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DE19544248C1 - Radblockierverhindernde Bremsdruckregeleinrichtung - Google Patents

Radblockierverhindernde Bremsdruckregeleinrichtung

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DE19544248C1
DE19544248C1 DE19544248A DE19544248A DE19544248C1 DE 19544248 C1 DE19544248 C1 DE 19544248C1 DE 19544248 A DE19544248 A DE 19544248A DE 19544248 A DE19544248 A DE 19544248A DE 19544248 C1 DE19544248 C1 DE 19544248C1
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Description

Die Erfindung betrifft eine radblockierverhindernde Bremsdruckregeleinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 und nach dem Hauptpatent 44 42 772.
An einer permanent angetriebenen Hydraulikpumpe wird dort die Verbindung des druckseitigen Pumpenausganges mit dem saugseitigen Pumpeneingang von einem einzigen Ventil überwacht. Dieses weist zwei bremsdruckbeeinflussende Kolben auf.
Der innere, Bremsdrucksteuerkolben genannt, ist in ventilöffnendem Sinne federvorgespannt und mittels einem Bremswertgeber verschieblich.
Der äußere, Bremsdruckentlastungskolben genannt, ist in ventilschließendem Sinne federvorgespannt und wird bei drohender Blockiergefahr von einem Elektromagneten ventilöffnend verschoben.
Die Ansteuerung des Elektromagneten erfolgt von einem elektr. Steuergerät, das Sensor-Impulse, die aus dem Drehverhalten des Rades resultieren, messen.
Die Anordnung der beiden Kolben läßt die von der Hydraulikpumpe geförderte Flüssigkeit drucklos vom Pumpenausgang über die Bremsdruckregeleinrichtung zum Pumpeneingang gelangen.
Je nach gewünschter Verzögerung verschiebt ein Bremswertgeber den inneren Kolben, der damit Steuerschlitze im Querschnitt verkleinert und einen Rückstau-Druck als Bremsdruck in der Radbremse erzeugt.
Sowohl bei Ausfall der Hydraulik, als auch bei sehr langsam drehendem Rad kann die Anlage als herkömmliche hydraulische Bremsanlage bedient werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einzelne Funktionen der vorgenannten Bremsdruckregeleinrichtung kostengünstig technisch zu vereinfachen, gleichzeitig aber auch sicherheitsrelevante weitere Komponenten zur Verfügung zu stellen um vielfältige Kombinationen für individuelle Gestaltungen anzubieten, die den technischen und wirtschaftlichen Forderungen Rechnung tragen.
Diese Aufgabe wird von einer radbremsblockierverhindernden Bremsdruckregeleinrichtung gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung erläutert.
Es zeigt,
Fig. 1 Schematische Darstellung des Blockiervermeidungssystemes mit integriertem Strömungsmesser (5a) als Impulsgeber zum Errechnen der momentanen Raddrehzahl für ein zu bremsendes Rad in Ruhestellung für Vorwärtsbewegung und getrennt von der Drucksteuerventilanordnung (4) angebrachten Bremsdruck­ entlastungsventil (10) mit Bezugszeichen.
Fig. 2 Schematische Darstellung des Blockiervermeidungssystemes wie Fig. 1 im Hauptpatent, jedoch mit dem weiteren Ventil (8) als entsperrbares Rückschlagventil und Strömungsmesser (5a) mit Bezugszeichen.
Fig. 3 Vergrößerung der dargestellten Drucksteuerventilanordnung (4) nach Fig. 2.
Fig. 4 Schematische Darstellung des Blockiervermeidungssystemes mit drehrichtungsgebundener Hydraulikpumpe (1) und verschieblich und drehbar gelagerten Bremsdrucksteuerkolben (9), und mit Elektromagneten (20) als Drehmagnet. System ungebremst.
Fig. 5 Wie Fig. 4, jedoch in Bremsstellung.
Fig. 6 Vergrößerung der dargestellten Drucksteuerventilanordnung (4) nach Fig. 5.
Fig. 7 Wie Fig. 5, jedoch mit verdrehtem Bremsdrucksteuerkolben (9).
Fig. 8 Vergrößerung der dargestellten Drucksteuerventilanordnung (4) nach Fig. 7.
Fig. 9 Hydr. Schaltplan nach Fig. 1 und 2 und Bezugszeichenerklärung.
Aus Fig. 1 geht hervor, daß die Hydraulikpumpe (1) vom zu bremsenden Rad direkt oder indirekt angetrieben wird. Einbauort dieser Hydraulikpumpe (1) kann der Achsschenkel, das Getriebegehäuse, das Ausgleichgetriebegehäuse sein. Der Antrieb der Hydraulikpumpe 1 kann über die Radnabe oder die Antriebswelle welche das Rad antreibt, erfolgen. Auch andere bekannte Antriebe sind möglich. Je nach techn. oder wirtschaftlicher Erfordernis kann die Hydraulikpumpe (1) auch erst beim Berühren des Bremswertgebers (18) C z. B. vom Bremslichtschalter) veranlaßt, über eine dafür ausgebildete Vorrichtung angetrieben werden.
