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DE3627000C2 - Bremsanlage mit Schlupfregelung - Google Patents

Bremsanlage mit Schlupfregelung

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DE3627000C2
DE3627000C2 DE3627000A DE3627000A DE3627000C2 DE 3627000 C2 DE3627000 C2 DE 3627000C2 DE 3627000 A DE3627000 A DE 3627000A DE 3627000 A DE3627000 A DE 3627000A DE 3627000 C2 DE3627000 C2 DE 3627000C2
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Continental Teves AG and Co OHG
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ITT Automotive Europe GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit Schlupfregelung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei bekannten Bremsanlagen, beispielsweise nach der DE 30 40 561 A1 bzw. DE 30 40 562 A1, wird als Bremsdruckgeber ein Hauptzylinder mit vorgeschaltetem hydraulischem Bremskraftver­ stärker angewendet. Das Hilfsdruck-Versorgungssystem enthält eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikspeicher, aus dem bei Bremsbetätigung mit Hilfe eines Regelventils ein fußkraft­ proportionaler Hilfsdruck eingeleitet wird. Dieser dynamische Druck wird einerseits über den Hauptzylinder auf die an den Hauptzylinder angeschlossenen statischen Bremskreise über­ tragen. Zum anderen sind an die Druckkammer, in der der fuß­ kraftproportionale Druck über das Regelventil eingeleitet wird, die Radbremsen einer Achse, vorzugsweise der Hinterachse direkt angeschlossen. Zur Schlupfregelung sind außerdem sowohl in den statischen Kreisen als auch in dem dynamischen Kreis Einlaßventile eingefügt, die normalerweise auf Durchlaß ge­ schaltet sind und mit denen bei drohendem Blockieren eines Rades der Druckmittelzufluß zu der betreffenden Radbremse gesperrt werden kann.
Des weiteren sind Auslaßventile vorhanden, über die, wenn erforderlich, Druckmittel von der Radbremse zu dem Druckaus­ gleichsbehälter hin abgeleitet werden kann. Beim Einsetzen der Schlupfregelung wird über ein sogenanntes Hauptventil der Verstärkerraum, in der der aus dem Hilfsdruck-Versorgungs­ system eingeleitete, geregelte Druck herrscht, mit den stati­ schen Bremskreisen des Hauptzylinders verbunden, um die über die Auslaßventile entnommene Druckmittelmenge wieder in die statischen Kreise einspeisen zu können. Außerdem werden aus Sicherheitsgründen mit Hilfe einer Positionierungseinrichtung der (oder die) Kolben im (Tandem-)Hauptzylinder zurückge­ stellt oder arretiert. Der zum Erzeugen, Speichern und Steuern des hydraulischen Hilfsdruckes, zum dynamischen Einströmen in die statischen Kreise und zum Sicherstellen der Bremsenfunk­ tionen beim Ausfall einzelner Kreise erforderliche Konstruk­ tionsaufwand ist beträchtlich.
Die Steuersignale für die Einlaß- und Auslaßventile werden bei Bremsanlagen dieser Art mit Hilfe von elektronischen Schalt­ kreisen erzeugt, deren Eingänge mit Radsensoren, z. B. indukti­ ven Meßwertaufnehmern, verbunden sind und die dadurch auf eine Änderung des Raddrehverhaltens, das Blockiergefahr anzeigt, durch Konstanthalten, Abbau und erneutem Wiederaufbau des Druckes an dem entsprechenden Rad reagieren können.
In der Offenlegungsschrift DE 30 40 548 A1 ist ein Haupt­ zylinder mit einem Zentralventil offenbart, bei dem der Ventilkörper in Schließrichtung von einer Feder beaufschlagt ist und mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, der fest am Kolben des Hauptzylinders angeordnet ist und an den sich eine durch den Kolben erstreckende Längsbohrung für den Druckmitteldurch­ fluß anschließt.
