DE69216791T2

DE69216791T2 - Hydraulische Kraftfahrzeugsysteme

Info

Publication number: DE69216791T2
Application number: DE69216791T
Authority: DE
Inventors: John Patrick Bayliss; Sean Byrnes
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-11-28
Also published as: DE69216791D1; EP0546730A2; EP0546730A3; JPH05254415A; EP0546730B1; BR9204974A; US5326160A

Description

Diese Erfindung betrifft Hydraulikanlagen für Fahrzeuge des Typs mit einem Vorderradpaar und einem Hinterradpaar, bei dem erste und zweite Räder wenigstens eines Paars angetrieben sind und jedes Rad mit einer hydraulisch betätigten Bremse versehen ist, wobei die Anlage von der Art ist, die umfaßt: eine hydraulische Hauptzylinder-Anordnung zum Betätigen aller Bremsen, einen Drehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl jedes Rades, eine Modulatoreinrichtung zum Regeln der Fluidzufuhr von der Hauptzylinder-Anordnung zu den Bremsen, und ein elektronisches Regelgerät, das von den Drehzahlsensoren Signale empfängt und die Modulatoreinrichtung betätigt, derart, daß diese ihrerseits die Arbeitsweise eines zugehörigen Rades abhängig von der Art und der Dauer des genannten Signals steuert, z.B. eines Signals, das ein beginnendes Blockieren eines gebremsten Rades anzeigt, zum Lösen der Bremse, oder ein Signal, das einen Antriebsschlupf (Durchdrehen) eines angetriebenen Rades anzeigt, zum Betätigen einer Bremse für die Antriebsschlupfregelung, und eine Pumpe die von einer Bremse während eines Antiblockierbetriebs abgelassene Fluidmenge auszugleichen vermag, so daß die Bremse mit einer von der Modulatoreinrichtung bestimmten Steigerungsrate wiederbetätigt werden kann, und die Pumpe auch den Druck zu liefern vermag, der zum Betätigen einer Bremse an einem durchdrehenden Rad zur Antriebsschlupfregelung notwendig ist, und einen Drosselklappensensor, der auf Verstellung der Drosselklappe des Fahrzeugmotors anspricht und von dem Signale an das elektronische Regelgerät gesendet werden.
Ein Beispiel für die vorstehend genannte hydraulische Bremsanlage ist aus DE-3 818 511-A1 bekannt, bei der das Signal vom Drosselklappensensor zum Regulieren der Einstellung der Motordrosselklappe während der Antriebsschlupfregelung benutzt wird, derart, daß der Radschlupf in Abhängigkeit von einem errechneten Bremskraft-Bezugsregelwert reduzierbar ist.
Wenn sich bei einer Hydraulikanlage der eingangs genannten Art das Signal vom Drosselklappensensor ändert und der Fuß vom Gaspedal abgehoben wird, erkennt das Regelgerät erfindungsgemäß die Signaländerung und stellt die Modulatoreinrichtung so neu ein, daß die Bremsen voll wiederbetätigt werden können.
Wenn die Modulatoreinrichtung ein solenoid-gesteuertes Ventil aufweist, ändert das elektronische Regelgerät die Betriebsart des Solenoids, schaltet es z.B. ab, derart, daß das Mengenventil sich neueinstellen kann, beispielsweise mittels einer Rückstellfeder.
Der Drosselklappensensor umfaßt vorzugsweise einen elektrischen oder elektronischen Schalter.
Der Drosselklappensensor kann in einen Verbindungsstrang zwischen dem Gaspedal selbst und dem Einspritzventil oder dem Vergaser/den Vergasern eingegliedert sein oder er kann mit dem Gaspedal direkt oder mit einem beweglichen Bauteil eines Einspritzventils oder Vergasers zusammenwirken.
Eine Ausführungsform unserer Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen zeigt:
Fig. 1 einen Übersichtsplan einer Hydraulikanlage für ein Vierradfahrzeug, und
Fig.2 einen Fig. 1 ähnlichen, jedoch mit einer Änderung versehenen Übersichtsplan.
