DE2165617B2

DE2165617B2 - Bremskraftsteuerung fuer eine hydraulische fahrzeugbremse

Info

Publication number: DE2165617B2
Application number: DE19712165617
Authority: DE
Inventors: Gilbert Henry Birmingham; Atkin Rupert Lloyd Grosse Pointe Woods; Mich.; Shaw Garrett Duane Rolling Hills Calif.; Drutchas (V.St.A.)
Original assignee: TRW Inc, Cleveland, Ohio (V.StA.)
Priority date: 1971-01-22
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1978-01-05
Also published as: DE2165617C3; BR7200164D0; IT946810B; GB1327369A; FR2122504B1; US3707312A; CA947797A; FR2122504A1; JPS5211484B1; DE2165617A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremskraftsteuerung für eine hydraulische Fahrzeugbremse, mit je einem

in Bremskreis für die Vorder- und Hinterräder, mit einem ersten Signalgeber für den Bremskreis der Vorderräder, dessen Ausgang proportional der Vorderraddrehzahl ist, und einem zweiten Signalgeber für den Bremskreis der Hinterräder, dessen Ausgang proportional der

r> Hinterraddrehzahl ist, mit einer von einer Druckmittelquelle beaufschlagbaren Steuereinrichtung, die eine Kolbenanordnung enthält, auf dessen eine Seite der Ausgang des ersten Signalgebers, auf dessen andere Seite der Ausgang des zweiten Signalgebers einwirkt, derart, daß bei gleichen Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder die Kolbenanordnung ausgeglichen ist, bei der jedoch die Kolbenanordnung den Bremsdruck in dem Bremskreis absenkt, dessen Signalgeber unter einen vorgegebenen Wert abfällt.

r> Bei der aus der DT-PS 12 82 492 bekannten Bremskraftsteuerung betätigt die Kolbenanordnung zwei Schieber, von denen der eine im Hinterradbremskreis und der andere im Vorderradbremskreis angeordnet ist. Diese Schieber können entweder die Vorderrad-

jo bremsen oder Hinterradbremsen zum Behälter hin entlüften. Mit dieser bekannten Bremskraftsteuerung ist es lediglich möglich, entweder den einen oder den anderen Bremskreis zu entlüften. Bei gleichmäßigem Gleiten der Räder ist ein derartiger Aufbau nicht

r> wirksam und es muß ein zusätzliches Ventil im Hinterradbremskreis vorgesehen sein. Die Strömung von den Signalgebern, die als Pumpen ausgebildet sind, muß durch die Leitungen zu allen Zeiten aufrechterhalten werden.

in Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremskraftsteuerung zu schaffen, mit der in einfachster Weise ein vorbestimmtes Bremsverhähnis aufrechterhalten werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die

·»·"> Steuereinrichtung zwei Ventile enthält, dessen eines über zwei Auslaßkanäle mittels seiner Kolbenanordnung einen Bemessungskolben des anderen Ventils einen von einer angetriebenen Pumpe stammenden Steuerdruck zumißt, und daß dadurch der Bemessungs-

w kolben den Bremsdruck im Bremskreis der Vorderräder kontinuierlich in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz ändert.

In vorteilhafter Weise ist es nun nicht mehr erforderlich, einen Schieber zwischen einer geöffneten

« und einer geschlossenen Stellung zur Entlastung eines Bremskreises zu verschieben. Die von den Signalgebern abgeleiteten Signale werden verwendet, um einen Bemessungskolben zu beaufschlagen, wodurch es möglich ist, relativ schnell kleine Änderungen im

ho Bremsverhalien zu kompensieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung

(>·"> erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugbremse und

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Steuereinrich-

tung, die bei der in F i g. I dargestellten Fahrzeugbremse verwendet wird.

!η Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug mit Vorderrädern 10 und 11 dargestellt, von denen jedes eine Bremse 12,13 hat, welche eine Scheibenbremse, Trommelbremseod, dgl. sein kann.

Das Fahrzeug wird von einer Antriebsmaschine angetrieben und weist ein Getriebe 14 auf und eine Antriebswelle 16, mit der die Antriebsleistung auf die Hinterräder 17 und 18 übertragen wird. Die Hinterräder weisen Bremsen 19 und 20 auf. Das Getriebe 14 ist ein zweites Mal in der schematischen Ansicht der Fig. 1 dargestellt, und neben diesem Getriebe ist eine Pumpe 21 montiert, und es kann sich hierbei um eine verdrängende Rotationspumpe handeln, die sich gemäß einer Funktion der Hinterraddrehzahl dreht Beispielsweise kann die Pumpe 21 dadurch angetrieben werden, daß diese mit dem Getriebe 14 oder mit der Antriebswelle 16gekuppelt ist.

