DE4427379C1 - Bremsdruck-Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdruck-Steuereinrich­ tung für ein Straßenfahrzeug mit hydraulischer Zwei­ kreis-Bremsanlage, das mit einem nach dem Rückförder­ prinzip arbeitenden Antiblockier-System (ABS) und mit einer elektronisch gesteuerten Einrichtung zur Fahrdy­ namikregelung (FDR) ausgerüstet ist, die auch eine An­ triebs-Schlupf-Regelung (ASR) beinhaltet, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genann­ ten, gattungsbestimmenden Merkmalen.

Eine derartige Bremsdruck-Steuereinrichtung ist Gegen­ stand der eigenen, älteren, nicht vorveröffentlichten Patents DE-43 29 140 C1 und für ein Straßenfahrzeug mit Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreis-Aufteilung ausgelegt, wobei als Bremsdruck-Steuergerät ein mittels eines Bremspedals über einen pneumatischen Bremskraftverstär­ ker betätigbarer statischer Tandem-Hauptzylinder mit den Bremskreisen einzeln zugeordneten - statischen - Ausgangsdruckräumen vorgesehen ist. Die Fahrdynamik- Regelungseinrichtung des Fahrzeuges arbeitet nach dem Prinzip, durch selbsttätige, elektronisch gesteuerte Aktivierung einer oder mehrerer Radbremsen den Längs- und den Querschlupf der Fahrzeugräder innerhalb mit dynamischer Stabilität des Fahrzeuges insgesamt ver­ träglichen Grenzen zu halten. Als Druckquellen, aus denen im Falle der Fahrdynamik-Regelung und/oder des Antriebs-Schlupf-Regelungsbetriebes die für die jewei­ lige Regelung ausgenutzten Radbremsen mit Bremsdruck versorgbar ist/sind, werden die den Bremsen einzeln zugeordneten Rückförderpumpen des Antiblockier-Systems ausgenutzt, deren Niederdruck-Anschlüsse im Falle des Fahrdynamik- und/oder des Antriebs-Schlupf-Regelungsbe­ triebes an je einen zugeordneten Druckausgang einer Vorlade-Druckquelle anschließbar sind. Die Vorlade­ druckquelle ist aus ventilgesteuert aktivierbarer Zwei­ kreis-Hauptzylinder ausgebildet, der einen dem Vorder­ achs-Bremskreis I sowie einen dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Druckausgang hat, die an die Nieder­ druckeingänge der Rückförderpumpen des Vorderachs- Bremskreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II an­ geschlossen sind. Es sind den Bremskreisen einzeln zu­ geordnete Umschaltventile vorgesehen, mittels derer in Fahrdynamik- und im Antriebs-Schlupf-Regelungsbetrieb die Hauptbremsleitungen der beiden Bremskreise gegen die ihnen einzeln zugeordneten Druckausgänge des Brems­ gerätes absperrbar sind. Die bei einer vom Fahrer ge­ steuerten Bremsung bei einem Ansprechen der Antiblockier- Regelung die Steuerung von Bremsdruck-Abbau-, -halte- und Bremsdruck-Wiederaufbauphasen vermittelnde elektro­ nische Steuereinheit ist auch für die Steuerung von Regelphasen der Fahrdynamik- und/oder der Antriebs- Schlupf-Regelung ausgenutzt und vermittelt hierbei die Aktivierung der Vorlade-Druckquelle sowie die Absper­ rung der Bremskreise gegen den Hauptzylinder und durch Ansteuerung der Bremsdruck-Regelventile der ABS-Hydrau­ likeinheit die Druckaufbau-, -halte- und Abbauphasen im FDR und/oder ASR-Regelungsbetrieb.

Bei der Bremsdruck-Steuereinrichtung nach dem Patent DE-43 29 140 C1 wird der über einen Vakuum-Bremskraft­ verstärker betätigbare Hauptzylinder der Bremsanlage, der durch Ansteuerung des Bremskraftverstärkers über ein Hilfskraft-Aussteuerventil auch unabhängig von ei­ ner Pedalbetätigung aktivierbar ist, als Vordruckquelle für die Rückförderpumpen ausgenutzt. Zwar ist die Brems­ drucksteuereinrichtung gemäß dem älteren Patent in ei­ ner günstig raumsparenden Weise realisierbar, jedoch muß als nachteilig angesehen werden, daß der Vakuum- Bremskraftverstärker und ein zu dessen Ansteuerung vor­ gesehenes Verstärkerdrucksteuerventil einer speziellen und insoweit aufwendigen Gestaltung bedürfen, die mit nicht unerheblichem technischen Aufwand verknüpft ist.

Durch die DE-38 00 854 A1 ist es weiter bekannt, als Vordruckquelle für die Rückförderpumpe des Bremskreises der angetriebenen Fahrzeugräder, die im Rahmen einer Antriebs-Schlupf-Regelung als Bremsdruckquelle ausge­ nutzt ist, eine Vakuumdose zu verwenden, die unabhängig vom Hauptbremszylinder der - blockiergeschützten - Bremsanlage ventilgesteuert ansteuerbar ist. Hinweise auf eine Gestaltung der Bremsanlage unter Gesichtspunk­ ten einer Fahrdynamikregelung sind der DE-38 00 854 A1 nicht entnehmbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsdruck- Steuereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne Einbuße an Funktions-Zuverlässigkeit mit kon­ struktiv einfachen Komponenten realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merk­ male gelöst.

Hiernach ist die Vorlade-Druckquelle als zusätzlich zu dem Hauptzylinder der Bremsanlage vorgesehener Hilfszy­ linder ausgebildet, der hinsichtlich seines hydrauli­ schen Teils denselben Aufbau haben kann wie ein serien­ mäßiger Tandem-Hauptzylinder und, im Unterschied zum Hauptzylinder der Bremsanlage mittels eines eigenen, einfach gestalteten Antriebszylinders betätigbar ist.