Die in den Zeichnungen dargestellte Hydraulikanlage umfaßt eine hydraulische Hauptzylinder-Anordnung 1 für die Betätigung von Bremsen an angetriebenen Vorderrädern eines Fahrzeugs, von dem nur eine Bremse 2 an einem Vorderrad 3 dargestellt ist. Die Hauptzylinder-Anordnung 1 wird mit einem Pedal 4 mit Unterstützung durch einen Druckluftverstärker oder Servomotor 5 betätigt. Beim Betätigen wird Fluid zur Bremse 2 aus einem Druckraum in der Hauptzylinder-Anordnung 1 heraus verdrängt, wobei der Druckraum mit Fluid aus einem Behälter 6 unter atmosphärischem Druck versorgt wird.
Eine Bremsdruck-Modulatoreinrichtung, die ein Mengenventil 7 umfaßt, ist in der Leitung zwischen der Hauptzylinder-Anordnung 1 und der Bremse 2 angeordnet. Das Mengenventil 7 ist von bekannter Ausführung, die von einem ersten solenoid-gesteuerten Ventil 8 gesteuert wird und eine Drosselstelle 9 von fester Fläche und eine Drosselstelle 10 umfaßt, deren Fläche abhängig von einem Druckabfall an der Drosselstelle 9 veränderbar ist. Die veränderbare Drosselstelle ist durch die Bewegung eines Öffnungen enthaltenden Bundkolbens in bezug auf Öffnungen in der Wand der Bohrung definiert, in der er verschiebbar geführt ist.
Ein zweites solenoid-gesteuertes Ventil 11 ist in der Leitung zwischen der Hauptzylinder-Anordnung 1 und dem Mengenventil 7 angeordnet. Das Ventil 11 vermag die Verbindung zwischen der Hauptzylinder-Anordnung 1 und dem Mengenventil 7 zu steuern. Die Verbindung zwischen der Hauptzylinder-Anordnung 1 und der Einlaßseite einer Saugpumpe 12 wird von einem normalerweise geöffneten, druckempfindlichen Trennabsperrventil 20 gesteuert. Das Ventil 20 läßt sich durch Druck von der Hauptzylinder-Anordnung 1 schließen, um den Druckraum der Hauptzylinder-Anordnung 1 von der Pumpe 12 zu trennen. Die Pumpe 12 ist durch einen elektrischen Motor 13 antreibbar. Die Pumpe 12 ist auch mit einer von der Bremse 2 kommenden Ablaßleitung 14 und einer Ausdehnungskammer 15 in dieser Leitung verbunden. Die Pumpe 12 vermag Fluid zur Drosselstelle 9 zu pumpen, wobei in einer Druckleitung 17 eine Dämpferkammer 16 und eine Drosselstelle 23 angeordnet sind.
Ein auf ungefähr 150 bar eingestelltes Hochdruck-Rückschlagventil 18 ist in einer Umgehungsrückleitung 19 zur Hauptzylinder-Anordnung 1 angeordnet. Die Rückleitung 19 umgeht das solenoid-gesteuerte Ventil 11.
Ein elektronisches Regelgerät 30 vermag Signale von einem Raddrehzahlsensor 31 zu empfangen, der das Verhalten des Rades 3, ob gebremst oder ungebremst, anzeigt, von einem auf die Betätigung des Pedals 4 ansprechenden Schalter 32 und von einem auf die Verstellung der Drosselklappe 34 des Fahrzeugmotors ansprechenden Sensor, zweckdienlicherweise einem elektrischen oder elektronischen Schalter 33. Der Schalter 33 kann in einen Verbindungsstrang zwischen dem Gaspedal selbst und einer Einspritzsteuereinheit oder dem Vergaser/den Vergasern eingegliedert sein oder kann mit dem Gaspedal direkt oder mit einem beweglichen Bauteil einer Einspritzsteuereinheit oder eines Vergasers zusammenwirken. Als Reaktion auf solche Signale sendet das elektronische Regelgerät 30 elektrische Ströme zum Erregen von Solenoiden der solenoid-gesteuerten Ventile 8 und 11 in noch zu beschreibender Weise und Abfolge.
