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DE19605372A1 - Fahrzeugbremsanlage mit Blockierschutzregeleinrichtung - Google Patents

Fahrzeugbremsanlage mit Blockierschutzregeleinrichtung

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Publication number
DE19605372A1
DE19605372A1 DE19605372A DE19605372A DE19605372A1 DE 19605372 A1 DE19605372 A1 DE 19605372A1 DE 19605372 A DE19605372 A DE 19605372A DE 19605372 A DE19605372 A DE 19605372A DE 19605372 A1 DE19605372 A1 DE 19605372A1
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DE
Germany
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wheel
valve
vehicle
brake cylinder
brake
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DE19605372A
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Guenther Dipl Ing Dr Schmidt
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit Blockierschutzregeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Eine derartige Fahrzeugbremsanlage ist bekannt aus der DE 35 42 689 C2. Die bekannte Fahrzeugbremsanlage weist einen Bremskreis auf, an den ein Radbremszylinder eines Vorderrades und eines dazu diagonal am Fahrzeug angeordneten Hinterrades angeschlossen sind. Betätigt wird der Bremskreis mittels eines Hauptbremszylinders. Die beiden Radbremszylinder haben ein gemeinsames 3/3-Ventil als Ein- und Auslaßventil. Dieses 3/3-Ventil könnte in für den Fachmann an sich bekannter Weise durch zwei 2/2-Ventile, also durch ein getrenntes Einlaß­ ventil und Auslaßventil ersetzt werden. Bei Blockierneigung eines Fahrzeugrades erfolgt eine Bremsdruckmodulation in an sich bekannter Weise mittels des Ein- und Auslaßventils. Zum Druckabsenken wird Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern durch das Ein- und Auslaßventil in einen Speicher abgelassen und kann zum anschließenden Druckerhöhen mittels einer Rückförderpumpe wieder in die Radbremszylinder gefördert werden.
Die bekannte Fahrzeugbremsanlage hat den Nachteil, daß der Bremsdruck in den an den Bremskreis angeschlossenen Radbremszylindern nur gemeinsam moduliert werden kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil eines einfachen Aufbaus, es ist infolgedessen preisgünstig herstellbar. Es weist ein mittels eines elektronischen Steuergeräts steuerbares 2/2- Magnetventil als Auslaßventil eines Radbremszylinders jedes blockierschutzgeregelten Fahrzeugrades auf. Sie weist darüber hinaus ein zweites 2/2-Trennventil auf, das fluidbetätigt ist. Zur Betätigung wird es mit Bremsfluid von einer Druckseite der Rückförderpumpe beaufschlagt und trennt den an es angeschlossenen Radbremszylinder vom Hauptbrems­ zylinder. Dies hat den Vorteil, daß Bremsfluiddruck­ schwankungen und -pulsationen infolge Bremsdruckmodulation während der Blockierschutzregelung nur gering auf den Hauptbremszylinder und damit auf ein Bremspedal zurückwirken. Weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage ist, daß sie nur ein 2/2-Magnetventil für jedes blockierschutzgeregelte Fahrzeugrad aufweist, und daß nur dieses eine Ventil pro blockierschutzgeregeltem Fahrzeugrad von dem elektronischen Steuergerät gesteuert werden muß. Das Trennventil wird selbständig aufgrund der Bremsfluiddruck­ verhältnisse in der Fahrzeugbremsanlage während der Blockierschutzregelung betätigt. Weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Rückförderpumpe nicht gegen den Bremsfluiddruck des Hauptbremszylinders fördern muß. Der Speicher dämpft Bremsfluidschwankungen und -pulsationen während der Bremsdruckmodulation und wirkt dadurch einer Geräuschbildung entgegen. Der Komfort für einen Fahrer ist infolge geringer Pedalrückwirkungen hoch.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Bremskreis einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage und
Fig. 2 ein hydraulisch betätigtes Trennventil gemäß der Erfindung im Achsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist ein Bremskreis einer erfindungsgemäßen, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage dargestellt. Die Fahrzeugbremsanlage weist einen zweiten, übereinstimmend aufgebauten, unabhängigen zweiten Bremskreis auf, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Zur Betätigung beider Bremskreise weist die Fahrzeugbremsanlage einen Zweikreis- Hauptbremszylinder 10 auf.
An den dargestellten Bremskreis ist ein Radbremszylinder 12 eines vorderen Fahrzeugrades und ein Radbremszylinder 14 eines hinteren Fahrzeugrades angeschlossen. Vorzugsweise werden zwei diagonal am Fahrzeug angeordnete Fahrzeugräder mittels eines Bremskreises gebremst. Zwischen dem Haupt­ bremszylinder 10 und jedem Radbremszylinder 12, 14 ist ein hydraulisch betätigbares Trennventil 16, 18 angeordnet. Die Trennventile 16, 18 sind ihrer Grundstellung offen. Ihnen ist je ein in Richtung des Hauptbremszylinders 10 öffnendes Rückschlagventil 20, 22 parallel geschaltet.
