DE4132469A1 - Hydraulische bremsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, mit einer differentialsperre - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Bremsanlage, insbe­ sondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung zur Blockier­ schutzregelung sowie zur Erzeugung einer Differentialsperre durch Bremseneingriff nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon eine hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutz- und Antriebsschlupfregeleinrichtung vorgeschlagen worden (DE-Patentan­ meldung P 41 18 719.9), bei der die Radbremsen der beiden angetriebenen Fahrzeugräder jeweils in einem anderen Bremskreis liegen. Die für die Antriebsschlupfregelung zusätzlich zur Blockierschutzregel­ einrichtung erforderlichen Elemente, nämlich das Absperrventil in der Bremsleitung, die Saugleitung mit Ladeventil und die Ausbildung der Hochdruckpumpe als selbstansaugende Pumpe, sind daher paarweise in jedem Bremskreis vorhanden. Eine derartige Bremsanlage ist rela­ tiv aufwendig ausgestattet. Sie erlaubt einen wirkungsvollen Brem­ seneingriff an beiden Antriebsrädern des Fahrzeugs zum Zwecke der Schlupfbegrenzung. Von Fahrzeugherstellern werden aber auch Einrich­ tungen zum Bremseneingriff verlangt, welche einen verminderten Auf­ wand aufweisen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ist insofern vorteilhaft, als sie sich durch ein­ fachen Aufbau auszeichnet, da sie die zum Bremseneingriff an den An­ triebsrädern erforderlichen Elemente nur in einem Bremskreis enthält und eine im Aufwand verminderte Ventilanordnung zur Bremsdruckmodu­ lation aufweist. Dennoch ist ein Blockierschutzregelbetrieb im Sinne der "Select-low"-Regelung und eine Ansteuerung der Bremse eines An­ triebsrades möglich, um die Wirkung einer Differentialsperre bei durchdrehenden Antriebsrädern zu erzielen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Bremsanlage möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Schaltbildes einer hydraulischen Bremsanlage für Kraftfahrzeuge in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine hydraulische Bremsanlage 1 mit einer Einrichtung 2 zur Blockier­ schutzregelung sowie zur Erzeugung einer Differentialsperre durch Bremseneingriff.

Die Bremsanlage 1 weist einen pedalbetätigbaren Hauptbremszylinder 5 mit einem Druckmittel-Vorratsbehälter 6 auf. Ein erster Bremskreis I der Bremsanlage 1 ist Radbremsen 7, 8 nicht angetriebener Fahrzeug­ räder, zum Beispiel der Vorderachse des Fahrzeugs, zugeordnet. An einen zweiten Bremskreis II sind die Radbremsen 9, 10 angetriebener Fahrzeugräder, zum Beispiel der Hinterachse des Fahrzeugs, ange­ schlossen. Die Bremsanlage 1 weist daher die sogenannte TT-Brems­ kreisaufteilung auf. Der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung stehende Bremskreis II ist nachfolgend näher erläutert:

Der Bremskreis II hat eine vom Hauptbremszylinder 5 ausgehende, zur Radbremse 9 führende erste Bremsleitung 13. Von dieser Bremsleitung 13 zweigt eine zweite Bremsleitung 14 zur zweiten Radbremse 10 die­ ses Bremskreises II ab. In der ersten Bremsleitung 13 ist haupt­ bremszylinderseitig ein Absperrventil 15 in Form eines 2/2-Wegeven­ tils mit einer federbetätigten Durchlaßstellung 15a und einer elek­ tromagnetisch schaltbaren Sperrstellung 15b angeordnet.