Die gattungsbildende Schrift DE 35 02 451 A1 offenbart eine Bremsanlage mit Schlupfregelung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs von Anspruch 1. Die Schlupfregelung erfolgt über ein Hilfsdruck-Regelventil, das als separates Bauteil ausgebildet ist.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 35 05 410 A1 ist eben­ falls eine Bremsanlage mit Schlupfregelung bekannt. Analog zu oben erfolgt im Falle einer Schlupfregelung die Regelung des Hilfsdruckes mittels eines separaten Ventils.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bremsanlage so auszubilden, daß eine möglichst geringe Anzahl von Ventilen bei der Bremsbetätigung und auch im Falle der Bremsdruckregelung vom Druckmittel durchströmt wird. Weiterhin soll nach jeder Schlupf-Regelung die Hauptzylinderposition vollständig zurückgestellt werden, damit eine maximale Reserve für eine Bremsung bei Pumpenausfall garantiert ist. Schließ­ lich soll die Bremsanlage ein einfaches Antiblockier-System mit diagonaler Bremskreisaufteilung ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß eine gattungs­ gemäße Bremsanlage zusätzlich die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 aufweist, d. h., daß die Zentralventile als Regel­ ventile bzw. Zentral-Regel-Ventile ausgebildet sind, die während der Schlupfregelung den Pumpenausgangsdruck auf den der Pedalkraft entsprechenden Druck in den Druckkammern regeln.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit den beigefügten Abbildungen hervor, die in vereinfachter Darstellung, teil­ weise im Schnitt, teilweise rein schematisch die wichtigsten Bauteile einer schlupfgeregelten Bremsan­ lage und ein Zentral-Regel-Ventil gemäß einer Ausführungs­ art der Erfindung zeigen.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die erfindungsgemäße Bremsanlage als Bremsdruckgeber 1 ein im wesentlichen aus einem Tandem-Hauptzylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Verstärker 3 bestehendes hy­ draulisches Aggregat. Über eine Druckstange 4 wird in be­ kannter Weise die auf ein Bremspedal 5 ausgeübte Pedal­ kraft F auf den Unterdruck-Verstärker 3 und von diesem hilfskraftunterstützt auf die Arbeitskolben 6 und 7 des Tandem-Hauptzylinders 2 übertragen.
In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind die Druck­ kammern 8, 9 des Hauptzylinders 2 über offene Zentral-Re­ gel-Ventile 10, 11, über Anschlußkanäle 12, 13 im Inneren der Kolben 6, 7 sowie schließlich über Ringkammern 14, 15, über Anschlußbohrungen 16, 17 und über hydraulische Lei­ tungen 18, 19 mit einem Druckausgleichs- und Druckmit­ tel-Vorratsbehälter 20 verbunden.
Die beiden Bremskreise I, II des Hauptzylinders 2 sind über elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Ventile, nämlich sogenannte SO-Venti­ le oder Einlaßventile 24, 25 bzw. 29, 30, mit den Radbrem­ sen 31, 32; 33, 34 verbunden. Die parallel geschalteten Radbremsen 31, 32 bzw. 33, 34 sind den Diagonalen zugeord­ net.
Die Radbremsen 31, 32, 33, 34 sind außerdem an elektroma­ gnetisch betätigbare, in der Grundstellung gesperrte Aus­ laßventile 22, 23 bzw. 35, 36, sogenannte SG-Ventile ange­ schlossen, die über eine hydraulische Rückflußleitung 37 einerseits mit dem Druckausgleichsbehälter 20 und anderer­ seits über die Saugleitung 61 mit den Saugseiten der Pum­ pen 21, 26 in Verbindung stehen. Es handelt sich um elek­ tromotorisch (Motor M) angetriebene Hydraulikpumpen. Die elektrischen Anschlüsse "m" und "Masse" sind ebenfalls symbolisch angedeutet. Außerdem ist eine elektrisch arbei­ tende Funktions-Überwachungsvorrichtung bzw. Überwachungs­ schaltung 40 vorgesehen, mit der die Arbeitsweise des Mo­ tors M überprüfbar ist.
Die Fahrzeugräder sind mit induktiven Sensoren S1 bis S4 ausgerüstet, die mit einer synchron zur Radumdrehung mitlaufenden Zahnscheibe zusammenwirken und elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, d. h. die Rad­ geschwindigkeit und Änderungen, erkennen lassen. Diese Si­ gnale werden über die Eingänge S1 bis S4 einer elek­ tronischen Signalverarbeitungs- und Verknüpfungsschaltung 28 zugeführt, die Bremsdruck-Steuersignale erzeugt, mit denen beim Erkennen einer Blockiertendenz die Einlaß- und Auslaßventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 zeitweise um­ geschaltet und dadurch der Bremsdruck konstant gehalten, abgebaut und zur gegebenen Zeit wieder erhöht wird. Über die Ausgänge A1 bis A4 werden hierzu die Betätigungs­ magnete der Einlaß- und Auslaßventile angesteuert; die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Anschlüssen A1 bis A4 und den Wicklungen der Ventile 22, 23, 24, 25, 29, 30, 35, 36 sind der Einfachheit halber nicht dar­ gestellt.
Die Schaltung 28 kann in bekannter Weise durch festver­ drahtete Schaltkreise oder durch programmierbare elektro­ nische Bausteine, wie Microcomputer oder Microcontroller, realisiert werden.
Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des Antriebsmotors M der Hydraulikpumpen 21, 26, der während einer Schlupfre­ gelung laufen muß, wird über den Anschluß m an den Motor M angelegt.
Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:
Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, unterstützt durch den Unterdruck im Verstärker 3, auf die Hauptzylin­ derkolben 6, 7 übertragen. Die Zentral- Regel-Ventile 10, 11 schließen, so daß sich nunmehr in den Druckkammern 8, 9 und damit in den Bremskreisen I, II Bremsdruck aufbauen kann, der über die Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 zu den Rad­ bremsen 31, 32 bzw. 33, 34 gelangt.
Wird nun mit Hilfe der Sensoren S1 bis S4 und der Schaltung 28 eine Blockiertendenz an einem oder an mehre­ ren Rädern erkannt, setzt die Schlupfregelung ein. Der An­ triebsmotor M der Pumpen 21, 26 schaltet sich ein, wobei sich in den beiden Einströmleitungen 45, 46 ein Druck auf­ baut, der einerseits über die Rückschlagventile 38, 39 und die Zweigleitungen 47, 48 bzw. 49, 50 und über die Einlaß­ ventile 25, 26 bzw. 29, 30 auf die Radzylinder der Rad­ bremsen 31 bis 34 einwirkt und andererseits die Druckkam­ mern 8, 9 des Hauptzylinders 2 beaufschlagt.
Ein Signal der Schaltung 28 führt zur Umschaltung der elektromagnetisch betätigbaren Einlaß-Ventile 24, 25 bzw. 29, 30 und damit zum Absperren der Bremskreise I, II bzw. der Zweigleitungen 47 bis 50. Eine weitere Verschiebung der Hauptzylinderkolben 6, 7 in Richtung der Pedalkraft F sowie eine Entleerung der Druckkammern 8, 9 wird verhin­ dert, da nunmehr das Druckmittel von den Pumpen 21, 26 über die Versorgungsleitungen 45, 46, die geöffneten Rück­ schlagventile 38, 39 und die Haupt-Bremsleitungen 62, 63 in die Druckkammern 8, 9 einströmt und die Kolben 6, 7 in ihre Ausgangsstellungen zurückdrückt. Der tatsächliche Bremsdruckverlauf in den Radbremsen 31 bis 34 wird durch die Einlaß- und Auslaßventile 29, 30, 35, 36 festgelegt, denen über die Leitungen A1 bis A4 weitere schlupfre­ gelnde Bremsdrucksteuersignale zugeführt werden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Einlaßventile 24, 25 bzw. 29, 30 noch durch parallel geschaltete Rückschlagventile 41, 42 bzw. 43, 44 abgesichert. Diese Rück­ schlagventile 41, 42 ermöglichen in besonderen Fällen eine Beendigung der Bremsdruckregelung bzw. ein Lösen der Rad­ bremsen, da bei noch geschlossenen Einlaßventilen 24, 25 bzw. 29, 30, und Auslaßventilen 22, 23 bzw. 35, 36 eine geringe Menge Druckmittel aus den Radbremsen 31 bis 34 in die Druckkammern 8, 9 zurückströmen kann, wenn die Kolben 6, 7 des Hauptzylinders 2 in die Ausgangsstellung zurück­ geschoben sind und sich die Zentral-Regel-Ventile 10, 11 in der Offen-Stellung befinden.
Wie Fig. 2 zeigt, besteht das Zentral-Regel-Ventil 10 aus einem in einer Längsbohrung 51 des Kolbens 6 verschiebbar gelagerten Stößel 52, dessen pedalseitiges Ende an einem ortsfesten Bolzen 53 anstößt, der sich quer durch die Kol­ benbohrung 55 des Hauptzylinders 2 hindurcherstreckt und der die Ventilkugel 56 in der Lösestellung von ihrem Ven­ tilsitz 57 abhebt. Die Ventilkugel 56 ist dazu in einem Käfig 58 gehalten, der ein Gummipolster bzw. einen Stopfen 72 aus einem elastischen Werkstoff umschließt und der sich gegen die Kraft der Schließfeder 59 verschieben läßt. Das Druckmittel kann in der gezeigten Ventilstellung aus der Druckkammer 8 durch den Ringspalt 60 zwischen Ventilkugel 56 und Ventilsitz 57 vorbei, durch die Längsbohrung 51 und die Quernut 61 in den Ringraum 14 und von hier aus über den Kanal 16 in den Druckmittel-Vorratsbehälter 20 zurück­ strömen. Sobald der Kolben 6 von der Fußkraft F in Pfeil­ richtung aus der dargestellten Position verschoben wird, setzt sich die Ventilkugel 56 auf den Ventilsitz 57 auf und verschließt damit die Längsbohrung 51. Je nach Größe der Fußkraft F können die Zentral-Regel-Ventile 10, 11 ei­ ne Schnüffel-Stellung einnehmen, wobei die Kolben 6, 7 zu­ mindest teilweise von den Quergliedern bzw. Bolzen 53, 54 abheben.

