DE4215032A1 - Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Bremsanlagen dieser Art, zum Beispiel DE-OS 33 23 402, wird mit Hilfe von elektromagnetisch betätigbaren Einlaß- und Auslaßventilen der Bremsdruck in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten beeinflußt, um einerseits ein blockieren der Räder bei übermäßiger Bremsenbetätigung zu verhindern und um andererseits die Bremskraftverteilung auf die Vorder- und Hinterräder der jeweiligen Bremssituation anzupassen. Durch Steuerung der Bremskraftverteilung lassen sich die Auswirkungen eines unterschiedlichen Beladungszu­ standes des Fahrzeuges unter statischen bzw. dynamischen Achslastverteilung beeinflussen. Zur Erhaltung der Fahrsta­ bilität muß dabei stets sichergestellt sein, daß keinesfalls ein blockieren der Hinterräder vor dem Blockieren der Vor­ derräder einsetzt.

Zur Steuerung der Bremskraftverteilung sind nach der vorge­ nannten DE-OS in die Hauptdruckleitungen, die zu den Hinter­ rädern führen, in der Ruhestellung sperrende Mehrwegeventile als Einlaßventile eingefügt. Die zu den Vorderrädern führen­ den Einlaßventile sind dagegen in ihrer Ruhestellung für den Durchfluß von Druckmittel offen. Durch getaktetes Ansteuern der Ventile wird erreicht, daß sich an den Hinterrädern ein Bremsschlupf einstellt, der stets kleiner ist als an den Vorderrädern. Auf diese Weise soll ein hoher Beitrag der Hinterräder zur Abbremsung erreicht und gleichzeitig eine Überbremsung der Hinterräder verhindert werden.

Nach dieser Offenlegungsschrift werden die Einlaß- und die Auslaßventile, die Radsensoren, die Steuer- und Regelelek­ tronik und das Hilfsdruckversorgungssystem sowohl zur Steue­ rung der Bremskraftverteilung als auch zur Blockierschutzre­ gelung verwendet, mit dem Nachteil, daß bei einer Funktions­ störung in der die Ventile der Hinterachsbremse aktivieren­ den Elektrik oder Elektronik keinerlei Bremsenwirkung an der Hinterachse zustande kommt.

Aus der DE-OS 30 15 747 ist eine schlupfgeregelte Bremsanla­ ge bekannt, die ebenfalls wie in der zuvor erläuterten Bremsanlage jeweils an der Hinterradbremse ein in der Grund­ stellung geschlossenes Einlaßventil sowie ein in der Grund­ stellung geschlossenes Auslaßventil aufweist. Ferner ist zur Vermeidung einer Überbremsung der Hinterachse parallel zum vorgenannten Einlaßventil ein als Druckbegrenzer oder Druck­ minderer ausgeführter Bremskraftregler vorgeschaltet, der während eines Ausfalls der die Elektromagnetventile an­ steuernden Elektrik bzw. Elektronik sowohl bei Normalbrem­ sung wie auch während der Blockierschutzregelung für die Einhaltung einer kennlinienbezogenen, festen Bremskraftver­ teilung sorgt. Während der Blockierschutzregelung gelangt von der Hilfsdruckpumpe gefördertes Druckmittel normalerwei­ se ungehindert jeweils durch das einer Hinterradbremse zuge­ hörige Einlaßventil. Die eigentliche Bremsdruckregelung an der Hinterachse erfolgt entsprechend den von der Steuer- und Regelelektronik erfaßten Bremsschlupfsignale. Die Anordnung eines relativ aufwendigen Bremskraftreglers zur Aufrechter­ haltung der Hinterachsbremsenwirkung bei einer eventuellen auftretenden Störung in der Elektrik oder Elektronik, ist im Hinblick auf die relativ geringe Wahrscheinlichkeit einer Funktionsstörung sowie infolge des relativ geringeren Brems­ kraftanteils der Hinterachsbremse gegenüber der Vorderachs­ bremsenwirkung als erheblicher Aufwand und damit als nach­ teilig anzusehen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brems­ anlage mit Schlupfregelung zu schaffen, die sich durch ein­ fache, kostengünstige und insbesondere durch funktionssiche­ re Komponenten auszeichnet, um beim Auftreten etwaiger elek­ trischer oder elektronischer Störungen einen völligen Aus­ fall der Hinterachsbremse zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst, wonach in einem Bypass zum Einlaßventil der Hinterradbremse eine mit wenigstens ei­ nem Ventilmittel versehene Funktionseinheit angeordnet ist, die in der Offenstellung des Einlaßventils den Bypass ge­ schlossen hält und in der Sperrstellung des Einlaßventils druckabhängig einen Volumenstrom zur Radbremse der Hinter­ achse zuläßt.

