DE69100331T2 - Antischlupfsystem für Kraftfahrzeuge. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antischlupfsystem für die angetriebenen Räder und Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, dessen Bremssystem zwei hydraulische Bremskreise enthält, die jeweils den Bremszylinder eines angetriebenen Rades und den Bremszylinder eines freien Rades mit einer Arbeitskammer eines Hauptzylinders verbinden, der mit einem Hauptreservoir für unter niedrigem Druck stehende Flüsigkeit verbunden ist, sowie eine Antiblockiereinrichtung für die Räder beim Bremsen, die für jedes der Räder ein Dreiwege-Magnetventil umfaßt, welches normalerweise eine Verbindung zwischen einem Einlaß für unter Druck stehender Flüssigkeit und dem diesem Rad zugehörigen Bremszylinder öffnet, während es in einer Druckminderungsphase der Antiblockiereinrichtung diese Verbindung schließt und den Bremszylinder dieses Rades mit einem jedem Bremskreis eigenen Reservoir für unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit verbindet, und zwei Umschaltschieber für jeden Bremskreis, die den Bremszylinder von der Arbeitskammer des Hauptzylinders während des Betriebs der der Antiblockiereinrichtung zugehörigen Pumpe trennen, wobei diese Pumpe bei der Antiblockierfunktion die Flüssigkeit aus dem spezifischen Reservoir ansaugt, wobei das Antischlupfsystem für die angetriebenen Räder und Bremssystem ein Differenzventil für jedes angetriebene oder freie Rad enthält, welches im wesentlichen durch einen der Schieber gebildet ist, dessen eine Fläche mit dem in dem zugehörigen Bremszylinder herrschenden Druck und dessen andere Fläche mit dem durch die Pumpe erzeugten Druck beaufschlagt wird und der im Ruhezustand die Arbeitskammer des Hauptzylinders und den Eingang für unter Druck stehende Flüssigkeit des Magnetventils verbindet.
• Ein solches System ist bekannt und wird z. B. beschrieben in dem Dokument EP-A-0 376 788.
• Ein Problem, welches allen Bremsvorrichtungen gemeinsam ist, die mit einer Funktion zum automatischen Bremsen ausgerüstet sind, um beispielsweise das Durchdrehen der Räder zu verhindern, betrifft die Gestaltung der Wechselwirkung zwischen dem automatischen Bremsmodus und dem vom Fahrer des Fahrzeugs durch Betätigung des Bremspedals gesteuerten Bremsmodus.
• Genauer gesagt liegt die größte Schwierigkeit in dem widersprüchlichen Charakter der verschiedenen Forderungen, im besonderen in der Notwendigkeit, aus Gründen der Sicherheit in jedem Moment die Vorherrschaft des gesteuerten Bremsmodus über den automatischen Bremsmodus zu gewährleisten, und der Notwendigkeit, diese Vorherrschaft durch Mittel zu sichern, die so einfach wie möglich sind, wobei diese Einfachheit gleichzeitig eine Verminderung der Kosten der betreffenden Bremssysteme und eine Erhöhung ihrer Zuverlässigkeit gewährleistet.
• Die vorliegende Erfindung hat genau zum Ziel, eine Optimierung dieser Systeme sowohl hinsichtlich der Verringerung der Kosten als auch der Erhöhung der Zuverlässigkeit anzubieten.
• Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung der Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie für jeden Bremskreis zusätzlich zu den oben genannten Elementen ein Druck/Unterdruck-Differenzventil enthält, welches von dem Druck gesteuert wird, der in dem dem freien Rad zugeordneten Bremszylinder herrscht, und welches in der Ruhestellung eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Hauptzylinders und der Ansaugöffnung der Pumpe schließt und diese Verbindung im Falle eines Unterdrucks im zugehörigen Bremszylinder ausschließlich dann öffnet, wenn im Hauptzylinder kein Druck erzeugt wird.
