DE4122282A1 - Druckmittelbetaetigte bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 ge­ nannten Art, wie sie beispielsweise bekannt ist aus den DE-OS 34 19 311 oder 37 42 173.

Um sicherzustellen, daß die Hinterräder eines Kraftfahrzeuges keinesfalls früher zum Blockieren kommen als die Vorderräder, ist es allgemein üblich, die Bremskräfte durch entsprechende Ausbildung der Bremsanlage so auf Vorder- und Hinterräder des Fahrzeuges zu verteilen, daß die Haftwertausnutzung an den Vor­ derrädern höher ist als an den Hinterrädern. Eine solche Bemes­ sung gewährleistet eine gute Richtungsstabilität des Fahrzeugs beim Bremsen, führt jedoch andererseits auch dazu, daß die auf Grund der jeweils gerade vorherrschenden Reibverhältnisse zwi­ schen Fahrbahn und Fahrzeugrädern physikalisch an sich maximal mögliche Fahrzeugverzögerung grundsätzlich nicht ganz erreicht wird, weil zumindest zeitweise wegen dieser Bemessung über die Hinterräder weniger Bremskraft aufgebracht wird, als physika­ lisch in diesem Moment an sich möglich wäre.

Um ein vorzeitiges Blockieren der Hinterräder auszuschließen, ist es beispielsweise üblich, in der bzw. in den zu den Hinter­ radbremsen führenden Bremsdruckleitungen sogenannte Bremsdruck­ verteiler, d. h. Bremsdruckbegrenzer oder Bremsdruckminderer anzuordnen, deren den Hinterradbremsen zugeführter Ausgangs­ druck oberhalb eines vorgegebenen, vorzugsweise lastabhängig veränderbaren Eingangsdrucks (Umschaltpunkt) auf einen konstan­ ten Wert begrenzt (Begrenzer) bzw. relativ zum Eingangsdruck verringert (Minderer) wird. Solche lastabhängigen Bremsdruck­ verteiler werden insbesondere dann eingesetzt, wenn sich die Achslastverteilung des Fahrzeugs mit der Fahrzeugbeladung stark verändert und insbesondere bei solchen Fahrzeugen, welche bei Leerlast kopflastig sind.

Diese Bemessung der Bremsanlage führt u. a. dazu, daß die Bremsbeläge der Vorderradbremsen eine sehr viel geringere Le­ bensdauer besitzen als die der Hinterradbremsen.

Auch Fahrzeuge mit einer elektronischen Antiblockierregelein­ richtung, bei der also der Bremsdruck zumindest der als bloc­ kiergefährdet ermittelten Fahrzeugräder so lange verringert oder zumindest konstant gehalten wird, wie deren Blockiergefährdung anhält, werden üblicherweise zusätzlich mit einem Bremskraft­ verteiler, d. h. Bremsdruckbegrenzer oder Bremsdruckminderer ausgerüstet, um dadurch sicherzustellen, daß sich das Fahrzeug auch bei Ausfall der ABS-Funktion der Antiblockierregeleinrich­ tung richtungsstabil verhält, und zwar genauso, wie sich ein Fahrzeug ohne Antiblockierregeleinrichtung verhalten würde. Auch bei diesen Fahrzeugen liegen somit die mit dem Einsatz von Bremskraftverteilern verbundenen vorerwähnten Nachteile wie Nichtausnutzung der physikalisch maximal möglichen Verzögerung sowie erhöhter Bremsbelagverschleiß der Vorderradbremsen vor.

Es ist auch bereits bekannt (z. B. DE-OS 33 29 706, 34 10 083 oder 34 19 311, 37 42 173, 37 42 364), die Begrenzer- bzw. Min­ dererfunktion eines in einer Bremsanlage mit Antiblockierregel­ einrichtung eingesetzten Bremskraftverteilers in Abhängigkeit von Signalen der Antiblockierregeleinrichtung ein- und auszu­ schalten.

