DE4427247C2 - Bremsdruck-Steuerungseinrichtung - Google Patents
Bremsdruck-SteuerungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsdruck-Steuerungsein
richtung für ein Straßenfahrzeug mit hydraulischer
Mehrkreis-, insbesondere Zweikreis-Bremsanlage und mit
den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge
nannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.
Eine derartige Bremsdruck-Steuerungseinrichtung ist in
der nicht vorveröffentlichten DE-43 29 140 C1
in Verbindung mit einem Fahrzeug
beschrieben, das statische Bremskreise hat, denen je
ein Ausgang eines als Bremsgerät vorgesehenen Tandem-
Hauptzylinders zugeordnet ist, der mittels eines Brems
pedals über einen pneumatischen Bremskraftverstärker
betätigbar ist, der eine durch einen Kolben beweglich
gegen eine permanent auf niedrigem Druck gehaltene Nie
derdruckkammer abgegrenzte Antriebskammer hat, durch
deren - pedalgesteuerte - Beaufschlagung mit einem mit
der Pedalkraft monoton korrelierten Druck die Kraftver
stärkung steuerbar ist, mit der eine Zielbremsung er
folgt, und durch deren, durch Umschaltung eines als
Magnetventil ausgebildeten Aussteuerventils erfolgende
Beaufschlagung mit dem Atmosphärendruck oder einem hö
heren Druck eine hohe, für eine Vollbremsung ausrei
chende, auf den Hauptzylinder wirkende Betätigungskraft
entfaltbar ist; eine diesbezügliche Umschaltung dieses
Magnetventils ist durch ein Ausgangssignal einer elek
tronischen Steuereinheit auslösbar, das diese erzeugt,
wenn die Geschwindigkeit , mit der der Fahrer das
Bremspedal betätigt, einen diesbezüglichen Schwellen
wert s überschreitet; das Fahrzeug ist auch mit ei
nem auf dynamisch stabiles Verhalten des Fahrzeuges bei
einer Bremsung ausgelegten, an den einzelnen Bremskrei
sen nach dem Rückförderprinzip arbeitenden Antiblockier
system (ABS) ausgerüstet, das den einzelnen Radbremsen
zugeordnete, durch Ausgangssignale einer elektronischen
Steuereinheit ansteuerbare Ein- und Auslaßventile sowie
den Bremskreisen einzeln zugeordnete, elektrisch an
steuerbare, auf hohes Ausgangsdruckniveau ausgelegte
Rückförderpumpen umfaßt, mittels derer in einer Druck
abbauphase der Antiblockierregelung in eine Rücklauf
leitung des jeweiligen Bremskreises abgelassene Brems
flüssigkeit in dessen von einem der Druckausgänge des
Bremsgeräts ausgehende Hauptbremsleitung zurückförder
bar ist.
Zweck der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung gemäß der
DE 43 29 140 C1 ist es, den aus der Art der Betäti
gung des Bremspedals erkennbaren Fahrerwunsch nach ei
ner hohen Fahrzeugverzögerung dadurch selbsttätig zu
unterstützen, daß, noch während das Bremspedal den üb
licherweise vorhandenen Leerweg ausführt, ein relativ
hoher Bremsdruck in die Radbremsen einkoppelbar ist, um
die Bremsanlage möglichst frühzeitig zu aktivieren. Um
hierbei sicherzustellen, daß auch bei einer selbsttätig
gesteuerten Vollbremsung höchstmögliche Werte der Fahr
zeugverzögerung zuverlässig erreichbar sind, insbeson
dere auch bei Bremsungen, die auf trockener, griffiger
Straße erfolgen, die Bremskraft bis zum Ansprechen des
Antiblockiersystems des Fahrzeuges gesteigert werden
kann, was z. B. bei einer durch die DE-42 08 496 C1 be
kannten Bremsdruck-Steuereinrichtung ähnlicher Art, bei
der der Ausgangsdruck des durch Ansteuerung des Brems
kraftverstärkers betätigbaren Hauptzylinders direkt als
Bremsdruck ausgenutzt wird, nicht oder allenfalls nur
annähernd der Fall wäre, ist bei der Bremsdruck-Steu
erungseinrichtung gemäß der DE 43 29 140 C1 für jeden
der Bremskreise ein elektrisch ansteuerbares Umschalt
ventil vorgesehen, das aus einer dem Zielbremsbetrieb
zugeordneten, die Hauptbremsleitung des jeweiligen
Bremskreises mit dem diesem zugeordneten Druckausgang
des Hauptzylinders der Bremsanlage verbindenden Grund
stellung in eine an diesen Druckausgang gegen die Haupt
bremsleitung absperrende Funktionsstellung umschaltbar
ist sowie ein elektrisch ansteuerbares Zufluß-Steuer
ventil, das aus einer ebenfalls dem Zielbremsbetrieb
zugeordneten, den jeweiligen Druckausgang des Hauptzy
linders gegen den "Niederdruck-Eingang" der Rückförder
pumpe des jeweiligen Bremskreises absperrenden Grund
stellung in eine diesen mit dem zugeordneten Druckaus
gang des Hauptzylinders verbindende Funktionsstellung
umschaltbar ist, wodurch der durch die Betätigung des
Hauptzylinders an dessen Ausgängen bereitgestellte Aus
gangsdruck gleichsam als Vorladedruck den Rückförder
pumpen des Antiblockiersystems zugeleitet wird, die im
automatischen Vollbremsbetrieb als Bremsdruck-Quellen
ausgenutzt sind, die ein sehr hohes Bremsdruck-Niveau
bereitstellen können, so daß in einem durch die elek
tronische Steuereinheit ebenfalls gesteuerten, automa
tischen Vollbremsungs-Betrieb die für ein Ansprechen
des Antiblockiersystems erforderlichen Bremsdrücke
bzw. -kräfte in den Radbremsen entfaltet werden können und
damit die Ausnutzung einer höchstmöglichen Fahrzeugver
zögerung erreichbar ist, auch wenn der Fahrer das Brems
pedal mit vergleichsweise geringer Kraft betätigt.