• Die vorliegende Erfindung und ihre weiteren Ziele, Vorteile und Kennzeichen werden besser verstanden durch das Lesen der folgenden Beschreibung, einer nicht einschränkend gegebenen Ausführungsform, der zwei Blätter mit Zeichnungen beigefügt sind, in denen:
• - Fig. 1 schematisch ein Bremssystem zeigt, welches die Erfindung enthält,
• - Figuren 2 und 3 schematisch und ausschnittsweise zwei Ausführungsformen eines Differenzventils zur Druckerhöhung bzw. Druckverminderung zeigen, die in dem System aus Fig. 1 verwendet werden.
• Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Das Bremssystem umfaßt in üblicher Weise einen pneumatischen Bremskraftverstärker 3, der über ein Pedal 28 betätigt wird. Der Bremskraftverstärker 3 betätigt einen schematisch dargestellten Tandem-Hauptzylinder 1, dessen zwei Kammern mit unter niedrigem Druck stehender Flüssigkeit über Leitungen 19 bzw. 18 von einem Reservoir versorgt werden. Die Ausgangsleitungen 6 bzw. 7 der beiden Kammern des Hauptzylinders 1 bestimmen die beiden hydraulischen Bremskreise, die erster bzw. zweiter genannt werden.
• Die Leitung 6 - bzw. 7 - ist im Ruhezustand mit den Bremszylindern 33, 34 -bzw. 32, 31 - eines angetriebenen Rades (34, 32) und eines freien Rades (33, 31) über ein Differenzventil 74, 73 - bzw. 72, 71 - und ein Dreiwege-Magnetventil mit zwei Positionen 54, 53 - bzw. 52, 51 - verbunden. Wenn sie erregt werden, unterbrechen die Magnetventile 54, 53 - bzw. 52, 51 - die oben genannte Verbindung und verbinden den zugeordneten Bremszylinder 34, 33 - bzw. 52, 51 - mit einem spezifischen Reservoir oder Speicher mit reduziertem Fassungsvermögen 21 - bzw. 22 - mittels einer Leitung 37 - bzw. 35 -.
• Diese Erregung wird dann von einer elektrischen Zentraleinheit 29 geregelt, wenn die entsprechenden Meßfühler S4 bis S1, die jeweils einem Rad zugeordnet sind, ein Blockierrisiko erfassen.
• Bei einer solchen Erfassung bewirkt die Zentraleinheit 29 über die elektrische Leitung m das Ingangsetzen des Antriebsmotors M der Pumpen 46, 45. Diese Pumpen saugen die in dem Speicher 21, 22 enthaltene Flüssigkeit an, um über ein Rückschlagventil 39, 38 den entsprechenden Bremszylindern 34, 33, 32, 31 unter Druck stehende Flüssigkeit zu liefern, wenn das zugehörige Magnetventil 54, 53, 52, 51 in die Ruhestellung zurückgekehrt ist.
• Die Differenzventile 74 bis 71 sind den einzelnen Rädern zugeordnet. Sie sind durch den Schieber gebildet, dessen eine Seite mit dem im entsprechenden Bremszylinder 34 bis 31 herrschenden Druck und dessen andere Seite mit dem Druck am Ausgang der Pumpe 46, 45 beaufschlagt ist. In der Ruhestellung sichern sie eine Verbindung zwischen den Arbeitskammern des Hauptzylinders 1 und dem Eingang für unter Druck stehende Flüssigkeit der Magnetventile 54 bis 51. Wenn die Pumpe 46, 45 in Betrieb gesetzt wird, unterbricht der Druck diese Verbindung und isoliert somit den Bremskolben von der Arbeitskammer des Hauptzylinders 1.
• Ein Rückschlagventil 79, 78 ist in dem Druckminderungskreis angeordnet, der von dem dem freien Rad zugeordneten Magnetventil 53, 51 abgeht.
