DE4411683A1

DE4411683A1 - Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung

Info

Publication number: DE4411683A1
Application number: DE19944411683
Authority: DE
Inventors: Gunther Buschmann
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1995-10-12

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den bisher bekannten Bremsanlagen, es wird hierzu beispielhaft auf die Literatur BOSCH Technische Unterrichtung, Pkw-Bremsanlagen, Herausgeber: Robert Bosch GmbH., erste Ausgabe vom September 1989, verwiesen, erfolgt die Bremsdruckregelung über elektromagnetisch betätigbare Bremsdruckregelventile, die zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremsen angeordnet sind. Die von einer Pumpe unterstützte Einspeisung des Druckmittels zu den Radbremsen erfolgt nach Zwischenspeicherung von Druckmittel in einem saugseitig an der Pumpe angeordneten Niederdruckspeicher, so daß bei einem entsprechenden Druckmittelvolumenbedarf während der Bremsdruckregelung die Pumpe das bevorratete Druckmittel über das auf Durchlaß geschaltete Druckmodulationsventil zur Radbremse fördert. Hierbei ist es jedoch als nachteilig zu bewerten, daß durch die permanent bestehende hydraulische Verbindung der Pumpendruckseite mit dem Hauptzylinder bei manueller Bremsbetätigung die Pumpe gegen den relativ hohen Hauptzylinderdruck fördern muß. Dies führt einerseits zu einer Erhöhung des Pumpenleistungsbedarfs und andererseits zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung, die im wesentlichen auf der ungehinderten Schallausbreitung in Richtung des Hauptzylinders zurückzuführen ist. Insbesondere zur Geräuschdämpfung werden daher aufwendige Maßnahmen getroffen, die jedoch den Aufbau der Bremsanlage komplizieren und damit verteuern. Zur Minderung der Pumpengeräusche eignet sich eine der Pumpendruckseite nachgeschaltete Geräuschdämpfungskammer sowie Drossel oder Blende, wozu hier gleichfalls auf die eingangs genannte Literaturstelle verwiesen wird.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine funktionssichere, einfache und hinsichtlich der Regelgüte für die Bremsdruckmodulation uneingeschränkt taugliche Bremsanlage zu schaffen, die ohne das Erfordernis weiterer baulicher Maßnahmen zur Geräuschdämpfung und zur hydraulischen Entkoppelung des Hauptzylinders auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst, wonach die Druckseite der Pumpe zwischen dem Druckmodulationsventil und der Radbremse an die zur Radbremse führenden Bremsleitung angeschlossen ist, wobei das Druckmodulationsventil die Saugseite der Pumpe vom Hauptzylinder getrennt hält.

Durch die vorgeschlagene Lösung des Problems ist während einer schlupfgeregelten Bremsung dafür gesorgt, daß die Pumpe ausschließlich gegen den Druck der Radbremse fördern muß, wobei durch die Sperrstellung des Druckmodulationsventils der Hauptzylinder von der Druckversorgung der Pumpe entkoppelt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den folgenden Zeichnungen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan für die erfindungsgemäße Bremsanlage,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel zur Konstruktion eines als 3/3-Wegeventil ausgeführten Druckmodulationsventils.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Schaltungsaufbau des beanspruchten Bremsleitungspfades. Mit Bezugszeichen 1 ist der Hauptzylinder angegeben, an den sich die zur Radbremse 7 führende Bremsleitung 6 anschließt. In die Bremsleitung 6 ist ein als 3/2-Wegeventil dargestelltes Druckmodulationsventil 2 eingesetzt, das in seiner elektromagnetisch nicht erregten Schaltstellung eine permanente Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 1 und der Radbremse 7 herstellt. Anstelle des als 3/2-Wegeventil dargestellten Druckmodulationsventil 2 kann gleichfalls ein 3/3-Wegeventil oder zwei 2/2-Wegeventile eingesetzt werden, je nach Wunsch oder Bedarf, wobei die abbildungsgemäße Darstellung unter Verwendung eines 3/2-Wegeventils eine besonders kompakte und regelungstechnisch beherrschbare Ausführung repräsentiert.

