DE4327208A1

DE4327208A1 - Hydraulische Zweikreisbremsanlage

Info

Publication number: DE4327208A1
Application number: DE19934327208
Authority: DE
Inventors: Gerlinde Dipl Phys Nattler; Vladimir Dipl Ing Dusil
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 1995-02-16

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer hydraulischen Zweikreisbremsanlage nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine gattungsgemäße Bremsanlage ist bekannt aus der DE 41 02 497 C1. Die bekannte Zweikreisbremsanlage weist eine Vorderachs-Hinterachs-Bremskreisaufteilung (Schwarz-Weiß-Aufteilung) auf und ist mit einem Antiblockiersystem, mit einer Antriebsschlupfregeleinrichtung sowie mit einer Fremdkraftbremseinrichtung ausgerüstet. Zur Fremdkraftbremsung ist auch für den Bremskreis der nicht angetriebenen Vorderräder des Fahrzeugs eine zur Antriebsschlupfregeleinrichtung analoge Bremsdrucksteuereinrichtung vorgesehen, die - zusammen mit der Antriebsschlupfregeleinrichtung für die angetriebenen Hinterräder des Fahrzeugs - im Sinne einer automatischen Bremsdrucksteuerung aktiviert wird, wenn der Fahrer das Bremspedal mit einer Geschwindigkeit betätigt, die größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Der Bremsdruck wird dann automatisch so gesteuert, daß sich eine optimale Fahrzeugverzögerung ergibt. Mit Hilfe von Pufferspeichern, die während einer Fremdkraftbremsung anstelle der Radbremsen an die Druckkammern des Hauptzylinders angeschlossen werden, wird eine Pedalwegsimulation erzielt, anhand derer eine elektronische Steuereinheit erkennt, welche Fahrzeugverzögerung der Fahrer durch die Bremspedalbetätigung einsteuern möchte. Fremdkraftbremseinrichtungen werden zunehmend interessant, beispielsweise auch zur automatischen Einhaltung des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Allerdings ist die bekannte Bremsanlage auf eine Schwarz-Weiß-Aufteilung festgelegt, da im Falle einer Antriebsschlupfregelung jeder Bremskreis, welcher angetriebene Räder bremst, vom Hauptzylinder abgeschnitten wird. Um während einer Antriebsschlupfregelung die nicht angetriebenen Räder mit einer Pedalbremsung erreichen zu können, dürfen die betroffenen Bremsen aber nicht vom Hauptzylinder getrennt werden, was bei der bekannten Bremsanlage nur durch Schwarz-Weiß-Aufteilung der Bremskreise möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zweikreisbremsanlage zu schaffen, bei welcher trotz des Anschlusses jeweils einer Radbremse eines angetriebenen Rades und einer Radbremse eines nicht angetriebenen Rades ein plötzliches Einbremsen durch den pedalbetätigten Hauptzylinder in die Radbremsen der nicht angetriebenen Räder möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale. Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, für den Fall einer Antriebsschlupfregelung vom Hauptzylinder zur Radbremse des nicht angetriebenen Rades eines jeden Bremskreises einen Bypass zu schaffen, während die Hilfsdruckquelle nur auf die Radbremse des angetriebenen Rades einwirkt. Dieser Bypass ist durch ein Sperrventil sperrbar, so daß bei einer Fremdkraftbremsung, bei welcher alle Radbremsen von der Hilfsdruckquelle versorgt werden, kein Rückfluß von Druckmittel in den Hauptzylinder erfolgen kann.

Zweckmäßigerweise ist dieses Sperrventil ein elektromagnetisches 2/2-Wegeventil, welches entweder stromlos geöffnet sein kann, so daß es nur für eine Fremdkraftbremsung geschlossen werden muß, oder aber stromlos geschlossen, so daß es zu einer Antriebsschlupfregelung geöffnet wird. Bei einer normalen Pedalbremsung ohne Eingriff einer der Bremsdruckregeleinrichtungen sowie bei einer Bremsschlupfregelung durch ein Antiblockiersystem ist die Schaltstellung des Sperrventils im Bypass beliebig. Die sicherere Ausführung des Sperrventils ist die stromlos geöffnete Version, weil die Bypassleitung im Normalfall immer für eine Bremsung durch den Hauptzylinder zur Verfügung steht.

Mit einer Einrichtung zur Bremsschlupfregelung läßt sich die Bremsanlage am einfachsten nach den Merkmalen von Anspruch 5 ausrüsten.