Bei einigen bekannten Bremsanlagen dieser Art (z. B. DE-OS 33 29 706, 34 10 083) wird z. B. die Begrenzer- bzw. Mindererfunk­ tion des eingesetzten Bremskraftverteilers immer dann unwirksam gemacht - u. a. zum Beispiel mittels parallel geschalteter By­ paßventile in Form von 2/2-Wege-Magnetventilen -, wenn die ABS-Funktion der elektronischen Antiblockierregeleinrichtung auf Grund erfaßter Blockiergefährdung eines oder mehrerer Fahr­ zeugräder beginnt, den Bremsdruck zumindest der als blockierge­ fährdet ermittelten Fahrzeugräder den Regelerfordernissen ent­ sprechend zu verringern oder zumindest konstant zu halten. Wäh­ rend aller übrigen Betriebszustände ist der Bremskraftverteiler dagegen voll funktionsfähig.

Bei anderen bekannten Bremsanlagen dieser Art (z. B. DE-OS 34 19 311, 37 42 173, 37 42 364) ist der eingesetzte Bremskraft­ verteiler dagegen derart angeordnet und gesteuert, daß er nor­ malerweise funktionell nicht existent ist. Bei diesen Anlagen wird dann und nur dann, wenn die elektronische Antiblockierre­ geleinrichtung ausfällt, der bis dahin außer Funktion gesetzte, quasi schlafende Bremskraftverteiler aktiviert, um so sicherzu­ stellen, daß die Hinterräder nicht vor den Vorderrädern bloc­ kieren können.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung nun die Aufgabe zu­ grunde, eine druckmittelbetätigte Bremsanlage für Kraftfahrzeu­ ge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art mit möglichst geringem Aufwand so auszubilden und zu verbessern, daß einerseits die Richtungsstabilität des Fahrzeugs auch bei Ausfall der Antiblockierregeleinrichtung gewahrt bleibt und an­ dererseits aber die mit dem Einsatz von Bremskraftverteilern verbundenen Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage wird einerseits - so lange die elektronische Antiblockierregeleinrichtung funktionsfähig ist - jeweils die bestmögliche Haftwertausnutzung für die Hin­ terradbremsen erreicht, wobei die Richtungsstabilität des Fahr­ zeugs beim Bremsen durch die Antiblockierregeleinrichtung ge­ währleistet wird, die ja grundsätzlich das Blockieren der Fahr­ zeugräder verhindert; die Hinterradbremsen werden somit optimal an der Gesamtabbremsung des Fahrzeugs beteiligt.

Andererseits ist bei Ausfall der Antiblockierregeleinrichtung durch eine dann selbsttätig erfolgende druckmäßige Entkopplung zumindest einer der beiden Hinterradbremsen von der Bremsdruck­ versorgung, das heißt z. B. vom Hauptbremszylinder, dafür ge­ sorgt, daß das Fahrzeug bremsstabil bleibt, denn an dieser Hin­ terradbremse wird dadurch bewirkt, daß kein über den bei Ein­ tritt des ABS-Störfalls dort gerade herrschenden Bremsdruck hinausgehender weiterer Druckaufbau mehr stattfindet. Die ge­ setzlichen Hilfsbremsanforderungen bezüglich Abbremsung und Fußkraft werden dabei als Mindestforderung sicher erfüllt.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage werden also Begrenzer- bzw. Mindererfunktionen von sonst üblichen eingesetzten Brems­ druckbegrenzer- oder -minderereinrichtungen bei ungestörten Be­ triebsverhältnissen voll von der elektronischen Antiblockierre­ geleinrichtung übernommen. Bei Ausfall der Antiblockierregel­ einrichtung wird dagegen auf jegliche Begrenzer- bzw. Minderer- Funktion bewußt verzichtet und statt dessen mittels einer spe­ ziellen Ausbildung einer der sowieso vorhandenen Ventileinrich­ tungen der Antiblockierregeleinrichtung dafür gesorgt, daß min­ destens eines der beiden Hinterräder durch eine druckmäßige Ab­ kopplung seiner Bremse vom übrigen Bremskreis mit Sicherheit am Blockieren gehindert ist und sich u. U. an der Abbremsung über­ haupt nicht beteiligt. Dieses Rad ist dadurch in der Lage, Sei­ tenkräfte aufzunehmen, wie es für die Wahrung der Richtungssta­ bilität des Fahrzeugs erforderlich ist.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie­ les wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine druckmittelbetätigte Bremsanlage mit An­ tiblockierregeleinrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Beispiel einer von ihrem Grundaufbau her vergleichbaren vorbekannten Bremsanlage.

