichten, der nach dem Stand der Technik vorgesehen ist. Die Auslegung des beanspruchten Niederdruck­ speichers ist derart, daß er im Falle einer Bremsschlupfre­ gelung als einfacher Niederdruckspeicher - im Sinne des zweiten Niederdruckspeichers gemäß dem Stand der Technik - arbeitet, der das von den Radbremsen abgelassene Druckmittel kurzzeitig aufnimmt, das anschließend von der Pumpe weiter­ gefördert wird.

Im Falle einer Antriebsschlupfregelung wird die zusätzliche Kraft, die die Federkraft des Niederdruckspeichers kompen­ siert, aufgehoben, so daß unter Wirkung der Federkraft Druckmittel aus der Speicherkammer zur Pumpe gelangt. Dieses Druckmittelvolumen reicht aus, um die Bremsen der angetrie­ benen Räder anzulegen.

Die einfachste Möglichkeit eine Zusatzkraft zu erzeugen be­ steht darin, den Kolben des Niederdruckspeichers an eine Un­ terdruckquelle anzuschließen. Hierbei kann es sich zum Bei­ spiel um den Unterdruck handeln, der im Ansaugbereich des Verbrennungsmotors vorliegt.

Zur Erläuterung der erfinderischen Idee wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel anhand einer Figur beschrieben.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1, der hier in Tandemausführung dargestellt ist. An die beiden Ar­ beitskammern schließen sich Bremsleitungen 2, 3 an, die zu den Radbremsen 4, 5, 6 und 7 führen. Dargestellt ist eine diagonale Bremskreisaufteilung, d. h. die Bremsleitung 2 schließt die Radbremse vorne links (VL) und hinten rechts (HR) an und die Bremsleitung 3 die Radbremse vorne rechts (VR) und hinten links (HL).

Jeder Radbremse ist ein Einlaßventil 8, 9, 10, 11 zugeord­ net, das in die jeweilige Zweigleitung zur Bremsleitung 2, 3 angeordnet ist. Die Einlaßventile werden üblicherweise elek­ tromagnetisch betätigt und sind in ihrer Grundstellung offen.

Die Radbremsen stehen weiterhin über Rücklaufleitungen 12, 13 mit der Saugseite von Pumpen 14, 15 in Verbindung. In die jeweiligen Zweigleitungen der Rücklaufleitungen 12, 13 sind Auslaßventile 16, 17, 18, 19 angeordnet, die ebenfalls elek­ tromagnetisch betätigt werden aber in ihren Grundstellungen geschlossen sind. Die Pumpen 14 und 15 haben einen gemeinsa­ men Antrieb M. Sie stehen über Druckleitungen 20, 21 mit den Bremsleitungen 2, 3 oberhalb der Einlaßventile 8, 9, 10, 11 in Verbindung. Bei den Pumpen handelt es sich üblicherweise um Kolbenpumpen, deren Kolben nicht mit dem Antriebsexzenter gekoppelt sind, so daß es sich um nicht selbstansaugende Pumpen handelt. Die Ein- und Auslaßkanäle der Pumpen verfü­ gen jeweils über ein Rückschlagventil, die in der Skizze symbolisch angedeutet sind. Die Pumpen sind jeweils einem Bremskreis zugeordnet.

In den Bremsleitungen sind weiterhin Sperrventile, im weite­ ren ASR-Ventile 22, 23 genannt, vorgesehen, die die Einmün­ dung der Druckleitung 20, 21 in die Bremsleitung gegenüber dem Hauptbremszylinder und den nichtangetriebenen Rädern ab­ trennen. Sind die ASR-Ventile 22, 23 geschlossen, so versor­ gen die Pumpen 14, 15 nur die angetriebenen Räder im Ausfüh­ rungsbeispiel sind dies die Vorderräder. Handelt es sich um ein Fahrzeug mit angetriebenen Hinterrädern, so sind die Anschlüsse der Räder entsprechend zu vertauschen. Bei einer Schwarz Weiß Aufteilung der Bremskreise ist nur ein ASR-Ven­ til in den Bremskreis mit den angetriebenen Rädern vorzuse­ hen, das dann natürlich nur den Hauptbremszylinder 1 gegen­ über der Pumpe abtrennt.