Damit ist gewährleistet, daß unabhängig vom Funktionszustand der Steuer- und Regelelektronik sowie der zugeordneten Peri­ pherie unter allen Betriebszuständen der Bremsanlage jeder­ zeit auf einfache Weise eine die Fahrstabilität unbeein­ trächtigende Bremsdrucksteuerung in der Hinterachsbremse er­ folgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgezeigten Maßnahmen sind zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung angegeben, die im Zu­ sammenhang mit den weiteren Merkmalen und Vorteilen der Er­ findung nachfolgend anhand mehrerer Zeichnungen näher darge­ stellt und erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan einer schlupfgeregelten Bremsanlage zur Druckmittelversorgung einer Hinter­ radbremse,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform zur Gestaltung des pa­ rallel zum Einlaßventil angeordneten Funktions­ blocks,

Fig. 3 eine weitere Variante des in Fig. 1 skizzierten Funktionsblocks,

Fig. 4 mehrere Bremskraftverteilungskennlinien zum Zwecke der Erläuterung der in Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform der Bremsanlage.

Die Fig. 1 zeigt in vereinfachter, überschaubarer Darstel­ lung exemplarisch die zur Betätigung einer Hinterradbremse erforderlichen Elemente. An einem pedalbetätigbaren Hauptzy­ linder 12 ist eine zu einer Hinterradbremse HA führende Hauptdruckleitung 2 angeschlossen, die ein in der Grundstel­ lung elektromagnetisch stromlos geschlossenes Einlaßventil 1 sowie parallel dazu ein in Richtung des Hauptzylinders 12 öffnendes Rückschlagventil 13 aufweist. Weiterhin befindet sich in einer parallel zum Einlaßventil 1 angeordneten Druckmittelleitung ein in der Grundstellung elektromagne­ tisch geschlossenes Auslaßventil 6 sowie ein hierzu in Strö­ mungsrichtung dem Auslaßventil 6 nachgeschaltetes Reservoir 14, das entweder als druckloser Nachlaufbehälter am Hauptzy­ linder 12 ausgeführt ist oder als Niederdruckspeicher eines geschlossenen Bremsanlagensystems direkt an einer Hilfdruck­ leitung 15 angeschlossen ist und eine Hilfsdruckpumpe 16 mit Druckmittel versorgt. Die Hilfsdruckleitung 15 ist zwischen dem Hauptzylinder 12 und dem Einlaßventil 1 an die Haupt­ druckleitung 2 angeschlossen, während das Auslaßventil 6 zwischen dem Einlaßventil 1 und der Hinterradbremse HA an die Hauptdruckleitung 2 angeschlossen ist. Über diesen be­ reits hinreichend bekannten Grundaufbau des für eine schlupfgeregelte Hinterradbremse erforderlichen Bremskreises weist dieser hydraulisch parallel zum Einlaßventil 1 ge­ schaltet ein zusätzlich als Funktionsblock F dargestelltes bauliches Merkmal auf. Dieser sogenannte Funktionsblock F kann an jeder geeigneten Stelle der Hauptdruckleitung 2 in Parallelschaltung zum Einlaßventil 1 positioniert sein, ohne daß sich hierdurch Nachteile für den Betrieb der Anlage er­ geben. Ferner befindet sich ein dem Hauptzylinder 12 zuge­ ordneter Pedalwegschalter 10 am Gestänge einer Pedalbetäti­ gung.

