DE4223602A1 - Bremsanlage mit Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung - Google Patents
Bremsanlage mit Blockierschutz- und AntriebsschlupfregelungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage mit
Blockierschutz- (ABS) und Antriebsschlupfregelung (ASR) die
einen Hauptzylinder aufweist, an den die Radbremsen der ge
regelten Räder über einen oder mehrere geschlossene Druck
mittelkreise angeschlossen sind, mit elektrisch betätigbaren
Mehrwegeventilen zur Modulation des Bremsdruckes in den Rad
bremsen der geregelten Räder, mit einer oder mehreren Hy
draulikpumpen zur Hilfsdruckerzeugung während eines Rege
lungsvorgangs und mit einem oder mehreren Niederdruckspei
chern zur Aufnahme von Druckmittel in den Druckabbauphasen,
mit Radsensoren zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und mit
einer Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der Radsensorsi
gnale und zur Erzeugung von Bremsdrucksteuersignalen, die
den Mehrwegeventilen und der bzw. den Hydraulikpumpen zuge
führt werden.
Bei hydraulischen Bremsanlagen dieser Art wird der Brems
druck mit Hilfe sogenannter Einlaß- und Auslaßventile ge
steuert. Während einer Blockierschutzregelung wird zum
Druckabbau das Auslaßventil, das im Ruhezustand sperrt, an
gesteuert und dadurch ein Druckmittelabfluß zu einem Nieder
druckspeicher ermöglicht. Gleichzeitig wird die Hydraulik
pumpe eingeschaltet, die das über das Auslaßventil abgelei
tete und das im Niederdruckspeicher gesammelte Druckmittel
in die Arbeitskammer des Hauptzylinders zurückfördert. Bei
einem Antriebsschlupfregelungsvorgang wird der Rückflußweg
zum Hauptzylinder durch ein Trennventil unterbrochen, so daß
nun mit Hilfe der Hydraulikpumpe Bremsdruck aufgebaut und in
die angetriebenen Räder eingesteuert werden kann.
Schließt sich bei einem solchen hydraulischen System unmit
telbar an einen Antriebsschlupfregelungsvorgang ein ABS-Re
gelungsvorgang an, besteht die Gefahr einer Schädigung des
Hauptzylinders. Durch den vorangegangenen ASR-Vorgang, bei
dem die Kolben des (nicht betätigten) Hauptzylinders in ih
rer Ausgangsstellung bleiben, befindet sich mehr Volumen in
den Radbremsen als dies der Position der Hauptzylinderkolben
im normalen Betätigungsfall entspricht. Beim Zurückfördern
des in der Bremse enthaltenen Druckmittelvolumens im Verlauf
des sich unmittelbar anschließenden ABS-Regelungsvorgangs
besteht daher die Gefahr, daß die sogenannten Schnüffellö
cher des Hauptzylinders unter Druck überfahren werden. Dies
kann Schäden an den aus Gummi oder Kunststoff bestehenden
Manschetten zur Folge haben. Die gleiche Beschädigungsgefahr
gilt auch für Gummi-Zentralventile, mit denen das aus
Schnüffelloch und Manschette bestehende Ventil ersetzt wer
den kann. Um solche Beschädigungen zu vermeiden, ist es be
kannt, Stahl-Zentralventile zu verwenden. Diese sind jedoch
vergleichsweise teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zu wei
tes Zurückstellen des Hauptzylinderkolbens in der vorgenann
ten Situation, d. h. beim unmittelbaren Anschluß einer
ABS-Regelung an einen ASR-Regelungsvorgang, zu verhindern,
und zwar ohne Erhöhung des Herstellungsaufwandes.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe bei einer Bremsanlage
der eingangs genannten Art durch eine Weiterbildung gelöst
werden kann, die darin besteht, daß Schaltkreise vorhanden
sind, die durch Speichern und Auswerten der Ventil- und Pum
pen-Steuersignale ein Druckmittelvolumen- oder Druckmodell
bilden, das näherungsweise den momentanen Füllstand der Nie
derdruckspeicher und/oder die momentane Position der Kolben
im Hauptzylinder wiedergibt, und die bei einem ABS-Rege
lungsvorgang im Anschluß an einen ASR-Vorgang die Betätigung
bzw. das Öffnen der Druckabbauventile und/oder das Einschal
ten der Hydraulikpumpe(n) verhindern oder verzögern.
