DE4322292A1

DE4322292A1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer Bremskraft für eine Kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE4322292A1
Application number: DE19934322292
Authority: DE
Inventors: Diogenes Dipl Ing Perez-Cuadro
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-07-05
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 1995-01-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu gung einer Bremskraft für eine Kraftfahrzeugbremsanlage ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE-PS 35 42 296 be kannt.

Diese Bremsanlage weist einen Stellkolben auf. Der Stell kolben begrenzt mit einer Stirnfläche, einer Kammer, die mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist. Die der einen Stirnseite gegenüberliegende Stirnseite begrenzt eine Kam mer; die mit einem Radzylinder verbunden ist. Eine Betäti gung des Hauptbremszylinders führt somit zu einer Verschie bung des Stellkolbens und damit zu einem Bremsdruckaufbau in der Radbremse. Der Stellkolben weist einen Bereich mit vergrößerten Querschnitt auf, dessen ringförmige Stirn flächen jeweils eine Kammer begrenzen. Die Kammern können mittels einer Ventileinheit entweder an eine Pumpe oder an einen Vorratsbehälter angeschlossen werden. Die Ventile werden durch elektronische Steuersignale derart ange steuert, daß auf den Stellkolben entweder ein den Hauptzy linderdruck unterstützender Druck oder aber ein dem Haupt zylinderdruck entgegenwirkender Druck wirksam wird.

Damit werden folgende Ziele erreicht.

1. Der Stellkolben kann als Verstärker eingesetzt werden.
2. Im Verstärkermodus erfolgt die Regelung der Pumpe mit Hilfe von Signalen die von Druckmessern am Hauptzylinder (am Radzylinder) zur Verfügung gestellt werden.
3. Mit Hilfe des Stellkolbens kann somit die Regulierung der Antriebsmomente für die angetriebene Achse erfolgen (Traction Control = TC).
4. Mit dem Stellkolben kann eine Antiblockierregelung (ABS) erfolgen.

Es ist ohne weiteres erkennbar, daß diese Anordnung störan fällig ist. Fällt eine der Drucksensoren aus, so kann die Anlage nicht mehr im Verstärkermodus arbeiten, da die ent sprechenden Signale zur Steuerung der Pumpe fehlen.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Anlage be triebssicherer zu gestalten.

Es wird daher vorgeschlagen eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das folgende Merkmal wei terzubilden, nämlich, daß der Druck am Ausgang der Pumpe mittels eines Druckregelventils auf ein pedalkraftpropotio nalen Öffnungsdruck eingestellt wird, wobei die Steuerkam mer des Druckregelventils mittels einer Übertragungsleitung an die Übertragungskammer angeschlossen ist.

Damit im ABS-Modus der von der Pumpe gelieferte unter stützende Druck abgebaut werden kann, wird vorgeschlagen, daß die entsprechende Ringkammer im Stellzylinder (Druck kammer) über ein Ventil an einen Vorratsbehälter ange schlossen ist. Das Ventil wird geöffnet, wenn der Druck ab gebaut werden soll.

Dieses Ventil kann wie folgt realisiert werden. Im Druckre gelventil ist eine Stelleinrichtung vorgesehen, die durch einen Stellmagneten betätigt wird und in der Lage ist, den Ventilkörper des Druckregelventils von seinem Sitz zu lö sen. Diese Stelleinrichtung arbeitet gegen den Steuerdruck. Entsprechend wird der Öffnungsdruck des Ventils verringert und damit der Pumpendruck reduziert.

Ein weiteres Problem im Stand der Technik besteht darin, daß im ABS-Modus eine Rückwirkung auf das Pedal stattfin det. Zur Verringerung des Drucks in Radbremszylindern wird nämlich der Stellkolben derart bewegt, daß die Kammer, die mit dem Radbremszylindern verbunden ist, vergrößert wird. Dabei wird automatisch die Kammer, die mit dem Hauptzylin der verbunden ist, verkleinert. Das dort vorhandene Druck mittel wird in den Hauptzylinder zurückbefördert und hat zur Folge, daß die Hauptbremszylinderkolben und damit das Pedal zurückgestellt werden.

Um diese Rückwirkung zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß ein Modulator vorgesehen ist, der einen Kolben aufweist, der mit seiner einen Stirnseite eine Kammer begrenzt, die ebenfalls mit den Radbremszylindern verbunden ist, und mit ihrer anderen Stirnseite eine Kammer begrenzt, die mit der Druckkammer verbunden ist. Weiterhin ist ein Sperrventil vorgesehen, das die Sperrkammer gegenüber dem Vorratsbehäl ter abtrennt.