Des weiteren ist für jeden der Bremskreise I und II ein 2-Stellungs-Ventil vorgesehen, das eine dem nor­ malen, d. h. vom Fahrer gesteuerten Bremsbetrieb sowie einer Anfangsphase einer automatisch gesteuerten Brem­ sung zugeordnete Grundstellung 0 hat und in dieser die Funktion eines Rückschlagventils vermittelt, das durch relativ höheren Druck an dem jeweiligen Druckausgang des Hilfszylinders als in der Hauptbremsleitung des jeweiligen Bremskreises is Öffnungsrichtung beauf­ schlagt und bei höherem Druck in der jeweiligen Haupt­ bremsleitung als am Druckausgang des Hilfszylinders sperrend ist und weiter eine der selbsttätigen Bremsen­ aktivierung zugeordnete Schaltstellung hat, in der es die Funktion eines Druckbegrenzungsventils vermittelt, über das bei überhöhtem Druck in der Hauptbremsleitung des jeweiligen Bremskreises Bremsflüssigkeit zum Hilfs­ zylinder hin abströmen kann. Durch diese Art der Ven­ tilbeschaltung des Hauptzylinders der Bremsanlage, ei­ nerseits, sowie des Hilfszylinders der Bremsdruck-Steu­ ereinrichtung, andererseits, wird sichergestellt, daß der Hilfszylinder durch eine automatische Bremsung nicht "leer"-geregelt werden kann und daß der Hauptzy­ linder bei einer vom Fahrer gesteuerten Bremsung nicht zum Hilfszylinder hin entleert werden kann.

Eine erhebliche bauliche Vereinfachung ist gemäß den Ansprüchen 2 und, 3 dadurch möglich, daß als Hilfsdruck­ quellen für den Hilfszylinderantrieb am Fahrzeug ohne­ hin vorhandene Druck- oder Unterdruckquellen ausnutzbar sind, so daß, verglichen mit der Bremsdruck-Steuerein­ richtung gemäß dem älteren Patent auf eine eigene Vor­ ladepumpe verzichtet werden kann.

Die gemäß Anspruch 4 vorgesehene, bevorzugte Gestaltung der Umschaltventile als druckgesteuerte Ventile, die mit den Ausgangsdrücken des Hilfszylinders ansteuerbar sind, führt zu einer weiteren Vereinfachung der Brems­ druck-Steuereinrichtung und erhöht zusätzlich deren Funktionszuverlässigkeit.

Dies gilt umso mehr, wenn auch die 2-Stellungs-Ventile gemäß den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 als druckge­ steuerte Ventile ausgebildet sind.

In der Gestaltung dieser Bremsdruck-Steuereinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 kann der Ausgangs­ druck des Hilfszylinders bei automatisch gesteuerter Aktivierung einzelner oder mehrerer Radbremsen, wenn diese lediglich eine dem Teilbremsbereich entsprechende Bremskraft entfalten müssen, auch direkt in die Rad­ bremsen eingekoppelt werden, wodurch sich ein günstig sensibles Ansprechverhalten derjenigen Regelung erzie­ len läßt.

Für jede der möglichen Gestaltungen der Bremsdruck- Steuereinrichtung ist es vorteilhaft, wenn, wie gemäß Anspruch 8 vorgesehen, an die Hauptbremsleitungen bei­ der Bremskreise Drucksensoren angeschlossen sind, mit­ tels derer sowohl die Funktion der Bremsanlage, ein­ schließlich eines Hilfszylinders überprüfbar als auch zusätzliche Steuerungs- und Regelungs-Funktionen steu­ erbar sind, wie z. B. eine erwünschte Bremsdruck-Aufbau- Rate und/oder eine elektronische Steuerung der Brems­ kraft-Verteilung auf den Vorderachs- und den Hinter­ achs-Bremskreis.

Weitere bauliche und funktionelle Einzelheiten der er­ findungsgemäßen Bremsdruck-Steuereinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziel­ len Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung, die ein elektro-hydraulisches Schaltbild einer hydraulischen Zweikreis-Bremsanlage zeigt, die mit einer erfindungs­ gemäßen Bremsdruck-Steuereinrichtung ausgerüstet ist.

Bei der in der Zeichnung dargestellten, insgesamt mit 10 bezeichneten hydraulischen Zweikreis-Bremsanlage für ein durch diese repräsentiertes Straßenfahrzeug sind dessen Vorderradbremsen 11 und 12 zu einem Vorderachs- Bremskreis I und dessen Hinterradbremsen 13 und 14 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 solchen, bei der die Bremsdruckentfaltung vom Fahrer durch Betäti­ gung eines Bremspedals 16 gesteuert wird, durch einen mittels des Bremspedals 16 über einen pneumatischen Bremskraftverstärker 17 betätigbaren Tandem-Hauptzylin­ der 18 für sich bekannter Bauart und Funktion erfolgt, der einen dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordneten Pri­ mär-Druckausgang 19 und einen dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Sekundär-Druckausgang 21 hat, an denen bei einer Betätigung des Hauptzylinders 18 statische Drücke P_VA und P_HA 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 22 bezeichnete Hydraulikeinheit repräsentiert ist, welche den Vorderradbremsen 11 und 12 sowie den Hinterradbremsen 13 und 14 je einzeln zu­ geordnete Einlaßventile 23 und 24 bzw. 26 und 27 sowie den einzelnen Radbremsen 11 bis 14 ebenfalls je einzeln zugeordnete Auslaßventile 28 und 29 bzw. 31 und 32 so­ wie dem Vorderachs-Bremskreis I und dem Hinterachs- Bremskreis II je einzeln zugeordnete Rückförderpumpen 33 und 34 umfaßt, mittels derer Bremsflüssigkeit, die in einer Bremsdruck-Abbauphase der Antiblockier-Rege­ lung aus einer oder mehrerer der Radbremsen 11 bis 14 über eine Rücklaufleitung 36 bzw. 37 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II in einen Niederdruckspeicher 38 bzw. 39 abgelassen wird, in die Hauptbremsleitungen 41 bzw. 42 des Vorderachs-Bremskreises I bzw. des Hinter­ achs-Bremskreises II zurückförderbar ist.