Die erwünschte Verbesserung wird also erfindungsgemäß allein
durch Änderung der Regelungsschaltung bzw. der Programmie
rung erreicht, wobei in seltenen Fällen ein Blockieren eines
Rades durch den verzögerten Druckabbau in Kauf genommen
wird. In dieser Situation wird dem Schutz der Manschette
oder des Gummi-Zentralventils Vorrang eingeräumt. Es handelt
sich um Situationen, in denen das kurzzeitige Blockieren ak
zeptiert werden kann, weil z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit
sehr gering ist.
Das Einschalten der Hydraulikpumpe(n) oder das Öffnen der
Druckabbauventile wird zweckmäßigerweise um eine fest vorge
gebene Zeitspanne verzögert. Es ist auch möglich, die Verzö
gerung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu
variieren.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht
darin, daß unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes der
Fahrzeuggeschwindigkeit das Öffnen der Druckabbauventile
und/oder das Einschalten der Hydraulikpumpen erst zugelassen
wird, wenn nach der Antriebsschlupfregelung ein Lösen der
Radbremsen erfolgt ist. Unterhalb eines Grenzwertes der
Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich zwischen 20 und 30 km/h
kann ein Blockieren eines Rades in Kauf genommen werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung
gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei
spiels anhand der beigefügten Abbildung hervor.
Diese Abbildung gibt die wesentlichen Komponenten einer
Bremsanlage wieder, die sowohl mit Blockierschutz- als auch
mit Antriebsschlupfregelung ausgerüstet ist. Als Bremsdruck
geber dient ein Tandem-Hauptzylinder 1 mit vorgeschaltetem
Unterdruckverstärker 2. Dargestellt sind die hydraulischen
Komponenten eines der beiden Bremskreise I. Der nicht darge
stellte zweite Bremskreis II umfaßt die gleichen Komponenten
und ist in gleicher Weise aufgebaut. An die beiden Brems
kreise I, II sind jeweils die Radbremsen einer Diagonalen an
geschlossen. Der Bremskreis I führt zu den Radbremsen 12, 13
an dem linken Vorderrad VL und dem rechten Hinterrad HR,
Bremskreis II zu den beiden anderen Rädern. Es handelt sich
hier um ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb.
Ein Druckmittelausgleichs- und Vorratsbehälter 3 ist eben
falls angedeutet. Er ist über sogenannte Schnüffellöcher 4, 5
in bekannter Weise mit den Arbeitsräumen 4, 5 im Inneren des
Tandem-Hauptzylinders 1 verbunden.
Das angetriebene Vorderrad VL ist über zwei SO-Ventile
(stromlos offene Ventile) 6, 7 an den Hauptzylinder 1 ange
schlossen. Das Ventil 6 dient als Einlaßventil, das Ventil 7
als Trennventil. Beiden Ventilen liegt jeweils ein Rück
schlagventil 8, 9 parallel. Das Rückschlagventil 8 stellt den
Druckabbau nach dem Lösen der Bremse sicher. Das Rückschlag
ventil 9, das zu dem Trennventil 7 gehört, öffnet zur Rad
bremse 12 hin; es öffnet, sobald der Druck im Hauptzylinder
1 über den Druck an der Druckseite einer Hydraulikpumpe 10,
deren Funktion später beschrieben wird, ansteigt.
Die Radbremse 13 des nichtangetriebenen Hinterrades HR ist
über ein Einlaßventil 11, das ebenfalls ein SO-Ventil ist,
direkt an den Bremskreis I angeschlossen.