Zwischen dem Druckmodulationsventil 2 und der Radbremse 7 befindet sich an der Bremsleitung 6 der Druckanschluß der Pumpe 4, die mit ihrer Saugseite am Druckmodulationsventil 2 anschließt. Zwischen dem Druckmodulationsventil 2 und der Pumpe 4 befindet sich ein Niederdruckspeicher 3, der abhängig von der Schaltstellung des Druckmodulationsventils 2 befüllt wird. Schließlich soll noch auf die Anordnung eines parallel zum Druckmodulationsventil 2 angeordneten und in Richtung des Hauptzylinders 1 öffnenden Rückschlagventils 8 hingewiesen werden, das unter allen Betriebsumständen jederzeit eine Minderung des Radbremsdrucks herbeiführt, wenn sich der Kolben des Hauptzylinders in Bremslösestellung befindet.

Nachfolgend soll anhand den baulichen Ausführungen zur Fig. 1 die Funktionsweise des vereinfacht dargestellten Schaltungspfades erläutert werden.

In der Bremslösestellung wie auch in der schlupffreien Bremsbetätigungsstellung nimmt das Druckmodulationsventil 2 seine elektromagnetisch nicht erregte offene Grundstellung ein, so daß ein Druckausgleich zwischen Radbremse 7 und Hauptzylinder 1 bzw. ein Druckaufbau vom Hauptzylinder 1 zur Radbremse 7 gewährleistet ist. Das Rückschlagventil 8 befindet sich in Schließstellung, die Pumpe 4 verharrt inaktiv und der Niederdruckspeicher 3 ist entleert. Das Druckmodulationsventil 2 sperrt ferner die Verbindung der Saugseite der Pumpe 4 gegenüber der Bremsleitung 6 ab.

Sobald durch Erkennen von unzulässigen Bremsschlupfwerten durch in der Abbildung nicht gezeigte Raddrehzahl-Meßaufnehmer eine Steuer- und Regelelektronik das Druckmodulationsventil 2 elektromagnetisch erregt, trennt das 3/2-Wegeventil die Verbindung des Hauptzylinders 1 zur Radbremse 7, so daß eine weitere fußkraftproportional vom Hauptzylinder übertragene Drucksteigerung in der Radbremse 7 unterbleibt. Das Bremspedal des Hauptzylinders 1 ist somit ruhiggestellt, während durch die aktivierte zweite Schaltstellung des Druckmodulationsventils 2 die Radbremse 7 eine Druckmittelverbindung zur Saugseite der Pumpe 4 aufweist, so daß Radbremsvolumen in Richtung des Niederdruckspeichers 3 entweichen kann, diesen auflädt und mit dem Einsetzen der Pumpe 4 das Druckmittel wieder in Richtung der Radbremse 7 fördert, um den hydraulischen Druck in der Radbremse erneut bis zur zulässigen Radschlupfschwelle aufzubauen. Die beschriebene Funktionsweise geht im wesentlichen auf die an sich bekannten Bremsdruckabbau- und aufbauphasen zurück. Zur Nachbildung einer Bremsdruckhaltephase mit dem vorgeschlagenen 3/2-Wegeventil, eignet sich ein entsprechendes Pulspausen-Taktverhältnis des Ventilstroms, das durch die Steuer- und Regelelektronik festgelegt wird.

