DE4141354A1 - Anordnung zur modulation des bremsdruckes - Google Patents

Anordnung zur modulation des bremsdruckes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Modulation des Bremsdruckes in einer an eine blockiergeschützte und/oder antriebsschlupfregelnden Bremsanlage angeschlossenen Radbremse, mit einem Drossel- oder Regelventil, das in einen von einem Hauptzylinder zu der Radbremse führenden Druckmittelweg eingefügt ist, und mit einem elektromagnetisch betätigbaren Druckabbauventil, das in seiner Ruhestellung einen von der Radbremse zu einem Niederdruckbereich führenden Druckmittelweg sperrt und das auf Durchlaß umschaltbar ist.
Es ist bekannt, zur Modulation des Druckes in den einzelnen Radbremsen eines Fahrzeuges, das mit einer Blockierschutzregelung (ABS) oder Antriebsschlupfregelung (ASR) ausgerüstet ist, Einlaß-/Auslaßventilpaare zu verwenden. Geeignet für diesen Zweck sind 2/2-Wegeventile, wobei vorzugsweise das Einlaßventil in der Ruhestellung auf Durchlaß, das Auslaßventil in der Ruhestellung auf Sperren geschaltet sind. Die Funktion dieser beiden Ventile kann auch durch eine einzige Ventilanordnung mit drei Schaltpositionen (Druckaufbau, Druckkonstanthaltung und Druckabbau) realisiert werden.
Aus der DE 39 19 842 A1 ist es auch bereits bekannt, in dem Einlaßweg, der von dem Hauptzylinder der Bremsanlage zu der Radbremse führt, anstelle eines Magnetventils ein hydraulisch von einer Offenstellung in eine Drosselstellung umschaltbares Drosselventil zu verwenden. Noch günstiger ist es, ein Stromregelventil, das einen von der Druckdifferenz unabhängigen Fluidstrom durchläßt, einzusetzen. Das zugehörige Auslaßventil oder Druckabbauventil muß während der Regelung zum vollständigen Abbau des Bremsdruckes zusätzlich das über das Drossel- oder Strommengenventil nachfließende Fördervolumen in den Niederdruckbereich, d. h. zu einem Niederdruckspeicher, zur Saugseite einer Pumpe oder in einen Druckausgleichsbehälter, ableiten.
Der Druck wird bei den bekannten ABS und ASR-Systemen durch Ansteuerung dieses Druckbauventils und damit Öffnen des Druckmittelweges zum Niederdruckbereich abgebaut. Es werden Ansteuerpulse oder Pulsfolgen verwendet, deren Dauer, Anzahl und Abstand (Pulspausen) in Abhängigkeit von dem Drehverhalten der geregelten Räder möglichst genau dosiert werden müssen. Es werden schnellschaltende Magnetventile eingesetzt, die einen durch Magnetkraft sehr schnell von einer Einstellung zur anderen verschiebbaren Ventilkolben besitzen. Diese Ventilart und die beschriebene Regelungsweise haben den Nachteil, daß durch das ständige Hin- und Herschalten des Ventilkolbens und durch den diskontinuierlichen Druckmittelfluß aus der Radbremse in den Niederdruckbereich störende "Ventilgeräusche" entstehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu überwinden und die Geräusche auf ein nicht mehr störendes Niveau zu reduzieren.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Anordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Besonderheit darin besteht, daß das Druckabbauventil mit einem Wechselsignal oder einer Pulsfolge ansteuerbar ist, dessen Frequenz bzw. deren Pulsdauer/Pulspausenverhältnis derart auf die Ventilcharakteristik abgestimmt ist, das während der Druckabbauphase eines Regelungsvorganges der Ventilkolben unter dem Einfluß des Wechsel- oder Pulssignals und des hydraulischen Druckes oder der auf den Ventilkolben wirkenden Druckdifferenz zumindest zeitweise eine Schwimmstellung einnimmt.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung, werden zur Steuerung des Druckabbaues während eines Regelungsvorganges die Frequenz des Wechselsignals, die Pulsbreite und/oder das Pulsdauer/Pulspausenverhältnis in vorgegebenen Grenzen variiert. Dabei kann die Frequenz oder das Pulspausenverhältnis des Wechselsignals in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten und von dem Bremsdruck in der Radbremse geändert werden.
