DE4119142A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage - Google Patents

Description

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

Eine derartige Bremsanlage ist zum Beispiel aus der DE-OS 36 03 533 bekannt. Es handelt sich um eine Bremsanlage nach dem Rückförderprinzip mit den zusätzlichen Merkmalen, daß der Hauptzylinder während einer Regelung mittels eines Trennventils vom Bremskreis getrennt ist und das von der Pumpe geförderte Druckmittel in einen Hochdruckspeicher ge­ langt. Der Hochdruckspeicher tritt somit anstelle des Haupt­ zylinders. Damit wird erreicht, daß das Pedal während einer Regelung nicht bewegt wird.

Bei einer Realisierung einer derartigen Bremsanlage wird man feststellen, daß der Hochdruckspeicher sehr voluminös baut, da eine starke Feder vorzusehen ist, die die Pedalkraft si­ muliert bzw. eine hohe Energieaufnahmefähigkeit des Spei­ chers gewährleistet. Die Erfindung beruht daher auf der Auf­ gabe, eine kleinbauende Anlage zu schaffen, die gleichzeitig gewährleistet, daß die Regelvorgänge keine Rückwirkungen auf das Pedal ausüben.

Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird das aus der Radbrem­ se abgelassene Druckmittel nicht in dem Hochdruckspeicher sondern in dem Niederdruckspeicher verbracht. Das Aufnahme­ volumen des Niederdruckspeichers muß daher so ausgelegt sein, daß er das Aufnahmevolumen des Bremskreises aufnehmen kann. Dieser Extremfall tritt vor allem dann auf, wenn die Regelbremsung auf hohem Reibwert beginnt und die Räder wäh­ rend der Bremsung in einen Bereich niedrigen Reibwertes ge­ langen.

Des weiteren wird ein Trennventil in der Bremsleitung vorge­ sehen, das mit Beginn einer Bremsschlupfregelung sperrt und damit den Hauptzylinder vom Bremskreis hydraulisch trennt.

Eine Weiterentwicklung der Bremsanlage besteht darin, daß der Niederdruckspeicher mit dem Trennventil gekoppelt ist. Sobald der Niederdruckspeicher gefüllt wird, wird automa­ tisch das Trennventil geschlossen. Die Kopplung kann elek­ tronisch erfolgen, in diesem Fall ist das Trennventil als Magnetventil auszulegen und am Speicherkolben ein Schalter vorzusehen. Denkbar ist aber auch eine mechanische Kopplung, wie sie z. B. aus der GB 20 56 606 bekannt ist.

Mittels des Trennventils wird der Bremskreis vom Hauptzylin­ der getrennt, so daß keine Rückwirkung des Regelvorgangs auf das Bremspedal stattfindet.

Die Feder des Niederdruckspeichers ist schwach ausgelegt. Sie erzeugt einen Druck im Niederdruckspeicher von etwa 2 bis 4 bar und ist daher wesentlich kleiner als die Feder des Hochdruckspeichers gemäß der DOS 36 03 533.

Der Erfindungsgedanke soll in folgenden anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels, dargestellt in einer Figur, näher erläutert werden.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1, an den über eine Bremsleitung 2 eine Radbremse 3 angeschlossen ist.

Weitere Radbremsen können in analoger Weise an den Hauptzy­ linder angeschlossen werden.

Die Bremsleitung verfügt über ein Trennventil 4, das elek­ tromagnetisch betätigt wird. Zwischen dem Trennventil 4 und der Radbremse 3 ist ein Einlaßventil 5 vorgesehen, das eben­ falls elektromagnetisch betätigt wird.

Die Radbremse 3 steht weiterhin über einer Rücklaufleitung 7 mit einem Niederdruckspeicher 8 in Verbindung. In die Rück­ laufleitung 7 ist ein Auslaßventil 6 vorgesehen.

Der Niederdruckspeicher besteht wie üblich aus einem Kolben 9 und einer den Kolben 9 belastenden Feder 10. Eine Pumpe 11 schließt mit ihrer Saugseite an den Wiederdruckspeicher 8 an und fördert über eine Druckleitung 12 in die Bremsleitung 2 zwischen dem Trennventil 4 und dem Einlaßventil 5. In die Druckleitung 12 eingefügt ist ein Rückschlagventil 13, das zur Pumpe hin sperrt.