In den beiden Figuren der Zeichnung ist jeweils eine als Zweikreis- Bremsanlage ausgebildete druckmittelbetätigte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Antiblockierregeleinrichtung dargestellt, wobei jedoch lediglich die für das Verständnis der Erfindung not­ wendigen Teile der Bremsanlage dargestellt und beziffert sind. Nicht dargestellt sind insbesondere die für den Betrieb der Anti­ blockierregeleinrichtung erforderlichen Sensoreinrichtungen, mit denen u. a. das Bewegungsverhalten (Drehgeschwindigkeit, -beschleuni­ gung, -verzögerung) der Fahrzeugräder erfaßt wird, sowie die Regel­ elektronik der Antiblockierregeleinrichtung, die auf Grund der ihr von den Sensoren zugeführten Sensorsignale die Blockiergefähr­ dung der Fahrzeugräder ermittelt und entsprechende Steuersignale erzeugt, auf Grund derer der Bremsdruck in den Radbremszylindern der als blockiergefährdet erkannten Fahrzeugräder so lange ver­ ringert oder zumindest konstant gehalten wird, wie deren Blockier­ gefährdung anhält.

In den Figuren ist eine Bremsanlgae mit einer Antiblockierregel­ einrichtung des sogenannten Rückförderungsprinzips dargestellt, bei der die bei erkannter Blockiergefährdung von der Regelelektro­ nik ausgelösten Regelungsmaßnahmen mit Hilfe von in den zu den Radbremsen 5.1-6.2 führenden Bremsdruckleitungen 3.1-4.2 lie­ genden elektromagnetischen Ventileinrichtungen 7.1-8.2 einer­ seits und einer spätestens zu Beginn eines Antiblockierregelzyklus in Betrieb gesetzten Pumpeneinrichtung 11 andererseits verwirk­ licht werden.

Als elektromagnetische Ventileinrichtungen werden dabei - wie bei den in den Figuren dargestellten Bremsanlagen - bevorzugt Kombinationen von als 2/2-Wegeventile ausgebildeten Magnetventilen verwendet; gelegentlich werden die Ventileinrichtungen statt dessen aber auch als 3/3-Wegeventile ausgebildete Magnetventile ausgeführt.

In Fig. 2 ist beispielhaft eine bekannte druckmittelbetätigte Bremsanlage dieser Art dargestellt. Deren elektromagnetische Ventileinrichtungen 7.1-8.2 enthalten jeweils ein als "strom­ los offenes" (SO) 2/2-Wegeventil ausgebildetes erstes Magnetven­ til 9′, durch welches eine unmittelbare druckmäßige Verbindung zwischen der zugeordneten Radbremse 5.1-6.2 und dem Hauptbrems­ zylinder 1 hergestellt oder unterbrochen werden kann, sowie ein als "stromlos geschlossenes" (SG) 2/2-Wegeventil ausgebildetes zweites Magnetventil 10, durch welches eine druckmäßige Verbin­ dung zwischen der zugeordneten Radbremse 5.1-6.2 und einem Saug­ anschluß 11a der Pumpeneinrichtung 11 hergestellt oder unterbro­ chen werden kann.

Bei diesen bekannten druckmittelbetätigten Bremsanlagen sind also die ersten Magnetventile 9′ der Ventileinrichtungen der Antiblockier­ regeleinrichtung in ihrem Ruhezustand durchlässig, das heißt die Radbremsen 5.1-6.2 sind druckmäßig unmittelbar mit dem Haupt­ bremszylinder 1 verbunden. Nur wenn von der elektronischen Anti­ blockierregeleinrichtung eine Blockiergefährdung eines der Fahr­ zeugräder ermittelt wird, wird in der der Radbremse des blockier­ gefährdeten Rades zugeordneten Ventileinrichtung das erste Magnet­ ventil 9′ beim Regelerfordernis "Druckhalten" oder Drucksenken" in seinen geschlossenen (die Leitungsverbindung unterbrechenden) Schaltzustand umgeschaltet; beim Regelerfordernis "Drucksenken" wird dabei gleichzeitig das zweite Magnetventil 10 in seinen offenen (eine Leitungsverbindung herstellenden) Schaltzustand umgeschal­ tet, so daß einerseits die Radbremse des blockiergefährdeten Rades durch das umgeschaltete erste Magnetventil 9′ druckmäßig von der Druckversorgung, das heißt vom Hauptbremszylinder 1 abgetrennt ist, und andererseits von der Pumpeneinrichtung 11 über das um­ geschaltete zweite Magnetventil 10 Druckmedium aus den diese Rad­ bremse enthaltenden abgetrennten Teil der Bremsanlage - druck­ absenkend - abgepumpt wird.