• Ein Druck/Unterdruck-Differenzventil 77, 76 ist ebenfalls jedem freien Rad zugeordnet. In der Ruhestellung unterbricht jedes dieser letzteren Ventile eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Hauptzylinders und der Ansaugöffnung der Pumpe 46, 45. Dieses Ventil wird von einem Unterdruck gesteuert, der in dem Bremszylinder 33, 31 herrscht, der dem freien Rad zugeordnet ist, um diese Verbindung dann und nur dann zu öffnen, wenn in der entsprechenden Arbeitskammer des Hauptzylinders 1 kein Druck herrscht.
• Bei einer normalen Bremsung sind die Ventile also in der dargestellten Ruhestellung. Die Bremsflüssigkeit strömt von der Arbeitskammer zum Bremszylinder durch ein Differenzventil 74, 73, 72, 71 und durch ein Magnetventil 54, 53, 52, 51.
• Falls das Blockieren eines Rades bevorsteht, wird das entsprechende Magnetventil erregt, und die Pumpe wird in Betrieb gesetzt. Dies hat zur Folge, daß die Bremszylinder durch die Differenzventile 74, 73, 72, 71 vom Hauptzylinder getrennt werden. Das Druck/Unterdruck-Differenzventil 77, 76 bleibt in seiner Ruhestellung, da im Hauptzylinder ein Druck erzeugt wird. Die üblichen Antiblockierzyklen können sich daher normal ausbilden.
• Die Flüssigkeit im entsprechenden Bremszylinder entspannt sich in den zugehörigen Behälter, wo sie von der Pumpe angesaugt wird und während der Druckminderungsphase durch die Drosselstelle 83, 81 in den Hauptzylinder zurückgeleitet wird, worauf sie vom Hauptzylinder und der Pumpe während des folgenden Betriebs wieder verwendet wird.
• Im Falle des Versagens der Pumpe bleibt der Hauptzylinder in Verbindung mit den Bremszylindern, nur die in dem betreffenden Speicher enthaltene Flüssigkeit bleibt unverwendet und das Fahrzeug kann trotzdem gebremst werden, allerdings mit einem etwas längeren Weg des Bremspedals 28.
• Bei der Antischlupffunktion wird das Magnetventil 53, 51, welches einem freien Rad zugeordnet ist, erregt, und der Pumpenmotor wird in Betrieb gesetzt. Es besteht dann eine Verbindung zwischen dem Bremszylinder 33, 31 des freien Rades und der Leitung 37, 35, welche durch das Rückschlagventil 79, 78 zur Ansaugöffnung der Pumpe 46, 45 führt. Daraus folgt eine Druckverminderung im beteiligten Bremszylinder 33, 31, ohne eine Druckerhöhung im Hauptzylinder. Diese Druckverminderung führt zu einer Verschiebung des Druck/Unterdruck-Differenzventils 77, 76, das dann die Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Hauptzylinders 1 und der Ansaugöffnung der Pumpe 46, 45 öffnet. Die Pumpe kann dann Flüssigkeit aus dem Reservoir 20 ansaugen und unter Druck zum beteiligten Bremskolben 34, 32 leiten, da das Magnetventil 54, 52 nicht erregt ist und das Differenzventil 74, 72 den beteiligten Bremszylinder vm Hauptzylinder trennt.
• Fig. 2 zeigt schematisch ein Druck/Unterdruck-Differenzventil, welches man in einem solchen System verwenden kann.
• Dieses wird in Verbindung mit dem als zweiten bezeichneten Bremskreis beschrieben. Dieses Ventil enthält in einem Gehäuse 81 eine Öffnung 82, die mit der Leitung 6 verbunden ist, die zur Arbeitskammer des Hauptzylinders 1 führt. Eine Öffnung 83 ist mit einer Leitung 37 verbunden, die zur Ansaugöffnung der Pumpe 46 führt.
• Ein Verschlußkörper, der durch eine Kugel 84 gebildet ist, die von einer Feder beaufschlagt wird, verhindert in der Ruhestellung jede Verbindung zwischen den beiden Öffnungen 82, 83.