In einer normalen Ruhestellung der Anlage sind die Solenoide der Ventile 8 und 11 entregt. Das Ventil 8 ist durch die Wirkung einer Feder geschlossen, die ein Ventilglied gegen einen Ventilsitz drängt, und das Ventil 11 ist geöffnet. Der Motor 13 ist ebenfalls abgeschaltet. Wenn der Motor läuft, wird ein Signal vom Schalter 33 zum Regelgerät 30 gesendet, zumindest dann, wenn die Drosselklappe 34 aus der Leerlaufstellung heraus verstellt wird.
Wenn das Pedal 4 zum Betätigen der Hauptzylinder-Anordnung 1 bewegt wird, sendet der Schalter 32 ein Signal an das Regelgerät 30. Auch wird Fluid aus dem Druckraum zur Bremse 2 über das geöffnete zweite solenoid-gesteuerte Ventil 11 und das Mengenventil 7 verdrängt, das geöffnet ist, weil das Solenoidventil 8 geschlossen ist. Die Strömung durch das Mengenventil 7 ist daher ungedrosselt. Der Fluiddruck von der Hauptzylinder-Anordnung 1 wirkt im Sinne des Schließens des Trennventils 20, wodurch die Hauptzylinder-Anordnung 1 von der Pumpe 12 und der Ausdehnungskammer 15 getrennt wird.
Wenn das elektronische Regelgerät 30 erkennt, daß das Signal vom Sensor 31 das Nahen einer Radblockierung anzeigt, erregt es das Solenoid des Ventils 8. Dies öffnet das Ventil 8, indem es das Ventilglied vom Ventilsitz gegen die Kraft in der Feder zurückzieht, wodurch sich das Mengenventil 7 schließen und die Bremse 2 von der Hauptzylinder-Anordnung 1 trennen kann, wodurch zur Bremse 2 strömendes Fluid durch die Ablaßleitung 14 zur Ausdehnungskammer 15 entleert wird. Das Regelgerät 30 startet den Motor 13 zum Antrieb der Pumpe 12 und die Pumpe 12 saugt Fluid aus der Kammer 15 an und pumpt es in bekannter Weise über die Dämpferkammer 16 und die feste Drosselstelle 23 in den Hauptzylinderkreis zurück.
Sobald das Rad nicht mehr blockiert, ermöglicht das Regelgerät 30 das Schließen des Ventils 8, und die Bremse 2 wird mit einer kontrollierten Steigerungsrate neubetätigt, die durch das Mengenventil 7 und die Fläche der veränderbaren Drosselstelle bestimmt wird.
Wenn das elektronische Regelgerät 30 feststellt, daß das Rad 3 durchdreht, startet es den Motor 13 und erregt das Solenoid des Ventils 11, derart, daß dieses Ventil sich schließt und die Hauptzylinder-Anordnung 1 vom Mengenventil 7 getrennt wird. Die Hauptzylinder-Anordnung 1 wird mit der Niederdruckseite der Pumpe 12 über das Trennventil 20 verbunden, das wegen fehlenden Drucks im Druckraum eine normale, geöffnete Stellung einnimmt. Die Saugpumpe 12 saugt Fluid nur aus dem Behälter 6 an, weil sich kein Fluid in der Ausdehnungskammer 15 befindet. Dieses Fluid wird durch den Druckraum in der Hauptzylinder-Anordnung 1 hindurch angesaugt und zum Betätigen der Bremse 2 dem Mengenventil 7 zugepumpt. Dies beendet zur Antriebsschlupfregelung das Durchdrehen des Rades mit einer durch die Strömung durch das Mengenventil bestimmten Rate.
Um das durchdrehende Rad 3 unter Kontrolle zu bringen, kann es nötig sein, die Bremse 2 mehrmals zu betätigen und zu lösen. Dies geschieht in der gleichen Weise wie bei der Antiblockierregelung. Das Solenoid des Ventils 8 wird erregt, derart, daß das zugeführte Bremsfluid zur Ausdehnungskammer 15 abgeleitet wird. Die Pumpe 12 nimmt nun die Ausdehnungskammer 15 als Quelle für entleertes Fluid und leitet dieses wieder der Bremse 2 mit einer Rate zu, die durch das Mengenventil 7 bestimmt wird. Der Ablauffindet so lange statt, wie für dieses spezielle Rad 3 Antriebsregelung während einer vollständigen Antriebsschlupfregelung erforderlich ist.