Die Bremsdruck-Steuerungseinrichtung gemäß der DE
43 29 140 C1 stellt insoweit eine optimale Lösung des
Problems, die Radbremsen einzeln oder gemeinsam auch
bei einer selbsttätig gesteuerten Bremsung, sei es zum
Zweck einer automatischen Vollbremsung oder zum Zweck
einer Fahrdynamik- oder einer Antriebs-Schlupf-Regelung
bis zur Blockiergrenze aktivieren zu können, dort ist
jedoch auch mit einem erheblichen technischen Aufwand
verknüpft, der sich insbesondere in relativ hohen Her
stellungskosten niederschlägt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter weitestmögli
cher Wahrung der günstigen funktionellen Eigenschaften
einer Bremsdruck-Steuerungseinrichtung der eingangs ge
nannten Art, deren Aufbau erheblich zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der zweite Bremskreis der Bremsanlage direkt an den
diesem zugeordneten Druckausgang des Hauptzylinders der
Bremsanlage angeschlossen ist.
Die hierdurch gegenüber der Bremsdruck-Steuerungsein
richtung gemäß der DE 43 29 140 C1 erzielte Vereinfa
chung - Wegfall eines Umschaltventils und eines Vorla
de-Steuerventils - ist erheblich.
Zumindest dann, wenn das Fahrzeug einen einachsigen An
trieb hat und der Bremskreis der angetriebenen Fahr
zeugräder derjenige ist, der beim selbsttätig gesteuer
ten Bremsbetrieb mit dem hohen Ausgangsdruck seiner
Rückförderpumpe betreibbar ist, ist praktisch kein
funktioneller Unterschied der erfindungsgemäßen Brems
druck-Steuerungseinrichtung gegenüber derjenigen gemäß
der DE 43 29 140 C1 gegeben.
Dies gilt insbesondere dann, wenn das Fahrzeug mit einem
Vorderachs-Antrieb versehen ist und demgemäß der Brems
druckbedarf der Hinterradbremsen ohnehin geringer ist.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 ist ihrem grundsätz
lichen Aufbau nach die Gestaltung einer zur Erfassung
des Fahrerwunsches hinsichtlich Einleitung und Beendi
gung einer automatisch gesteuerten Vollbremsung geeig
nete Kraft-Sensoreinrichtung angegeben, die z. B. mit
Hilfe von Dehnungsmeßstreifen oder piezoelektrischen
Kraft-Sensorelementen realisierbar ist, die verfügbarem
Stand der Technik entsprechen und ohne nennenswerte
konstruktive Veränderungen am Bremskraftverstärker oder
dem Hauptzylinder der Bremsanlage in diese eingefügt
werden können.
Alternativ hierzu ist durch die Merkmale des Anspruchs 5
eine funktionell entsprechende Sensor-Anordnung angege
ben, die mit Hilfe eines einfachen Mikroschalters rea
lisierbar ist, der ebenfalls ohne Schwierigkeit in den
Bremskraftverstärker integrierbar ist.
Ausgehend von einer Bremsdruck-Steuerungseinrichtung
der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zu
grunde liegende Aufgabe auch durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 6 gelöst, die eine besonders
einfache Struktur der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung
ergeben.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Bremsdruck-
Steuerungseinrichtung ergeben sich aus der nachfolgen
den Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels
und der Erläuterung möglicher Abwandlungen desselben
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine mit einer erfindungsgemäßen Bremsdruck
steuerungseinrichtung ausgerüstete Zweikreis-
Bremsanlage eines Straßenfahrzeuges mit Vorder
achs-/Hinterachs-Bremskreisaufteilung in sche
matisch vereinfachter, elektro-hydraulischer
Schaltbilddarstellung und
Fig. 2 Einzelheiten eines bei der Bremsanlage gemäß
Fig. 1 zur Betätigung des Hauptzylinders der
selben vorgesehenen pneumatischen Bremskraft-
Verstärkers mit einer Sensor-Einrichtung zur
Erkennung des Fahrerwunsches hinsichtlich der
Beendigung einer automatisch gesteuerten Voll
bremsung.
Bei der in der Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichneten hy
draulischen Zweikreis-Bremsanlage für ein durch diese
repräsentiertes Straßenfahrzeug sind dessen linke Vor
derradbremse 2 und dessen rechte Vorderradbremse 3 zu
einem Vorderachs-Bremskreis I und die linke Hinterrad
bremse 4 sowie die rechte Hinterradbremse 5 zu einem
Hinterachs-Bremskreis II zusammengefaßt.