Die Radbremsen 12, 13 sind außerdem über jeweils ein Auslaß
ventil 14, 15 mit der Saugseite der Hydraulikpumpe 10 verbun
den. Als Auslaßventile dienen SG-Ventile (stromlos geschlos
sene Ventile). Ein Niederdruckspeicher 16 ermöglicht auch
dann einen schnellen Druckabbau bzw. Druckmittelabfluß über
die Auslaßventile 14, 15, wenn die Hydraulikpumpe 10 in die
ser Phase noch nicht angelaufen sein sollte. Zwei Rück
schlagventile 17, 18, die zu der Hydraulikpumpe 10 gehören,
legen die Fließrichtung des Druckmittels fest. Ein Elektro
motor x dient zum Antrieb der Hydraulikpumpe 10. Im allge
meinen sind an diesen Antriebsmotor M die Pumpen beider
Bremskreise I, II angeschlossen; dies ist aus der Darstellung
nicht erkennbar, weil nur die einzelnen Komponenten des
Bremskreises I dargestellt sind.
Die Einlaß- und Auslaßventile 6, 11; 14, 15 und das Trennventil
7 sind hier als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Ventile
ausgebildet. Gesteuert werden diese Ventile durch die in ei
nem elektronischen Regler 19 erzeugten Bremsdruck-Steuersi
gnale. Die angedeuteten Ausgänge A führen zu den einzelnen
elektrisch oder elektromagnetisch betätigbaren Ventilen
6, 7, 11, 14, 15 und zu einem Einschaltrelais m des Pumpenmotors
M. Die Informationen über das Drehverhalten der einzelnen
Räder werden mit Hilfe von Radsensoren 20, 21 gewonnen, die
in dem elektronischen Regler 19 ausgewertet und verarbeitet
werden. Schaltkreise 19′ zur Bildung eines Druckmittelvolu
men- oder Druckmodells und zur Verzögerung des Druckabbaus
und/oder der Pumpeneinschaltung sind symbolisch als Bestand
teil des Reglers 19 dargestellt.
Des weiteren ist der Auslaß der Druckabbau- oder Auslaßven
tile 14, 15 und damit auch die Saugseite der Hydraulikpumpe
10 über ein hydraulisch gesteuertes 2/2-Wegeventil 22 mit
dem Bremskreis I des Hauptzylinders 1 verbunden. In der Ru
hestellung, d. h. solange die Bremse nicht betätigt wird und
folglich kein Bremsdruck in der Arbeitskammer des Hauptzy
linders 1 herrscht, ist das hydraulisch betätigte Ventil 22
auf Durchlaß geschaltet; der bei Bremsbetätigung entstehende
Druck im Bremskreis I führt zur Umschaltung des Ventils in
dessen Sperrstellung.
Schließlich ist noch ein Druckbegrenzungsventil 23 vorhan
den, das im Antriebsschlupfregelmodus den von der Hydraulik
pumpe 10 erzeugten Bremsdruck auf einen vorgegebenen Maxi
malwert begrenzt.
Die Radbremse 13 des nichtangetriebenen Hinterrades HR ist
direkt an den Hauptzylinder angeschlossen, weil während ei
ner Antriebsschlupfregelungsphase Bremsdruck nur in das an
getriebene Vorderrad eingesteuert wird. Durch das Trennven
til 7 ist in der Antriebsschlupfregelphase die Verbindung
des Vorderrades VL zum Hauptzylinder 1 und auch die hydrau
lische Verbindung zu dem zweiten Rad dieses Bremskreises I,
nämlich zu dem Hinterrad HR, gesperrt.
Die dargestellten Ventilpositionen gelten für normale, d. h.
ungeregelte Bremsvorgänge. Lediglich das hydraulisch gesteu
erte Ventil 22 wird bei Bremsbetätigung in seine Sperrstel
lung umgeschaltet. Die Hydraulikpumpe 10 ist im Stillstand,
der Hilfsdruck folglich null.
Während einer Antriebsschlupfregelung wird durch Ansteuerung
der Einlaßventile 6, 11 und der Auslaßventile 14, 15 der
Bremsdruck begrenzt und erforderlichenfalls abgebaut.