Zur Sicherstellung der Richtungs- bzw. Fahrstabilität des Fahr­ zeuges bei Ausfall der ABS-Funktion der Antiblockierregeleinrich­ rung ist bei diesen bekannten druckmittelbetätigten Bremsanlagen in den zu den Hinterradbremsen 6.1 und 6.2 führenden Bremsdruck­ leitungen 4.1 und 4.2 noch ein Bremsdruckverteiler oder Bremsdruck­ regler 12, das heißt ein Bremsdruckbegrenzer oder Bremsdruckmin­ derer, angeordnet, der vorzugsweise lastabhängig ausgebildet ist, wie in Fig. 2 angedeutet.

Ein solcher Bremsdruckverteiler bzw. Bremsdruckregler wird bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen druckmittelbetätigten Bremsanlage nicht mehr benötigt, obgleich diese in ihrem schaltungs­ mäßigen Aufbau sowie in ihrer Funktionsweise - insbesondere bezüg­ lich der Antiblockierregelung - im wesentlichen mit den bekannten druckmittelbetätigten Bremsanlagen übereinstimmt.

Im Gegensatz zu diesen sind die Ventileinrichtungen in den zu den Hinterradbremsen führenden Bremsdruckleitungen derart ausge­ bildet und leitungsmäßig derart angeordnet, daß beim Auftreten eines Defekts in der Antiblockierregeleinrichtung oder bei deren Ausfall selbsttätig zumindest eine der beiden Hinterradbremsen von der Bremsdruckversorgung abgetrennt ist, so daß sie sich an der Abbremsung des Fahrzeuges nicht oder nur geringfügig beteiligt und dadurch in der Lage ist, Seitenkräfte aufzunehmen, wie es für die Wahrung der Richtungsstabilität des Fahrzeugs erforderlich ist.

Dies wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß in der Ventil­ einrichtung zumindest eine der beiden Hinterradbremsen, in Fig. 1 in der der Hinterradbremse 6.2 zugeordneten Ventileinrichtung 8.2, das die zugeordnete Radbremse entweder mit dem Hauptbrems­ zylinder 1 druckmäßig verbindende oder aber davon abtrennende erste Magnetventil 9 nicht wie üblich als "stromlos offenes" (eine druckmäßige Verbindung herstellendes), sondern als "stromlos ge­ schlossenes" (eine Leitungsverbindung druckmäßig unterbrechendes 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.

Auf Grund dieser speziellen Ventilkonzeption ergibt sich, daß die dieser so ausgebildeten Ventileinrichtung zugeordnete Hinterrad­ bremse bei einem Ausfall der Antiblockierregeleinrichtung oder bei einem zu ihrer sofortigen Abschaltung führenden Defekt der Antiblockierregeleinrichtung (z. B. Erkennen einer Inplausibilität) selbsttätig von der Bremsdruckversorgung, das heißt vom Hauptbrems­ zylinder 1 abgetrennt ist, weil das erste Magnetventil 9 bei aus­ gefallener oder abgeschalteter Antiblockierregeleinrichtung ja seinen stromlosen Schaltzustand, das heißt seinen in Fig. 1 dar­ gestellten geschlossenen bzw. gesperrten Schaltzustand einnimmt.

Durch die Abtrennung dieser Hinterradbremse von der Bremsdruckver­ sorgung wird bewirkt, daß das betreffende Hinterrad in der Folge­ zeit auch bei einer weiteren Erhöhung des vom Hauptbremszylin­ der 1 erzeugten Bremsdrucks oder bei einer spürbaren Verschlech­ terung der Fahrbahnverhältnisse nicht mehr in eine Blockiergefahr gerät.