Die Niederdruck-Eingänge 43 und 44 der Rückförderpumpen 33 und 34 der beiden Bremskreise I und II sind an die Rücklaufleitungen 36 und 37 sowie die Niederdruckspei­ cher 38 und 39 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II über je ein Rückschlagventil 46 bzw. 47 angeschlossen, das durch relativ höheren Druck in der jeweiligen Rück­ laufleitung 36 bzw. 37 als an dem jeweiligen Nieder­ druckeingang 43 bzw. 44 der Rückförderpumpe 33 bzw. 34 in Öffnungsrichtung beaufschlagt und sonst gesperrt ist.

Die Hydraulikeinheit 22 des ABS hat zwei, je einem der beiden Bremskreise I und II zugeordnete Versorgungsan­ schlüsse 48 und 49, von denen die "internen" Haupt­ bremsleitungen 41 und 42 ausgehen, von deren Verzwei­ gungsstellen 35 bzw. 40 die über die Einlaßventile 23 und 24 des Vorderachs-Bremskreises I bzw. die Einlaß­ ventile 26 und 27 des Hinterachs-Bremskreises II zu den Steuerausgängen 51 und 52 sowie 53 und 54 der Hydrau­ likeinheit 22, an denen die Radbremsleitungen 56 und 57 bzw. 58 und 59 angeschlossen sind, führenden, "inter­ nen" Bremsleitungszweige 41′ und 41′′ bzw. 42′ und 42′′ ausgehen, sowie zwei weitere Versorgungsanschlüsse 61 und 62, die intern je einzeln mit dem Niederdruck-Ein­ gang 43 bzw. 44 der Rückförderpumpe 33 bzw. 34 des Vor­ derachs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II verbunden sind.

Die Einlaßventile 23 und 24 sowie 26 und 27 des Vorder­ achs-Bremskreises I und des Hinterachs-Bremskreises II sind als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet, deren im stromlosen Zustand ihrer Steuermagnete 63 eingenommene Grundstellung 0 ihre Durchflußstellung ist, und deren im erregten Zustand ihrer Steuermagnete 63 eingenommene Funktionsstellung I ihre Sperrstellung ist.

Die Auslaßventile 28 und 29 des Vorderachs-Bremskreises I und die Auslaßventile 31 und 32 des Hinterachs-Brems­ kreises II sind ebenfalls als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet, deren im nicht erregten Zustand ihrer Steuermagnete 64 eingenommene Grundstellung 0 die Sperrstellung ist, aus deren im erregten Zustand ihrer Steuermagnete 64 eingenommene Funktionsstellung I ihre Durchflußstellung ist.

Die insoweit erläuterten Bau- und Funktionselemente des Antiblockiersystems 12 sind auch Funktionselemente ei­ ner insgesamt mit 65 bezeichneten Bremsdruck-Steuerein­ richtung, mittels derer eine allgemein auf dynamische Stabilität des Fahrzeuges gerichtete Fahrdynamik-Rege­ lung erzielbar ist, bei der, ohne daß der Fahrer die Bremsanlage I selbst betätigt, eine oder mehrere der Radbremsen 11 bis 14 des Fahrzeuges mit Bremsdrücken gleichen oder unterschiedlichen Betrages beaufschlagbar sind, solches, um im Sinne einer Antriebs-Schlupf-Rege­ lung (ASR) das Traktionsverhalten des Fahrzeuges zu optimieren, sei es im Sinne einer "reinen" Fahrdynamik- Regelung, bei der einzelne Radbremsen, auch solche nicht angetriebener Fahrzeugräder, aktiviert werden, um ein dynamisch stabiles Lenkungs-Verhalten des Fahrzeu­ ges zu erzielen.

Bei solchen selbsttätig gesteuerten Aktivierungen ein­ zelner oder sämtlicher Radbremsen werden als Brems­ druckquellen, welche die in die Vorderradbremsen 11 und 12 bzw. in die Hinterradbremsen 13 und 14 einkoppelba­ ren Bremsdrücke P_VA und P_HA erzeugen, jeweils die Rück­ förderpumpen 33 und 34 der Hydraulikeinheit 22 des An­ tiblockiersystems ausgenutzt, die in typischer Gestal­ tung der Hydraulikeinheit 22 als nicht-selbstsaugende Freikolbenpumpen ausgebildet sind, die beim dargestell­ ten Ausführungsbeispiel einen gemeinsamen, schematisch angedeuteten Exzenter-Antrieb 66 haben.

Damit diese Rückförderpumpen 33 und 34 eine hinreichen­ de Förderleistung entfalten können, ist es erforder­ lich, die Bremsflüssigkeit den Niederdruck-Eingängen 43 und 44 der Rückförderpumpen 33 und 34 auf einem Min­ dest-Vorladedruck-Niveau von etwa 10 bis 15 bar zuzu­ leiten.