Hinsichtlich der Aufgabenstellung und Funktion aller genann­ ten Elemente wird zunächst auf die Beschreibung des Funktionsblocks F gemäß Fig. 2 und 3 Bezug genommen.

Die Fig. 2 zeigt eine konkrete Ausführung zum Schaltungs­ aufbau des in Fig. 1 stilisierten Funktionsblocks F. Die Funktionseinheit F weist parallel zum in der Grundstellung gesperrten Einlaßventil 1 ein in Richtung der Hinterradbrem­ se HA öffnendes Überdruckventil bzw. Druckrückhalteventil 7 auf. Das Überdruck- bzw. Druckhalteventil 7 übernimmt bei Ausfall der Ansteuerung des Einlaßventils 1 eine Sicher­ heitsfunktion, indem bei permanent gesperrtem Einlaßventil 1 bei Bremsenbetätigung und damit beim Erreichen des Ventil­ öffnungsdrucks der Bremsdruck zur Hinterradbremse HA gelan­ gen kann. Das Rückschlagventil 8 gewährleistet das Lüften der Hinterradbremse HA in der Bremslösestellung. Unter Bezug auf die in Fig. 1 gezeigte Funktionseinheit F wird in Fig. 2 bzw. 3 auf die zusätzliche Anordnung einer dem Über­ druck- bzw. Druckrückhalteventil 7 vor- oder nachgeschalte­ ten Blende 9 verwiesen. Diese gewährleistet, daß der Volu­ menstrom durch die Funktionseinheit F immer kleiner ist, als der Förderstrom der Hilfsdruckpumpe 16. Damit ist sicherge­ stellt, daß bei einer schlupfgeregelten Bremsung jederzeit durch Öffnen des Auslaßventils 6 eine Druckentlastung in der Hinterradbremse HA stattfinden kann, um eine Überbremsung und damit eine Instabilität des Fahrzeugs zu verhindern. Ferner hat die in Fig. 2 und 3 beschriebene Funktionsein­ heit F den Vorteil, daß bei Bedarf jederzeit eine Adaption an vorhandene Druckbegrenzer oder Druckminderer erfolgen kann, die in einer gemeinsamen, parallel zum Einlaßventil 1 angeschlossenen Funktionseinheit F zusammengefaßt werden können, wodurch die durch die fahrzeugspezifischen Gegeben­ heiten hervorgerufenen Anforderungen an die Bremsanlagen­ charakteristik optimal erfüllt werden können.

Die Fig. 4 zeigt verschiedene Kennlinien A, B, C, D zur Bremskraftverteilung zwischen Vorderrad- und Hinterradbrem­ se. Hierzu gibt die Abszisse des Diagramms den Vorderrad­ bremsdruck Pva und die Ordinate den Hinterradbremsdruck Pha an. Ohne Minderung des Bremsdruckes verläuft die Kennlinie A linear ansteigend. Dies entspräche einer proportionalen, un­ geregelten Bremsdruckeinspeisung in den Vorderrad- und Hin­ terradbremsen. Das Einlaßventil 1 befände sich gemäß dieser Kennlinie A elektromagnetisch permanent in Offenstellung, das Auslaßventil 6 wäre in Schließstellung, während die Funktionseinheit F wirkungslos bliebe. Die Kennlinie B zeigt den Druckverlauf des aus Fig. 2 gezeigten Überdruckventils 7. Erst beim Erreichen des dem Ventilöffnungsdruck pro ent­ sprechenden Kennlinienknickpunkts folgt linear zum Vorder­ radbremsdruck Pva eine um den Betriebsdruck des Überdruck­ ventils 7 geminderte Nachführung des in der Hinterradbremse eingespeisten Hinterradbremsdrucks Pha. Dies setzt voraus, daß das Einlaßventil 1 infolge einer Funktionsstörung wir­ kungslos in Sperrstellung verbleibt. Ferner befinden sich im Diagramm die Kennlinien C, D für den idealen Druckanstieg bei beladenem und leerem Fahrzeug, die jedoch für die Erläu­ terung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sind und daher nicht weiter erörtert werden.