Für die Funktion der Bremsanlage ist als Hilfsdruckquelle eine selbstansaugende Pumpe, welche aus einem drucklosen Behälter ansaugt, völlig ausreichend, wobei diese Pumpe sowohl zur Antriebsschlupfregelung als auch zur Fremdkraftbremsung genutzt werden kann.

Ein schnellerer Druckaufbau wird jedoch ermöglicht, wenn die Pumpe einen Hochdruckspeicher füllt, welcher dann im entscheidenden Moment an die betroffenen Radbremsen angeschlossen wird.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung einer Zeichnung, welche eine erfindungsgemäße Bremsanlage darstellt.

Die zwei Druckkammern des Hauptzylinders 1 sind auf bekannte Weise angelegt und in der Zeichnung nur skizzenartig angedeutet. Der Hauptzylinder 1 ist an einen Druckmittelbehälter 2 angeschlossen und wird über einen Vakuumverstärker 3 vom Bremspedal 4 betätigt. Von den Druckkammern des Hauptzylinders 1 geht jeweils eine der Hauptzylinderleitungen 5 und 6 der Bremskreise I bzw. II aus.

Da die Bremskreise I und II völlig identisch aufgebaut sind, beschränkt sich die folgende Beschreibung auf den Bremskreis 11 und trifft analog auf den Bremskreis I zu. Die Hauptzylinderleitung 6 teilt sich in die Normalbremsleitung 7 und die Bypassleitung 8. Die Normalbremsleitung 7 führt zur Druckauswahlschaltung 9, welche aus vier in einem Leitungskreis angeordneten Schaltventilen 10 bis 13 besteht.

Bei den Schaltventilen 10 bis 13 handelt es sich jeweils um 2/2-Wege-Magnetventile, wobei sich jeweils ein stromlos offenes Ventil mit einem stromlos geschlossenen Ventil bei einem Umlauf im Leitungskreis abwechselt. Vom Einmündungspunkt der Normalbremsleitung 7 in die Druckauswahlschaltung 9 ausgehend befindet sich jenseits des stromlos geschlossenen Schaltventils 10 der Anschluß eines Simulatorspeichers 14. Im weiteren Kreisdurchlaufist jenseits des stromlos offenen Ventils 11 die Druckleitung 15 des Hilfsdruckaggregats 16 angeschlossen. Über das stromlos geschlossene Schaltventil 12 führt der Kreis weiter zum Anschluß der Hauptbremsleitung 17, welche über das stromlos offene Schaltventil 13 wieder mit der Normalbremsleitung 7 verbunden ist. In der dargestellten Grundstellung der Schaltventile 10 bis 13 führt also der Druckmittelpfad vom Hauptzylinder 1 über die Normalbremsleitung 7, das Schaltventil 13 und die Hauptbremsleitung 17 zur Verbindungsleitung 18.

In der Verbindungsleitung 18 ist das Trennventil 19, ein elektromagnetisch betätigtes, stromlos geöffnetes 2/2-Wegeventil angeordnet. Vom Trennventil 19 ausgesehen auf der Seite der Hauptbremsleitung 17 führt die Zweigleitung 20 über das Einlaßventil 22 zur Radbremse 24 eines angetriebenen Rades. Auf der anderen Seite des Trennventils 19 ist die von der Hauptzylinderleitung 6 abzweigende Bypassleitung 8 angeschlossen. In die Bypassleitung 8 ist das elektromagnetisch betätigte, stromlos offene Sperrventil 26 eingesetzt. Auf der Seite des Trennventils 19, auf welcher die Bypassleitung 8 an die Verbindungsleitung 18 anschließt, ist auch die Zweigleitung 21 angelegt, welche über das Einlaßventil 23 zur Radbremse 25 eines nicht angetriebenen Rades führt.

Beide Radbremsen 24 und 25 sind mit Auslaßleitungen 27 bzw. 28 versehen, welche durch die Auslaßventile 29 bzw. 30 verlaufen und sich dann zu einer Rücklaufleitung 31 vereinigen, welche zu einem Niederdruckspeicher 32 führt. Dieser ist mit der Saugseite der Rückförderpumpe 33 verbunden, deren Druckseite durch die Rückförderleitung 34 an die Hauptbremsleitung 17 anschließt.