Das Fahrzeug weist ferner eine Servolenkpumpe 22 auf, die über eine Riemenscheibe 23 vom Ventilatorriemen angetrieben wird. Diese Pumpe führt über eine Leitung 24 einen Druck einem Servolenkgetriebe 26 zu. Eine Rückflußleitung 27 führt das Druckmittel zum Einlaß der Servolenkpumpe 22 zurück. Eine zweite Förderleitung 28 umgeht das Servolenkgetriebe 26 und mündet bei 29 in die Auslaßleitung 30 des Servolenkgetriebes 26. Druckmittel aus der Servolenkpumpe 22 wird somit über die Leitung 31 einem hydraulischen Bremskraftverstärker 32 zugeführt, der vom Fahrer über ein Peda! 33 betätigt werden kann, welches auf eine Schubstange 34 einwirkt. Der hydraulische Bremskraftverstärker 32 weist einen Doppelhauptzylinder 36 auf, dessen Druck bei einer Betätigung des Pedals 33 über eine Leitung 37 den Bremsen 19 und 20 der Hinterräder 17 und 18 zugeführt wird.

Eine Leitung 38 führt den statischen Druck des Doppelhauptzylinders 36 der Steuereinrichtung 40 zu. Dieser Druck wird schließlich auf die Vorderradbremsen 12, 13 über die Leitung 41 übertragen. Die Steuereinrichtung weist zwei Ventile 42,43 auf.

Es sei zuerst auf das Ventil 42 Bezug genommen. Dieses Ventil 42 weist ein Gehäuse 44 und einen Stufenkolben auf. Der Stufenkolben weist Kolben mit kleineren Kolbenflächen 47,48 an beiden Enden auf. Die Kolbenflächen 47 und 48 sind an den Enden von Kolbenabschnitten 49 und 50 angeordnet.

Der Stufenkolben weist einen verbreiterten Bemessungskolben 51 und einen zweiten Satz von größeren Kolbenflächen 52,53 auf, die am Bemessungskolben 51 angeordnet sind. Der Kolbenabschnitt 49 ist in einer Bohrung 54 angeordnet, und ein Kanal 56 ist mit dem statischen Druck des Doppelhauptzylinders 36 über die Leitung 38 verbunden. Der Kolbenabschnitt 50 liegt in einer Bohrung 57, und die Bohrung 57 weist einen Kanal 58 auf, über den Druck den Vorderradbremsen über eine Leitung 41 zugeführt wird.

Wenn der statische Druck des Doppelhauptzylinders bei einer Betätigung des Pedals 33 erhöht wird, so wird dieser Druck auf die Vorderradbremsen über das Ventil 42 übertragen, und zwar über die Kolbenflächen 47 und 48 an den Kolbenabschnitten 49 und 50.

Der Bemessungskolben 51 ist in einer Kammer 59 angeordnet. Druck wird einer Kammer 60 zugeführt, die auf einer Seite des Bemessungskolbens 51 angeordnet ist, und zwar neben der Kolbenfläche 53, und ferner zu einer zweiten Kammer 61, die neben der Kolbenfläche 52 ausgebildet ist. Dieser Druck wird ^cn der Pumpe 22 über die Leitung 31 zugeführt.

Das zweite Ventil 43 weist einen Kolben 66 auf, der

Ventilkörper 67 und 68 trägt, die im Abstand voneinander angeordnet sind und gegcnsinnig arbeiten,

> so daß si? sich wahlweise gegen die Ventilsitze 69 und 70 anlegen.

Eine Kammer 71 ist neben dem Ventilkörper 67 ausgebildet, und eine Kammer 72 ist neben dem Ventilkörper 68 angeordnet. Zwischen der Kammer 71

ίο und der Kammer 60 verläuft ein Kanal 73, und zwischen der Kammer 61 und der Kammer 72 verläuft ein Kana! 74. Es ist auch ein Kanal 76 vorgesehen, der mit einer Leitung 77 in Verbindung steht, die zurück zum Einlaß der Pumpe 21 führt. Wenn die Ventilkörper 67 und 68 offen sind, so sind die Kammern 71 und 72 zu einem Ablaß hin durch das Ventil 43 hindurch geöffnet, s^ d?ß sich kein Druck in den Kammern 71 uns 72 aufbaut. Da die Kammern 60 und 61 mit den entsprechenden Kammern 71 und 72 verbunden sind, so wird der dynamische Druck, der auf die Kolbenflächen 53 und 52 einwirkt, entsprechend gesteuert. Die Kammer 71 nimmt gleitend einen Steuerkolben 79 auf. Die hintere Fläche des Stellkolbens 79 ist bei 80 dargestellt und ist mittels eines Kanals 81 mit einer Leitung 82 verbunden.