Zu diesem Zweck umfaßt die Bremsdruck-Steuereinrichtung 65 eine insgesamt mit 67 bezeichnete Vorladedruckquel­ le, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen als Zweikreis-Tandem-Hauptzylinder ausgebildeten Hilfs­ zylinder 68 umfaßt, der mittels eines pneumatischen Antriebszylinders betätigbar ist, sowie ein als Magnet­ ventil ausgebildetes Betätigungs-Steuerventil 71 zur Antriebs-Steuerung des pneumatischen Antriebszylinders 69 bzw. des Hilfszylinders 68.

In weitgehender baulicher und funktioneller Analogie zu einem üblichen Vakuum-Bremskraftverstärker wie z. B. den Bremskraftverstärker 17 des Hauptzylinders 18 der Bremsanlage 10 hat der pneumatische Antriebszylinder 69 eine Unterdruckkammer, die über die Unterdruck-An­ schlußleitung 72 permanent mit dem Lufteinlaß-Stutzen des nicht dargestellten Fahrzeugmotors verbunden ist, an dem im Betrieb des Motors ein Absolutdruck von etwa 0.2 bar herrscht. Diese Unterdruckkammer ist durch ei­ nen innerhalb des Zylindergehäuses axial verschiebbaren Kolben druckdicht gegen eine Antriebskammer abgegrenzt, die mittels des Betätigungs-Steuerventils 71 - alter­ nativ - an die Unterdruckleitung 72 oder an einen Druckversorgungs-Eingang 73 anschließbar ist, und da­ durch entweder mit dem atmosphärischen Umgebungsdruck oder mit einem höheren Druck beaufschlagbar ist, der durch eine nicht dargestellte pneumatische Druckquelle bereitstellbar sein kann.

Das Betätigungs-Steuerventil 71 ist als 3/2-Wege-Ma­ gnetventil ausgebildet, in dessen Grundstellung 0 die Antriebskammer des pneumatischen Antriebszylinders 69 an die Unterdruck-Anschlußleitung 72 angeschlossen und gegen den Druckversorgungs-Eingang 73 abgesperrt ist. In dieser Funktionsstellung 0 des Betätigungs-Steuer­ ventils 71 nimmt der Kolben des Antriebszylinders 69 seine Grundstellung ein, die dem nicht betätigten Zu­ stand des Hilfszylinders 68 entspricht. In der erreg­ ten Stellung I des Betätigungs-Steuerventils 71 ist die Antriebskammer des Antriebszylinders 69 gegen die Un­ terdruckleitung 72 abgesperrt jedoch nunmehr mit dem Druck-Versorgungseingang 73 verbunden und dadurch ent­ weder mit dem atmosphärischen Umgebungsdruck oder einem höheren Druck beaufschlagt ist. Diese Funktionsstellung II des Betätigungs-Steuerventils 71 entspricht der Be­ tätigung des Hilfszylinders 68, durch die am Primär- Druckausgang 77 sowie am Sekundär-Druckausgang 78 des Hilfszylinders 68 Drücke gleichen Betrages bereitge­ stellt werden, die als Vorlade-Drücke für den Brems­ druck-Aufbaubetrieb der Rückförderpumpen 33 und 34 aus­ genutzt werden, wobei der am Primär-Druckausgang 77 be­ reitgestellte Ausgangsdruck der Rückförderpumpe 33 des Vorderachs-Bremskreises I und der am Sekundär-Druckaus­ gang 78 des Hilfszylinders bereitgestellte Ausgangs­ druck der Rückförderpumpe 34 des Hinterachs-Bremskrei­ ses II zugeleitet wird.

Die hydraulische Kopplung der Druckausgänge 19 und 21 des Hauptzylinders 18 sowie der Druckausgänge 77 und 78 des Hilfszylinders 68 der Vorladedruckquelle 67 mit den diesbezüglichen Versorgungsanschlüssen 48 und 49 bzw. 61 und 62 der ABS-Hydraulikeinheit 22 vermittelt ein insgesamt mit 79 bezeichneter Steuerventilblock der Bremsdruck-Steuereinrichtung 65, der ein erstes, dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordnetes Umschaltventil 83 und ein zweites, dem Hinterachs-Bremskreis II zugeord­ netes Umschaltventil 84 umfaßt, die als druckgesteuerte 2/2-Wege-Ventile ausgebildet sind, wobei das erste Um­ schaltventil 83 durch Einkopplung des am Primär-Druck­ ausgang 77 des Hilfszylinders 68 herrschenden Ausgangs­ druckes in seine Steuerkammer 86 aus seiner Grundstel­ lung 0 in seine Schaltstellung I und das zweite Um­ schaltventil 84 durch Einkopplung des am Sekundärdruck­ ausgang 78 des Hilfszylinders 68 anstehenden Ausgangs­ druckes in seine Steuerkammer 87 aus seiner Grundstel­ lung 0 in seine Schaltstellung I umschaltbar sind.

Die Grundstellung 0 des ersten Umschaltventils 83 ist eine Durchflußstellung, in welcher der Primärdruckaus­ gang 19 des Tandem-Hauptzylinders 18 mit dem Versor­ gungsanschluß 48 der ABS-Hydraulikeinheit 22 verbunden ist, von dem die Hauptbremsleitung 41 des Vorderachs- Bremskreises I ausgeht. In der Schaltstellung I des ersten Umschaltventils 83 ist der Primärdruckausgang 19 des Hauptzylinders 18 gegen den Versorgungsanschluß 48 der ABS-Hydraulikeinheit 22 abgesperrt.