Wenn die Anlage aus irgendwelchen Gründen schwergängig ist, z.B. wenn das Mengenventil 7 in einer Stellung für Minimaldurchfluß blockiert ist; wird überschüssiges Druckfluid zur Niederdruckseite der Pumpe 12 über das Hochdruck-Rückschlagventil 18 und das Trennventil 20 zurückgeleitet.
Bei Beendigung einer Antriebsschlupfregelung werden die solenoid-gesteuerten Ventile 11 und 8 abgeschaltet. Dies ermöglicht es, zugeführtes Bremsfluid in der Bremse 2 über das nunmehr geöffnete solenoid-gesteuerte Ventil 11 zur Hauptzylinder-Anordnung 1 zurückzuleiten. Überschüssiges Fluid in der Ausdehnungskammer 15 wird unter Benutzung der Pumpe 12 zur Hauptzylinder-Anordnung 1 zurückgepumpt.
Der Vorgang der Rückleitung des zugeführten Fluids zur Hauptzylinder-Anordnung 1 nimmt wenig Zeit in Anspruch, insbesondere dann, wenn der Bundkolben des Mengenventils 7 die Drosselstellung einnimmt.
Wenn somit die Bremsen betätigt werden, wenn eine Antriebsschlupfregelung der vorstehend beschriebenen Art im Gange ist, ändert sich das Signal vom Schalter 33 beim Freigeben der Drosselklappe 34 und Umsetzen des Fußes auf das Pedal 4. Die Änderung des Signals vom Schalter 33 wird vom Regelgerät 30 erkannt, das augenblicklich die solenoid-gesteuerten Ventile 11 und 8 abschaltet, wodurch dem Mengenventil 7 Zeit zum Neueinstellen gewährt wird, bevor der Fuß auf das Pedal 4 umgesetzt ist. Dies ermöglicht es dem Mengenventil 7, sich in eine vollständig geöffnete Stellung in weniger als beispielsweise 100 Millisekunden einzustellen, eine Zeitspanne, die der Fahrzeugführer zum Umsetzen seines Fußes vom Gaspedal auf das Bremspedal 4 benötigt. Somit ist das Mengenventil 7 neueingestellt, bevor der Fuß auf das Pedal 4 umgesetzt wird, so daß die Hauptzylinder-Anordnung 1 mit den Bremsen direkt wiederverbunden ist, bevor sie mit dem Pedal 4 betätigt wird.
Nach dem Lösen der Bremsen arbeitet die Pumpe 12 kurzzeitig für das Ausspülen von Fluid aus der Ausdehnungskammer 15.
Bei der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnungen beschriebenen Anlage ist wesentlich, daß das Trennventil 20 bei normalem Bremsen rasch und wirkungsvoll schließt, um eine Abgabe von Fluid in die Ausdehnungskammer 15 zu verhindern. Es leuchtet ein, daß eine Entleerung von Fluid in dieser Weise an die Ausdehnungskammer 15 das nutzbare Volumen der Ausdehnungskammer 15 verringert. Ein verbleibendes Volumen kann für die Aufnahme von Fluid, das von den Bremsen während einer Antiblockierregelung freigesetzt wird, unzureichend sein, und eine solche Antiblockierregelung kann daher verhindert werden.
Solche Tendenz kann bei der im Übersichtsplan der Fig. 2 der Zeichnungen dargestellten geänderten Anlage vermieden werden. Gemäß der Darstellung ist die Verbindung zwischen der Ausdehnungskammer 25 und der Ablaßleitung 14 in Strömungsrichtung nach der Einlaßseite der Pumpe 12 zwischen der Pumpe 12 und dem Solenoid-Ventil 8 angeordnet, und in der Ablaßleitung 14 ist zwischen dem Pumpeneinlaß und der Ausdehnungskammer 15 ein Einwegventil 40 angeordnet.
Das Einwegventil 40 verhindert, daß Fluid, das durch das Trennventil 20 austreten kann, in die Ausdehnungskammer 15 gelangt. Somit wird das nutzbare Volumen der Ausdehnungskammer 15 so groß wie möglich gehalten, wodurch gesichert ist, daß eine Antiblockierregelung nicht verhindert wird.