Die beiden Bremskreise I und II sind als statische
Bremskreise ausgebildet, deren Bremsdruck-Versorgung
bei einer "normalen" Bremsung, d. h. einer mit mäßiger
Fahrzeugverzögerung erfolgenden Zielbremsung, bei der
die Bremsdruckentfaltung ausschließlich vom Fahrer
durch Betätigung des Bremspedals 6 gesteuert wird,
durch einen mittels des Bremspedals 6 über einen pneu
matischen Bremskraftverstärker 7 betätigbaren Tandem-
Hauptzylinder 8 für sich bekannter Bauart und Funktion
erfolgt, der einen dem Vorderachs-Bremskreis I zugeord
neten - statischen - Druckausgang 9 und einen dem Hin
terachs-Bremskreis II zugeordneten - ebenfalls "stati
schen" - Druckausgang 11 hat, an denen bei einer Betä
tigung des Hauptzylinders 8 Drücke PVA und PHA im we
sentlichen gleichen Betrages bereitgestellt werden.
Das Fahrzeug ist mit einem nach dem Rückförderprinzip
arbeitenden, in bekannter Technik realisierten Anti
blockiersystem ausgerüstet, das in der Zeichnung durch
seine insgesamt mit 12 bezeichnete Hydraulikeinheit re
präsentiert ist, welche den Vorderradbremsen 2 und 3
sowie den Hinterradbremsen 4 und 5 je einzeln zugeord
nete Einlaßventile 13 und 14 bzw. 16 und 17 und den
einzelnen Radbremsen 2 bis 5 ebenfalls je einzeln zuge
ordnete Auslaßventile 18 und 19 bzw. 21 und 22 als
elektrisch steuerbare Bremsdruck-Regelventile und den
beiden Bremskreisen I und II je einzeln zugeordnete
Rückförderpumpen 23 und 24 umfaßt, mittels derer Brems
flüssigkeit, die in einer Bremsdruck-Abbauphase der An
tiblockierregelung aus einer oder mehrerer der Radbremsen 2
bis 5 über eine Rücklaufleitung 26 bzw. 27 des
jeweiligen Bremskreises I bzw. II in einen Niederdruck
speicher 28 bzw. 29 abgelassen wird, in die Hauptbrems
leitung 31 bzw. 32 des Vorderachs-Bremskreises I bzw.
des Hinterachs-Bremskreises II zurückförderbar ist. Die
Niederdruck-Eingänge 33 und 34 der Rückförderpumpen 23
und 24 der beiden Bremskreise I und II sind an die Rück
laufleitungen 26 und 27 und die Niederdruckspeicher 28
und 29 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II über je
ein Rückschlagventil 36 bzw. 37 angeschlossen, das
durch relativ höheren Druck in der Rücklaufleitung 26
bzw. 27 als an dem jeweiligen Niederdruckeingang 33
bzw. 34 der Rückförderpumpe 23 bzw. 24 in Öffnungsrich
tung beaufschlagt und sonst gesperrt ist.
Die Hydraulikeinheit hat zwei, je einem der beiden
Bremskreise I und II zugeordnete Versorgungsanschlüsse
38 und 39, von denen die "internen" Hauptbremsleitungen
31 und 32 ausgehen, von deren Verzweigungsstellen 35
und 40 die über die Einlaßventile 13 und 14 bzw. 16 und
17 der Vorderradbremsen 2 und 3 bzw. der Hinterradbrem
sen 4 und 5 zu den Steuerausgängen 41 und 42 sowie 43
und 44 der Hydraulikeinheit 12, an denen die Radbrems
leitungen 46 und 47 bzw. 48 und 49 angeschlossen sind,
führenden, "internen" Bremsleitungszweige 31′ und 31′′
bzw. 32′ und 32′′ ausgehen, sowie zwei weitere Versor
gungsanschlüsse 51 und 52, die intern je einzeln mit
dem Niederdruckeingang 33 bzw. 34 der Rückförderpumpe
23 des Vorderachs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs-
Bremskreises II verbunden sind.
Die insoweit geschilderte Hydraulikeinheit 12, die für
sich allein gesehen, im Rahmen der Fahrzeug-Bremsanlage
1 zuzüglich der Raddrehzahlfühler 65 des Antiblockier
systems 12 und einer elektronischen Steuereinheit 58
zur Darstellung der Antiblockier-Regelungsfunktion ge
eignet ist, ist auch Funktionselement einer insgesamt
mit 55 bezeichneten Bremsdruck-Steuerungseinrichtung,
mittels derer in Fällen, in denen der Fahrer eine mög
lichst hohe Fahrzeugverzögerung ausnutzen möchte,
selbsttätig gesteuert eine Vollbremsung durchführbar
ist, bei der sämtliche Radbremsen 2 bis 5 - gleichzei
tig - mit einem höchstmöglichen, mit dynamischer Sta
bilität des Fahrzeuges noch verträglichen Bremsdruck
beaufschlagt werden, andererseits aber auch eine allge
mein auf dynamische Stabilität des Fahrzeuges gerichte
te Fahrdynamik-Regelung steuerbar ist, bei der, ohne
daß der Fahrer die Bremsanlage 1 betätigt, eine oder
mehrere der Radbremsen 3 bis 5 des Fahrzeuges mit
Bremsdrücken gleichen oder unterschiedlichen Betrages
beaufschlagbar sind, sei es, um im Sinne einer An
triebs-Schlupf-Regelung das Traktionsverhalten des
Fahrzeuges zu optimieren, sei es im Sinne einer "rei
nen" Fahrdynamik-Regelung, bei der einzelne Radbremsen,
auch solche nicht angetriebener Fahrzeugräder, akti
viert werden, um ein bestimmtes Lenkungs-Verhalten des
Fahrzeuges zu erzielen.