Claims (8)

1. Bremsanlage mit Schlupfregelung, bestehend im wesentlichen aus einem pedalbetätigten, vorzugsweise hilfskraftunter­ stützten Bremsdruckgeber (1) mit einem Hauptzylinder (2), an den über Haupt-Bremsleitungen (62, 63) die Radbremsen (31-34) angeschlossen sind, aus zumindest einer hydrau­ lischen Hilfsdruck-Pumpe (21, 26) sowie aus Radsensoren (S1-S4) und elektronischen Schaltkreisen zur Ermittlung des Raddrehzahlverhaltens und zur Erzeugung von elektrischen Bremsdruck-Steuersignalen, mit denen zur Schlupfregelung in Druckmittelleitungen eingefügte, elektromagnetisch be­ tätigbare Druckmittel-Einlaßventile (24, 25, 29, 30) und -Auslaßventile (22, 23, 35, 36) steuerbar sind, wobei die Kolben (6, 7) des Hauptzylinders (2) mit Zentralventilen (10, 11) versehen sind, die in Bremslösestellung Druck­ mittelverbindungen zwischen dem Druckmittelvorratsbehälter (20) und Druckkammern (8, 9) des Hauptzylinders (2) öffnen und in Bremsstellung diese Druckmittelverbindungen schlie­ ßen, wobei die zumindest eine Hilfsdruck-Pumpe (21, 26), deren Sauganschluß über eine Saugleitung (61) an den Vorratsbehälter (20) angeschlossen ist, druckseitig unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles (38, 39) an den Hauptzylinder (2) angeschlossen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zentralventile (10, 11) als Regelventile ausge­ bildet sind, die während der Schlupfregelung den Pumpen­ ausgangsdruck auf den der Pedalkraft entsprechenden Druck in den Druckkammern (8,9) regeln.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (61) der Pumpen (21, 26) an eine Rücklauf­ leitung (37) angeschlossen ist, die die Auslaßventile (22, 23; 35, 36) mit dem Vorratsbehälter (20) verbindet.
3. Bremsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem Bremskreis (1,11) eine eigene Pumpe (21, 26) zugeordnet ist, wobei deren Druckleitungen (45, 46) unmittelbar mit den Druckkammern (8, 9) des Hauptzylinders (2) oder den an die Druckkammern angeschlossenen Haupt-Brems­ leitungen (62, 63) verbunden sind.
4. Bremsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem in eine Zweigleitung (47, 48; 49, 50) der Bremsleitung (62, 63) eingeschalteten Druckmittel-Einlaßven­ til (24, 25; 29, 30) jeweils eine das jeweilige Druckmittel-Ein­ laßventil umgehende Bypass-Leitung (64-67) zugeordnet ist, wobei in jede Bypass-Leitung (64-67) jeweils ein Rückschlagventil (41-44) eingeschaltet ist, das ein Rück­ strömen von Druckmittel von der Radbremse (31-34) in die jeweilige Bremsleitung (62, 63) gestattet.
5. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kolben (6, 7) des Hauptzylinders (2) angeordnete Zentralventil (10, 11) einen in einer Ausnehmung (68) längsverschiebbaren Ventil­ körper (56, 58) aufweist, der mit einem als Öffnungsglied wirkenden Stößel (52) zusammenwirkt, derart, daß der Stößel (52) den Ventilkörper (56, 58) in seine Öffnungsstellung bewegt, wenn der Kolben (6, 7) sich in der Lösestellung befindet, wobei sich der Stößel (52) an einem ortsfesten Zapfen, Querglied oder Bolzen (53, 54) abstützt.
6. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (56, 58) des Zentralventils (10, 11) im Schließsinne von einer Feder (59) beaufschlagt ist und mit einem Ventilsitz (57) zusammenwirkt, der fest am Kolben (6, 7) des Haupt­ zylinders (2) angeordnet ist und an den sich eine Längs­ bohrung (51) des Kolbens (6, 7) für den Druckmitteldurchfluß anschließt.
7. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Längsbohrung (51) des Kolbens (6, 7) ein sich im Kolben (6, 7) radial nach außen erstreckender Druckmitteldurchlaß (Radialnut 69) einmündet.
8. Bremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querglied oder der Bolzen (53, 54) ortsfest in der Wandung des Hauptzylin­ ders (2) gelagert ist und sich durch eine Aussparung (70, 71) im Kolben (6, 7) hindurch erstreckt.
DE3627000A 1986-08-08 1986-08-08 Bremsanlage mit Schlupfregelung Expired - Fee Related DE3627000C2 (de)

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