Die Druckseite der Pumpe steht weiterhin über eine Über­ druckleitung 14 mit dem Niederdruckspeicher 8 in Verbindung. In die Überdruckleitung 14 ist ein Überdruckventil 15 einge­ fügt. Das Überdruckventil 15 ist so ausgelegt, daß an der Druckseite der Pumpe ein Druckniveau eingestellt wird, das bei einer nichtgeregelten Bremsung in jedem Fall zum Blockieren der Radbremsen führen würde. An der Druckseite der Pumpe kann zusätzlich ein Dämpfungselement 16 vorgesehen werden.

Der Kolben des Niederdruckspeichers 8 ist mit einem Schalter 17 versehen, mit dessen Hilfe eine Bewegung des Kolbens 9 registriert werden kann. Ein Befüllen des Speichers 8 kann somit festgestellt werden.

Schließlich ist eine Entlastungsleitung 18 vorgesehen, die die Radbremse 3 unmittelbar mit dem Hauptbremszylinder pa­ rallel zum Trennventil 4 und zum Einlaßventil 5 verbindet. In die Entlastungsleitung 18 ist ein Rückschlagventil 19 an­ geordnet, das zum Hauptbremszylinder hin öffnet.

Anstelle des Trennventils 4 kann ein Rückschlagventil vorge­ sehen werden, das zum Hauptbremszylinder hin sperrt.

Die Bremsanlage arbeitet nach dem folgenden Schema: In der Grundstellung der Anlage sind das Trennventil und das Einlaßventil geöffnet, das Auslaßventil ist gesperrt und die Pumpe steht still. Durch Betätigen des Hauptzylinders wird Druckmittel aus der Hauptzylinderkammer über die Bremslei­ tung 2 zur Radbremse verdrängt und im Bremskreis ein Druck aufgebaut, der zu einer Fahrzeugverzögerung führt. Druckab­ bau erfolgt durch Lösen des Pedals, wobei Druckmittel auch über die Leitung 18 und dem Rückschlagventil 19 fließen kann.

Bei einer derartigen Bremsung kann der Druck im Bremskreis soweit steigen, daß die Gefahr besteht, daß das Rad blockiert.

Da das Drehverhalten des Rades laufend mittels eines nicht dargestellten Sensors überwacht wird, kann dieser Zustand festgestellt werden. Tritt er auf, so schaltet die Anlage in den Regelmodus. Dazu wird das Auslaßventil geöffnet und das Einlaßventil gesperrt, so daß Druckmittel in den Nieder­ druckspeicher 8 abfließen kann. Sobald das Rad wieder aus­ reichend beschleunigen konnte, wird das Auslaßventil ge­ schlossen und das Einlaßventil geöffnet. Mit Beginn des Re­ gelmodus wird auch der Pumpenantrieb eingeschaltet, so daß die Pumpe nun aus dem Niederdruckspeicher 8 über die Druck­ leitung 12 Druckmittel über das offene Einlaßventil 5 zur Radbremse fördert. Der Radbremsdruck steigt an. Durch Schal­ ten des Ein- und Auslaßventils gemäß eines Algorithmus kann der Bremsdruck am Rad exakt entsprechend den Fahrbahnver­ hältnissen eingestellt werden.

Wie schon erläutert, gelangt Druckmittel während des Regel­ modus in den Niederdruckspeicher 8. Der Kolben 9 wird ver­ schoben, so daß der Schalter 17 betätigt wird. Der sich än­ dernde Schaltzustand bewirkt, daß das Trennventil 4 ge­ schlossen wird. Sollte der Niederdruckspeicher während einer ABS-Regelung geleert werden, so wird das Trennventil wieder geöffnet und der anfangs eingesteuerte Raddruck wird erhöht und so auf eine hohe Bremskraft eingestellt.

Während einer Regelung ist somit der Hauptzylinder vom Bremskreis abgetrennt, so daß keine Rückwirkung auf das Pe­ dal stattfinden. Das Pedal wird in der Stellung, die es bei Beginn der Regelung innehatte, hydraulisch blockiert. Es liegt ein sogenanntes "ruhiges" Pedal vor. Der Fahrer kann nur insoweit in das Regelgeschehen eingreifen, als er die Betätigungskraft senkt. Dadurch wird der Druck im Hauptzy­ linder gemindert, und es folgt eine Anpassung des Radbrems­ druckes an den Hauptzylinderdruck über das Rückschlagventil 19. Der Fahrer bestimmt also mit seiner Betätigungskraft den maximalen Druck in der Radbremse.