Entsprechend ist in der Grundstellung 0 des zweiten Umschaltventils 84 der Sekundärdruckausgang 21 des Hauptzylinders 18 mit demjenigen Druckversorgungsan­ schluß 49 der ABS-Hydraulikeinheit 22 verbunden, von dem die Hauptbremsleitung 42 des Hinterachs-Bremskrei­ ses II ausgeht. In der Schaltstellung I des zweiten Umschaltventils 84 ist der Sekundär-Druckausgang 21 des Hauptzylinders 18 gegen den genannten Druckversorgungs­ anschluß 49 der ABS-Hydraulikeinheit 21 abgesperrt.

Zu den beiden Umschaltventilen 83 und 84 ist je ein Rückschlagventil 93 bzw. 94 parallel geschaltet, die durch relativ höheren Druck am jeweiligen Druckausgang 19 oder 21 des Tandem-Hauptzylinders 18 als in der zu­ geordneten Hauptbremsleitung 41 bzw. 42 der Bremskreise I und II in Öffnungsrichtung beaufschlagt und sonst sperrend sind. Über diese Rückschlagventile 93 und 94 ist ein Bremsdruckaufbau im jeweils angeschlossenen Bremskreis I bzw. II auch dann noch möglich, falls das parallel geschaltete Umschaltventil 83 bzw. 84 in sei­ ner Schaltstellung I "hängen" geblieben sein sollte.

Die Druckausgänge 77 und 78 des Hilfszylinders 68 der Vorladedruckquelle 67 sind über je einen Verbindungska­ nal 80 bzw. 90 mit den weiteren Versorgungsanschlüssen 61 und 62 der ABS-Hydraulikeinheit 22 verbunden, die ihrerseits direkt mit den Niederdruck-Eingängen 43 bzw. 44 der Rückförderpumpen 33 und 34 des Vorderachs-Brems­ kreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II verbunden sind.

Des weiteren umfaßt der Steuerventilblock 79 ein er­ stes, den Vorderachs-Bremskreis I zugeordnetes 2-Stel­ lungs-Ventil 81, das zwischen den Primär-Druckausgang 77 des Hilfszylinders 68 und den mit der Hauptbremsleitung 41 des Vorderachs-Bremskreises I verbundenen Versor­ gungsanschluß 48 der ABS-Hydraulikeinheit 22 geschaltet ist, sowie ein zweites 2-Stellungs-Ventil 82, das zwi­ schen den Sekundär-Druckausgang 78 des Hilfszylinders 68 und den mit der Hauptbremsleitung 42 des Hinterachs- Bremskreises II verbundenen Versorgungsanschluß 49 der ABS-Hydraulikeinheit 22 geschaltet ist.

Die beiden 2-Stellungs-Ventile 81 und 82 sind als druck­ gesteuerte Ventile mit federzentrierter Grundstellung 0 ausgebildet. Diese beiden 2-Stellungs-Ventile 81 und 82 haben je eine Steuerkammer 74 bzw. 76, in die bei einer Betätigung des Tandem-Hauptzylinders 18 der an dessen Primär-Druckausgang 19 bzw. dessen Sekundär-Druckaus­ gang 21 bereitgestellte Ausgangsdruck eingekoppelt ist, wobei durch die Druckbeaufschlagung dieser Steuerkam­ mern 74 und 76 die 2-Stellungs-Ventile - zusätzlich zur Wirkung ihrer Ventilfedern 85 bzw. 95 - in ihre Grundstel­ lung 0 gedrängt werden. In ihrer jeweiligen Grundstellung 0 vermitteln die beiden 2-Stellungs-Ventile 81 und 82 jeweils die Funktion eines Rückschlagventils 75, das durch relativ höheren Druck am jeweiligen Druckausgang 77 bzw. 78 des Hilfszylinders als in der Hauptbremslei­ tung 41 oder 42 des Vorderachs-Bremskreises I bzw. der Hauptbremsleitung 42 des Hinterachs-Bremskreises II momentan herrschenden Druck in Öffnungsrichtung beauf­ schlagt und sonst sperrend ist.

Des weiteren haben die solchermaßen druckgesteuerten 2- Stellungs-Ventile 81 und 82 je eine weitere hydrauli­ sche Steuerkammer 88 bzw. 89, die mit dem jeweils in der Hauptbremsleitung 41 bzw. 42 des Vorderachs-Brems­ kreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II momentan herrschenden Druck beaufschlagt ist, wobei die 2-Stel­ lungs-Ventile 81 und 82 durch Druckbeaufschlagung die­ ser weiteren Steuerkammern 88 und 89 jeweils in ihre Funktionsstellung I umschaltbar sind, in der sie die Funktion eines Druckbegrenzungsventils 91 bzw. 92 ver­ mitteln, das, solange der Druck in der jeweils ange­ schlossenen Hauptbremsleitung 41 bzw. 42 des Vorder­ achs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II niedriger ist als 150 bar sperrend ist und, wenn der Druck in der jeweiligen Hauptbremsleitung 41 bzw. 42 diesen Grenzwert überschreitet, zum Hilfszylinder 68 hin öffnet.

Die Steuerkammern 74 und 88 des dem Vorderachs-Brems­ kreis I zugeordneten, druckgesteuerten 2-Stellungs-Ven­ tils 81 sind derart "gleich"-dimensioniert, daß die bei einer Druckbeaufschlagung beider Steuerkammern 74 und 88 resultierende "Schalt"-Kraft gleich 0 ist und daher das 2-Stellungs-Ventil 81 durch die Wirkung seiner Ven­ tilfeder 85 in der Grundstellung 0 gehalten bleibt.

Entsprechend sind die Steuerkammern 76 und 89 des dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten, druckgesteuerten 2-Stellungs-Ventils 82 ausgelegt, so daß auch dieses, wenn seine beiden Steuerkammern 76 und 89 mit demselben Druck beaufschlagt sind, durch die Vorspannung seiner Ventilfeder 95 in der Grundstellung 0 gehalten bleibt.