Der Arbeitsbereich und die Grenzfrequenzen des Wechselsignals oder der Pulsfolge, zwischen denen das Signal zur Regelung variiert werden kann, werden zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von den während einer Regelung entstehenden Ventilgeräuschen festgelegt.
Das Druckabbauventil wird also erfindungsgemäß derart angesteuert, daß während der Druckabbauphase ein quasi kontinuierlicher Druckmittelstrom über das ständig teilweise geöffnete Ventil entsteht. Durch Frequenzmodulation oder Pulsbreitenmodulation des Wechselsignals, mit dem das Druckabbauventil angesteuert wird, läßt sich die Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch das Ventil und damit der Druckabbau und der Druckabbaugradient auf die gewünschten Werte einstellen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Vereinfachung die wichtigsten hydraulischen Komponenten einer Anordnung nach der Erfindung und deren hydraulische Zusammenschaltung,
Fig. 2 im Detail ein Ausführungsbeispiel des Druckabbauventils der Anordnung nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist zur Veranschaulichung der Erfindung derjenige Teil einer blockiergeschützten Bremsanlage wiedergegeben, dessen Gestaltung von der Erfindung beeinflußt wird. Dargestellt ist lediglich der Anschluß einer Radbremse 1 an einen Kreis I eines Tandemhauptzylinders 2, der zu einer üblichen hydraulischen Bremsanlage gehört. Der Hauptzylinder 2 wird über einen vorgeschalteten Unterdruckverstärker 3 mit Hilfe eines Bremspedals 4 betätigt.
In den Druckmittelweg, der von dem Hauptzylinder 2 zu der Radbremse 1 führt, ist ein Drosselventil oder ein Stromregelventil 5 eingefügt.
Der über dieses Ventil 5 fließende, gedrosselte Druckmittelstrom bestimmt die Druckaufbaugeschwindigkeit in der Radbremse 1. Dieses Ventil ist als hydraulisch umschaltbares 2/2-Wegeventil ausgebildet und derart geschaltet, daß nur während eines Blockierschutz-/oder Antriebsschlupfregelvorganges die Drosselung wirkt, nicht jedoch bei einem ungeregelten Bremsvorgang.
Ein erfindungswesentliches Druckabbauventil 6 ist nach Fig. 1 als elektromagnetisch steuerbares 2/2-Wegeventil ausgebildet. In der Ruhestellung ist das Ventil 6 gesperrt. Nach Ansteuerung des Druckabbauventils 6 kann Druckmittel aus der Radbremse 1 und das über das Stromregelventil 5 nachströmende Druckmittel zu einem Niederdruckspeicher 7 und zu der Saugseite einer Hydraulikpumpe 8 fließen. Diese Pumpe 8 dient zur Rückförderung des in der Druckabbauphase einer Regelung abfließenden Druckmittels. Die Funktion eines solchen Niederdruckspeichers 7 und der Pumpe 8 im Rahmen einer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung sind bekannt.
Den prinzipiellen Aufbau des in Fig. 1 symbolisch dargestellten Druckabbauventils 6 zeigt Fig. 2. Es handelt sich hier um ein übliches, als SG-Ventil (stromlos geschlossenes Ventil) ausgebildete 2/2-Wegeventil. Im Vergleich zu den herkömmlichen, als reine Schaltventile, die nur zwei Positionen einnehmen können, verwendeten Anordnungen sind die Anschlüsse, die zu der Radbremse (1) und zu dem Niederdruckspeicher (7) führen, vertauscht.
