DE4317760A1

DE4317760A1 - Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zum Regeln sowohl des Brems- als auch des Antriebsschlupfes

Info

Publication number: DE4317760A1
Application number: DE19934317760
Authority: DE
Inventors: Stefan Sparschuh; Dieter Kircher; Ronald Bayer
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-01
Also published as: WO1994027848A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zum Regeln sowohl des Brems- als auch des Antriebsschlupfes, bestehend aus einem pedalbetätigbaren ersten Bremsdruckgeber sowie einem unabhängig von der Pedalbetätigung steuerbaren zweiten Bremsdruckgeber, einem dazwischen geschalteten, hydraulisch betätigbaren Schaltventil, einem Trennventil zur Trennung der Ausgänge der Bremsdruckgeber, Radbremszylindern, von denen einer mit beiden Bremsdruckgebern und der andere mit dem ersten Bremsdruckgeber verbindbar sind und denen je ein Ein- und ein Auslaßventil vorgeschaltet sind, sowie einem Niederdruckspeicher, der einerseits mit den Radbremszylindern und andererseits mit dem zweiten Bremsdruckgeber in Verbindung steht.

Eine derartige Bremsanlage ist z. B. in der DE-OS 41 12 821 beschrieben. Der zweite Bremsdruckgeber der vorbekannten Bremsanlage ist durch eine Pumpe gebildet, deren Saugseite unter Zwischenschaltung des Schaltventils an den ersten Bremsdruckgeber (Hauptbremszylinder) angeschlossen ist. Das Schaltventil wird durch den vom Hauptbremszylinder aufgebrachten hydraulischen Druck umgeschaltet, so daß bei einer Betätigung des ersten Bremsdruckgebers durch den Fahrer die Pumpe keinen Druck aufbauen kann, da sie kein Druckmittelvolumen erhält. Wegen dieser Abhängigkeit der Fremdbremsung vom Nicht-Vorliegen einer Fahrerbremsung kann die vorbekannte Bremsanlage die Forderung nach gleichzeitiger, störungsfreier Überlagerung beider nicht erfüllen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Bremsanlage der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß unabhängig von Bremsaktivitäten des Fahrers jederzeit ein fremdgesteuerter Druckaufbau an einzelnen Radbremsen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltventil durch den im Niederdruckspeicher herrschenden hydraulischen Druck gesteuert wird.

Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß das Schaltventil durch den Kolben des Niederdruckspeichers betätigt wird. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß, nachdem der zweite Bremsdruckgeber bzw. die Pumpe den Niederdruckspeicher entleert hat, das Schaltventil umgeschaltet wird und die Pumpe wieder vom ersten Bremsdruckgeber bzw. Hauptbremszylinder mit Druckmittel versorgt wird. Das Verhalten der erfindungsgemäßen Bremsanlage, stets mit Priorität den Niederdruckspeicher zu entleeren und dann das Schaltventil umzuschalten, kann durch eine Fahrerbetätigung der Bremsanlage nicht gestört werden. Auch während der Fahrer bremst, ist ein Druckaufbau über den vom Fahrer eingesteuerten Druckwert hinaus möglich. Andererseits kann der Fahrer den Fremdbremsdruck jederzeit über ein parallel zum Trennventil geschaltetes Rückschlagventil übertreten. Dies ist allerdings nur dann erforderlich, wenn die Dynamik des zweiten Druckgebers nicht ausreicht, um dem Druckaufbau des ersten Druckgebers (Hauptzylinder) zu folgen.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Bremsanlage sind den Unteransprüchen 3 bis 6 zu entnehmen.

Ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Bremsanlage zeichnet sich dadurch aus, daß die Druckerzeugung durch die beiden Bremsdruckgeber ohne gegenseitige Wechselwirkung erfolgt und daß der resultierende Druck der Summe der durch die beiden Bremsdruckgeber erzeugten Drücke entspricht.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden auch Verfahren zum Einstellen des hydraulischen Druckes des Fremddruckgebers vorgeschlagen. Die Grundidee der erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, mit Hilfe des zweiten Bremsdruckgebers einen Differenzwert zwischen dem vom Fahrer durch die Betätigung des ersten Bremsdruckgebers eingesteuerten Bremsdruck und dem resultierenden Radbremsdruck herzustellen. Zu diesem Zweck wird der durch das erwähnte Trennventil (bzw. ein zweites, zwischen dem ersten und einem dritten Bremsdruckgeber geschaltetes zweites Trennventil) fließende Volumenstrom gedrosselt. Die Drosselung kann durch

a) eine kontinuierlich variable,
b) eine pulsweitenmoduliert getaktete, oder
c) eine mit dem vom zweiten (bzw. dritten Bremsdruckgeber) gelieferten, zyklisch pulsierenden Volumenstrom synchronisierte

Ansteuerung des (bzw. des zweiten) Trennventils erreicht werden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein hydraulisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Bremsanlage,

Fig. 2 eine konstruktive Vereinfachung von zwei in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Elementen.

Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Bremsanlage besteht im wesentlichen aus zwei voneinander unabhängig betätigbaren Bremsdruckgebern 1, 2, an die über nicht näher bezeichnete hydraulische Leitungen Radbremszylinder 17, 18 anschließbar sind, sowie einem nicht gezeigten, die Ventile betätigenden elektronischen Regler mit zugehöriger Sensorik. Im Hinblick auf den spiegelsymmetrischen Aufbau der gezeigten Bremsanlage ist lediglich ein Bremskreis gezeigt, wobei die Zuordnung der Radbremszylinder 17, 18 derart getroffen ist, daß der erste Radbremszylinder 17 entweder einer Fahrzeugachse und der andere Radbremszylinder 18 der anderen Fahrzeugachse zugeordnet ist (diagonale Aufteilung der Bremskreise) oder aber beide Radbremszylinder 17 und 18 derselben Fahrzeugachse zugeordnet sind (Schwarzweiß-Aufteilung der Bremskreise).

Der vom Fahrer des Kraftfahrzeuges mittels eines Bremspedals 6 betätigbare, erste Druckgeber 1 besteht aus einem beispielsweise pneumatischen Bremskraftverstärker 5, dem ein Hauptbremszylinder, vorzugsweise ein Tandemhauptzylinder 3 nachgeschaltet ist, dessen nicht gezeigte Druckräume mit einem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung stehen. Der zweite Druckgeber 2 ist durch ein Motor-Pumpen-Aggregat gebildet, das aus einer durch einen Elektromotor 8 angetriebenen hydraulischen Pumpe 7 besteht, deren Saugseite über ein erstes Rückschlagventil 24 sowie ein hydraulisch umschaltbares Schaltventil 9 an den ersten Druckraum des Hauptbremszylinders 3 angeschlossen ist. Der Ausgangsanschluß der Pumpe 7 ist über ein zweites Rückschlagventil 25 an den zum ersten Radbremszylinder 17 führenden Leitungsabschnitt 26 angeschlossen. Zwischen dem Ausgangsanschluß der Pumpe 7 und dem Hauptbremszylinder 2 ist ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares Trennventil 10 geschaltet, dem ein drittes Rückschlagventil 27 sowie ein Druckbegrenzungsventil 28 parallelgeschaltet sind. Zur Regelung des im ersten Radbremszylinder 17 eingesteuerten Druckes dienen eine Parallelschaltung eines Einlaß (11) mit einem vierten Rückschlagventil 29 sowie ein Auslaßventil 12, wobei die erwähnte Parallelschaltung im Leitungsabschnitt 26 eingefügt ist und das Auslaßventil 12 in einem ABS-Regelfall eine Verbindung zwischen dem ersten Radbremszylinder 17 und einem Niederdruckspeicher 13 ermöglicht, der einerseits mit dem hydraulischen Steueranschluß des Schaltventils 9 und andererseits über ein fünftes Rückschlagventil 30 mit der Saugseite der Pumpe 7 verbunden ist.

Um in dem zum betrachteten Bremskreis gehörenden zweiten Radbremszylinder 18 analog zum bereits betrachteten Radbremszylinder 17 einen hydraulischen Druck unabhängig vom ersten Bremsdruckgeber 1 aufbauen zu können, ist ein dritter Bremsdruckgeber 23 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine vom Elektromotor 8 angetriebene zweite Pumpe 19 gebildet ist, deren Saugseite über ein sechstes Rückschlagventil 31 einerseits über das Schaltventil 9 mit dem Tandemhauptzylinder 3 und andererseits über das erwähnte fünfte Rückschlagventil 30 mit dem Niederdruckspeicher 13 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß der zweiten Pumpe 19 ist über ein siebtes Rückschlagventil 32 an den zum zweiten Radbremszylinder 18 führenden Leitungsabschnitt 33 angeschlossen, wobei ein zweites Trennventil 14 vorgesehen ist, das den Ausgang der zweiten Pumpe 19 vom Tandemhauptzylinder 3 trennt und dem ein achtes Rückschlagventil 34 sowie ein zweites Überdruckventil 35 parallelgeschaltet sind. Während die Rückschlagventile 27 und 34 zu jederzeit ein Übertreten des in den Radbremszylindern 17 und 18 durch den zweiten bzw. dritten Bremsdruckgeber 2, 23 aufgebauten Druckes durch den Fahrer ermöglichen, schützen die Druckbegrenzungs ventile 28, 35 die Pumpen 7, 19 vor Beschädigung. Zur Regelung des im zweiten Radbremszylinder 18 aufgebauten Druckes dienen eine zweite Parallelschaltung eines zweiten Einlaß- (15) mit einem achten Rückschlagventil 36 sowie ein zweites Auslaßventil 16, wobei die zweite Parallelschaltung im Leitungsabschnitt 33 eingefügt ist, während das zweite Auslaßventil 16 in einem ABS-Regelfall eine Verbindung zwischen dem zweiten Radbremszylinder 18 und dem Niederdruckspeicher 13 ermöglicht.