Im Rahmen der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung 55, zu
deren weiterer Erläuterung nunmehr auch auf die Fig. 2
Bezug genommen sei, ist ein dem Bremskraftverstärker 7
zugeordnetes, elektrisch ansteuerbares Hilfskraft-Aus
steuerventil 53 vorgesehen, das eine Grundstellung 0
hat, in welcher die Antriebskammer (75) des in üblicher
Gestaltung vorausgesetzten pneumatischen Bremskraftver
stärkers 7 über einen in dieser Grundstellung 0 offenen
Durchflußpfad 54 und ausschließlich über diesen mit der
Niederdruckquelle - dem Verbrennungsluft-Einlaßstutzen
56 des lediglich schematisch angedeuteten Fahrzeugmo
tors 60 - verbunden ist, der auch permanent, d. h. in
fester Verlegung, an die Niederdruckkammer 70 des Brems
kraftverstärkers 7 angeschlossen ist.
Diese Grundstellung 0 des Hilfskraft-Aussteuerventils
53 ist dem "normalen" Zielbremsbetrieb der Bremsanlage
1 zugeordnet, in welcher der Fahrer durch Betätigung
des Bremspedals 6 einen zu dessen Betätigungsweg
bzw. -kraft proportionalen Bremsdruck in die Radbremsen 2
bis 5 einsteuern kann.
Das Hilfskraft-Aussteuerventil 53, das als 3/2-Magnet
ventil dargestellt ist, hat eine bei Erregung seines
Steuermagneten 57 mit dem Ausgangssignal der elektro
nischen Steuereinheit 58 der Bremsdruck-Steuereinrich
tung 55 eingenommene Schaltstellung I, in welcher die
Niederdruckquelle 56, 60 gegen die Antriebskammer 75 des
pneumatischen Bremskraftverstärkers 7 abgesperrt ist,
diese Antriebskammer jedoch dem atmosphärischen Umge
bungsdruck oder einem höheren Druck einer Hilfsdruck
quelle ausgesetzt ist, wodurch der Hauptzylinder 8 mit
tels des Bremskraftverstärkers im Sinne eines Aufbaues
eines hohen Ausgangsdruckes an seinen Druckausgängen 9
und 11 betätigt wird.
Ein die Umschaltung des Hilfskraft-Aussteuerventils 53
in dessen Schaltstellung I vermittelndes Ausgangssignal
wird, z. B. zum Zweck der Auslösung einer automatischen
Vollbremsung, von der elektronischen Steuereinheit 58
der Bremsdruck-Steuereinrichtung 55 abgegeben, wenn der
Fahrer am Beginn einer Bremsung das Bremspedal 6 mit
einer Geschwindigkeit betätigt, die größer ist als
ein diesbezüglicher Schwellenwert s, was von der
elektronischen Steuereinheit 58 anhand einer - zeitlich
differenzierenden - Verarbeitung von Ausgangssignalen
eines elektronischen oder elektromechanischen Pedal-
Positionsgebers 59 erkannt wird, durch dessen Ausgangs
signale eine selbsttätig gesteuerte Vollbremsung auch
schon ausgelöst werden kann, während das Bremspedal 6
noch seinen "Leerweg" ausführt, der mit einem nennens
werten Druckaufbau im Tandem-Hauptzylinder 8 noch nicht
verknüpft ist.
Im Rahmen der Bremsdruck-Steuereinrichtung 55 ist ein
insgesamt mit 62 bezeichneter Steuerventilblock vorge
sehen, der den hydraulischen Anschluß der Druckausgänge
9 und 11 des Hauptzylinders 8 an die Versorgungsan
schlüsse 38 und 39 sowie 51 und 52 der Hydraulikeinheit
12 des Antiblockiersystems vermittelt. Dieser Steuer
ventilblock 62 umfaßt ein erstes als 2/2-Wege-Magnet
ventil ausgebildetes Umschaltventil 63, dessen Grund
stellung 0 seine Durchflußstellung ist, in welcher der
dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordnete Druckausgang 9
des Hauptzylinders 8 mit dem Versorgungsanschluß 38 der
ABS-Hydraulikeinheit 12 verbunden ist, von dem deren
Hauptbremsleitung 31 ausgeht; die bei Erregung des Steu
ermagneten 64 mit einem Ausgangssignal der elektroni
schen Steuereinheit 58 eingenommene Schaltstellung I
dieses Umschaltventils 63 ist seine Sperrstellung, in
der es auch die Funktion eines Druckbegrenzungsventils
vermittelt.
Ein zweites, zu dem ersten Umschaltventil 63 analoges
Umschaltventil 66 vermittelt in seiner Grundstellung 0
- seiner Durchflußstellung - die Verbindung des dem
Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Druckausganges 11
des Tandem-Hauptzylinders 8 mit dem Versorgungsanschluß
39 der Hydraulikeinheit 12 des ABS 12, von dem die Haupt
bremsleitung 32 des Hinterachs-Bremskreises II ausgeht.