Funktionsbeschreibung
Eine Hydraulikpumpe (1) die sowohl beim Berühren des Bremswertgebers (18) eingeschaltet, als auch permanent angetrieben werden kann, pumpt Flüssigkeit (Medium), vorgelagert im Ausgleichbehälter (3), unten vom Pumpenausgang der Pfeilrichtung folgend zur Drucksteuerventilanordnung (4) und durchströmt dann die untere Bohrung des nach oben geschobenen zwangsgesteuerten Umsteuerkolbens (7). Das Medium fließt als Vorlauf (12) durch das zwangsgesteuerte weitere Ventil (8) das als Drehschieber Fig. 1 oder als entsperrbares Rückschlagventil Fig. 2-8 in Zusammenwirkung mit dem Vorspannventil (21) ausgebildet sein kann, und gelangt in den Ringraum (11). Angeschlossen an den Vorlauf (12) ist eine Druckleitung (14) die zur Radbremse (2) führt.
Der Ringraum (11) hat eine Verbindung über das elektro­ magnetisch betätigte Bremsdruckentlastungsventil (10, 16) Fig. 2 und 3 zum Rücklauf (13) oder über das als hydraulisches 2/2 Wegeventil ausgebildete, getrennt von der Drucksteuerventil­ anordnung (4) angebrachte Bremsdruckentlastungsventil (10) Fig. 1 zum Rücklauf. Beim Bremsvorgang wird der vom Bremswertgeber (18) betätigte Bremsdrucksteuerkolben (9), nach rechts verschoben. Die Steuerschlitze (15) werden dabei, je nach gewünschter Verzögerung, so weit überdeckt und damit im Querschnitt verkleinert, daß im fließenden Medium ein Rückstau-Druck entsteht. Dieser Rückstau-Druck wirkt als Bremsdruck über die Druckleitung (14), auf die Radbremse (2). Bei Verwendung verschiedener Flüssigkeiten, z. B. Hydrauliköl (ventilseitig)/Bremsflüssigkeit (radbremsseitig) ist ein Medium-Trennelement (17) in die Druckleitung (14) einzubauen. Zur Bremsdruckentlastung bei drohender Blockiergefahr öffnet das elektro-magnetisch betätigte Bremsdruckentlastungsventil (10) den vorher druckdicht verschlossenen Durchgang zum Rücklauf (13), wenn die Drehgeschwindigkeit des zu bremsenden Rades beim Bremsvorgang zu weit gesunken ist. Bei einer weiteren Ausführung Fig. 4-7 entfällt der über äußere Steuerschlitze bremsdruckentlastende Zugang zum Rücklauf (13). Hier ist das Bremsdruckentlastungsventil so gestaltet, daß am Bremsdrucksteuerkolben (9) am zylinderseitigen Umfang eine oder mehrere schräge Steuerkanten (23) angeformt sind. Beim Bremsen wird auch wie vor beschrieben der Bremsdrucksteuer­ kolben (9) nach rechts steuerschlitzquerschnittverkleinernd und damit bremsdruckerzeugend verschoben. Bei der Ausführung nach Fig. 4-7 kann zusätzlich trotz Bremsstellung bei Blockiergefahr steuerschlitzquerschnitt vergrößernd und damit bremsdruckabbauend der Bremsdruck­ steuerkolben (9) gegen eine rückstellende Federkraft (24) auch noch verdreht werden, dergestalt, daß die schrägen Steuerkanten die Steuerschlitze (15) wieder freigeben.