Bei bekannten druckmittelbetätigten Bremsanlagen, wie u. a. auch bei der in Fig. 2 dargestellten Bremsanlage, werden die entspre­ chenden ersten Magnetventile 9′ der Ventileinrichtungen bei Aus­ fall bzw. Abschalten der Antiblockierregeleinrichtung dagegen in ihren in Fig. 2 dargestellten stromlos offenen Schaltzustand überführt bzw. sie behalten diesen bei, wenn sie sich sowieso gerade in diesem Schaltzustand befinden. Bei diesem Schaltzsutand sind die Radbremsen 5.1-6.2 druckmäßig mit der Bremsdruckver­ sorgung, das heißt dem Hauptbremszylinder 1 verbunden. Ohne den den Bremsdruck der Hinterradbremsen 6.1 und 6.2 begrenzenden bzw. mindernden Bremsdruckverteiler bzw. Bremsdruckregler 12 wäre in dieser Situation die Fahr- und Richtungsstabilität des Fahrzeugs nicht mehr gewährleistet.

Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen druckmittelbetätigten Bremsanlage ist nur einer der bei­ den Hinterradbremsen, nämlich der Hinterradbremse 6.2 eine Ventil­ einrichtung mit einem stromlos geschlossenen ersten Magnetventil 9 zugeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, auch die der anderen Hinterradbremse 6.1 zugeordnete Ventileinrichtung 8.1 in entsprechender Weise mit einem stromlos geschlossenen ersten Magnetventil auszustatten.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ventilfunktionen der Ventileinrichtungen 7.1-8.2 jeweils durch zwei 2/2-Wege­ ventile 9, 10 bzw. 9′, 10′ realisiert, was vom Aufwand her am wirt­ schaftlichsten erscheint. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die gleichen Ventilfunktionen durch den Einsatz jeweils nur eines 3/3-Wegeventils zu verwirklichen.

Die Erfindung ist nicht auf druckmittelbetätigte Bremsanlagen mit einer Antiblockierregeleinrichtung des Rückförderprinzips beschränkt. Sie ist in entsprechender Weise auch bei Bremsanlagen mit Antiblockierregeleinrichtungen anderen Typs einsetzbar, z. B. in Anlagen entsprechend der DE-OS 34 19 311 oder 37 42 173.

Claims (3)

1. Druckmittelbetätigte Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Antiblockierregeleinrichtung, die u. a. in den zu den Radbremsen (5.1-6.2) führenden Bremsdruckleitungen (3.1-4.2) angeordnete elektromagnetische Ventileinrichtungen (7.1-8.2) enthält, welche während Antiblockierregelvorgängen in ihrem Schaltzu­ stand je nach Regelerfordernis - erforderlichenfalls wieder­ holt - umgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (8.1, 8.2) in den zu den Hinterradbremsen (6.1, 6.2) führenden Bremsdruckleitungen (4.1, 4.2) derart ausgebildet und leitungsmäßig derart angeordnet sind, daß beim Auftreten eines Defekts in der Antiblockierregeleinrichtung oder bei deren Ausfall selbsttätig zumindest eine der beiden Hinterradbremsen (6.1 oder 6.2) - bei für Rechtsverkehr konzipier­ ten Kraftfahrzeugen vorzugsweise die linke - von der Bremsdruck­ versorgung abgetrennt ist.

2. Druckmittelbetätigte Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der den Hinterrad­ bremsen (6.1; 6.2) zugeordneten Ventileinrichtungen (z. B. 8.2) ein die Hinterradbremse (z. B. 6.2) entweder mit der Bremsdruck­ versorgung (Hauptbremszylinder 1) druckmäßig verbindendes, oder aber davon druckmäßig trennendes Magnetventil (9) enthält, das als stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.

3. Druckmittelbetätigte Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der den Hinterrad­ bremsen (6.1; 6.2) zugeordneten Ventileinrichtungen (z. B. 8.2) ein die Hinterradbremse (z. B. 6.2) entweder mit der Bremsdruck­ versorgung (Hauptbremszylinder 1) druckmäßig verbindendes oder aber davon druckmäßig trennendes Magnetventil enthält, das als stromlos geschlossenes 3/3-Wegeventil ausgebildet ist.