Auch dieses zweite Umschaltventil 66 vermittelt in seiner
erregten Stellung I die Funktion eines Druckbegrenzungs
ventils. Desweiteren umfaßt der Steuerventilblock 62
ein erstes, dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordnetes
Vorlade-Steuerventil 67 und ein zweites, dem Hinterachs-
Bremskreis II zugeordnetes Vorlade-Steuerventil 68, die
als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet sind, die durch
Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit 58
ansteuerbar sind. Diese Vorlade-Steuerventile 67 und 68
haben eine sperrende Grundstellung 0 und als erregte
Stellung I eine Durchflußstellung, in welcher über das
erste Vorlade-Steuerventil 67 der dem Vorderachs-Brems
kreis I zugeordnete Druckausgang 9 des Hauptzylinders 8
mit demjenigen weiteren Versorgungsanschluß 51 der ABS-
Hydraulikeinheit 12 verbunden ist, der zum Niederdruck
eingang 33 der Rückförderpumpe 23 des Vorderachs-Brems
kreises führt und über das zweite Vorlade-Steuerventil
68 der dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordnete Druck
ausgang 11 des Hauptzylinders 8 mit dem mit dem Nieder
druckeingang 34 der Rückförderpumpe 24 des Hinterachs-
Bremskreises II verbundenen weiteren Versorgungsan
schluß 52 der ABS-Hydraulikeinheit 12 verbunden ist. Zu
den Umschaltventilen 63 und 66 ist je ein Rückschlag
ventil 69 bzw. 71 parallel geschaltet, das durch rela
tiv höheren Druck am jeweiligen Druckausgang 9 bzw. 11
des Hauptzylinders 8 als in der Hauptbremsleitung 31
bzw. 32 der Hydraulikeinheit 12 in Öffnungsrichtung be
aufschlagt und sonst gesperrt ist.
Bei der insoweit nach Aufbau und Funktion erläuterten
Bremsanlage I befinden sich bei einer Zielbremsung die
Umschaltventile 63 und 66 sowie die Vorlade-Steuerven
tile 67 und 68 in ihren dargestellten Grundstellungen
0. Die Bremsdruck-Entwicklung wird bei einer Zielbrem
sung durch die vom Fahrer auf das Bremspedal 6 ausge
übte Kraft gesteuert und erforderlichenfalls durch ein
Ansprechen des Antiblockiersystems moderiert.
Die von der Bremsanlage 1 weiter zu erfüllenden Funk
tionen einer automatischen Vollbremsung sowie einer
Fahrdynamik-Regelung sind mittels der Bremsdruck-Steu
erungseinrichtung 55, 58 im einzelnen wie folgt dar
stellbar.
Bei einer sehr schnellen - hastigen - Betätigung des
Bremspedals 6, die von der elektronischen Steuereinheit
58 als Fahrerwunsch dahingehend interpretiert wird, daß
eine Vollbremsung erfolgen soll, wird - zunächst - das
Hilfskraft-Aussteuerventil 53 in dessen Funktionsstel
lung I gesteuert, wodurch die Antriebskammer des Brems
kraftverstärkers 7, gleichsam unter Überbrückung des
Bremsventils des Bremskraftverstärkers belüftet und
dadurch dem vollen Atmosphärendruck ausgesetzt wird,
wodurch der Bremskraftverstärker 7 bis an seinen Aus
steuerpunkt ausgesteuert und der Tandem-Hauptzylinder
bis zu einem Ausgangsdruck PVA bzw. PHA betätigt wird,
der in praktischen Fällen etwa 75% desjenigen Druckes
beträgt, der sich ergäbe, wenn der Fahrer das Bremspe
dal 6 mit derjenigen Kraft betätigen würde, die norma
lerweise zur Erreichung des Aussteuerpunktes des Brems
kraftverstärkers 7 notwendig wäre. Noch während der
Ausgangsdruck des Tandem-Hauptzylinders, der über die
zunächst noch in der Grundstellung befindlichen Um
schaltventile 63 und 66 in die Hauptbremsleitungen 31
und 32 des Vorderachs-Bremskreises I und II eingekop
pelt wird, ansteigt, werden die Rückförderpumpen 23 und
24 durch Ausgangssignale der elektronischen Steuerein
heit 58 eingeschaltet, die Umschaltventile 63 und 66
gleichzeitig hiermit oder kurz danach in ihre Sperr
stellungen I und die Vorlade-Steuerventile 67 und 68 in
ihre Durchflußstellungen I umgeschaltet, so daß nunmehr
der Tandem-Hauptzylinder 8 als Ladedruckquelle - "Vor
ladepumpe" - für die Rückförderpumpen 23 und 24 arbei
tet und diese die Bremsdruck-Quellen für den Vorder
achs-Bremskreis I und den Hinterachs-Bremskreis II bil
den.
Wird bei einer solchermaßen gesteuerten Vollbremsung an
einem oder mehreren der Fahrzeugräder die Blockiergren
ze erreicht, so daß das Antiblockiersystem anspricht,
mit der Folge, daß der Druck in den Hauptbremsleitungen
31 und 32 drastisch ansteigt, wird Bremsflüssigkeit
über die in ihrer im automatischen Bremsbetrieb als
Druckbegrenzungsventile wirkenden Umschaltventile 63
und 66 zum Hauptbremszylinder 8 hin zurückverdrängt und
dadurch der Druck in den Hauptbremsleitungen 31 und 32
auf einen Wert von z. B. 200 bar begrenzt.