Aufbau und Arbeitsweise der Anlage gemäß Fig. 2 sind im übrigen die gleichen wie in Fig. 1, und gleiche Bezugszeichen wurden entsprechenden Bauteilen zugeordnet.

Claims

1. Hydraulikanlage für ein Fahrzeug des Typs mit einem Vorderradpaar und einem Hinterradpaar, bei dem erste und zweite Räder wenigstens eines Paares angetrieben sind und jedes Rad mit einer hydraulisch betätigten Bremse versehen ist, wobei die Anlage umfaßt: eine hydraulische Hauptzylinder-Anordnung (1) zum Betätigen aller Bremsen (2), einen Drehzahlsensor (31) zum Erfassen der Drehzahl jedes Rades, eine Modulatoreinrichtung (7) zum Regeln der Fluidzufuhr von der Hauptzylinder-Anordnung zu den Bremsen, und ein elektronisches Regelgerät (30), das von den Drehzahlsensoren Signale empfängt und die Modulatoreinrichtung betätigt, derart, daß diese ihrerseits die Arbeitsweise eines zugehörigen Rades abhängig von der Art und der Dauer des genannten Signals steuert, und eine Pumpe (12) die von einer Bremse während eines Antiblokkierbetriebs abgelassene Fluidmenge auszugleichen vermag, so daß die Bremse mit einer von der Modulatoreinrichtung bestimmten Steigerungsrate wiederbetätigt werden kann, und die Pumpe auch den Druck zu liefern vermag, der zum Betätigen einer Bremse an einem durchdrehenden Rad zur Antriebsschlupfregelung notwendig ist, einen Drosselklappensensor (33), der auf Verstellung der Drosselklappe (34) des Fahrzeugmotors anspricht und von dem Signale an das elektronische Regelgerät (30) gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß wenn sich beim Abheben des Fußes vom Gaspedal das Signal vom Drosselklappensensor (33) ändert, das Regelgerät (30) die Signaländerung zu erkennen und die Modulatoreinrichtung (7) so neu einzustellen vermag, daß die Bremsen (2) voll wiederbetätigt werden können.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoreinrichtung (7) ein von einem solenoid-gesteuerten Ventil (8) gesteuertes Mengenventil aufweist, das neu einstellbar ist, wenn das Regelgerät (30) die Betriebsart des Solenoids vom solenoid-gesteuerten Ventil (8) ändert.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das solenoid-gesteuerte Ventil (8) ein Ventilglied, einen Sitz, eine das Ventilglied gegen den Sitz drängende Feder und ein Solenoid umfaßt, das erregbar ist, um das Ventilglied gegen die Kraft in der Feder vom Sitz weg zu drängen, wobei das Regelgerät (30) das Solenoid abzuschalten vermag und es dem Ventilglied ermöglicht, sich an den Sitz anzulegen, wodurch es dem Mengenventil (7) ermöglicht wird, sich neu einzustellen.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappensensor (33) einen elektrischen oder elektronischen Schalter umfaßt.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappensensor (33) in einen Verbindungsstrang zwischen dem Gaspedal selbst und der Einspritzsteuereinheit oder dem/den Vergaser(n) eingegliedert ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappensensor (33) mit dem Gaspedal direkt zusammenwirkt.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappensensor (33) mit einem beweglichen Bauteil der Einspritzsteuereinheit oder des Vergasers zusammenwirkt.

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckempfindliches Trennabsperrventil (20) durch Druck von der Hauptzylinder-Anordnung (1) geschlossen werden kann, um die Hauptzylinder-Anordnung (1) von der Pumpe (12) zu trennen, wenn die Hauptzylinder- Anordnung (1) betätigt wird, und um das Abfließen von Fluid zu einer Ausdehnungskammer (15) zu verhindern, in welche Fluid von der Bremse (2) während eines Anti-Blockier-Betriebs entleert wird.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen der Ausdehnungskammer (15) und einer Ablaßleitung (14) von der Modulatoreinrichtung (7) stromab von der Einlaßseite der Pumpe (12) zwischen der Pumpe (12) und dem Solenoidventil (8) angeordnet ist, und daß ein Einwegventil (40) in der Ablaßleitung (14) zwischen der Einlaßseite der Pumpe (12) und der Ausdehnungskammer (15) angeordnet ist.