Das Hilfsdruckaggregat 16 besteht im wesentlichen aus einer selbstansaugenden Pumpe 35, einem Hochdruckspeicher 36 sowie einem Druckaufbauventil 37. Das Druckaufbauventil 37 liegt zwischen dem Hochdruckspeicher 36 und der Druckleitung 15. Es dient dazu, daß die Pumpe 35, welche aus dem Druckmittelbehälter 2 Druckmittel ansaugt, den Hochdruckspeicher 36 füllen kann, ohne daß der Druck sich durch die Druckleitung 15 bis zur Druckauswahlschaltung 9 fortpflanzt. Dies ist erforderlich, weil auf der dem Hochdruckspeicher 36 abgewandten Seite des Druckaufbauventils 37 ein Differenzdruckschalter 38 angeordnet ist, der die Drücke in der Druckleitung 15 und in der Normalbremsleitung 7 miteinander vergleicht und zum Zwecke einer Fremdkraftbremsung die Druckauswahlschaltung 9 derart betätigt, daß sich der jeweils höhere Druck in die Hauptbremsleitung 17 fortpflanzen kann.

Das Hilfsdruckaggregat 16 weist außer der Pumpe 35, dem Hochdruckspeicher 36 und dem Druckaufbauventil 37, welche zwischen dem Druckmittelbehälter 2 und der Druckauswahlschaltung 9 in Reihe hintereinander liegen, noch ein Druckbegrenzungsventil 39 auf, welches der Pumpe 35 parallelgeschaltet ist und den im Hochdruckspeicher 36 aufzubauenden Druck begrenzt. Der Druckwarnschalter 40 schaltet den Motor der Pumpe 35 aus, wenn der erwünschte Druck im Hochdruckspeicher 36 erreicht ist. Dem aus den Funktionselementen 35, 36, 37, 39 und 40 bestehenden Hilfsdruckaggregat ist die Druckabbauleitung 41 mit eingefügtem Druckabbauventil 42 parallelgeschaltet. Das Druckabbauventil 42 ist ein elektromagnetisch betätigtes, stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil.

Bei der Funktionsbeschreibung der Bremsanlage sind vier verschiedene Betriebsarten zu unterscheiden: Normalbremsung, Bremsschlupfregelung, Fremdkraftbremsung sowie Antriebsschlupfregelung.

Bei einer Normalbremsung, d. h. bei einer durch das Bremspedal 4 eingeleiteten Bremsung ohne kritische Bremsschlupfwerte befinden sich alle Ventile in der dargestellten Grundstellung. Der Druckaufbau in den Radbremsen 24 und 25 kann deshalb durch die Hauptzylinderleitung 6, die Normalbremsleitung 7 über das Schaltventil 13 zum Einlaßventil 22 und durch die Verbindungsleitung 18 zum Einlaßventil 23 und von dort aus jeweils zu den Radbremsen 24 bzw. 25 erfolgen. Außerdem ist das Sperrventil 26 geöffnet, so daß zusätzlich die Bypassleitung 8 für einen Druckaufbau zur Verfügung steht. Wenn diese pedalbetätigte Bremsung beendet wird, ohne daß der Bremsschlupf einen kritischen Schwellenwert übersteigt, erfolgt der Druckabbau auf demselben Wege wie der Druckaufbau.

Sollte jedoch eines der gebremsten Räder zum Blockieren neigen, setzt auf bekannte Weise die Bremsschlupfregelung ein, die nach dem Rückförderprinzip erfolgt. Angenommen, das zur Radbremse 25 gehörende Rad neige zum Blockieren, dann schließt zunächst das Einlaßventil 23, so daß der Druck in der Radbremse 25 zunächst gehalten wird. Im weiteren Verlauf kann das Auslaßventil 30 öffnen, so daß der Druck sich durch die Auslaßleitung 28 und die Rücklaufleitung 31 in den Niederdruckspeicher 22 abbauen kann. Das dort angesammelte Druckmittel wird dann von der Rückförderpumpe 33 wieder in die Hauptbremsleitung 17 gefördert und kann sich weiter in die Zweigleitung 21 fortpflanzen, wo es vor dem Einlaßventil 23 wieder zu einem Druckaufbau zur Verfügung steht.