Eine Umgehung zur vorgeschlagenen Nachbildung der Druckhaltephase ergibt sich durch die Verwendung eines 3/3-Wegeventils als Druckmodulationsventils oder durch die Verwendung zweier 2/2-Wegeventile, die auf bekannte Weise unabhängig voneinander in der Bremsleitung 6 bzw. am Sauganschluß der Pumpe 4 angeordnet werden. Weitere Ventilschaltungskonzepte, die durch Aufnahme weiterer hydraulisch in der Bremsleitung 6 vor dem Druckmodulationsventil 2 bzw. den Druckmodulationsventilen, beispielsweise als elektromagnetisch oder hydraulisch ansteuerbare Blendenventile ausgeführt sind sowie Kombinationen aus dem vorgenannten Ventilschaltungskonzepte sind möglich, so daß je nach Anforderung an die Bremsdruckregelgüte 3-, 4- oder 5-Gradienten-Lösungen zur Bestimmung des Bremsdruckverlaufs in der Regelung zustande kommen. Die in Fig. 1 dargestellte Lösung zeigt einen besonders geringen Ventilaufwand, der jedoch hinsichtlich der Regelgüte nicht das Optimum darstellt, so daß in der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 2 von einem als 3/3-Wegeventil ausgebildetes Druckmodulationsventil 2 ausgegangen wird, das an der gleichen Stelle wie das 3/2-Wegeventil in dem Schaltungspfad nach Fig. 1 eingesetzt ist, so daß hierdurch gleichfalls der Pumpenkreislauf vom Hauptzylinder 1 getrennt ist. Dieses Druckmodulationsventil erfüllt alle Anforderungen an ein leistungsfähiges schlupfgeregeltes Bremssystem, das sich durch einen geringen Aufwand für die elektrische Ansteuerung und Installation auszeichnet.

Im nachfolgenden ist in Fig. 2 eine vereinfachte Schnittzeichnung durch ein 3/3-Wegeventil dargestellt, das als Druckmodulationsveritil 2 in die Bremsleitung 6 eingesetzt ist, um die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 1 und der Radbremse 7 zu steuern. Ein dritter Anschluß am Ventilgehäuse führt zur Saugseite der Pumpe 4, so daß bezüglich dem Schaltungsaufbau auf Fig. 1 Bezug genommen werden kann.

Das Druckmodulationsventil 2 zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauweise aus, wonach ein schieberförmiger Ventilkörper 9 innerhalb einer Zentralbohrung 10 gelagert ist, die über radial einmündenden Steuerkanäle 11 mit der Hauptzylinder 1, der Radbremse 7 und der Saugseite der Pumpe 4 in Verbindung steht. Zur Steuerung der Verbindung zwischen den einzelnen Funktionsgruppen der Bremsanlage werden die Steuerkanten 12 am Ventilkörper 9 jeweils nach Bedarfin Offenstellung oder Überdeckung mit den Steuerkanälen 11 im Ventilgehäuse 13 gebracht. Der schieberförmige Ventilkörper 9 ist mit seinem den Steuerkanälen 11 abgewandten Endbereich von einem Ringanker 14 umgeben, der axialbeweglich auf einem Zapfen des Ventilkörpers 9 geführt ist und an einem das Ventilgehäuse 13 verschließenden Deckel 5 anschlägt. Eine Magnetspule 15 umgibt den Ringanker 14 konzentrisch, so daß eine besonders kurze Bauform des 3/3-Wegeventils gewährleistet ist. Auf der dem Ringanker 14 abgewandten Seite des Ventilkörpers 9 befindet sich eine Druckfeder 16, die den Ventilkörper 9 in seiner Grundstellung am Deckel 15 auf Anschlag positioniert. Damit ist in der abbildungsgemäßen elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Druckmodulationsventils 2 die den Hauptzylinder 1 mit der Radbremse 7 verbindenden Steuerkanäle 11 durch die Ringnut des schieberförmigen Ventilkörpers 9 freigegeben, womit ein ungehinderter Druckmitteltransport sichergestellt ist. Der Abschnitt des schieberförmigen Ventilkörpers 9 im Bereich der Druckfeder 16 überdecken hingegen den zur Saugseite der Pumpe 4 führenden Steuerkanal 11.