Bei der in Fig. 2 teilweise dargestellten konstruktiv vereinfachten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Bremsanlage bilden das Schaltventil 9 und der Niederdruckspeicher 13 eine Baugruppe. Das einen gegen einen Dichtsitz 37 federnd vorgespannten Ventilkörper 38 aufweisende Schaltventil 9 ist dabei im Gehäuse 39 des Niederdruckspeichers 13 so angeordnet, daß der Ventilkörper 38 durch einen im Niederdruckspeichergehäuse 39 mittels einer Feder 21 vorgespannten Kolben 20 betätigbar ist. Im drucklosen Zustand des Niederdruckspeichers 13, in dem der Kolben 20 unter der Vorspannung der Feder 21 an der in Fig. 2 rechts gezeigten Begrenzungswand anliegt, wird der Ventilkörper 38 des Schaltventils 9 durch einen am Kolben 20 ausgebildeten axialen Vorsprung 40 im Abstand vom Dichtsitz 37 und demnach das Schaltventil 9 offen gehalten. Durch die Wirkung eines sich im Niederdruckspeicher 13 aufbauenden hydraulischen Druckes wird der Kolben 20 in der Zeichnung nach links verschoben, so daß der Vorsprung 40 vom Ventilkörper 38 abhebt und dieser durch die Wirkung der ihn vorspannenden Feder 41 gegen den Dichtsitz 37 gedrückt wird.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der beschriebenen Bremsanlage ist gewährleistet, daß Fahrer- und Fremdbremsvorgänge unabhängig voneinander und in beliebiger zeitlicher Überlagerung durchgeführt werden können.

Bei jeglicher Fahrstabilitätsregelungsaktivität (ABS, ASR oder Driftregelung) wird der gemeinsame Elektromotor 8 bestromt. Von den Pumpen 7, 19 wird jegliches, über die ABS-Auslaßventile 12, 16 in den Niederdruckspeicher 13 gelangendes Druckmittel aus diesem herausgepumpt. (Im Gegensatz zu vorbekannten ABS/ASR-Anlagen auch dann, wenn der Fahrer bremst).

Ist der Niederdruckspeicher 13 leer, so öffnet das Schaltventil 9 und von den Pumpen 7, 19 wird über die Ventile 10, 14 und 9 das Druckmittel umgepumpt. Bei geöffneten Ventilen ist der Druck überall im zirkulierenden Druckmittel in etwa gleich dem Hauptzylinderdruck. Wird nun mittels des Trennventils 10 bzw. 14 der zirkulierende Volumenstrom gedrosselt, so entsteht über diesem Ventil eine Druckdifferenz, durch die der Radbremsdruck über den Hauptzylinderdruck additiv angehoben wird.

Verschiedene Möglichkeiten der Drosselung sind in den Patentansprüchen 8 bis 10 bzw. der Beschreibungseinleitung aufgeführt. Eine solche Differenzdrucksteuerung kommt ohne Drucksensoren aus und gewährleistet, daß der von den Pumpen 7, 19 aufgebrachte Druck niemals kleiner als der vom Fahrer im ersten Bremsdruckgeber 1 eingesteuerte Druckwert ist.

Wird, um die oben erwähnte Druckdifferenz zu bilden, das Verfahren durchgeführt, bei dem das bzw. die Trennventile 10, 14 synchron mit den von den Pumpen 7, 19 gelieferten, zyklisch pulsierenden Volumenstrom angesteuert werden, so sind vorzugsweise elektrische Mittel erforderlich, die die Phasenlage der Volumenstrompulse erfassen und die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 22 versehen sind. Die erwähnten Mittel können beispielsweise durch einen Drehzahlsensor gebildet werden, der das Passieren eines auf der Elektromotorwelle angebrachten Nockens registriert. Eine andere Möglichkeit zur Sensierung der Phasenlage der Volumenstrompulse ist die Auswertung der in einer Elektromotor-Hilfswicklung induzierten Spannung.