Sowohl während einer pedalbetätigten Bremsung als auch ohne Betätigung des Bremspedals 4 kann eine Fremdkraftbremsung einsetzen. Sobald eine nicht näher dargestellte Sensorik die Notwendigkeit einer Fremdkraftbremsung erkennt, wird das Sperrventil 26 in seine Sperrstellung geschaltet. Gleichzeitig öffnet das Druckaufbauventil 37, so daß der Druck des Hochdruckspeichers sich zur Druckauswahlschaltung 9 fortpflanzen kann. In diesem Moment greift der Differenzdruckschalter 38 die Drücke in der Druckleitung 15 und der Normalbremsleitung 7 auf und vergleicht sie. Wenn der Druck in der Druckleitung 15 höher ist als in der Normalbremsleitung 7, veranlaßt der Differenzdruckschalter 38 ein Umschalten der Schaltventile 10 bis 13. Hierdurch wird der Hauptzylinder 1 von der Hauptbremsleitung 17 getrennt und statt dessen an den Simulatorspeicher 14 angeschlossen. Die Volumenaufnahmecharakteristik des Simulatorspeichers 14 bezüglich des Pedalweges und der Pedalkraft bei Betätigung des Bremspedals 4 ist der des sonst angeschlossenen Bremskreises II nachempfunden. Der Hochdruckspeicher 36 Speist nun die Radbremsen 24 und 25, so daß das Fahrzeug gebremst wird. Auch während einer Pedalbremsung kann eine Fremdkraftbremsung eingeleitet werden, nämlich dann, wenn der vom Hauptzylinder kommende Druck für die erforderliche Verzögerung nicht ausreicht. Ist er aber höher als der Druck in der Druckleitung 15, bleiben die Schaltventile 10 bis 13 in ihrer Grundstellung. Das Hilfsdruckaggregat 16 füllt lediglich den Simulatorspeicher 14. Auch bei einer Fremdkraftbremsung kann eine Bremsschlupfregelung durch den Rückförderkreislauf stattfinden. Bei Beendigung der Fremdkraftbremsung schließt das Druckaufbauventil 37, während das Druckabbauventil 42 sich öffnet und das Druckmittel in den Druckmittelbehälter 2 abfließen läßt. Das Sperrventil 26 begibt sich wieder in seine dargestellte Grundstellung.

Das Hilfsdruckaggregat 16 kann auch zu einer Antriebsschlupfregelung herangezogen werden. In diesem Falle ist jedoch wichtig, daß das Sperrventil 26 geöffnet bleibt, damit die Radbremse 25 des nicht angetriebenen Rades mit einer pedalbetätigten Bremsung erreichbar ist. Damit das Hilfsdruckaggregat 16 nur in der Radbremse 24 des angetriebenen Rades Bremsdruck aufbaut, wird das Trennventil 19 geschlossen. In der Druckauswahlschaltung 9 werden wie zuvor alle Schaltventile 10 bis 13 umgeschaltet oder aber nur die Schaltventile 11 bis 13. Bei Umschaltung aller Schaltventile 10 bis 13 ergibt sich eine weichere Pedalcharakteristik als bei einer Normalbremsung, während die Pedalbetätigung bei der Umschaltung nur der Ventile 11 bis 13 etwas härter ausfällt als bei einer Normalbremsung. Auf jeden Fall erfolgt der Druckaufbau in der Radbremse 24 wieder dadurch, daß das Druckaufbauventil 37 sich öffnet und der Druck sich über das nunmehr geöffnete Schaltventil 12 in die Hauptbremsleitung 17 und in die Zweigleitung 20 fortpflanzt. Durch das geschlossene Trennventil 19 bleibt die Radbremse 25 des nicht angetriebenen Rades hiervon unberührt.