Im ABS-Modus wird das Sperrventil geschlossen. Damit ist die Sperrkammer hydraulisch verschlossen, so daß der Stell kolben nicht mehr bewegbar ist. Ein Druckabbau in der Druckkammer führt dazu, daß der Modulatorkolben sich bewegt und zwar derart, daß die Kammer, die mit den Radbremszylin dern verbunden ist, vergrößert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert.

Die Pedal betätigte Betätigungseinheit besteht aus mehreren hintereinandergeschalteten Kolben. Diese bilden eine Pedal einheit 1, eine Stelleinheit 2 und einen Druckgebereinheit 3. Die Druckgebereinheit 3 weist einen Druckkolben 4 sowie einen Schwimmkolben 5 auf. Diese begrenzen in einem Zylin der zwei Arbeitsräume 6 u. 7. An die Arbeitsräume 6 u. 7 sind, hier nicht dargestellt, Radbremsen angeschlossen. Diese sind hier nur durch die Kürzel VR, HL, VL und HR an gedeutet. Dabei bedeuten V = vorne, H = hinten, R = rechts und L = links. Wie an den Bezeichnungen zu erkennen ist, wird im Ausführungsbeispiel eine Diagonalaufteilung vorge schlagen. Der Druckkolben geht über in einen Stellkolben 8 der wiederum übergeht in einen Betätigungskolben 9. Der Druckkolben 4, der Stellkolben 8 und der Betätigungskolben 9 weisen die gleiche Achse auf und sind in einem Stück ge fertigt. Der Stellkolben 8 weist aber einen größeren Durch messer auf als der Druckkolben 4. Der Durchmesser des Betä tigungskolbens 9 liegt zwischen dem des Stellkolbens 8 und des Druckkolbens 4. Der Stellkolben 8 begrenzt daher mit seinen beiden ringförmigen Stirnfläche je eine Kammer. Die Sperrkammer 10 ist um den Druckkolben 4 herum ausgebildet. Die Druckkammer 11 ist um den Betätigungskolben 9 herum ausgebildet.

Die Stirnseite des Betätigungskolbens 9, die vom Stellkol ben 8 abgewandt ist, begrenzt eine Übertragungskammer 12, die auf der anderen Seite vom Steuerkolben 13 begrenzt wird. Der Steuerkolben 13 ist mechanisch mit dem Pedal 14 verbunden.

Durch die hydraulische Hintereinanderschaltung der genann ten Kolben ergibt sich, daß durch Betätigung des Pedals in den Arbeitsräumen 6 u. 7 ein Druck aufgebaut wird. Mit Be tätigen des Pedals wird nämlich die Übertragungskammer 12 unter Druck gesetzt. Dieser Druck wirkt auf die Einheit aus Betätigungskolben 9, Stellkolben 8, Druckkolben 4. Die Ver schiebung dieser Einheit führt zu einer Erhöhung des Drucks in dem Arbeitsraum 6, der über den Schwimmkolben 5 auch im Arbeitsraum 7 wirksam wird. Der Druck wird über Bremslei tungen den Radbremsen zur Verfügung gestellt.

Um den in den Arbeitsräumen 6 u. 7 wirkenden Druck über den Druck hinaus erhöhen zu können, der sich durch die Pedalbe tätigung ergibt, wird eine Pumpe 20 eingesetzt, deren Aus gang über eine Druckleitung 21 mit der Druckkammer 11 ver bunden ist. Der Druck am Ausgang der Pumpe 20 wird mittels eines Druckregelventils 22 eingestellt. Das Druckregelven til 22 weist einen Ventilkolben 23 auf, der mit einem ge häusefesten Sitz 24 zusammenarbeitet. Der Sitz trennt einen Einlaßraum 25 von einem Auslaßraum 26. Der Einlaßraum 25 ist mit dem Ausgang der Pumpe 20 verbunden, während der Ausgangsraum 26 mit einem Vorratsbehälter 27 in Verbindung steht. Die eine Stirnseite des Ventilkolbens 23 begrenzt eine Steuerkammer 28, die über eine Leitung mit der Über tragungskammer 12 in Verbindung steht.

Mit Betätigen des Pedals 14 wird mittels eines nicht darge stellten Schalter der Motor 20 eingeschaltet. Der in der Übertragungskammer 12 aufgebaute Druck überträgt sich in die Steuerkammer 28 und verschiebt den Ventilkolben 23 zum Sitz 24. Soweit der Druck am Ausgang der Pumpe in der Lage ist den Druck in der Steuerkammer 28 zu überwinden, löst sich der Ventilkolben 23 vom Ventilsitz 24. Der Druck am Ausgang der Pumpe 20 wird entsprechend abgebaut, bis sich ein Gleichgewicht mit dem Druck in der Steuerkammer 28 ein stellt. Auf diese Weise wird der Druck am Ausgang der Pumpe 20 proportional zum Druck in der Übertragungskammer 12 und damit proportional zur Betätigungskraft auf das Pedal 14 eingestellt.