Gleichzeitig wird die Hydraulikpumpe 10 in Funktion gesetzt.
Sie fördert das über die Auslaßventile 14, 15 abgeleitete Vo
lumen über den Niederdruckspeicher 16 oder direkt in den
Bremskreis I bzw. in den Hauptzylinder 1 und - in der
Druck-Wiederaufbauphase - in die Radbremsen 12, 13 zurück.
Während einer Antriebsschlupfregelung wird der erforderliche
Bremsdruck ausschließlich mit Hilfe der Hydraulikpumpe 10
erzeugt. Das Trennventil 7 sperrt den Druckmittelweg von der
Druckseite der Pumpe 10 zu dem Hauptzylinder 1. Über das hy
draulisch betätigbare Ventil 22 kann Druckmittel aus dem
Hauptzylinder angesaugt werden.
Das zu weite Zurückstellen der Kolben im Hauptzylinder 1,
das zu der vorgenannten Beschädigung der Manschetten oder
der Gummi-Zentralventile führen kann, tritt auf, wenn unmit
telbar im Anschluß an einen Antriebsschlupfregelungsvorgang
die Bremse so stark betätigt wird, daß die Blockierschutzre
gelung einsetzt. In dieser Situation befindet sich infolge
der Pumpeneinschaltung während der Antriebsschlupfregelung
mehr Volumen in den Radbremsen als dies der Position der
Hauptzylinderkolben im normalen Betätigungsfall entspricht.
Beim Zurückfördern des in der Radbremse enthaltenen Volumens
im Verlauf einer jetzt auftretenden ABS-Regelung werden die
Hauptzylinderkolben noch weiter zurückgefahren. Die Schnüf
fellöcher 4′, 5′ werden dadurch unter Druck überfahren, so
daß nun das Gummi der Manschette in die Schnüffellöcher
hineingedrückt wird. Dadurch und den anschließenden Vorschub
der Kolben kommt es zu örtlichen Beschädigungen der Man
schette. Ähnliches ergibt sich bei Verwendung von Gummi-Zen
tralventilen anstelle der Manschetten-Schnüffelloch-Ventil
einrichtungen.
In dieser Situation wird nun jedoch durch die erfindungsge
mäßen Schaltungskreise 19′ beim Einsetzen der Antiblockier
regelung das Einschalten der Hydraulikpumpe 10 und/oder die
Ansteuerung der Auslaßventile 14, 15 gesperrt oder verzögert.
Durch diese einfache Maßnahme wird die zu weite Zurückstel
lung der Hauptzylinderkolben und damit die Gefahr einer Be
schädigung der Manschetten überwunden.
Die Begrenzung oder Verzögerung des Druckabbaues durch Sper
ren der Auslaßventil-Betätigung und/oder des Anlaufs der Hy
draulikpumpe 10 ist erfindungsgemäß abhängig von einem
Druckmittelvolumen- oder Druckmodell. Dieses Modell wird mit
Hilfe des elektronischen Reglers 19 gebildet. Dieser Regler
enthält im allgemeinen Microcomputer und andere elektroni
sche Schaltkreise zur Auswertung der mit den Radsensoren
20, 21 gewonnenen Informationen und zur Erzeugung der ent
sprechenden Bremsdrucksteuersignale. Das Druckmittelvolu
men- oder Druckmodell, das anzeigt, wann die Hydraulikpumpe
ohne Gefahr für die Manschetten oder Gummi-Zentralventile
eingeschaltet und der Druckabbau zugelassen werden kann,
wird ebenfalls in dem elektronischen Regler 19 - symboli
siert durch den Schaltungsteil 19′ - durch Ermittlung der
Betätigungszeiten der Einlaßventile 6, 11, der Auslaßventile
14, 15 und der Einschaltzeiten der Hydraulikpumpe 10 gewon
nen. Es genügen Näherungswerte, weil lediglich sicherge
stellt sein muß, daß die Kolben 24, 25 im Hauptzylinder 1 in
der geschilderten kritischen Situation nicht zu weit zurück
gestellt werden. Das Druckmodell gibt näherungsweise die mo
mentane Verteilung des Druckmittels in dem geschlossenen
Druckmittelkreis wieder. Beispielsweise kann die Blockier
schutzregelung ungehindert zugelassen werden, wenn der Nie
derdruckspeicher 16 zumindest teilweise erfüllt ist.