Ein zur Erkennung des Fahrerwunsches nach Beendigung
einer automatisch gesteuerten Vollbremsung geeigneter
Sensor kann als Kraft-Sensor mit Hilfe einer - nicht
dargestellten - Dehnungs-Meßstreifenanordnung reali
siert sein, deren Ausgangssignal ein Maß für die -
elastische - Verformung ist, die z. B. das Bremspedal
bei einer Betätigung erfährt oder ein anderes Element
des Kraft-Übertragungsstranges, über den diese Betäti
gungskraft auf die am Primärkolben 74 (Fig. 2) des
Hauptzylinders 8 axial angreifende Druckstange 76 des
Bremskraftverstärkers 7 übertragen wird, z. B. der Pe
dalstößel 77, über den das Bremspedal 6 axial an einem
Reaktionskolben 78 des Steuerteils 79 des Bremskraft
verstärkers 7 axial abgestützt ist, oder der Reaktions
kolben 78 selbst, der gemäß der Darstellung der Fig. 2
zwischen dem Pedalstößel 77 und einer zur Auslegung des
Verstärkungsfaktors des Bremskraftverstärkers 7 vorge
sehenen, elastisch nachgiebigen Reaktionsscheibe 81
eingespannt ist.
Bei der in der Fig. 2 dargestellten Variante der Brems
druck-Steuerungseinrichtung ist zur Erkennung des Fah
rerwunsches nach Aufrechterhaltung und Abbruch einer
automatisch gesteuerten Vollbremsung ein Mikroschalter
82 vorgesehen, der, je nachdem, ob der Fahrer das
Bremspedal 6 mit einer Kraft betätigt, die größer ist
als ein Schwellenwert KS oder kleiner als derselbe,
signifikant verschiedene Ausgangssignale oder Ausgangs
signalkombinationen abgibt, die der elektronischen
Steuereinheit 58 ständig als Informations-Signale zu
geleitet sind. Beispielsweise ist das Ausgangssignal
dieses Mikroschalters 82 ein Hoch-Pegel-Signal (logi
sche I) , wenn die Kraft größer ist als der Schwellen
wert KS und ein Niedrig-Pegel-Signal (logische 0), wenn
diese Kraft kleiner ist als der Schwellenwert.
Der Mikroschalter 82 ist als weggesteuertes Schaltele
ment ausgebildet, das an einem mit dem Reaktionskolben
78 fest verbundenen, radial zur Längsachse 83 des
Bremskraftverstärkers 7 verlaufenden Querriegel 84 an
geordnet ist und dessen axiale Verrückungen mit aus
führt, wobei der Mikroschalter 82 lediglich auf die
axiale Bewegung des Reaktionskolbens 78 relativ zu der
Druckstange 76 des Bremskraftverstärkers 7 anspricht,
deren Hub wegen der durch die Reaktionsscheibe 81 ver
mittelten elastischen Abstützung des Reaktionskolbens
78 an der Druckstange 76 ein Maß für die Kraft ist, mit
der der Fahrer das Bremspedal 6 betätigt.
Zeigt das Ausgangssignal des Mikroschalters 82 an, daß
der Fahrer die automatische Vollbremsung beenden möch
te, so wird diese dadurch beendet und in eine Zielbrem
sung übergeleitet, daß die Umschaltventile 63 und 66 in
ihre Grundstellungen 0, ihre Durchflußstellungen, die
Vorlade-Steuerventile 67 und 68 in ihre sperrenden
Grundstellungen 0 zurückgeschaltet und gleichzeitig
hiermit oder geringfügig verzögert hiergegen die Rück
förderpumpen 23 und 24 abgeschaltet sowie das Hilfs
kraft-Aussteuerventil 53 in seine Grundstellung 0 zu
rückgeschaltet werden. Die Rückförderpumpen 23 und 24
können auch aktiviert bleiben, um für den Fall einer im
Zuge der Bremsung erforderlichen Antiblockierregelung
gleichsam auf diese vorbereitet zu sein.
Hierzu werden das Hilfskraft-Aussteuerventil 53 in des
sen Funktionsstellung I und die Umschaltventile 63 und
66 sowie die Vorlade-Steuerventile 67 und 68 in deren
Sperr- bzw. Durchflußstellungen I umgeschaltet, sowie
die Rückförderpumpen 23 und 24 aktiviert. Das Einlaß
ventil derjenigen Radbremse, z. B. der linken Vorderrad
bremse 2, die aktiviert werden soll, bleibt in seiner
- offenen - Grundstellung 0, während die Einlaßventile
14, 16, 17 der rechten Vorderradbremse 3 und der Hinter
radbremsen 4 und 5 in ihre Sperrstellungen I umgeschal
tet werden. Durch eine gepulste Ansteuerung des Einlaß
ventils 13 der linken Vorderradbremse 2 kann der Brems
druck-Aufbau in derselben definiert beeinflußt werden.
Der Druckabbau in der linken Vorderradbremse 2 kann
entsprechend über deren Auslaßventil 18 gesteuert wer
den, wobei im Falle eines Druckabbaues an einer Rad
bremse des Vorderachs-Bremskreises I, das diesem zuge
ordnete Umschaltventil 63 und dessen Vorlade-Steuerven
til 67 wieder in deren Grundstellungen 0 - der Durch
flußstellung des Umschaltventils 63 bzw. der Sperrstel
lung des Vorlade-Steuerventils 67 - zurückgeschaltet
werden. Die aus der Radbremse 2 abgelassene Bremsflüs
sigkeit kann entweder über das geöffnete Auslaßventil
18, die Rücklaufleitung 26 und die Rückförderpumpe 23
des Vorderachs-Bremskreises I zum Hauptzylinder 8 und
durch diesen "hindurch" zum Vorratsbehälter 72 zurück
gefördert werden oder über das geöffnete Einlaßventil
13 der Radbremse 2 "direkt" zum Hauptzylinder 8 hin
abströmen.