Jeder Radbremszylinder 12, 14 weist ein in seiner Grundstellung geschlossenes 2/2-Magnetventil 24, 26 als Auslaßventil auf. Über die Auslaßventile 24, 26 sind die beiden Radbremszylinder 12, 14 an einen gemeinsamen Speicher 28 sowie an eine Saugseite einer Rückförderpumpe 30 angeschlossen, die mit einem elektrischen Pumpenmotor 32 antreibbar ist.
Eine Druckseite der Rückförderpumpe 30 ist über ein Differenzdruckventil 34 und eine in Serie geschaltete Drossel 36 mit dem Radbremszylinder 12 des vorderen Fahrzeugrades verbunden. Durch eine zweite Drossel 38 und ein in Richtung des Radbremszylinder 14 öffnendes Rückschlagventil 40 ist die Druckseite der Rückförderpumpe 30 mit dem Radbremszylinder 14 des hinteren Fahrzeugrades verbunden.
Des weiteren ist an die Druckseite der Rückförderpumpe 30 eine Steuerleitung 42 zur Betätigung der hydraulisch betätigbaren Trennventile 16, 18 angeschlossen. Bremsflüssigkeit von der Druckseite der Rückförderpumpe 30 betätigt die Trennventile 16, 18 in Richtung ihrer geschlossenen Schaltstellung. Des weiteren weisen die Trennventile 16, 18 einen an den Hauptbremszylinder 10 angeschlossenen Steueranschluß 44 sowie ein Rückstellfederelement 46 auf, die das Trennventil 16, 18 in der offenen Grundstellung halten oder es in Richtung dieser Grundstellung betätigen. Die Trennventile 16, 18 weisen also eine Differenzdruck-Steuerschaltung 42, 44 auf, die das Trennventil 16, 18 schließt, wenn der Bremsflüssigkeitsdruck auf der Druckseite der Rückförderpumpe 30 den Bremsflüssigkeitsdruck des Hauptbremszylinders 10 um einen der Kraft des Rückstellfederelements 46 entsprechenden Wert übersteigt.
Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rückförderpumpe 30 eine Drossel 48 parallel geschaltet, die zwar nicht in jedem Fall notwendig ist, jedoch einen noch zu beschreibenden Vorteil bringt.
Jedes Fahrzeugrad weist einen Raddrehsensor 50, 52 auf, deren Signale einem elektronischen Steuergerät 54 zugeführt wird, das die Magnet-Auslaßventile 24, 26 betätigt und den Pumpenmotor 32 ein- und ausschaltet.
Eine herkömmliche Bremsung, bei der keines der Fahrzeugräder zum Blockieren neigt, erfolgt in üblicher Weise durch Betätigung des Hauptbremszylinders 10 mittels eines Fußbremspedals 56. Durch die geöffneten Trennventile 16, 18 werden die Radbremszylinder 12, 14 mit Druck beaufschlagt.
Eine Blockiergefahr eines Fahrzeugrades, d. h. eine unzulässig schnell abfallende Raddrehzahl, stellt das elektronische Steuergerät 54 mittels der Raddrehsensoren 50, 52 fest. Es öffnet das diesem Fahrzeugrad zugeordnete Auslaßventil 24, 26, so daß Bremsflüssigkeit aus dem entsprechenden Radbremszylinder 12, 14 in den Speicher 28 strömt. Die Bremskraft dieses Fahrzeugrades wird somit verkleinert und ein Blockieren verhindert. Der Pumpenmotor 32 wird zeitverzögert nach Auftreten der Radblockiergefahr eingeschaltet und die Rückförderpumpe 30 damit in Gang gesetzt. Sobald der Bremsflüssigkeitsdruck auf der Druckseite der Rückförderpumpe 30 den Bremsflüssigkeitsdruck des Hauptbremszylinders 10 um einen durch die Rückstell­ federelemente 46 der Trennventile 16, 18 vorgebenen Wert übersteigt, schließen die Trennventile 16, 18. Die Druckdifferenz, bei der die Trennventile 16, 18 schließen, kann für beide Trennventile 16, 18 unterschiedlich sein, sie wird fahrzeugspezifisch ausgelegt. Der Hauptbremszylinder 10 wird durch Schließen der Trennventile 16, 18 von den Radbremszylindern 12, 14 abgetrennt und Pedalrückwirkungen während der Blockierschutzregelung unterbunden oder zumindest klein gehalten.