Die Pumpe arbeitet kontinuierlich. Wenn das Einlaßventil 5 geschlossen ist, fördert die Pumpe über das Überdruckventil 15 zurück in den Niederdruckspeicher. Die Pumpe fördert im Kreis, wobei der Pumpendruck durch das Ventil 15 bestimmt wird. Die Vorspannung dieses Ventils wird so eingestellt, daß der Druck stets größer ist als der Blockierdruck bei ho­ hem Reibwert. Der Blockierdruck ist definiert als der Druck, bei dem das Rad auf hohem Reibwert blockieren würde.

Aufgrund dieser Schaltung wird das Druckmittel, das aus der Radbremse abgelassen wird, im Wiederdruckspeicher - und nur dort - gesammelt.

Wenn eine Bremsung auf einem Untergrund erfolgt, der stark unterschiedliche Reibverhältnisse aufweist, so kann die Si­ tuation eintreten, daß das Druckmittel aus dem Bremskreis vollständig in den Wiederdruckspeicher abgelassen werden muß. Diese Situation tritt ein, wenn die Bremsung auf hohem Reibwert beginnt und die Räder während einer Bremsung in ei­ nen Bereich niedriger Reibwerte gelangen. Dies bedeutet, daß das Aufnahmevolumen des Wiederdruckspeichers mindestens dem Aufnahmevolumen des Bremskreises entsprechen soll.

Das Dämpfungselement 16 ist nicht zwingend vorgesehen, es dient aber der Geräuschdämpfung.

Wie man sieht, ist die Anlage sehr einfach aufgebaut, sie benötigt keinen Hochenergiespeicher an der Druckseite der Pumpe, sie weist ein "ruhiges" Pedal auf. Da der Hauptzylin­ der durch das Trennventil 4 vom Bremskreis getrennt werden kann, kann ein Standardhauptzylinder eingesetzt werden.

Die Schaltgeräusche, die am Einlaßventil 5 auftreten, sind gering, da das Ventil nicht gegen den Hauptzylinderdruck ar­ beitet, sondern nur gegen den Druck, der durch das Über­ druckventil 15 eingestellt wird.

Der Vordruck des Niederdruckspeichers wird so eingestellt, daß er größer ist als die Summe der Öffungsdrücke der fol­ genden Ventile: Saug und Druckventil der Pumpe 11, Rück­ schlagventil 12. Auf diese Weise wird der Niederdruckspei­ cher 8 am Ende einer Bremsung sicher geleert. Zu diesem Zweck kann auch vorgesehen werden, daß die Pumpe nach einer Regelbremsung noch eine gewisse Zeitspanne weiterläuft. Außerdem kann durch Schalten des Auslaßventils nach einer Bremsung eine Entleerung des Niederdruckspeichers sicherge­ stellt werden.

Claims (4)

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage mit einem Hauptzylinder (1), an den über eine Bremsleitung (2) mindestens eine Radbremse (3) angeschlossen ist, eine Ventileinheit (5, 6), die der Radbremse zugeordent ist, ein Trennventil (4) zum Sperren des Hauptzylinders (1), einen Niederdruckspeicher (8) zur Aufnahme von Druckmit­ tel, das zur Drucksenkung aus der Radbremse abgelassen wird, eine Pumpe (11), die aus dem Niederdruckspeicher (8) in die Bremsleitung (2) fördert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wiederdruckspeicher (8) ein Aufnahmevolumen aufweist, das im wesentlichen der Volumenaufnahme des Bremskreises entspricht, und daß die Druckseite der Pumpe über ein Überdruckventil (15) mit dem Niederdruckspeicher (8) verbunden ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (9) des Wiederdruck­ speichers (8) mit dem Trennventil (4) gekoppelt ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Druckseite der Pumpe ein hydraulisches Dämpfungselement (16) vorgesehen ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Trennventil (4) als Rückschlag­ ventil dargestellt ist, das zum Hauptbremszylinder hin sperrt.