Radbremsseitig ist eine Ventilanordnung 18 für die Bremsdruckmodula­ tion in den Radbremsen 9, 10 vorgesehen. Die Ventilanordnung 18 be­ sitzt je ein in der entsprechenden Bremsleitung 13, 14 angeordnetes Einlaßventil 19, 20. Diese sind als 2/2-Wegeventile mit einer feder­ betätigten Durchlaßstellung 19a bzw. 20a und einer elektromagnetisch schaltbaren Sperrstellung 19b bzw. 20b ausgebildet. Jedes Einlaßven­ til 19, 20 ist durch eine Bypass-Leitung 21 bzw. 22 mit einem darin angeordneten Rückschlagventil 23, 24 überbrückt. Das jeweilige Rück­ schlagventil 23, 24 hat eine Durchlaßrichtung von der entsprechenden Radbremse 9, 10 zum Hauptbremszylinder 5.

Zwischen dem jeweiligen Einlaßventil 19, 20 und den Radbremsen 9, 10 geht von den zugeordneten Bremsleitungen 13, 14 eine verzweigte Rückführleitung 27 aus. Im von der Bremsleitung 13 und von der Bremsleitung 14 ausgehenden Rückführleitungszweig 28 bzw. 29 befin­ det sich je ein Rückschlagventil 30 bzw. 31 mit Durchlaßrichtung von der entsprechenden Bremsleitung 13, 14 zur Rückführleitung 27. In der Rückführleitung 27 ist ein Auslaßventil 32 der Ventilanordnung 18 für die Bremsdruckmodulation angeordnet. Das Auslaßventil 32 ist ebenfalls als 2/2Wegeventil ausgebildet; es hat eine federbetätigte Sperrstellung 32a und eine elektromagnetisch schaltbare Durchlaß­ stellung 32b.

Die Rückführleitung 27 führt zur Saugseite einer durch einen elek­ trischen Antriebsmotor 35 antreibbaren, selbstansaugend ausgebilde­ ten Hochdruckpumpe 36. Zwischen der Saugseite der Hochdruckpumpe 36 und dem beiden Radbremsen 9, 10 zugeordneten Auslaßventil 32 ist eine Speicherkammer 37 zur Aufnahme von den Radbremsen 9, 10 entnom­ menem Druckmittel an die Rückführleitung 27 angeschlossen. Außerdem ist in der Rückführleitung 27 zwischen der Hochdruckpumpe 36 und dem Anschluß der Speicherkammer 37 ein gegen die Hochdruckpumpe öffnen­ des, federbelastetes Rückschlagventil 38 angeordnet.

Saugseitig ist die Hochdruckpumpe 36 durch eine Saugleitung 41 für Druckmittel mittelbar mit dem Hauptbremszylinder 5 verbunden, und zwar durch Anschluß der Saugleitung 41 zwischen dem Hauptbremszylin­ der 5 und dem Absperrventil 15 an die erste Bremsleitung 13. In der Saugleitung 41 ist ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Ladeventil 42 mit einer federbetätigten Sperrstellung 42a und einer elektromag­ netisch schaltbaren Durchlaßstellung 42b angeordnet. Druckseitig geht von der Hochdruckpumpe 36 eine Förderleitung 43 für Druckmittel aus, welche zwischen dem Absperrventil 15 und der Ventilanordnung 18 für die Bremsdruckmodulation in die erste Bremsleitung 13 mündet. Außerdem ist eine die erste Bremsleitung 13 zwischen dem Absperrven­ til 15 und der Ventilanordnung 18 mit der Saugleitung 41 zwischen dem Hauptbremszylinder 5 und dem Ladeventil 42 verbindende Über­ strömleitung 44 mit einem Druckbegrenzungsventil 45 vorgesehen. Das Druckbegrenzungsventil 45 ist auf einen den maximalen Förderdruck der Hochdruckpumpe 36 begrenzenden Ansprechdruck eingestellt.