Die Drossel 36, 38 zwischen der Druckseite der Rückförderpumpe 30 und den Radbremszylindern 12, 14 drosseln den Bremsflüssigkeitsstrom von der Rückförderpumpe 30 zu den Radbremszylindern 12, 14 und halten dadurch den Druck auf der Druckseite der Rückförderpumpe 30 hoch. Dadurch werden die Trennventile 16, 18 während der Blockierschutzregelung geschlossen gehalten.
Die Bremsflüssigkeitsdruckmodulation im Radbremszylinder 12, 14 eines zum Blockieren neigenden Fahrzeugrades wird durch getaktete Steuerung des Auslaßventils 24, 26 moduliert. Die Drossel 36, 38 zwischen der Druckseite der Rückförderpumpe 30 und dem Radbremszylinder 12, 14 bewirkt einen verlangsamten Bremsflüssigkeitsdruckanstieg im Radbremszylinder 12, 14, wenn die Rückförderpumpe 30 eingeschaltet und das Auslaßventil 24, 26 geschlossen ist. Der Druckverlauf im Radbremszylinder 12, 14 ist sägezahnförmig. Volumen und Kennlinie des Speichers 28 sind fahrzeugabhängig so ausgelegt, daß eine ausreichende Volumenaufnahme sowohl bei langsamen als auch bei abruptem Wechsel eines Straßenreibwertes sichergestellt ist.
Mit dem Differenzdruckventil 34, das der Druckseite der Rückförderpumpe 30 und dem Radbremszylinder 12 eines Fahrzeugvorderrades zwischengeschaltet ist, wird eine Bremsflüssigkeitsdruckdifferenz zwischen den Radbrems­ zylindern 12, 14 während der Blockierschutzregelung begünstigt. Das Hinterrad kann während der Blockier­ schutzregelung stärker abgebremst werden, was bei beladenem Fahrzeug einen kürzeren Bremsweg bewirkt.
Vergrößert sich während der Blockierschutzregelung der Straßenreibwert, so muß der Bremsflüssigkeitsdruck in den Radbremszylindern 12, 14 erhöht werden, um die Fahrzeugräder so stark abzubremsen, daß sie zum Blockieren neigen und die maximal mögliche Bremskraft wirkt. Die Änderung des Straßenreibwertes erkennt das elektronische Steuergerät 54 anhand der Signale der Raddrehsensoren 50, 52. Um den Bremsflüssigkeitsdruck in den Radbremszylindern 12, 14 zu erhöhen, wird das dem Fahrzeugvorderrad zugeordnete Auslaßventil 24 geschlossen und das dem Fahrzeughinterrad zugeordnete Auslaßventil 26 geöffnet. Auf diese Weise fällt der Bremsflüssigkeitsdruck im Hinterradbremszylinder 14 nahezu auf Null. Die von der Rückförderpumpe 30 geförderte Bremsflüssigkeit gelangt im wesentlichen in den Vorderradbremszylinder 12, dessen Bremskraft wird erhöht. Die Bremskraft des Fahrzeugs ist dadurch mit den infolge der geschlossenen Trennventile 16, 18 zur Verfügung stehenden Bremsflüssigkeitsvolumens optimal.
Nach Ablauf einer Zeitspanne wird der Pumpenmotor 32 ausgeschaltet. Die Zeitspanne ist fahrzeugabhängig und/oder wird unter Berücksichtigung weiterer Größen der Fahrzeugbremsanlage, wie beispielsweise Temperatur oder Zähigkeit der Bremsflüssigkeit festgelegt. Der Bremsflüssigkeitsdruck auf der Druckseite der Rückförderpumpe 30 baut sich schnell durch die Drossel 38, das Rückschlagventil 40 und das geöffnete Auslaßventil 26 des Hinterradbremszylinders 14 in den Speicher 28 ab. Infolgedessen öffnen die Trennventile 16, 18, es gelangt Bremsflüssigkeit vom Hauptbremszylinder 10 zu den Radbremszylinder 12, 14. Der Bremsflüssigkeitsdruck in den Radbremszylindern 12, 14 wird erhöht und die Blockierschutzregelung kann erneut beginnen.
Die der Rückförderpumpe 30 parallel geschaltete Drossel 48 hat den Zweck, daß sich der Bremsflüssigkeitsdruck auf der Druckseite der Rückförderpumpe 30 nach deren Stillsetzung schneller entgegen der Förderrichtung der Rückförderpumpe 30 in den Speicher 28 abbauen kann. Die Dauer bis zum Öffnen der Trennventile 16, 18 wird verkürzt und der Bremsflüssigkeitsdruck in den Radbremszylindern 12, 14 läßt sich früher erhöhen. Die Drossel 48 muß nicht vorhanden sein, bringt allerdings den vorstehend beschriebenen Vorteil.