Bezugszeichenliste

1 Bremsdruckgeber
2 Bremsdruckgeber
3 Hauptbremszylinder
4 Druckmittelvorratsbehälter
5 Bremskraftverstärker
6 Bremspedal
7 Pumpe
8 Elektromotor
9 Schaltventil
10 Trennventil
11 Einlaßventil
12 Auslaßventil
13 Niederdruckspeicher
14 Trennventil
15 Einlaßventil
16 Auslaßventil
17 Radbremszylinder
18 Radbremszylinder
19 Pumpe
20 Kolben
21 Feder
22 Mittel
23 Druckgeber
24 Rückschlagventil
25 Rückschlagventil
26 Leitungsabschnitt
27 Rückschlagventil
28 Druckbegrenzungsventil
29 Rückschlagventil
30 Rückschlagventil
31 Rückschlagventil
32 Rückschlagventil
33 Leitungsabschnitt
34 Rückschlagventil
35 Druckbegrenzungsventil
36 Rückschlagventil
37 Dichtsitz
38 Ventilkörper
39 Gehäuse
40 Vorsprung
41 Feder

Claims

1. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zum Regeln sowohl des Brems- als auch des Antriebsschlupfes, bestehend aus einem pedalbetätigbaren ersten Bremsdruckgeber sowie einem unabhängig von der Pedalbetätigung steuerbaren zweiten Bremsdruckgeber, einem dazwischen geschalteten, hydraulisch betätigbaren Schaltventil, einem Trennventil zur Trennung der Ausgänge der Bremsdruckgeber, Radbremszylindern, von denen einer mit beiden Bremsdruckgebern und der andere mit dem ersten Bremsdruckgeber verbindbar sind und denen je ein Ein- und ein Auslaßventil vorgeschaltet sind, sowie einem Niederdruckspeicher, der einerseits mit den Radbremszylindern und andererseits mit dem zweiten Bremsdruckgeber in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (9) als drucklos offenes, durch den im Niederdruckspeicher (13) herrschenden hydraulischen Druck sperrbares 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.

2. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zum Regeln sowohl des Brems- als auch des Antriebsschlupfes, bestehend aus einem pedalbetätigbaren ersten Bremsdruckgeber sowie einem unabhängig von der Pedalbetätigung steuerbaren zweiten Bremsdruckgeber, einem dazwischen geschalteten, hydraulisch betätigbaren Schaltventil, einem Trennventil zur Trennung der Ausgänge der Bremsdruckgeber, Radbremszylindern, von denen einer mit beiden Bremsdruckgebern und der andere mit dem ersten Bremsdruckgeber verbindbar sind und denen je ein Ein- und ein Auslaßventil vorgeschaltet sind, sowie einem Niederdruckspeicher, der einerseits mit den Radbremszylindern und andererseits mit dem zweiten Bremsdruckgeber in Verbindung steht, und einen federnd vorgespannten Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (9) als drucklos offenes, durch den Kolben (20) des Niederdruckspeichers (13) betätigbares 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Bremsdruckgeber (23) vorgesehen ist, an den der andere Radbremszylinder (18) anschließbar ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Bremsdruckgeber (1) und dem dritten Bremsdruckgeber (23) ein zweites Trennventil (14) geschaltet ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckspeicher (13) und das Schaltventil (9) eine Baugruppe bilden.

6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Bremsdruckgeber einen zyklisch pulsierenden Volumenstrom liefert, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Mittel (22) vorgesehen sind, die eine Erfassung der Phasenlage der Volumenstrompulse ermöglichen.

7. Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugung durch die beiden Bremsdruckgeber (1, 2) ohne gegenseitige Wechselwirkung erfolgt und daß der resultierende Druck der Summe der durch die beiden Bremsdruckgeber (1, 2) erzeugten Drücke entspricht.

8. Verfahren zum Einstellen des hydraulischen Druckes des zweiten bzw. dritten Bremsdruckgebers in der Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das erste bzw. zweite Trennventil (10 bzw. 14) fließende Volumenstrom kontinuierlich variabel gedrosselt wird.

9. Verfahren zum Einstellen des hydraulischen Druckes des zweiten bzw. dritten Bremsdruckgebers in der Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das erste bzw. zweite Trennventil (10 bzw. 14) fließende Volumenstrom durch eine pulsweitenmoduliert getaktete Ansteuerung des ersten bzw. zweiten Trennventils (10 bzw. 14) gedrosselt wird.

10. Verfahren zum Einstellen des hydraulischen Druckes des zweiten bzw. dritten Bremsdruckgebers in der Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 bzw. 4, wobei der zweite Bremsdruckgeber einen zyklisch pulsierenden Volumenstrom liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das erste bzw. zweite Trennventil (10 bzw. 14) fließende Volumenstrom durch eine mit dem pulsierenden Volumenstrom synchronisierte Ansteuerung des ersten bzw. zweiten Trennventils (10 bzw. 14) gedrosselt wird.