Da der Ausgang der Pumpe 20 über die Druckleitung 21 mit der Druckkammer 11 in Verbindung stehen, wird am Ausgang der Pumpe ein geregelter Druck auch in der Druckkammer 11 wirksam und wirkt zusätzlich zum Druck in der Übertragungs kammer 12 auf die Stelleinheit 2. Entsprechend höher wird der Druck im Arbeitsräumen 6 u. 7 ausfallen.

Um mit der dargestellten Einheit auch eine ABS-Regelung realisieren zu können, werden die folgenden Maßnahmen vor gesehen.

Es wird ein Ventil zwischen dem Ausgang der Pumpe 20 und dem Vorratsbehälter 27 eingesetzt. Im Ausführungsbeispiel wird dieses Ventil wie folgt realisiert. Gegenüber dem Ven tilkolben 23 ist ein Betätigungskolben 40 vorgesehen der in einen Stößel 41 übergeht, der wiederum an dem Ventilkolben 23 angelegt werden kann. Wenn, wie oben beschrieben, ein Druck in der Steuerkammer 28 aufgebaut wird, verschiebt sich mit dem Ventilkolben 23 auch der Betätigungskolben 40 und zwar gegen die Kraft einer Feder 42.

Der Betätigungskolben 40 ist mittels einer Spule 43 betä tigbar. Wenn die Spule 43 mit Strom versorgt wird, wird der Betätigungskolben 40 gegen die ursprüngliche Bewegungsrich tung verschoben und öffnet dabei das Druckregelventil 22. Der Ventilkolben 23 löst sich vom Ventilsitz 24, so daß das Druckmittel, das von der Pumpe gefördert wird, über das ge öffnete Druckregelventil in den Vorratsbehälter 27 ab fließen kann. Dies führt zu einer Druckminderung am Ausgang der Pumpe, die über die Druckleitung 21 auch in der Druck kammer 11 wirksam wird.

Erfolgt die Anordnung der Spule 43 und des Betätigungskol ben 40 derart, daß die Betätigungskraft auf den Betäti gungskolben 40 proportinal zum Spulenstrom eingestellt wird, so läßt sich der Eröffnungsdruck des Druckregelven tils 22 beliebig auf einen Wert unterhalb des durch den Druck in der Steuerkammer 28 vorgegebenen Wertes einstellen.

Da damit der Druck in der Druckkammer 11 abgebaut wird, re duziert sich auch der Druck in den Arbeitsräumen 6 u. 7 und damit in den angeschlossenen Radbremsen. Diese können über nicht dargestellte Ventile an die Arbeitsräume angeschlos sen werden, so daß auch eine individuelle Regelung mehrerer Radbremsen erfolgen kann, die an einem Arbeitsraum 6 oder 7 angeschlossen sind.

Um eine Rückwirkung des Regelvorganges auf das Bremspedal zu vermeiden, werden folgende Maßnahmen vorgesehen.

Die Sperrkammer 10 ist über eine Leitung mit dem Vorratsbe hälter 27 verbunden. In dieser Leitung ist ein Sperrventil 50 angeordnet, das normalerweise geöffnet ist und durch ein elektrisches Signal in eine Sperrstellung bringbar ist. Pa rallel zur Stelleinheit 2 ist ein Modulator 51 vorgesehen. Dieser besteht aus einem Stufenkolben 52, der mit seiner größeren Stirnfläche eine Modulatorkammer 53 begrenzt, die wiederum über eine Leitung 54 mit der Druckkammer 11 ver bunden ist. Die kleinere Stirnfläche des Stufenkolbens 52 begrenzt eine Volumenerweiterungskammer 55, die mit dem Ar beitsraum 6 in Anschluß an den Druckkolben 4 verbunden ist. Der Ringraum 56 im Übergang von der größeren zur kleineren Stufe steht mit einem Vorratsbehälter 27 in Verbindung. Eine Feder 57 hält den Stufenkolben 52 gegen einen Anschlag 58 und zwar derart, daß der Modulatorraum 53 sein größeres Volumen und die Volumenerweiterungskammer 55 ihr kleinstes Volumen aufweist.