• Eine Kammer 85 ist durch eine flexible Membran 86 in zwei untereinander luftdichte Abschnitte geteilt. Der eine Abschnitt dieser Kammer ist mit der Atmosphäre verbunden, und der andere erhält den Druck, der im zugehörigen Bremszylinder 33 herrscht.
• Ein Kolben 87, der durch die im Gehäuse 81 gegenüber der Kugel 84 ausgebildeten Bohrung geführt ist, trägt auf einer Seite eine Nadel 88 gegenüber der Kugel 84 und ist auf der anderen Seite an der Membran 86 befestigt.
• Im Falle eines Unterdrucks im Bremszylinder 33 bewegt sich nun der Kolben 87 in der Fig 2 nach links, wobei er die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und der Ansaugöffnung der Pumpe 46 öffnet.
• Wenn im Hauptzylinder ein Druck erzeugt wird, bleibt die Kugel 84 gegen ihren Sitz gedrückt und verhindert diese Verbindung.
• Fig. 3 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform eines Druck/Unterdruck- Differenzventils. Bei dieser Ausführungsform wird der in dem Bremskolben 33 des freien Rades herrschende Druck auf einen Kolben 90 aufgebracht, der die den Verschlußkörper bildende Kugel 84 trägt. Wenn nun ein Druck im Bremszylinder 33 des freien Rades auftritt, kann sich die Verbindung zwischen der Ansaugöffnung 37 der Pumpe und der Leitung 6 des Ausgangs des Hauptzylinders nicht ausbilden.
• Dagegen bildet sich in Antischlupffunktionsperioden im Bremszylinder 33 des freien Rades ein Unterdruck aus, da dieser dann mit der Ansaugöffnung der Pumpe über das entsprechende Magnetventil 53 verbunden ist. Dieser Unterdruck bildet sich ebenfalls in der Kammer 92 aus, die hinter dem Kolben 90 gebildet ist. Das Inbetriebsetzen der Pumpe führt auch zu einem Unterdruck in dem Abschnitt der Kammer 85, der nicht mit der Atmosphäre verbunden ist, und die Nadel 88, die mit der Membran 86 verbunden ist, öffnet ohne Mühe den Verschlußkörper 84, wodurch die erforderliche Verbindung zwischen der Ansaugleitung 37 der Pumpe und der Ausgangsleitung 6 des Hauptzylinders hergestellt wird.
• Die Ausführungsform erlaubt es, die Membran 86 nicht dem Druck zu unterwerfen, der im Bremszylinder 33 des freien Rades herrscht. Weiterhin ermöglicht sie es, den Gebrauch der Rückschlagventile 79, 78 zu vermeiden.
• Diese Ausführung eines Bremssystems erübrigt es inbesondere, durch ein elektrisches Mittel festzustellen, ob der Fahrer bremsen will.
• Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen durch einen Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der beigefügten Patentansprüche zu verlassen.