Zum Zwecke der Druckhaltephase ist die Magnetspule 15 erregt, so daß der axial beweglich auf dem Ventilkörper 9 geführte Ringanker 14 den Ventilkörper 9 nach links mitnimmt, bis dieser die Steuerkanäle 11 zwischen Hauptzylinder 1 und Radbremse 7 mit seiner Steuerkante 12 verschließt. Damit ist der Ventilkörper 9 in der Zentralbohrung in einer vorzugsweise stromgesteuerten Zwischenstellung derart positioniert, daß die Druckhaltephase im ABS-Betrieb realisiert ist. Der Ventilkörper 9 nimmt somit eine Hubzwischenstellung ein, die erst durch eine Erhöhung des Erregerstroms für die Magnetspule 15 zum Anlegen des linken Endbereichs des Ventilkörpers 9 am Ventilgehäuse 13 führt. In dieser Position gibt sodann die die Steuerkanten 12 bildende Ringnut am Ventilkörper 9 die hydraulische Verbindung zwischen der Radbremse 7 in Richtung der Pumpe 4 frei. Der zur Ringnut rechts gelegene Schaftabschnitt des Ventilkörpers 9 überdeckt unterdessen die Abzweigung des der Radbremse 7 zugehörigen Steuerkanals 11 in Richtung des zum Hauptzylinder 1 führenden Steuerkanals.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Druckmodulationsventil
3 Niederdruckspeicher
4 Pumpe
5 Deckel
6 Bremsleitung
7 Radbremse
8 Rückschlagventil
9 Ventilkörper
10 Zentralbohrung
11 Steuerkanäle
12 Steuerkanten
13 Ventilgehäuse
14 Ringanker
15 Magnetspule
16 Druckfeder

Claims

1. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung, mit wenigstens einer Bremsleitung, die einen Hauptzylinder mit einer Radbremse verbindet, mit wenigstens einem Druckmodulationsventil, das die hydraulische Verbindung zur Radbremse steuert, mit einer Pumpe, die bevorratetes Druckmittel zur Radbremse fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Pumpe (4) zwischen der Radbremse (7) und dem Druckmodulationsventil (2) an die Bremsleitung (6) angeschlossen ist, und daß die Saugseite der Pumpe (4) durch das Druckmodulationsventil (2) vom Hauptzylinder (1) getrennt ist.

2. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmodulationsventil (2) als elektromagnetisch betätigbares Mehrwegeventil ausgeführt ist, das in der Bremsschlupfregelung den Hauptzylinder (1) von der Radbremse (7) und der Pumpe (4) trennt.

3. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmodulationsventil (2) als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, das in einer ersten Schaltstellung eine ungehinderte Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptzylinder (1) und der Radbremse (7) herstellt sowie die Saugseite der Pumpe (4) vom Hauptzylinder (1) und der Radbremse (7) trennt, und daß in einer zweiten Schaltstellung die Saugseite der Pumpe (4) mit der Radbremse (7) verbunden ist und die Radbremse (7) vom Hauptzylinder (1) getrennt ist.

4. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmodulationsventil (2) als 3/3-Wegeventil ausgebildet- ist, das in einer ersten Schaltstellung den Hauptzylinder (1) mit der Radbremse (7) verbindet, während die Saugseite der Hilfsdruckpumpe (4) gesperrt ist, daß in einer zweiten Schaltstellung der Hauptzylinder (1), die Radbremse (7) und die Pumpe (4) voneinander getrennt sind und daß in einer dritten Schaltstellung eine Verbindung von der Radbremse (7) zur Saugseite der Pumpe (4) hergestellt ist und der Hauptzylinder (1) von der Saugseite der Pumpe (4) und der Radbremse (7) getrennt ist.

5. Hydraulisch. Bremsanlage mit Schlupfregelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als 3/3-Wegeventil ausgeführte Druckmodulationsventil (2) einen schieberförmig gestalteten Ventilkörper (9) aufweist, der in einem Ventilgehäuse (13) axial beweglich geführt ist, und daß der Ventilkörper (9) mit einer eine Steuerkante (12) bildenden Ringnut versehen ist, die mit zum Hauptzylinder (1), der Radbremse (7) und zur Saugseite der Pumpe (4) führenden Steuerkanälen (11) im Ventilgehäuse (13) in Überdeckung bringbar ist.

6. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem ersten Endabschnitt des Ventilkörpers (9) ein axial beweglich geführter Ringanker (14) angeordnet ist, daß der Ringanker (14) von einer im Ventilgehäuse (13) befestigten Magnetspule (16) begrenzt ist, die den Ringanker (14) in Längsrichtung überdeckt.

7. Hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zum Ringanker (14) abgewandten Stirnfläche des Ventilkörpers (9) eine Druckfeder (16) positioniert ist, die den Ventilkörper (9) entgegen der Magnetkraft bewegt.