Mit Beginn einer Regelung wird das Sperrventil 50 in die Sperrstellung geschaltet. Damit ist die Sperrkammer 10 hy draulisch geschlossen. Eine Druckminderung in der Druckkam mer 11 durch Öffnen des Druckregelventils 22 führt nun nicht zu einer Verschiebung des Stellkolbens 2, da dies ei nen Unterdruck in der Sperrkammer 10 hervorrufen würde. Vielmehr wird sich der Stufenkolben 52 des Modulators 51 verschieben, da der Druck in der Modulatorkammer 53, die mit der Druckkammer 11 verbunden ist, gesenkt wird. Die Vo lumenerweiterungskammer 55 wird sich damit vergrößern, um Druckmittel aus den Radbremsen aufnehmen. Dies hat eine Druckminderung in den Radbremsen zur Folge.

Die Änderung des Drucks in den Radbremsen erfolgt somit ohne das eine Rückwirkung auf das Pedal erfolgt, da der Stellkolben 8 durch Sperren des Sperrventils 50 in seiner Stellung zu Beginn der Regelung fixiert wird.

Mit dieser Anlage kann auch ein Druck in den Arbeitsräumen 6 u. 7 aufgebaut werden, ohne daß das Pedal betätigt wird. Dazu wird die Pumpe 20 eingeschaltet und die Verbindungs leitung zwischen dem Auslaßraum 26 und dem Vorratsbehälter 27 durch ein hier nicht dargestelltes Ventil gesperrt. Am Ausgang der Pumpe 20 kann sich ein Druck aufbauen, der in der Druckkammer 11 wirksam wird und den Stellkolben 2 ver schiebt.

Bezugszeichenliste

1 Pedaleinheit
2 Stelleinheit
3 Druckgebereinheit
4 Druckkolben
5 Schwimmkolben
6 Arbeitsraum
7 Arbeitsraum
8 Stellkolben
9 Betätigungskolben
10 Sperrkammer
11 Druckkammer
12 Übertragungskammer
13 Steuerkolben
14 Pedal
20 Pumpe
21 Druckleitung
22 Druckregelventil
23 Ventilkolben
24 Sitz
25 Einlaßraum
26 Auslaßraum
27 Vorratsbehälter
28 Steuerkammer
40 Betätigungskolben
41 Stößel
42 Feder
43 Spule
50 Sperrventil
51 Modulator
52 Stufenkolben
53 Modulatorkammer
54 Leitung
55 Volumenerweiterungskammer
56 Ringraum
57 Feder
58 Anschlag

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Bremskraft für eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit einer Druckgebereinheit (3), die einen Druckkolben (4) aufweist, der mit seinen einen Stirnseite eine Arbeitskammer (6) begrenzt, an die ein oder mehrere Radbremsen angeschlossen werden können, mit einer Stelleinheit (2), die einen Stellkolben (8) aufweist, der mit seiner einen Stirnseite an eine Druck kammer (11) angrenzt und mit seiner anderen Stirnseite mit dem Druckkolben (4) verbunden ist und eine Sperrkam mer (10) begrenzt, mit einem Betätigungskolben (9), der mit seiner einen Stirnseite an eine Übertragungskammer (12) angrenzt, die über einen Steuerkolben (13), die mit einem Pedal (14) verbunden ist, unter Druck setzbar ist, wobei seine andere Stirnseite mit der einen Stirnseite des Stellkolbens (8) verbunden ist, und mit einer Pumpe (20), die an die Druckkammer (11) angeschlossen ist da durch gekennzeichnet, daß der Druck am Aus gang einer Pumpe (20) mittels eines Druckregelventils (22) auf einen pedalkraftproportionalen Öffnungsdruck eingestellt wird, wobei die Steuerkammer (28) des Druck regelventils (22) mittels einer Leitung an die Übertra gungskammer (12) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (11) über ein Ventil an einen Vorratsbe hälter (27) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekenn zeichnet daß das Druckregelventil (22) mittels eines Stellmagneten (43) gegen den Druck in der Steuer kammer (28) des Druckregelventils (22) in die Offenstel lung bringbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche da durch gekennzeichnet, daß ein Modulator (51) mit einem Kolben (52) vorgesehen ist, der mit sei ner einen Stirnseite eine Modulatorkammer (53) begrenzt, die an die Druckkammer (11) verbunden ist, und mit sei ner anderen Stirnseite eine Kammer (55), die mit einem Arbeitsraum (6) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekenn zeichnet, daß die Sperrkammer (10) der Stellein heit (2) über ein Sperrventil (50) an einem Vorratsbe hälter (27) angeschlossen ist, wobei das Sperrventil in seiner Grundstellung die Leitung offen hält.