Auf analoge Weise ist auch die Funktion einer Antriebs-
Schlupf-Regelung darstellbar, bei der die Radbremsen 4
und 5 der angetriebenen Fahrzeugräder einzeln oder ge
meinsam aktivierbar sein müssen.
Eine zur Steuerung dieser Funktionen geeignete elek
tronische Steuereinheit 58 ist dem mit der Technik der
Bremsdruck- und Bremsschlupf-Regelungen vertrauten Fach
mann bei Kenntnis des Zweckes ohne weiteres möglich, so
daß durch die Beschreibung der verschiedenen Funktionen
auch deren elektronisch-schaltungstechnische Implemen
tierung hinreichend erläutert ist.
Unter der Voraussetzung, daß die Bremsanlage 1, wie
erläutert, eine Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreisauf
teilung hat, ist eine vereinfachende Abwandlung der
Bremsdruck-Steuerungseinrichtung 55 dahingehend mög
lich, daß eine Ausnutzung der Rückförderpumpen als
Bremsdruckquellen bei einer selbsttätigen Aktivierung
einer oder mehrerer Radbremsen nur für einen der Brems
kreise I oder II vorgesehen ist, und der jeweils andere
Bremskreis an den diesem zugeordneten Druckausgang 9
bzw. 11 des Tandem-Hauptzylinders angeschlossen ist. Es
kann hierbei jeweils ein Umschaltventil 63 oder 64 und
ein Vorlade-Steuerventil 67 oder 68 eingespart werden,
sowie ein Rückschlagventil 36 oder 37, die bei der
Bremsanlage 1 gemäß Fig. 1 dazu vorgesehen sind, im
Vorlade-Betrieb des Hauptzylinders 8 die Versorgungs
anschlüsse 51 und 52 der Hydraulikeinheit 12 gegen de
ren Niederdruckspeicher 28 bzw. 29 abzusperren.
Auf diese Rückschlagventile 36 und 37 und den gesamten
Steuerventilblock 62 kann verzichtet werden, wenn die
Radbremsen 2 bis 5, der Hauptbremszylinder 8 und der
Bremskraftverstärker 7 so ausgelegt sind, daß allein
durch dessen mittels des Aussteuerventils 53 steuerbare
Aktivierung auf den Hauptzylinder 8 eine hinreichend
große Betätigungskraft ausübbar ist, daß mit dem hier
durch erzeugbaren Bremsdruck die einzelnen Radbremsen 2
bis 5 an deren Blockiergrenze gebracht werden können.
Claims (6)
1. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung für ein Straßen
fahrzeug mit hydraulischer Zweikreis-Bremsanlage
mit statischen Bremskreisen, denen je ein Druckaus
gang eines Hauptzylinders zugeordnet ist, der, mit
tels eines Bremspedals gesteuert, über einen pneu
matischen Bremskraftverstärker betätigbar ist, der
eine durch einen Kolben beweglich gegen eine perma
nent auf einem niedrigen Druck gehaltene Nieder
druckkammer abgegrenzte Antriebskammer hat, durch
deren Beaufschlagung mit einem mit der Pedalkraft
monoton korrelierten Druck die Kraftverstärkung
steuerbar ist, mit der eine Zielbremsung erfolgt,
und durch deren durch Umschaltung eines Hilfskraft-
Aussteuerventils erzielbare Beaufschlagung mit dem
Atmosphärendruck oder einem höheren Druck eine ho
he, für eine Vollbremsung ausreichende Betätigungs
kraft entfaltbar ist, wobei eine diesbezügliche Um
schaltung dieses Hilfskraft-Aussteuerventils durch
ein Ausgangssignal einer elektronischen Steuerein
heit auslösbar ist, das diese erzeugt, wenn die Ge
schwindigkeit , mit der der Fahrer das Bremspedal
betätigt, einen diesbezüglichen Schwellenwert s
überschreitet und mit einem an den einzelnen Brems
kreisen nach dem Rückförderprinzip arbeitenden An
tiblockiersystem (ABS), das den Radbremsen einzeln
zugeordnete, elektrisch ansteuerbare Ein- und
Auslaßventile sowie den Bremskreisen einzeln zugeord
nete, elektrisch antreibbare, auf hohes Ausgangs
druckniveau ausgelegte Rückförderpumpen umfaßt,
mittels derer in einer Druckabbauphase der Anti
blockier-Regelung in eine Rücklaufleitung des je
weiligen Bremskreises abgelassene Bremsflüssigkeit
in dessen Hauptbremsleitung zurückförderbar ist,
des weiteren für einen der Bremskreise ein elek
trisch ansteuerbares Umschaltventil vorgesehen ist,
das aus einer dem Zielbremsbetrieb zugeordneten,
die Hauptbremsleitung dieses Bremskreises mit dem
für diesen vorgesehenen Druckausgang des Hauptzy
linders verbindenden Funktionsstellung (0) in eine
diesen Druckausgang gegen die Hauptbremsleitung ab
sperrende Funktionsstellung (I) umschaltbar ist,
sowie ein elektrisch ansteuerbares Vorlade-Steuer
ventil das aus einer diesen Druckausgang oder des
Bremsgeräts gegen den Niederdruckeingang der Rück
förderpumpe dieses Bremskreises absperrenden, eben
falls dem Zielbremsbetrieb zugeordneten Funktions
stellung (0) in eine diesen Druckausgang mit dem
Niederdruck-Eingang der Rückförderpumpe des Brems
kreises verbindende Funktionsstellung (I) umschalt
bar ist, und wobei die elektronische Steuereinheit
aus einer Verarbeitung von Sensor-Ausgangssignalen,
welche die Information über die Art der Betätigung
des Bremspedals und/ oder über das dynamische Ver
halten des Fahrzeuges beinhalten, die für einen
selbsttätigen Betrieb der Bremsanlage auf hohem
Bremsdruckniveau erforderlichen Signale für die An
steuerung des Umschaltventils, des Vorlade-Steuer
ventils, der Rückförderpumpe und der Ein- und Aus
laßventile des Antiblockiersystems sowie des Hilfs
kraft-Aussteuerventils erzeugt, dadurch gekenn
zeichnet, daß der andere Bremskreis (I oder II) di
rekt an den diesem zugeordneten Druckausgang (9
bzw. 11) des Hauptzylinders (8) angeschlossen ist.
2. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen (4 und
5) der angetriebenen Fahrzeugräder zu dem mit dem
Ausgangsdruck der Rückförderpumpe (24) beaufschlag
baren Bremskreis (II) zusammengefaßt sind.
3. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1
oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorderradbremsen (2 und 3) zu dem mit dem Ausgangs
druck der Rückförderpumpe (23) beaufschlagbaren
Bremskreis (I) zusammengefaßt sind.
4. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als
Sensor, durch dessen Ausgangssignal bei einer auto
matisch ausgelösten Vollbremsung der Fahrerwunsch
nach Fortsetzung und Beendigung der Vollbremsung
erfaßbar ist, ein Kraftsensor vorgesehen ist, des
sen Ausgangssignal ein Maß für die - elastische -
Deformation ist, die bei einer Betätigung des Brems
pedals (6) an diesem oder an einem anderen Kraftüber
tragungselement auftritt, über das die Betätigungs
kraft auf die am Hauptzylinder (8) angreifende Druck
stange des Bremskraftverstärkers (7) übertragen wird.
5. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bremskraftverstärker (7) mit einem weggesteuerten
Schaltelement (82) versehen ist, das die Betäti
gungsbewegungen eines mit dem Bremspedal (6) bewe
gungsgekoppelten Verstärkerelements (78) mit aus
führt, das seinerseits in Angriffsrichtung der Pe
dal-Betätigungskraft über ein nachgiebiges Reak
tionselement (81) an einem Kraftübertragungsglied,
z. B. der Druckstange (76) des Bremskraftverstär
kers, über das die vom Bremskraftverstärker (7)
entfaltete - verstärkte - Betätigungskraft auf den
Hauptzylinder (8) übertragen wird, abgestützt ist,
dadurch mit der Pedalbetätigungskraft variierende
Änderungen seiner Position relativ zu dem Kraft
übertragungselement (84) erfährt und ein die Been
digung einer automatischen Bremsung auslösendes
oder deren Einsetzen verhinderndes Signal abgibt,
wenn bei einer Bremsung ein Schwellenwert der Aus
lenkung relativ zu dem Kraftübertragungselement
(76) unterschritten oder nicht erreicht wird.
6. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung für ein Straßen
fahrzeug mit hydraulischer Zweikreis-Bremsanlage
mit Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreisaufteilung
oder Diagonal- Bremskreisaufteilung und statischen
Bremskreisen, das mit einem Antiblockiersystem und
mit einer Einrichtung zur Fahrdynamik-Regelung aus
gerüstet ist, die, gesteuert durch Ausgangssignale
einer elektronischen Steuereinheit, nach dem Prin
zip arbeitet, durch selbsttätig gesteuerte Brems
druck-Beaufschlagung einzelner oder mehrerer Rad
bremsen unter Aufbau definierter Werte des Brems
schlupfes an den solchermaßen gebremsten Fahrzeug
rädern das Fahrzeug in einem insgesamt stabilen dy
namischen Fahrzustand zu halten, wobei die selbst
tätige Aktivierung der Bremsanlage durch magnetven
til-gesteuerte Aktivierung eines Bremskraftverstär
kers der Bremsanlage erfolgt, nach einem der An
sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Radbremsen (2 bis 5) des Fahrzeuges und der Brems
kraftverstärker (7) dahingehend aufeinander abge
stimmt sind, daß der aus einer ventilgesteuerten
Aktivierung des Bremskraftverstärkers (7) resultie
rende Bremsdruck ausreicht, um die Blockiergrenze
eines selbsttätig gebremsten Fahrzeugrades zu er
reichen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944427247 DE4427247C2 (de) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Bremsdruck-Steuerungseinrichtung |
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DE4427247A1 DE4427247A1 (de) | 1996-02-15 |
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Country | Link |
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1994
- 1994-08-03 DE DE19944427247 patent/DE4427247C2/de not_active Expired - Fee Related
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Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
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