Die zwischen dem Hauptbremszylinder 5 und den Radbremsen 7 bis 10 angeordneten Elemente der hydraulischen Bremsanlage 1 sind Teil der Einrichtung 2 zur Blockierschutzregelung sowie zur Erzeugung einer Differentialsperre durch Bremseneingriff. Sie sind in einem soge­ nannten Hydroaggregat 48 zusammengefaßt, welches in der Zeichnung durch einen strichpunktierten Linienzug angedeutet ist. Außerdem ge­ hören zur Einrichtung 2 ein elektronisches Steuergerät 49 sowie den einzelnen Fahrzeugrädern zugeordnete Raddrehzahlsensoren 50. Das Steuergerät 49 vermag Signale der Raddrehzahlsensoren 50 auszuwerten und in Schaltsignale für den Antriebsmotor 35 sowie die diversen elektromagnetisch betätigbaren Ventile der Bremsanlage 1 umzusetzen. Dabei ist im Bremskreis II sowohl Blockierschutzregelbetrieb als auch die Erzeugung einer Differentialsperre an den angetriebenen Fahrzeugrädern durch Bremseneingriff möglich. Im nicht näher erläu­ terten Bremskreis I ist dagegen lediglich Blockierschutzregelbetrieb durchführbar.

Die im Bremskreis II der Bremsanlage 1 möglichen Betriebsarten haben den nachfolgend erläuterten Funktionsablauf:

Bei einer normalen, vom Fahrzeugführer ausgelösten Bremsung nehmen die Ventile ihre gezeichnete Stellung ein. Außerdem ist der elektri­ sche Antriebsmotor 35 außer Betrieb. Der durch Pedalbetätigung im Hauptbremszylinder 5 erzeugte Druck wird (im Bremskreis II) durch Verschieben von Druckmittel-Teilmengen durch die Bremsleitungen 13, 14 in die Radbremsen 9, 10 übertragen. Beide Radbremsen 9, 10 tragen zur Abbremsung des Fahrzeugs bei. Durch Entlasten des Bremspedals fließen Druckmittel-Teilmengen von den Radbremsen 9, 10 zurück zum Hauptbremszylinder 5.

Tritt bei einer solchen Bremsung zum Beispiel am der Radbremse 10 zugeordneten Fahrzeugrad Blockiergefahr auf, so wird dies aufgrund der Signale der Raddrehzahlsensoren 50 vom elektronischen Steuer­ gerät 49 erkannt. Nach einem im Steuergerät 49 abgespeicherten Regelalgorhythmus wird in an sich bekannter Weise der Bremsdruck in der Radbremse 10 in Phasen für Druckabbau, Druckhalten und Druckauf­ bau moduliert. Wegen der beiden Radbremsen 9, 10 gemeinsamen Auslaß­ ventils 32 wird dabei die "Select-low"-Betriebsart wirksam, bei der das blockiergefährdete Fahrzeugrad die Größe des in beide Radbremsen 9, 10 einzusteuernden Bremsdrucks bestimmt.

Tritt beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs unzulässig großer Schlupf an den angetriebenen Fahrzeugrädern auf, so wird dies vom Steuergerät 49 gleichfalls aufgrund der Signale der Raddrehzahl­ sensoren 50 erkannt. Dabei werden die Radgeschwindigkeiten der bei­ den Antriebsräder miteinander verglichen. Sobald eine bestimmte Ge­ schwindigkeitsdifferenz überschritten ist, wird ein Bremseneingriff am schneller durchdrehenden Rad eingeleitet, um die Antriebskraft über das Differential des Fahrzeugs auf das andere Antriebsrad zu übertragen. Dabei sind folgende Betriebsweisen möglich:

Zum Abbremsen des beispielsweise der Radbremse 9 zugeordneten Fahr­ zeugrades schaltet das Steuergerät 49 das Absperrventil 15 in die Sperrstellung 15b, das Ladeventil 42 in die Durchlaßstellung 42b, das der Radbremse 10 des anderen Antriebsrades zugeordnete Einlaß­ ventil 20 in die Sperrstellung 20b und setzt die selbstansaugende Hochdruckpumpe 36 in Betrieb. Die Hochdruckpumpe 36 saugt Druckmit­ tel aus dem Hauptbremszylinder 5 an und fördert dieses in die Brems­ leitung 13. Durch Verschieben von Druckmittel-Teilmengen durch das seine Durchlaßstellung 19a einnehmende Einlaßventil 19 in die Rad­ bremse 9 wird dort Bremsdruck aufgebaut und das zugeordnete An­ triebsrad abgebremst. Beim Einsteuern von Bremsdruck in die Rad­ bremse 9 verhindert das im Rückführleitungszweig 29 angeordnete Rückschlagventil 31 das Wirksamwerden des Bremsdruckes in der Rad­ bremse 10. In einer solchen Phase für Bremsdruckaufbau verharrt das beiden Radbremsen 9, 10 gemeinsam zugeordnete Auslaßventil 32 in seiner Sperrstellung 32a.

In einer folgenden Phase für Druckhalten in der Radbremse 9 wird das Einlaßventil 19 in der Bremsleitung 13 in die Sperrstellung 19b ge­ schaltet. Die übrigen Ventile verbleiben in der vorstehend erwähnten Stellung. Das von der Hochdruckpumpe 36 weiterhin angesaugte Druck­ mittel wird durch die Überströmleitung 44 und das Druckbegrenzungs­ ventil 45 in die Saugleitung 41 abgesteuert.

In einer Phase für Druckabbau werden das Ladeventil 42 in die Sperr­ stellung 42a, das Absperrventil 15 in die Durchlaßstellung 15a und das Auslaßventil 32 in die Durchlaßstellung 32b geschaltet. Druck­ mittel strömt nun aus der Radbremse 9 durch die Rückführleitung 27 ab und wird zum Teil von der Speicherkammer 37 aufgenommen sowie von der Hochdruckpumpe 36 in die Bremsleitung 13 zurück zum Hauptbrems­ zylinder 5 gefördert. Bei Beendigung des Regelvorganges wird nach dem Entleeren der Speicherkammer 37 die Hochdruckpumpe 36 abgeschal­ tet; außerdem werden die Ventile im Bremskreis II in ihre Ausgangs­ stellung geschaltet.

In einer anderen Betriebsweise wird das Auslaßventil 32 am Regelvor­ gang nicht beteiligt. Während des gesamten Regelvorganges nimmt das Ladeventil 42 seine Durchlaßstellung 42b ein; außerdem ist die Hoch­ druckpumpe 36 eingeschaltet.

Zum Einsteuern von Bremsdruck in die Radbremse 9 in der Phase für Druckaufbau werden das Absperrventil 15 in die Sperrstellung 15b und das der Radbremse 10 zugeordnete Einlaßventil 20 in die Sperrstel­ lung 20b geschaltet, während das Einlaßventil 19 seine Durchlaßstel­ lung 19a beibehält. Das Rückschlagventil 31 im Rückführleitungszweig 29 verhindert die Übertragung des eingesteuerten Bremsdrucks von der Bremsleitung 13 in die Bremsleitung 14.

In der Phase für Druckhalten verbleiben das Absperrventil 15 in der Sperrstellung 15b und das Einlaßventil 20 in der Sperrstellung 20b.

Das Einlaßventil 19 in der Bremsleitung 13 wird ebenfalls in die Sperrstellung 19b geschaltet. Von der Hochdruckpumpe 36 weiterhin gefördertes Druckmittel wird über das Druckbegrenzungsventil 45 ab­ gesteuert.

In der Phase für Druckabbau in der Radbremse 9 wird das Absperrven­ til 15 in die Durchlaßstellung 15a geschaltet. Das der Radbremse 10 zugeordnete Einlaßventil 20 verbleibt in der Sperrstellung 20b. Der Bremsdruck in der Radbremse 9 kann sich nun bei seine Sperrstellung 19b einnehmendem Einlaßventil 19 durch die Bypassleitung 21 und das Rückschlagventil 23 oder bei in seine Durchlaßstellung 19a geschal­ tetem Einlaßventil 19 durch dieses zum Hauptbremszylinder 5 abbauen. Bei Beenden des Regelvorganges wird die Hochdruckpumpe 26 abgeschal­ tet; ebenso werden die Ventile im Bremskreis II in ihre gezeichnete Stellung zurückgeführt.