Gedreht wird der Bremsdrucksteuerkolben (9) von einem Elektro­ magneten (20) Fig. 2 ausgebildet als Drehmagnet oder einem Hub­ magneten über Hebel oder Zahnstange. Gemessen wird das Drehverhalten des Rades im elektr. Steuergerät (6), das Impulse vom Drehzahlfühler (5) bzw. von einem in der Rücklaufleitung untergebrachten Strömungsmesser (5a) Fig. 1, 2 u. 3 verarbeitet. Das Steuergerät schaltet elektr. Ströme für die Bremsdruck­ entlastung an den Elektromagneten (20) Fig. 1, bzw. öffnet das getrennt von der Drucksteuerventilanordnung (4) angebrachte Bremsdruckentlastungsventil (10), für den erforderlichen Druck­ abbau. Da bei Drehrichtungsumkehr des zu bremsenden Rades die Hydraulik­ pumpe (1) in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird, ist auch der Flüssigkeitsstrom umgekehrt. Um die Funktion der Drucksteuerventilanordnung (4) zu gewährleisten wird der Umsteuerkolben (7) bei Rückwärtsfahrt zwangsgesteuert nach unten in Rückwärtsstellung verschoben. Bei Verwendung einer drehrichtungsgebundenen Hydraulikpumpe (1) Fig. 4, 5 und 7 beispielsweise vom Fahrzeugmotor angetrieben, kann auf den Umsteuerkolben (7) verzichtet werden. Bei zu niedriger Pumpendrehzahl, z. B. Fahrgeschwindigkeit unterhalb von ca. 5 km/h wird das zwanggesteuerte weitere Ventil (8) nach Hauptpatent Fig. 6 so verstellt, daß der Rücklauf (13), verschlossen ist. Eine andere Ausbildung des Ventiles (8) zeigen die Fig. 2-8. Hier ist das Ventil (8), das den Rücklauf (13) verschließt, ein in der Hydraulik bekanntes entsperrbares Rückschlagventil. Die Druckbeaufschlagung zum Öffnen des Ventiles (8) wird hier vom einstellbaren Vorspannventil (21) im Vorlauf (12) bestimmt. Beim Verschieben des Bremsdrucksteuerkolbens (9) kann über die Steuerschlitze (15) soviel Flüssigkeit verdrängt werden, daß vorliegende Erfindung als übliche hydraulische Bremsanlage arbeitet. Grundsätzlich sind die Betätigungsarten der vorliegenden Erfindung die gleichen wie im Hauptpatent P 44 42 772 festgelegt.
Weitergehende Ausbildungen von Betätigungsarten sind Kombinationen aus mindestens zwei der beschriebenen Arten, die sowohl parallel zueinander wirken, sich gegenseitig unterstützen, als auch sich gegenläufig beeinflussen können. Ein Steuergerät ermöglicht auch die Korrespondenz zwischen elektrisch betätigtem Bremswertgeber (18) und elektro-magnetisch betätigtem Bremsdruckentlastungsventil (10). Eine weitere Betätigungsart ist das Ausnutzen der kinetischen Energie, wie von der Auflaufbremse bekannt. Dies ist hier radblockierverhindernd vorzüglich zu gestalten in der Art, daß die bewegte Masse auf einen speziellen hydr. Bremswertgeber drückt, (z. B. in einem Einachsanhänger sind zwei Kolben bei gleichem Weg in einem Gehäuse bei zwei Einrichtungen nach Anspruch 1 wirksam). Oder spielfrei in der Art, daß die kinetische Energie auf Druckaufnehmer oder ein Piezoelement in der Zugeinrichtung dergestalt wirkt, daß dessen Impulse in einem Steuergerät verarbeitet, elektr. Ströme einen elektr. Bremswertgeber (18) zuführt und diesen elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigt. Anwendbar ist auch ein in bremskraftübertragenden Einrichtungen (z. B. in der Kolbenstange zum hydr. Hauptbremszylinder) eingebautes Piezoelement als Druckaufnehmer. Die durch die Fußkraft am Bremspedal im Piezoelement erzeugten Impulse werden an ein Steuergerät geleitet, welche wiederum elektrisch betätigte Bremswertgeber (18) beeinflussen. Auch ist bei entsprechender Ausstattung des Bremswertgebers (18) die erfindungsgemäße Einrichtung bei mindestens zwei, links und rechts, wirkenden Einheiten nach Anspruch 1 zur Steuerung einer Lenkbremse und in Mittelstellung des Bremswertgebers als normale Bremse oder als hydraulische Feststellbremse hervorragend geeignet. Weiterhin ist das Ansteuern der vorgenannten Kombinationen von Bremswertgebern und Bremsdruckentlastungsventilen für eine Fahrdynamikregelung-/stabilisierung in der beanspruchten Einrichtung besonders gut anzuwenden.

Claims (18)

1. Radblockierverhindernde Bremsdruckregeleinrichtung für eine Fahrzeugbremsanlage mit mindestens einer Radbremse (2), die über eine Druckleitung hydraulisch permanent direkt mit dem druckseitigen Ausgang einer Hydraulikpumpe (1) verbunden ist und mit einer Drucksteuerventilanordnung (4), die eine Verbindung des druckseitigen Pumpenausgangs mit dem saugseitigen Pumpeneingang überwacht und die sowohl von einem fahrerbedienbaren oder elektrisch, elektronisch, elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigbaren Bremswertgeber (18) als auch von einem Raddrehzahlsignale verarbeitenden Steuergerät (6) derart ansteuerbar ist, daß die Verbindung bei zunehmendem Bremswert proportional gedrosselt und bei Blockiergefahr geöffnet wird und wobei die Drucksteuerventilanordnung aus zwei separaten unabhängig voneinander ansteuerbaren, wirkungsmäßig parallel geschalteten Drucksteuerventilen besteht, wobei das erste Drucksteuerventil ausschließlich radblockierverhaltensabhängig angesteuert wird und das zweite Drucksteuerventil vom Bremswertgeber betätigbar und in seine Offenstellung vorgespannt ist, so daß bei unbetätigtem Bremswertgeber die Hydraulikpumpe Druckmittel drucklos im Kreise fördert, nach Patent 44 42 772, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Bremsdruckregeleinrichtung auch den Antriebsschlupf regelt, wozu die Verbindung des druckseitigen Pumpenausganges mit dem saugseitigen Pumpeneingang gedrosselt wird,
  • - die Ansteuerung der elektrischen, elektronischen, elektro­ magnetischen oder elektromotorischen Bremswertgeberbetätigung mittels eines Drucksensors, eines Piezoelementes oder eines Funksignales erfolgt,
  • - das zweite Drucksteuerventil zusätzlich radblockierverhaltens­ abhängig betätigbar ist.
2. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (1) permanent angetrieben ist.
3. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (1) beim Berühren des Bremswertgebers eingeschaltet wird.
4. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (1) von einem Fahrzeugrad oder dessen Antriebswelle oder von einem Getriebe im Antriebsstrang, vom Fahrzeugmotor oder einem Elektromotor angetrieben wird.
5. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drucksteuerventil (9, 15) einen mit Steuerschlitzen (15a) und schrägen Steuerkanten (23) versehenen Zylinder mit einem Zylinderraum aufweist, in dem ein Bremsdrucksteuerkolben (9) verschieblich und drehbar gelagert ist.
6. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremswertgeber (18) ein hydraulischer Hauptbremszylinder oder ein elektrisches oder mechanisches Betätigungselement oder eine Kombination aus mindestens zwei dieser Bauteile ist.
7. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdrucksteuerkolben (9) zur Antriebs-Schlupfregelung vor die Steuerschlitze geschoben wird.
8. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät (6) verarbeitete Impulse aus Druckmesseinrichtungen oder Piezoelementen zur Betätigung von elektrisch angesteuerten Bremswertgebern (18) herangezogen werden.
9. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß diese bei entsprechender Ansteuerung (z. B. Funksignale) zur Abstandsregelung herangezogen wird.
10. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetisch betätigtes Bremsdruckentlastungsventil (10) vorgesehen ist, mittels dessen die Radbremse direkt mit einem drucklosen Reservoir verbunden werden kann.
11. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medien-Trennelement (17) in der Druckleitung (14) eingebaut sein kann.
12. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bremsdruckentlastungsventil (10) getrennt von der Drucksteuerventilanordnung (4) angeordnet ist.
13. Bremsdruckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Antrieb der Hydraulik­ pumpe durch ein Fahrzeugrad, das Raddrehverhalten aus Impulsen errechnet wird, die ein in der Rücklaufleitung untergebrachter Strömungsmesser (5a) liefert.
14. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Drehrichtungsänderung der Hydraulikpumpe (1) ein Umsteuerkolben (7) wirksam wird, derart, daß immer die Pumpendruckseite am mit der Radbremse (2) verbundenen Pumpen­ anschluß liegt.
15. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch, hydraulisch oder mechanisch angesteuertes weiteres Ventil (8) vorgesehen ist, welches bei stillstehender Hydraulikpumpe (1) deren druckseitigen Ausgang unter Umgehung der Drucksteuerventile (9, 15; 10, 16) direkt mit dem saugseitigen Eingang verbindet und welches den Zylinderraum des zweiten Drucksteuerventiles (9, 15) zur Hydraulikpumpe (1) hin druckdicht abschließt und den Zylinderraum direkt mit der Radbremse (2) verbindet, so daß die Radbremse (2) mittels des Bremsdrucksteuerkolbens (9) statisch druckbeaufschlagbar ist.
16. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei parallel geschaltete Drucksteuerventilanordnungen (4) als Steuerung für Lenkbremsen dienen, wobei diese von je einem Bremswertgeber angesteuert werden.
17. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerventilanordnung (4) als elektrisch lastabhängiger Bremskraftregler dient, wozu die Signale von als Lastsensoren verwendeten Potentiometern, elektrischen Messeinrichtungen, Druckmesseinrichtungen oder Impulsen aus Piezoelementen im Steuergerät verarbeitet werden.
18. Bremsdruckregeleinrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fahrdynamikstabilisierung- /regelung im Steuergerät (6) verarbeitete Impulse aus Lenkwinkelsensoren, Querbeschleunigungssensoren, Drehgeschwindig­ keitssensoren oder Werte aus der E-Gaspedalstellung oder Werte aus der Geschwindigkeit (Tacho) für die Betätigung der Drucksteuerventile (10; 10, 16; 9, 15;) benützt werden.
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