Das Ventil 6 nach Fig. 2 besitzt einen Ventilkolben 9, der gegen die Kraft einer Schließfeder 10 axial verschiebbar in einem Ventilgehäuse oder Ventilzylinder 11 angeordnet ist. Das Ventil 6 trägt eine Wicklung 12, mit der bei elektrischer Ansteuerung des Ventils eine Kraftkomponente erzeugt wird, die der Schließkraft der Feder 10 entgegengerichtet ist. Bei Ansteuerung des Ventils wird über einen Ventilstößel 13 und ein Kugelventil 14 ein Druckmitteleinlaß (1) freigegeben. Über diesen Einlaß kann Druckmittel aus der Radbremse 1 durch das Ventil hindurch zum Niederdruckspeicher (7) gelangen.
Das Ventil 6 wird erfindungsgemäß, wenn im Rahmen einer Blockierschutz- oder Antriebsschlupfregelung Druckabbau verlangt ist, durch ein Wechselsignal, vorzugsweise durch eine Pulsfolge derart gesteuert, daß der Ventilkolben 9 im Inneren des Ventils 6 eine Schwimmstellung einnimmt, nicht jedoch vollständig öffnet oder schließt. Dadurch wird der Druckmittelabfluß aus der Radbremse 1 in den Niederdruckbereich gerade soweit freigegeben, daß sich der gewünschte Druck bzw. Druckabbau einstellt. Durch Variation der Frequenz des Wechselsignals, der Pulsbreite oder des Pulsdauer/Pulspausenverhältnisses einer Pulsfolge - wie symbolisch angedeutet - wird der Druckabbau und der mittlere Druckabbaugradient in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten eingestellt.
Der Bremsdruck und der Bremsdruckverlauf in der Radbremse 1 beeinflussen ebenfalls die Schwimmstellung des Ventilkolbens 9 im Inneren des Ventils 6. Da der Druckmittelfluß in der Druckabbauphase quasi kontinuierlich ist und auch ein Anschlagen des Ventilkolbens in den Endpositionen vermieden wird, entstehen im Gegensatz zu der bekannten Verwendung und Ansteuerung der Druckabbauventile als "Schalt"-Ventile keine störenden Geräusche. Dies wird, wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ohne jeglichen Mehraufwand und ohne die Verwendung teuerer Ventilkonfigurationen erreicht.

Claims (4)

1. Anordnung zur Modulation des Bremsdruckes in einer an eine blockiergeschützte und/oder antriebsschlupf­ regelnden Bremsanlage angeschlossenen Radbremse, mit einem Drossel- oder Regelventil, das in einen von einem Hauptzylinder zu der Radbremse führenden Druckmittelweg eingefügt ist, und mit einem elektromagnetisch betätigbaren Druckabbauventil, das in seiner Ruhestellung einen von der Radbremse zu einem Niederdruckbereich führenden Druckmittelweg sperrt und das auf Durchlaß umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckabbauventil (6) mit einem Wechselsignal oder einer Pulsfolge ansteuerbar ist, dessen Frequenz bzw. deren Pulsdauer/Pulspausenverhältnisses derart auf die Charakteristik des Ventils (6) abgestimmt ist, das während der Druckabbauphase eines Regelungsvorganges der Ventilkolben (9) unter dem Einfluß des Wechsel- oder Pulssignals und des hydraulischen Druckes oder der auf den Ventilkolben (9) wirkenden Druckdifferenz zumindest zeitweise eine Schwimmstellung einnimmt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Druckabbaues während eines Regelungsvorganges die Frequenz des Wechselsignals, die Pulsbreite und/oder das Pulsdauer/Pulspausenverhältnis in vorgegebenen Grenzen variierbar sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz oder das Puls/Pausenverhältnis des Wechselsignals in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten und den Bremsdruck in der Radbremse (1) variierbar ist.
4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsbereich und die Grenzfrequenzen des Wechselsignals oder der Pulsfolge in Abhängigkeit von den während einer Regelung entstehenden Ventilgeräuschen festgelegt sind.
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