In einer weiteren Betriebsweise der Einrichtung 2 zum Erzeugen einer Differentialsperre durch Bremseneingriff ist die Hochdruckpumpe 36 während des gesamten Regelvorganges eingeschaltet, während das Aus­ laßventil 32 in seiner Sperrstellung 32a verbleibt.

In der Phase für Druckaufbau in der Radbremse 9 werden das Absperr­ ventil 15 in die Sperrstellung 15b, das Ladeventil 42 in die Durch­ laßstellung 42b und das der Radbremse 10 zugeordnete Einlaßventil 20 in die Sperrstellung 20b geschaltet, während das der Radbremse 9 zu­ geordnete Einlaßventil 19 in der Durchlaßstellung 19a verbleibt. Von der Hochdruckpumpe 36 aus dem Hauptbremszylinder 5 angesaugtes Druckmittel wird in die Bremsleitung 13 gefördert und Bremsdruck in der Radbremse 9 aufgebaut. Das Rückschlagventil 31 im Rückführlei­ tungszweig 29 verhindert auch hier die Einsteuerung von Bremsdruck in die Radbremse 10.

In der Phase für Druckhalten verbleiben das Absperrventil 15 in der Sperrstellung 15b und das der Radbremse 10 zugeordnete Einlaßventil 20 in der Sperrstellung 20b, während das Lageventil 42 in die Sperr­ stellung 42a geschaltet wird. Das der Radbremse 9 zugeordnete Ein­ laßventil 19 kann eine beliebige Stellung einnehmen. Da die Förde­ rung der Hochdruckpumpe 36 unterdrückt ist, tritt im wesentlichen keine Änderung des in die Radbremse 9 eingesteuerten Bremsdrucks ein.

In der Phase für Druckabbau in der Radbremse 9 verbleiben das Lade­ ventil 42 in der Sperrstellung 42a sowie das der Radbremse 10 zuge­ ordnete Einlaßventil 20 in der Sperrstellung 20b. Das Absperrventil 15 wird in die Durchlaßstellung 15a geschaltet; die Stellung des der Radbremse 9 zugeordneten Einlaßventils 19 kann beliebig sein. Durch Verschieben von Druckmittel-Teilmengen durch das Einlaßventil 19 oder durch die Bypassleitung 21 zurück zum Hauptbremszylinder 5 tritt eine Entlastung der Radbremse 9 vom Bremsdruck ein.

Bei Beendigung des Regelbetriebes werden die Hochdruckpumpe 36 abge­ schaltet und die Ventile des Bremskreises II in die gezeichneten Stellungen zurückgeführt.

Bei der letztgenannten Betriebsweise wird aufgrund der unterdrückten Pumpenförderung ein vermindertes Geräusch sowie eine verminderte Verlustleistung der Hochdruckpumpe 36 erzielt, weil kein überschüs­ siges Druckmittelvolumen über das Druckbegrenzungsventil 45 abge­ steuert werden muß. Wegen der Nichtbeteiligung des Absperrventils 32 in den beiden letztgenannten Betriebsweisen wird außerdem in Phasen für Druckabbau verhindert, daß z. B. bei vom Fahrzeugführer ausgelö­ stem Einbremsen Druckmittel in die Speicherkammer 37 abströmt und in einem unmittelbar folgenden Blockierschutzregelbetrieb das wirksame Aufnahmevolumen der Speicherkammer mindert. Das Rückschlagventil 38 in der Rückführleitung 27, welches bei eingeschalteter Hochdruck­ pumpe 36 und in Durchlaßstellung 32b geschaltetem Auslaßventil 32 unzulässigen Unterdruck in den Radbremsen 9, 10 verhindert, stellt bei Einbremsen mit in die Durchlaßstellung 42b geschaltetem Ladeven­ til 42 in allen drei Betriebsweisen sicher, daß kein Druckmittel durch die Saugleitung 41 in die Speicherkammer 37 fließt.