Nachfolgend wird unter Bezug auf die vorangegangene Be­ schreibung zusammenfassend die Funktion der Bremsanlage an­ gegeben.

Bei Normalbremsung im Bereich kleiner, zulässiger Schlupf­ werte gelangt vom Hauptzylinder 12 in die Hauptdruckleitung 2 fußkraftproportional eingespeistes Druckmittel bis zu dem in der Grundstellung geschlossenen Einlaßventil 1. Zum Anle­ gen der Hinterradbremse HA schaltet das Einlaßventil 1 in die elektromagnetisch erregte offene Schaltstellung. Dies setzt voraus, daß im Rahmen der innerhalb der Steuer- und Regelelektronik 5 vollzogenen Selbstdiagnose keinerlei Feh­ lermeldung registriert ist. Als eine die Bremsen aktivieren­ de Größe steht der Steuer- und Regelelektronik 5 beispiels­ weise ein durch einen Druckschalter bzw. Pedalwegschalter 10 ermitteltes Signal zur Verfügung, so daß durch die ent­ sprechenden logischen Operationen innerhalb der Steuer- und Regelelektronik 5 das Einlaßventil 1 bei Bremsenbetätigung in Offenstellung geschaltet ist. Eine Überbremsung der Hin­ terachse wird anhand den von den Radsensoren ermittelten Drehzahlsignalen in der Steuer- und Regelelektronik 5 er­ kannt. Hierdurch wird das Einlaßventil 1 der betreffenden Hinterradbremse HA taktweise erregt, wobei auch bei Bedarf das Auslaßventil 6 geschaltet wird, um eine an die Kriterien der Fahrzeugfahrstabilität angepaßte Bremsdruckmodulation zu bewirken.

Werden beispielsweise im Rahmen einer Plausibilitätsprüfung in einem Mikroprozessor der Steuer- und Regelelektronik Feh­ ler geortet, so verharrt das Einlaßventil 1 deaktiviert, wo­ durch erst beispielsweise beim Erreichen des Öffnungsdrucks des in Fig. 2 gezeigten Überdruckventils 7 eine Brems­ drucksteuerung der Hinterradbremse HA analog zum bereits in Fig. 4 beschriebenen Kennlinienverlauf erfolgt.

Setzt auf Grund unzulässiger Schlupfwerte die Bremsdruckmo­ dulation (ABS-Regelung) ein, so werden auf an sich bekannte Weise die Druckhalte-, Druckabbau-, sowie Druckaufbauphasen durch entsprechende von der Steuer- und Regelelektronik 5 ausgelöste Stellsignale der Einlaß- und Auslaßventile 1, 6 vollzogen. Im konkreten Fall wäre somit bei einem Anzeichen einer Überbremsung des Hinterrades das Einlaßventil 1 elek­ tromagnetisch zu schließen (Druckhaltephase) und bei Bedarf das Auslaßventil 6 zu öffnen (Druckabbauphase). Da jedoch bei einer Funktionsstörung im Hinterachsbremskreis, bei­ spielsweise des in der Grundstellung permanent geschlossenen Einlaßventils und/oder des permanent geschlossenen Auslaß­ ventils, in der Elektrik oder innerhalb der Steuer- und Re­ gelelektronik 5 zwangsläufig durch die nachgeschaltete Funktionseinheit F und damit über das Einlaßventil 1 der Zu­ strom von ungeregeltem Druckmittel zur Hinterradbremse ver­ hindert wird, so regelt zwangsläufig das parallel zum Ein­ laßventil 1 befindliche Ventil der Funktionseinheit F (Über­ druckventil 7, Blende 9), vergleichbar mit einem Bremsdruck­ minderer bzw. Bremsdruckbegrenzer den Hinterradbremsdruck.