An den Saugseiten der Pumpen ist je ein Niederdruckspeicher 24, 25 vorgesehen. Diese sind über ein Umschaltventil 26 entweder mit der Atmosphäre oder mit einer Unterdruckquelle 27 verbunden. Weiterhin ist ein Druckschalter 28 vorgesehen, der das Vorhandensein von Unterdruck überwacht. Die Nieder­ druckspeicher 24, 25 sind wie folgt aufgebaut. Sie bestehen aus einem Kolben 30, der mit seiner einen Stirnseite die Speicherkammer 31 begrenzt, die an die Saugseite der jewei­ ligen Pumpe 14, 15 anschließt. Die andere Stirnseite des Kolbens 30 begrenzt den Steuerraum 32 der über das Umschalt­ ventil 26 an die Atmosphäre bzw. an die Unterdruckquelle 27 anschließt. Die Steuerkammern 32 der Niederdruckspeicher 24, 25 sind gemeinsam an das Umschaltventil 26 angeschlossen. In der Steuerkammer 32 ist auch eine Feder 33 vorgesehen, die am Kolben 30 abgestützt ist und versucht diesen im Sinne ei­ ner Verkleinerung der Speicherkammer 31 zu bewegen.

Der Kolben 30 kann auch als Stufenkolben ausgebildet sein, wobei dann der Ringraum am Übergang der Stufen ständig mit der Atmosphäre verbunden ist.

Die Federkraft der Feder 33 ist so ausgelegt, daß der am Kolben 30 erzeugte Differenzdruck die Federkraft soweit kom­ pensiert, daß der Kolben eine Mittelstellung einnimmt, die es ihm erlaubt, sich sowohl im Sinne einer Verkleinerung als auch im Sinne einer Vergrößerung der Speicherkammer 31 zu bewegen.

Die Anlage arbeitet nach dem folgenden Schema:
In der Grundstellung befinden sich die dargestellten Ventile in der gezeigten Position. Die Pumpen sind nicht eingeschal­ tet. Durch Niedertreten des symbolisch angedeuteten Pedals wird in den Bremskreisen ein Druck aufgebaut, der zu einer Radverzögerung führt. Droht eines der Räder zu blockieren, so setzt die Bremsschlupfregelung ein. Die Anlage schaltet in den Antiblockiermodus. Dieser beinhaltet, daß die Pumpen 14, 15 eingeschaltet werden und die Ein- und Auslaßventile 8 bis 11, 16 bis 19 je nach dem festgestellten Drehverhalten des jeweiligen Rades aktiviert werden. Die ASR-Ventile 22, 23 bleiben geöffnet.

Zum Senken des Druckes in einer Radbremse wird das zugehöri­ ge Einlaßventil 8 bis 11 geschlossen und das zugehörige Aus­ laßventil 16 bis 19 geöffnet. Dazu fließt Druckmittel über die Rücklaufleitung 12, 13 zunächst in die Speicherkammer 31 des Niederdruckspeichers 24 bzw. 25.

Dort lag zuvor die folgende Situation vor. In der Speicher­ kammer 31 herrschte der Atmosphärendruck. In der Steuerkam­ mer 32 ein Unterdruck, da die Kammer über das Umschaltventil 26 an eine Unterdruckquelle 27 angeschlossen war. Der Diffe­ renzdruck zwischen den Kammern 31 und 32 wirkte gegen die Feder 33 und drückte diese so weit zusammen bis ein Aus­ gleich zwischen der Federkraft und der Differenzdruckkraft vorlag.