Claims (3)

1. Hydraulische Bremsanlage (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung (2) zur Blockierschutzregelung sowie zur Er­ zeugung einer Differentialsperre durch Bremseneingriff, welche um­ faßt:

• - einen Hauptbremszylinder (5), von dem in einem Bremskreis (11) eine zu einer ersten Radbremse (9) eines angetriebenen Fahrzeugs­ rades führende erste Bremsleitung (13) und wenigstens mittelbar eine zu einer zweiten Radbremse (10) führende zweite Bremsleitung (14) ausgehen,
• - ein in der ersten Bremsleitung (13) angeordnetes Absperrventil (15) mit einer Durchlaßstellung (15a) und einer Sperrstellung (15b),
• - eine selbstansaugende Hochdruckpumpe (36), welche saugseitig mit einer Saugleitung (41) für Druckmittel zwischen dem Hauptbrems­ zylinder (5) und dem Absperrventil (15) sowie druckseitig mit ei­ ner Förderleitung (43) für Druckmittel zwischen dem Absperrventil (15) und der ersten Radbremse (9) an die erste Bremsleitung (13) angeschlossen ist,
• - ein in der Saugleitung (41) angeordnetes Ladeventil (42) mit einer Sperrstellung (42a) und einer Durchlaßstellung (42b),
• - eine den Radbremsen (9, 10) zugeordnete Ventilanordnung (18) für die Bremsdruckmodulation, bestehend aus je einem in der jeweiligen Bremsleitung (13, 14) angeordnete Einlaßventil (19, 20) mit einer Durchlaßstellung (19a, 20a) und einer Sperrstellung (19b, 20b) so­ wie einem Auslaßventil (32) mit einer Sperrstellung (32a) und ei­ ner Durchlaßstellung (32b),
• - eine zur Saugseite der Hochdruckpumpe (36) führende Rückführlei­ tung (27), welche mit Leitungszweigen (28, 29) zwischen der Rad­ bremse (9, 10) und dem Einlaßventil (19, 20) an die jeweilige Bremsleitung (13, 14) angeschlossen ist,
• - eine an die Rückführleitung (27) angeschlossene Speicherkammer (37) zur Aufnahme von den Radbremsen (9, 10) entnommenem Druckmit­ tel,
• - zwei die Bremsdruckübertragung von einer Bremsleitung in die an­ dere Bremsleitung (13, 14) verhindernde Rückschlagventile (30, 31), gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• - die zweite Bremsleitung (14), die zum zweiten angetriebenen Fahr­ zeugrad führt, ist zwischen dem Absperrventil (15) und der Ventil­ anordnung (18) für die Bremsdruckmodulation an die erste Bremslei­ tung (13) angeschlossen,
• - beiden Radbremsen (9, 10) ist ein gemeinsames Auslaßventil (32) in der Rückführleitung (27) zugeordnet,
• - die Rückschlagventile (30, 31) sind im jeweiligen Rückführlei­ tungszweig (28, 29) mit Durchlaßrichtung von der entsprechenden Bremsleitung (13, 14) zur Rückführleitung (27) angeordnet.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (27) zwischen dem Anschluß der Speicher­ kammer (37) und der Hochdruckpumpe (36) ein gegen diese öffnendes Rückschlagventil (38) angeordnet ist.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die erste Bremsleitung (13) eine das Absperrventil (15) we­ nigstens mittelbar umgehende Überströmleitung (44) mit einem gegen den Hauptbremszylinder (5) Druckmittel absteuernden Druckbegren­ zungsventil (45) angeschlossen ist.