Die Vorspannungen der Ventilfedern 85 und 95 der beiden 2-Stellung-Ventile 81 und 82 sowie die Federraten die­ ser Ventilfedern 85 und 95 sind als niedrig in dem Sin­ ne, vorausgesetzt, daß ihre Vorspannung einem Steuer­ druck von nur wenigen bar äquivalent ist und daß die Zunahme dieser Vorspannung aus der Grundstellung 0 in die jeweilige Schaltstellung I ebenfalls nur einem ge­ ringen Druck von allenfalls einigen bar äquivalent ist, der, verglichen mit dem in die Radbremsen einzukoppeln­ den Bremsdruck, vernachlässigbar ist.

Zur Erläuterung der Funktion der Bremsdruck-Steuerein­ richtung 65 sei zunächst der Fall betrachtet, daß ein einzelnes Fahrzeugrad, z. B. das rechte Hinterrad selbst­ tätig "stark" verzögert und daher mit hohem Bremsdruck gebremst werden soll.

Zur Auswahl des abzubremsenden Rades werden die Einlaß­ ventile 23 und 24 der Vorderradbremsen 11 und 12 sowie das Einlaßventil 26 der linken Hinterradbremse 13 in ihre Sperrstellungen I umgeschaltet. Gleichzeitig hier­ mit oder geringfügig verzögert hiergegen werden das Betätigungs-Steuerventil 71 in seine den Antriebsdruck­ raum des pneumatischen Antriebszylinders 69 des Hilfs­ zylinders 68 mit dem Druckversorgungseingang 73 der Vorladedruckquelle 67 verbindende Funktionsstellung I umgeschaltet und der Antrieb 66 der Rückförderpumpen 33 und 34 eingeschaltet.

Mit der Aktivierung des Hilfszylinders 68 werden die beiden Umschaltventile 83 und 84 in ihre Sperrstellun­ gen I umgeschaltet. Durch die in den Hauptbremsleitun­ gen 41 und 42 sich aufbauenden Drücke, die in die Steu­ erkammern 88 und 89 der 2-Stellungs-Ventile 81 und 82 eingekoppelt sind, werden diese in ihre Schaltstellun­ gen I umgeschaltet, in denen nunmehr die in diese Ven­ tile 81 und 82 integrierten Druckbegrenzungsventile 91 bzw. 92 wirksam werden können. Dies ist "sofort" minde­ stens am Vorderachs-Bremskreis I notwendig, da dessen Radbremsen 11 und 12 keine Bremsflüssigkeit aufnehmen, so daß die in die Hauptbremsleitung 41 des Vorderachs- Bremskreises I durch dessen Rückförderpumpe 33 hinein­ verdränge Bremsflüssigkeit, sobald der Druck in der Hauptbremsleitung 41 den Öffnungsdruck des Druckbegren­ zungsventils 91 überschreitet, wieder zum Hilfszylinder 68 zurückgefördert wird. Die Rückförderpumpe 33 des Vorderachs-Bremskreises I arbeitet in der geschilderten Situation im Umlaufbetrieb.

Für die Dauer einer Bremsdruck-Haltephase, bei der sämtliche Einlaßventile 23 und 24 sowie 26 und 27 in ihre Sperrstellungen T umgeschaltet sind und auch die Auslaßventile 28 und 29 sowie 31 und 32 ihre Sperrstel­ lungen einnehmen, werden die Rückförderpumpen 33 und 34 zweckmäßigerweise ausgeschaltet. In dem betrachteten Fall, daß nur die Radbremse eines einzigen Fahrzeugra­ des aktiviert worden ist, können anschließende Brems­ druck-Abbau-Phasen an diesem Rad dadurch erzielt wer­ den, daß das Betätigungssteuerventil 71 in seine Grund­ stellung 0 zurückgeschaltet wird. Die Folge hiervon ist, daß die Umschaltventile 83 und 84 wieder in ihre Offen-Stellung 0 gelangen, so daß nunmehr der Brems­ druck z. B. durch gepulstes Umschalten des Einlaßventils 27 der zuvor aktivierten Radbremse 14 zwischen seiner sperrenden Stellung I und seiner Durchlaßstellung 0 schrittweise über das - zwischenzeitlich geöffnete - Umschaltventil 84 des Hinterachs-Bremskreises II zum Hauptzylinder 18 und zu dessen Vorratsbehälter 96 hin abgebaut wird, der mit dem Vorratsbehälter 97 des Hilfszylinders 68 über Ausgleichsleitungen 98 und 99 verbunden ist, so daß sich der Bremsflüssigkeits-Vorrat des Hilfszylinders 68 nicht erschöpfen kann.

Diese Art der Steuerung von Druckabsenkungs-Phasen ist gleichzeitig auch an mehreren Radbremsen möglich, wenn nicht während solcher Druckabsenkungs-Phasen an einer der übrigen Radbremsen Bremsdruck aufgebaut werden muß. Ist letzteres der Fall, so wird Bremsdruck in Regelphasen einer Antriebs-Schlupf-Regelung oder einer fahrdynamischen Rege­ lung dadurch abgebaut, daß das Auslaßventil der zu entla­ stenden Radbremse geöffnet wird, so daß aus dieser Brems­ druck in den/die Niederdruckspeicher 38 und/oder 39 des jeweiligen Bremskreises abfließen und aus diesem/diesen mittels der Rückförderpumpe(n) 33 und/oder 34 in den Hilfs­ zylinder 68 zurück gefördert wird und auf diese Weise si­ chergestellt ist, daß der Hilfszylinder 38 nicht "leergere­ gelt" - erschöpft - werden kann. Die Rückförderung erfolgt hierbei über das/die Druckbegrenzungsteil(e) 91 und/oder 92 des jeweiligen 2-Stellungs-Ventils 81 und/oder 82.