Zum Schutz der Manschetten oder der Gummi-Zentralventile ge
nügt im allgemeinen eine nur geringfügige Einschränkung der
ABS-Regelung, da bereits nach einem ersten Lösen der Bremse
im Anschluß an die Antriebsschlupfregelung die Gefahr eines
zu weiten Zurückstellens der Kolben überwunden ist.
Treten die beschriebenen, für die Manschetten gefährlichen
Situationen bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit auf, was
statistisch relativ häufig ist, kann der Pumpenanlauf
und/oder die Auslaßventil-Ansteuerung vollständig entfallen
bzw. auf einen Zeitpunkt nach dem Lösen der Bremse verscho
ben werden, weil bei solch geringen Geschwindigkeiten, unter
z. B. 20 km/h, ein kurzzeitiges Blockieren der Räder zugelas
sen werden kann.
Erfindungsgemäß wird also durch eine sehr einfache Maßnahme
ein wirksamer Schutz für die Manschette oder für das
Gummi-Zentralventil erreicht.
Claims (4)
1. Bremsanlage mit Blockierschutz- (ABS) und Antriebsschlupf
regelung (ASR), die einen Hauptzylinder aufweist, an den
die Radbremsen der geregelten Räder über einen oder meh
rere geschlossene Druckmittelkreise angeschlossen sind,
mit elektrisch betätigbaren Mehrwegeventilen zur Modula
tion des Bremsdruckes in den Radbremsen der geregelten
Räder, mit einer oder mehreren Hydraulikpumpen zur Hilfs
druckerzeugung während eines Regelungsvorgangs und mit
einem oder mehreren Niederdruckspeichern zur Aufnahme von
Druckmittel in den Druckabbauphasen, mit Radsensoren zur
Ermittlung des Raddrehverhaltens und mit einer Schal
tungsanordnung zur Verarbeitung der Radsensorsignale und
zur Erzeugung von Bremsdrucksteuersignalen, die den Mehr
wegeventilen und der bzw. den Hydraulikpumpen zugeführt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß
Schaltkreise (19′) vorhanden sind, die durch Speichern
und Auswerten der Ventil- und Pumpen-Steuersignale ein
Druckmittelvolumen- oder Druckmodell bilden, das nähe
rungsweise den momentanen Füllstand der Niederdruckspei
cher (10) und/oder die momentane Position der Kolben
(24, 25) im Hauptzylinder (1) wiedergibt, und die bei ei
nem ABS-Regelungsvorgang im Anschluß an einen ASR-Vorgang
die Betätigung bzw. das Öffnen der Druckabbauventile
(14, 15) und/oder das Einschalten der Hydraulikpumpe(n)
verhindern oder verzögern.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Öffnen der Druckabbauventile
(14, 15) und/oder das Einschalten der Hydraulikpumpe(n)
(10) um eine fest vorgegebene oder von der Fahrzeugge
schwindigkeit abhängige Zeitspanne verzögert wird.
3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit
unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes ein Bremsdruck
abbau durch Öffnen der Druckabbau-Ventile (14, 15)
und/oder das Einschalten der Hydraulikpumpe(n) (10) bis
zum erstmaligen Lösen der Radbremsen nach dem direkten
ABS/ASR-Übergang verhindert wird.
4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vorgegebene Grenzwert der
Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich zwischen 20 und 30 km/h
liegt.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4223602A1 true DE4223602A1 (de) | 1994-01-20 |
DE4223602C2 DE4223602C2 (de) | 2002-04-04 |
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DE (1) | DE4223602C2 (de) |
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