Das Überdruckventil 43 dient lediglich dazu, Druckspitzen abzubauen, welche vor dem Einlaßventil 22 zu lauten Schaltgeräuschen führen. Der Vordruck des Überdruckventils 43 ist dabei so bemessen, daß er zu einer Antriebsschlupfregelung völlig ausreicht. Das Rückschlagventil 44 hat die Funktion, einen weiteren Druckaufbau in der Radbremse 24 zu ermöglichen, wenn eine pedalbetätigte Bremsung eingeleitet wird, auch wenn das Trennventil 19 erst verzögert öffnet. Die Druckregelung während der Antriebsschlupfregelung in der Radbremse 24 des angetriebenen Rades erfolgt auf an sich bekannte Weise. Bei Beendigung der Antriebsschlupfregelung kann der Bremsdruck sowohl über das sich öffnende Trennventil 19 als auch über das Druckabbauventil 42 abgebaut werden.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Druckmittelbehälter
3 Vakuumverstärker
4 Bremspedal
5 Hauptzylinderleitung
6 Hauptzylinderleitung
7 Normalbremsleitung
8 Bypassleitung
9 Druckauswahlschaltung
10 Schaltventil
11 Schaltventil
12 Schaltventil
13 Schaltventil
14 Simulatorspeicher
15 Druckleitung
16 Hilfsdruckaggregat
17 Hauptbremsleitung
18 Verbindungsleitung
19 Trennventil
20 Zweigleitung
21 Zweigleitung
22 Einlaßventil
23 Einlaßventil
24 Radbremse
25 Radbremse
26 Sperrventil
27 Auslaßleitung
28 Auslaßleitung
29 Auslaßventil
30 Auslaßventil
31 Rücklaufleitung
32 Niederdruckspeicher
33 Rückförderpumpe
34 Rückförderleitung
35 Pumpe
36 Hochdruckspeicher
37 Druckaufbauventil
38 Differenzdruckschalter
39 Druckbegrenzungsventil
40 Druckwarnschalter
41 Druckabbauleitung
42 Druckabbauventil
43 Überdruckventil
44 Rückschlagventil

Claims

1. Hydraulische Zweikreis-Bremsanlage mit einer Einrichtung zur Antriebsschlupfregelung und zur Fremdkraftbremsung,

- mit einem pedalbetätigen, zweikreisigen Hauptzylinder (1), dessen zwei Druckkammern mit je zwei Radbremsen (24, 25) verbunden sind,
- mit mindestens einer Hilfsdruckquelle (Hilfsdruckaggregat 16), welche jeweils zur Antriebsschlupfregelung den Radbremsen (24) der angetriebenen Räder und zur Fremdkraftbremsung allen Radbremsen (24, 25) den erforderlichen Bremsdruck zuführt,
- und mit einer Ventileinrichtung (Druckauswahlschaltung 9), welche die vom Hilfsdruck zu beaufschlagenden Radbremsen (24; 24, 25) von der zugehörigen Druckkammer des Hauptzylinders (1) abtrennt und mit der Hilfsdruckquelle (16) verbindet, dadurch gekennzeichnet,
- daß jeder Bremskreis (I, II) jeweils eine erste Radbremse (24) eines angetriebenen Rades und eine zweite Radbremse (25) eines nicht angetriebenen Rades versorgt,
- daß von jeder Druckkammer zu den ihr zugeordneten Radbremsen (24, 25) zwei mögliche Druckmittelpfade (7, 17; 8) führen, von denen der erste (7, 17) durch die Ventileinrichtung (9) verläuft und zur ersten Radbremse (24) führt und von denen der zweite (8) unter Umgehung der Ventileinrichtung (9) zur zweiten Radbremse (25) führt und ein Sperrventil (26) aufweist
- und daß den Druckmittelpfaden (7, 17; 8) eine mit einem Trennventil (19) versehene Verbindungsleitung (18) gemeinsam ist, welche an den ersten Druckmittelpfad (17) zwischen der Ventileinrichtung (9) und der ersten Radbremse (24) und an den zweiten Druckmittelpfad (8) zwischen dem Sperrventil (26) und der zweiten Radbremse (25) anschließt.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (26) ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (26) in stromlosem Zustand geöffnet ist und bei einer Fremdkraftbremsung geschlossen wird.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß allen Radbremsen (24, 25) je ein Einlaßventil (22, 23) vorgeschaltet ist und daß zwischen Einlaßventil (22, 23) und Radbremsen (24, 25) jeweils eine Auslaßleitung (27, 28) abzweigt, welche ein Auslaßventil (29, 30) aufweist, wobei jeweils die Auslaßleitungen (27, 28) eines Bremskreises (II) sich zu einer Rücklaufleitung (31) vereinigen, welche jeweils zu einem Volumenaufnehmer (Niederdruckspeicher 32) führt, der mit der Saugseite einer Rückförderpumpe (33) verbunden ist, deren Druckseite an den ersten Druckmittelpfad (17) des Bremskreises (II) angeschlossen ist.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Hilfsdruckquelle aus einer selbstansaugenden Pumpe (35) besteht, welche aus einem drucklosen Behälter (2) Druckmittel ansaugt.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als eine zweite Hilfsdruckquelle ein Hochdruckspeicher (36) dient, welcher von der Pumpe (35) gefüllt wird.