Damit ist sichergestellt, daß unabhängig von der Funktions­ fähigkeit einzelner ABS-/ASR-Komponenten jederzeit geregel­ ter Bremsdruck zur Hinterradbremse gelangt, um die Fahrsta­ bilität des Fahrzeugs zu gewährleisten.

Für die Ansteuerung des Einlaßventils 1 eignet sich vorteil­ haft die eingangs bereits erwähnten, die Bremsenbetätigung signalisierenden Einrichtungen, beispielsweise ein Pedalweg­ schalter 10 und/oder Druckschalter. Unter der Voraussetzung einer uneingeschränkt funktionsfähigen Steuer- und Regel­ elektronik 5 führen alle zuvor beschriebenen Maßnahmen zu einem Sicherheitskonzept, das unter allen Betriebszuständen ein blockieren der Hinterradbremse HA verhindert, wobei auf der Basis einer Steuerung der Vorderachs- und Hinterachs­ bremskraftverteilung durch vorhandene ABS-/ASR-Ventile auf die Verwendung aufwendiger mechanischer Bremskraftregler verzichtet werden kann. Ferner soll darauf hingewiesen wer­ den, daß die Erfindung uneingeschränkt für ein- und mehr­ kreisige, diagonal- oder achsweise aufgeteilte Bremsanlagen anwendbar ist.

Bezugszeichenliste

 1 Einlaßventil
 2 Hauptdruckleitung
 4 Bypass
 5 Steuer- und Regelelektronik
 6 Auslaßventil
 7 Überdruckventil
 8 Rückschlagventil
 9 Blende
10 Pedalwegschalter
12 Hauptzylinder
13 Rückschlagventil
14 Reservoir
15 Hilfsdruckleitung
16 Hilfsdruckpumpe
17 Ventilaufnahmekörper
F Funktionsblock
HA Hinterradbremse
A, B, C, D Kennlinien
Pva Vorderachsbremsdruck
Pha Hinterachsbremsdruck

Claims (5)

1. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung, mit einem pedalbetätigbaren, vorzugsweise hilfskraftunterstützten Hauptzylinder, an dem zumindest über eine Hauptdrucklei­ tung eine Vorder- und Hinterradbremse eines Kraftfahrzeu­ ges angeschlossen sind, mit einer an einer Hilfsdrucklei­ tung angeschlossenen hydraulischen Hilfsdruckpumpe, die Druckmittel aus einem Reservoir entnimmt und dieses den Radbremsen zuführt, sowie mit Radsensoren und einer Steuer- und Regelelektronik zur Ermittlung des Raddreh­ verhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck­ steuersignalen, die zur Schlupfregelung die in die Druck­ mittelleitungen eingefügten, elektromagnetisch betätigba­ ren, in Grundstellung geschlossenen Einlaßventile und Auslaßventile der Hinterradbremse steuert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem Bypass (4) zum Ein­ laßventil (1) der Hinterradbremse (HA) eine mit we­ nigstens einem Ventilmittel versehene Funktionseinheit (F) angeordnet ist, die in der Offenstellung des Einlaß­ ventils (1) den Bypass (4) geschlossen hält und die in der Schließstellung des Einlaßventils (1) druckabhängig einen Bremsdruckvolumenstrom freigibt.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Förderstrom der Hilfs­ druckpumpe (16) größer ist als der von der Funktionsein­ heit (F) schaltbare Volumenstrom.

3. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionseinheit (F) ein Überdruck- oder Druckrückhalteventil (7) aufweist.

4. Hydraulische Bremsanlage nach mindestens einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in Reiheschaltung zum Überdruck- oder Druck­ rückhalteventil (7) in Strömungsrichtung eine Blende (9) vor- oder nachgeschaltet ist.

5. Hydraulische Bremsanlage nach mindestens einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Blende (9) mit dem Überdruckventil (7) und dem Rückschlagventil (8) in einem das Einlaßventil (1) und das Auslaßventil (6) aufweisenden Ventilaufnahmekör­ per (17) integriert sind.