Sofern bei einer selbsttätig gesteuerten Bremsung nur mit relativ geringem Bremsdruck gebremst werden muß, können hierfür auch die an den Druckausgängen 77 und 78 des Hilfszylinders 68 bei dessen Aktivierung bereitge­ stellten Ausgangsdrücke ausreichend sein, die über je ein Rückschlagventil 101, 102 in die Hauptbremsleitun­ gen 41 und 42 der beiden Bremskreise I und II einkop­ pelbar sind.

Beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel sind diese Rückschlagventile 101 und 102 zwischen die mit den Druckausgängen 77 und 78 des Hilfszylinders 68 ver­ bundenen Versorgungsanschlüsse 61 und 62 der ABS-Hydrau­ likeinheit 22 und die Hauptbremsleitungen 41 bzw. 42 der Bremskreise I und II geschaltet.

Um diese Möglichkeit der Bremsdrucksteuerung zumindest im Bereich mäßiger Bremsdrücke nutzen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Hilfszylinder 68 auf einen Aus­ gangsdruck zwischen 50 und 70 bar ausgelegt ist.

Die für die jeweils steuerungs- und regelungsgerechte Umschaltung des Betätigungs-Steuerventils 71 sowie der Einlaßventile und der Auslaßventile der ABS-Hydraulik­ einheit 22 sowie der Ein- und Ausschaltung des Antriebs 66 der Rückförderpumpen 33 und 34 erforderlichen An­ steuersignale werden in steuerungs- bzw. regelungsge­ rechter Folgenkombination von einer elektronischen Steuereinheit 103 abgegeben, die diese Ausgangssignale aus einer Verarbeitung der Einfachheit halber nicht dargestellter Sensoren und Signalgeber erzeugt, als welche beispielhaft die folgenden genannt seien:

• 1. Raddrehzahlsensoren, die den Fahrzeugrädern ein­ zelnen zugeordnet sind und für deren dynamisches Verhalten charakteristische elektrische Ausgangs­ signale erzeugen.
• 2. Mindestens ein Drucksensor, dessen Ausgangssignal ein Maß für den in mindestens eine der Vorderrad­ bremsen eingekoppeiten Druck ist.
• 3. Mindestens ein Drucksensor, dessen Ausgangsdruck­ signal ein Maß für den in die Hinterradbremsen ein­ gekoppelten Druck ist.
• 4. Ein Lenkwinkelsensor.
• 5. Ein Gier-Sensor, dessen Ausgangssignal ein Maß für Drehbeschleunigungen des Fahrzeuges um seine Hoch­ achse ist.
• 6. Achslast-Sensoren, deren Ausgangssignale ein Maß für den Beladungszustand des Fahrzeuges sind.

Davon ausgehend, daß es-einem Fachmann der Anti­ blockier-, der Antriebs-Schlupf- und der Fahrdynamik- Regelung an Straßenfahrzeugen bei Kenntnis des Rege­ lungszweckes möglich ist, die elektronische Steuerein­ heit 103 mit gängigen Mitteln der elektronischen Schal­ tungstechnik zu realisieren, wird eine in die schal­ tungstechnischen Einzelheiten einer solchen Steuerein­ heit 103 gehende Beschreibung derselben nicht als not­ wendig angesehen.

Claims (8)

1. Bremsdruck-Steuereinrichtung für ein Straßenfahr­ zeug mit hydraulischer Zweikreis-Bremsanlage, das mit einem nach dem Rückförderprinzip arbeitenden Antiblockiersystem (ABS) und mit einer elektro­ nisch gesteuerten Einrichtung zur Fahrdynamik-Re­ gelung (FDR) ausgerüstet ist, die auch eine An­ triebs-Schlupf-Regelung (ASR) beinhaltet, wobei