Gelangt nun Druckmittel in die Speicherkammer 31, so erhöht sich dort der Druck was zur Folge hat, daß der Kolben 30 weiter im Sinne einer Zusammendrückung der Feder 32 verscho­ ben wird. Der so erzeugte Vordruck dient als Vordruck für die Pumpen 14, 15, die nun Druckmittel aus dem Niederdruck­ speicher 24, 25 ansaugen und zurück in die Bremskreise för­ dern.

Erreichen die Kolben 30 ihre alte Mittelposition, so fehlt der benötigte Vordruck für die Pumpen 14, 15, so daß diese ihre Förderung einstellen. Die Niederdruckspeicher 24, 25 arbeiten also genau in der Weise, wie dies von Niederdruck­ speichern in Bremsanlagen nach dem Rückförderprinzip vorge­ sehen ist. Zum Regelzyklus gehören auch Phasen der Drucker­ höhung.

In diesem Fall wird das Einlaßventil 8 bis 11 geöffnet und das Auslaßventil 16 bis 19 geschlossen.

Die Anlage kann auch zur Antriebsschlupfregelung eingesetzt werden. Eine Antriebsschlupfregelung wird dann notwendig, wenn die Antriebskraft des Fahrzeugmotors größer ist als das übertragbare Drehmoment zwischen Reifen und Fahrbahn. Die angetriebenen Räder drehen durch. Das überschüssige An­ triebsmoment kann durch eine Bremskraft kompensiert werden.

Dazu wird eine Antriebsschlupfregelung vorgesehen. Diese be­ inhaltet, daß das Umschaltventil 26 umgeschaltet wird. Die Steuerkammern 32 liegen nun nicht länger an einer Unter­ druckquelle, sondern an der Atmosphäre. Die Druckdifferenz am Kolben 30 ist ausgeglichen, so daß sich nun die vorge­ spannte Feder 33 ausdehnen kann. Sie verschiebt den Kolben im Sinne einer Verkleinerung der Speicherkammer 31 und er­ zeugt gleichzeitig den nötigen Vordruck für die Pumpen 14, 15. Diese werden nun angetrieben und können ihre Förderung aufnehmen. Das aus den Speicherkammern 31 verdrängte Volumen reicht aus, in den angetriebenen Radbremsen ein Bremsdruck aufzubauen, der mit Schalten der entsprechenden Ein- und Auslaßventile in gleicher Weise wie im Antiblockiermodus ge­ regelt werden kann.

Die ASR-Ventile 22, 23 werden selbstverständlich umgeschal­ tet, damit kein Druckabbau in den drucklosen Hauptzylinder erfolgen kann.

Claims (2)

1. Bremsanlage mit Bremsschlupf- und Antriebsschlupfregelung bestehend
aus einem Hauptbremszylinder (1) an den über Bremsleitun­ gen (2, 3) mindestens eine Radbremse (4, 5, 6, 7) ange­ schlossen ist
aus mindestens einer nicht selbstansaugenden Pumpe (14, 15), die mit ihrer Saugseite an die Radbremsen (4, 5, 6, 7) und ihrer Druckseite an die Bremsleitung (2, 3) an­ schließt,
einem Niederdruckspeicher (24, 25), dessen Speicherkammer (31) mit der Saugseite der Pumpe verbindbar ist, wobei der Kolben (30), der die Speicherkammer (31) begrenzt un­ ter der Wirkung der Kraft einer Feder (33) steht, die versucht, die Speicherkammer (31) zu verkleinern, und wo­ bei der Kolben (30) einer weiteren zuschaltbaren Kraft ausgesetzt ist, die der Federkraft entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammer (31) unmittelbar und ständig mit der Saugseite der Pumpe (14, 15) verbunden ist und die Kraft der Feder (33) nur soweit kompensiert ist, daß der Niederdruckspeicher (24, 25) noch in der Lage ist Druckmittel aufzunehmen.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zusätzliche Kraft durch eine Un­ terdruckquelle (27) gespeist ist, die mit einer Steuer­ kammer (32) über ein Umschaltventil (26) verbindbar ist, die vom Kolben (30) des Niederdruckspeichers (24, 25) be­ grenzt ist.