In Fig. 2 ist ein Trennventil 16, 18 der in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugbremsanlage gezeigt. Es ist als Einsteckpatrone mit einem Ventilgehäuse 54 ausgebildet, die zum Einsetzen in eine Stufenbohrung 56 eines Hydraulikblocks 58 vorgesehen ist. Im nur ausschnittsweise dargestellten Hydraulikblock 58 sind auch die übrigen Ventile 24, 26, 34, der Speicher 28 und die Rückförderpumpe 30 aufgenommen. Das Ventilgehäuse 54 ist komplementär zur Stufenbohrung 56 ausgebildet, jede Stufung ist mittels eines Dichtrings 62 gegen den Hydraulikblock 58 abgedichtet.
Im Ventilgehäuse 54 ist ein Ventilkolben 64 aufgenommen. Der Ventilkolben 64 weist eine Kugel als Ventilschließkörper 66 auf. Eine Schraubendruckfeder 68 drückt den Ventilkolben 64 und mit ihm den Ventilkörper 66 von einem Ventilsitz ab. Das Trennventil 16, 18 ist also in seiner Grundstellung geöffnet.
Zur hydraulischen Betätigung des Trennventils 16, 18 ist im Ventilgehäuse 54 eine Radialbohrung 72 angebracht, die auf einer dem Ventilsitz abgewandten Seite des Ventilkolbens 64 mündet. Diese Randialbohrung 72 kommuniziert über einen Bremsflüssigkeitskanal 74 im Hydraulikblock 58 mit der Druckseite der Rückförderpumpe 30.
Ein weiterer Bremsflüssigkeitskanal 76, der mit dem Hauptbremszylinder 10 verbunden ist, kommuniziert durch eine Radialbohrung 78 im Ventilgehäuse 54 mit einer dem Ventilsitz 70 zugewandten Seite des Ventilkolbens 64. Es wird also eine Differenzdrucksteuerung des Trennventils 16, 18 erreicht: übersteigt der Druck auf der dem Ventilsitz 70 abgewandten Seite des Ventilkolbens 64 (also auf der Druckseite der Rückförderpumpe 30) herrschende Druck den Bremsflüssigkeitsdruck auf der dem Ventilsitz 70 zugewandten Seite des Ventilkolbens 64 (dies ist der im Hauptbremszylinder 10 herrschende Druck) um den der Kraft der Schraubendruckfeder 68 entsprechenden Wert, so wird das Trennventil 16, 18 geschlossen. Ein Ventilauslaß 80 erfolgt axial durch den Ventilsitz 70 hindurch. Der Ventilauslaß 80 kommuniziert mit dem Radbremszylinder 12, 14.

Claims (8)

1. Fahrzeugbremsanlage mit Blockierschutzregeleinrichtung, mit einem Hauptbremszylinder, mindestens einem Radbremszylinder, mit einem zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Radbremszylinder angeordnetem Trennventil und einem Auslaßventil für den Radbremszylinder, mit einem Speicher zur Aufnahme des aus dem Radbremszylinder mit dem Auslaßventil abgelassenen Bremsfluids und einer Rückförderpumpe zum Fördern von Bremsflüssigkeit aus dem Speicher in den Radbremszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (16, 18) fluidbetätigt ist und zur Steuerung in eine geschlossene Stellung mit Bremsfluid von einer Druckseite der Rückförderpumpe (30) beaufschlagt wird.
2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine der Druckseite der Rückförderpumpe (30) und dem Radbremszylinder (12, 14) zwischengeschaltete Drossel (36, 38) aufweist.
3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennventil (16, 18) eine Differenzdrucksteuerung aufweist, die das Trennventil bei Überschreiten einer Schwellendruckdifferenz zwischen der Druckseite der Rückförderpumpe (30) und dem Hauptbremszylinder (10) schließt.
4. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugbremsanlage mindestens zwei Radbremszylinder (12, 14) aufweist, und daß der Druckseite der Rückförderpumpe (30) und mindestens einem Radbremszylinder (12) ein Differenzdruckventil (34) und dem/den anderen Radbremszylinder/n (14) ein in Richtung des Radbremszylinders (14) öffnendes Rückschlagventil (40) zwischengeschaltet ist.
5. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückförderpumpe (30) eine Drossel (48) parallel geschaltet ist.
6. Verfahren zur Blockierschutzregelung einer Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer Blockierneigung eines Fahrzeugrades das Auslaßventil (24, 26) des Radbremszylinders (12, 14) dieses Fahrzeugrades geöffnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach Öffnen des Auslaßventils (24, 26) die Rückförderpumpe (30) in Gang gesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremsflüssigkeitsdruck im Radbremszylinder (12, 14) des zum Blockieren neigenden Fahrzeugrades mittels seines Auslaßventils (24, 26) moduliert wird.
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