• a) die Bremsanlage eine Vorderachs-/Hinterachs­ bremskreisaufteilung hat und als Bremsdruck- Steuergerät ein mittels eines Bremspedals über einen Bremskraftverstärker betätigbarer stati­ scher Hauptzylinder mit den Bremskreisen ein­ zeln zugeordneten Druckausgängen vorgesehen ist;
• b) die Fahrdynamik-Regelung (FDR) nach dem Prinzip arbeitet, durch selbsttätige, elektronisch ge­ steuerte Aktivierung einer oder mehrerer Rad­ bremse(n) den Längs- und den Seitenschlupf der Fahrzeugräder innerhalb mit dynamischer Stabi­ lität des Fahrzeuges verträglicher Grenzen zu halten;
• c) als Druckquelle(n) aus der/denen im Falle des FDR- und/oder des ASR-Betriebes die für die jeweilige Regelung ausgenutzte(n) Radbremse(n) mit Bremsdruck versorgbar ist/sind, die den Bremskreisen einzeln zugeordneten Rückförder­ pumpen des ABS ausgenutzt sind, deren Nieder­ druck-Anschlüsse an je einen zugeordneten Druckausgang einer Vorlade-Druckquelle an­ schließbar sind;
• d) die Vorlade-Druckquelle als ventilgesteuert ak­ tivierbarer Zweikreis-Hauptzylinder ausgebildet ist, der einen dem Vorderachs-Bremskreis I so­ wie einen dem Hinterachs-Bremskreis II zugeord­ neten Druckausgang (77, 78) hat, die an die Nie­ derdruckeingänge (42 bzw. 44) der Rückförder­ pumpen (33 bzw. 34) des Vorderachs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II ange­ schlossen sind;
• e) den Bremskreisen einzeln zugeordnete Umschalt­ ventile vorgesehen sind, mittels derer im FDR- und im ASR-Regelungsbetrieb die Hauptbremslei­ tungen der beiden Bremskreise gegen die diesen zugeordneten Druckausgänge des Bremsgeräts ab­ sperrbar sind und
• f) eine zur Steuerung von Druckabbau-, Druckhalte- und Druckwiederaufbauphasen der ABS-Regelung vorgesehene elektronische Steuereinheit in Re­ gelphasen der FDR oder der ASR auch die Akti­ vierung der Vorlade-Druckquelle sowie die Ab­ sperrung der Bremskreise gegen den Hauptzylin­ der aus löst und durch Ansteuerung der Brems­ druck-Regelventile der ABS-Hydraulikeinheit die Bremsdruckaufbau-, Bremsdruckhalte-, Bremdruckab­ bau-Phasen der FDR und ASR vermittelt, gekenn­ zeichnet durch die folgenden Merkmale:
• g) die Vorlade-Druckquelle ist als zusätzlich zu dem Hauptzylinder (18) vorgesehener Hilfszylin­ der (68) ausgebildet, der mittels eines eigenen Antriebszylinders (69) betätigbar ist;
• h) für jeden der Bremskreise I und II ist ein 2- Stellungs-Ventil (81 und 82) vorgesehen, das einen dem normalen Bremsbetrieb sowie einer Anfangsphase einer automatisch gesteuerten Bremsung zugeordnete Grundstellung 0 hat, in der es die Funktion eines Rückschlagventils (75) vermittelt, das durch relativ höheren Druck an dem jeweiligen Druckausgang (77 bzw. 78) des Hilfszylinders (68) als in der Haupt­ bremsleitung (41 bzw. 42) des jeweiligen Brems­ kreises (I bzw. II) in Öffnungsrichtung beauf­ schlagt und bei höherem Druck in der jeweiligen Hauptbremsleitung (41 bzw. 42) als am Druckaus­ gang (77 bzw. 78) des Hilfszylinders (68) sper­ rend ist und eine einer selbsttätigen Bremsen- Aktivierung zugeordnete Schaltstellung (I) hat, in der es die Funktion eines Druckbegren­ zungsventils (91 bzw. 92) vermittelt, über das bei überhöhten Druck in der Hauptbremsleitung (41 bzw. 42) Bremsflüssigkeit zum Hilfszylinder (68) hin abströmen kann.

2. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß als Hilfsdruckquelle, aus der die Druckbeaufschlagung des Antriebszylin­ ders (69) erfolgt, eine auf relativ hohem Aus­ gangsdruckniveau von mindestens 60 bis 80 bar ar­ beitende Druckversorgungspumpe einer am Fahrzeug vorhandenen hydraulischen Servolenkung oder einer Niveauregulierung ausgenutzt ist.

3. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß als Antriebszylinder (69) ein pneumatischer Zylinder vorgesehen ist, der eine permanent mit dem Ausgangsstutzen des Fahrzeugmotors verbundene Unterdruckkammer und eine dem atmosphärischen Umgebungsdruck oder einem dem gegenüber erhöhten Druck aussetzbare Antriebs­ kammer hat.

4. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Umschaltventile (83 und/oder 84) als druckgesteuertes 2/2-Wege-Ventil mit offe­ ner Grundstellung und sperrender Schaltstellung I ausgebildet ist, das durch den Ausgangsdruck des Hilfszylinders (68) in seine sperrende Schaltstel­ lung I umschaltbar ist.

5. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens eines der 2-Stellungs-Ventile (81 und/oder 82) als druckgesteuertes Ventil mit federzentrier­ ter Grundstellung (0) ausgebildet ist, das durch den in der Hauptbremsleitung (41 bzw. 42) des je­ weils angeschlossenen Bremskreises (I bzw. II) sich aufbauenden, in eine Steuerkammer (88 bzw. 89) eingekoppelten Bremsdruck in seine Schaltstel­ lung (I) umschaltbar ist.

6. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das 2-Stellungs-Ventil (81 bzw. 82) eine weitere, mit dem am jeweiligen Druckausgang (19 bzw. 21) des Hauptzylinders (18) beaufschlagte Steuerkammer (74 bzw. 76) hat, durch deren Druckbeaufschlagung das 2-Stellungs-Ventil (81 bzw. 82) in seiner Grundstellung (0) gehalten bleibt.

7. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen mindestens einen der Niederdruckeingänge (43 und/oder 44) der Rückförderpumpen (33 und 34) der ABS-Hydraulikeinheit (22) und mindestens einen der Hauptbremsleitungskanäle (41 und 42) ein Rück­ schlagventil (101 und/oder 102) geschaltet ist, das durch höheren Druck am Niederdruckeingang (43 bzw. 44) der Rückförderpumpe (33 bzw. 34) des je­ weiligen Bremskreises (I bzw. II) als in dessen Hauptbremsleitung (41 bzw. 42) in Öffnungsrichtung beaufschlagt und sonst sperrend ist.

8. Bremsdruck-Steuereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Bremsdruckerfassung im Vorderachs-Bremskreis (I) vorgesehener Drucksensor und/oder ein zur Bremsdruckerfassung im Hinterachs-Bremskreis (II) vorgesehener Drucksensor an den zwischen dem je­ weiligen Umschaltventil (83 bzw. 84) und den Ein­ laßventilen (23 und 24 bzw. 26 und 27) des jewei­ ligen Bremskreises verlaufenden Abschnitt seiner Hauptbremsleitung (41 bzw. 42) angeschlossen ist/ sind.