Claims (4)

1. Antischlupfsystem für die angetriebenen Räder und Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, dessen Bremssystem zwei hydraulische Bremskreise umfaßt, die jeweils den Bremszylinder (32, 34) eines angetriebenen Rades und den Bremszylinder (31, 33) eines freien Rades mit einer Arbeitskammer eines Hauptzylinders (1) verbinden, der mit einem Hauptreservoir (20) für unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit verbunden ist, sowie eine Antiblockiervorrichtung für die Räder beim Bremsen, die für jedes der Räder ein Dreiwege-Magnetventil (51 - 54) enthält, welches normalerweise eine Verbindung zwischen einem Einlaß für unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit und dem diesem Rad zugehörigen Bremszylinder herstellt, während es in einer Druckminderungsphase der Antiblockiervorrichtung diese Verbindung schließt und den Bremszylinder dieses Rades mit einem jedem Bremskreis eigenen Reservoir (21, 22) für unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit verbindet, und zwei Umschaltschieber für jeden Bremskreis, die die Bremszylinder von der Arbeitskammer des Hauptzylinders während des Betriebs der der Antiblockiervorrichtung zugehörigen Pumpe (45, 46) trennen, wobei diese Pumpe bei der Antiblockierfunktion die Flüssigkeit aus dem spezifischen Reservoir (21, 22) ansaugt, wobei das Antischlupfsystem für die angetriebenen Räder und Bremssystem ein Differenzventil (71 - 74) für jedes freie oder angetriebene Rad enthält, welches im wesentlichen durch einen der Schieber gebildet ist, dessen Fläche mit dem in dem zugehörigen Bremszylinder (31 - 34) herrschenden Druck und dessen andere Fläche mit dem durch die Pumpe (45, 46) erzeugten Druck beaufschlagt wird und der im Ruhezustand die Arbeitskammer des Hauptzylinders (1) und den Eingang für unter Druck stehende Flüssigkeit des Magnetventils verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem für jeden Bremskreis ein Druck/Unterdruck-Differenzventil (76, 77) enthält, welches von dem Druck gesteuert wird, der in dem dem freien Rad zugeordneten Bremszylinder herrscht und welches in der Ruhestellung eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Hauptzylinders (1) und der Ansaugöffnung der Pumpe (45, 46) schließt und diese Verbindung im Falle eines Unterdrucks im zugehörigen Bremszylinder (31, 33) ausschließlich dann öffnet, wenn im Hauptzylinder (1) kein Druck erzeugt wird.

2. Antischlupfsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck/Unterdruck-Differenzventil in einem Gehäuse (81) eine mit der Arbeitskammer des Hauptzylinders verbundene Öffnung (82) und eine mit der Ansaugöffnung der Pumpe (46, 45) verbundene Öffnung (83) enthält, zwischen denen ein Verschlußkörper (84) in der Ruhestellung eine Verbindung schließt, sowie eine Kammer (85), die durch eine flexible Membran (86) in zwei Abschnitte geteilt ist, von denen der eine mit der Atmosphäre und der andere mit dem zugehörigen Bremszylinder (33, 31) verbunden ist, und einen Kolben (87), der durch eine gegenüber dem Verschlußkörper (84) ausgebildete Bohrung geführt und mit der Membran (86) verbunden ist und der in der Lage ist, den Verschlußkörper (84) im Falle eines Unterdrucks im zugehörigen Bremszylinder (33, 31) zu öffnen, wenn in der mit dem Hauptzylinder (1) verbundenen Öffnung (82) kein Druck herrscht.

3. Antischlupfsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (79, 78) zwischen dem Dreiwege-Magnetventil (53, 51), welches dem Bremszylinder (33, 31) eines freien Rades zugeordnet ist, und dem spezifischen Reservoir (21, 22) angeordnet ist.

4. Antischlupfsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck/Unterdruck-Differenzventil in einem Gehäuse (81) eine mit der Arbeitskammer des Hauptzylinders verbundene Öffnung (82) und eine mit der Ansaugöffnung der Pumpe (46, 45) verbundene Öffnung (83) enthält, zwischen denen ein Verschlußkörper (84) in der Ruhestellung eine Verbindung schließt, sowie eine Kammer (85), die durch eine flexible Membran (86) in zwei Abschnitte unterteilt ist, von denen einer mit der Atmosphäre und der andere mit der Ansaugöffnung (37, 35) der zugehörigen Pumpe verbunden ist, und einen Kolben (90), der den Verschlußkörper (84) trägt und von dem Druck beaufschlagt wird, der in dem Bremszylinder (33, 31) des freien Rades herrscht, wobei eine mit der Membran (86) verbundene Nadel (88) in der Lage ist, den Verschlußkörper (84) im Falle eines Unterdrucks im zugehörigen Bremszylinder (33, 31) zu öffnen, wenn die Pumpe (46, 45) sich in Betrieb setzt.