2^r> Die Leitung 82 führt zu einem Signalgeber für die Vorderräder,der allgemein bei 83 dargestellt ist.

Obwohl verschiedene elektronische und mechanische Signalgeber verwendet werden können, wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Pumpe verwen-

jo det, die bei 84 über das Vorderrad angetrieben wird. Eine Drosselbohrung 102 äst in der Leitung 1Oi vorgesehen, und es wird ein Drucksignal erzeugt, welches eine Funktion der Drehzahl der Vorderräder ist. Eine Rückleitung ist bei 86 dargestellt, die mit der

j, Leitung 77 in Verbindung steht. Ein Drucksignal, welches eine Funktion der Drehzahl der Vorderräder darstellt, wird einer Seite des Ventils 43 zugeführt. Am anderen Ende des Ventils ist ein Stellkolben 87 vorgesehen, der Kolbenflächen 88 und 89 zu beiden Seiten aufweist. Der Stellkolben 87 bewegt sich in einer Kammer 90. Beide Seiten der Kammer 90 sind mit der Pumpe 21 verbunden, jedoch zu beiden Seiten einer Drosselbohrung, die innerhalb der Pumpe angeordnet ist. Der Pumpenausgangsdruck wird über eine Leitung

4> 91 und einen Kanal 92 in eine Seite der Kammer 90 eingeführt, und der Druck stromab von der Drosselstelle wird in die andere Seite der Kammer 90 über eine Leitung 93 und einen Kanal 94 eingeführt. Dadurch wird diesem Ende des Ventils 43 ein Signal zugeführt, das eine Funktion des Druckabfalls an der Drosselstelle ist, wobei dieser Druckabfall seinerseits eine Funktion der mittleren Drehzahl der Hinterräder ist, da ein Ausgleichgetriebe zwischen der Pumpe 21 und den Hinterrädern 11 und 10 angeordnet ist. Die verschiede-

V) nen Funktionen und Wirkungsweisen der Ventile 42 und 43 können nun unter Bezugnahme auf verschiedene Betriebsbedingungen, die während des Fahrens auftreten, beschrieben werden.
Bei der Straßenfahrt mit nicht angelegten Bremsen

no befinden sich die Ventilkörper 67 und 68 des Ventils 43 in einer offenen Stellung, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wobei die beiden Kammern 72 und 71 offen sind, so daß sich kei" Druck in den Kammern 71 und 72 aufbaut. Die beiden Kammern 60 und 61 sind ebenfalls entlastet.

hi Kein Bremsdruck wird auf den Stufenkolben des Ventils 42 ausgeübt.

Bei einer proportionalen Abbremsung wird, wenn beide Signalgeber 83 und 21 abgeglichen sind,

Bremsdruck vom Doppelhauptzylinder 36 in die Leitung 38 und dann in den Kanal 56 eingeführt und wirkt auf die Kolbenfläche 47 in der Kammer 54. Da keine Signale auf die Kolbenflächen 53 und 52 einwirken, weist der übertragene Druck im wesentlichen ein Druckverhältnis von 1:1 auf.

Eine plötzliche Zunahme des vom Signalgeber 83 erzeugten Druckes betätigt das Ventil 43 derart, daß der Ventilkolben 67 schließt oder in Richtung zur Schließstellung hin vorgespannt wird, wobei der Ventilkolben 68 weiter geöffnet wird. Das Schließen des Ventilkolbens 67 begrenzt die Strömung der Pumpe 22 und in den Kammern 71 und 60 wird ein Druck aufgebaut, der auf die verbreiterte Koibenfiäche 53 einwirkt, wobei durch die öffnung des Ventilkolbens 68 die Kammer 72 und die Kammer 61 entlüftet bleiben, derart, daß sich die Kolbenfläche 52 praktisch unter atmosphärischem Druck befindet. Die Kraft aus dem Doppelhauptzylinder, die auf die Kolbenfläche 57 über den Kanal 56 einwirkt, wird durch die Kraft verstärkt, die auf die verbreiterte Kolbenfläche 53 einwirkt, so daß der Druck in der Kammer 57 ansteigt, der den Vorderradbremsen 12 und 13 zugeführt wird. Dieser Druck steigt so lange an, bis das Drucksignal vom Signalgeber 83 abgeglichen ist, so daß das richtige Verhältnis der Antirutschsteuerung zwischen Hinterrad und Vorderrad wieder eingestellt wird.

Auf Oberflächen mit geringen Reibungskoeffizienten erfordert das unterschiedliche Bremsvermögen der Vorderrad- und Hinterradbremsen, wobei üblicherweise Scheibenbremsen an den Vorderrädern und Duoservotrommelbremsen an den Hinterrädern verwendet werden, daß der Vorderradbremsdruck niedriger ist als der Hinterradbremsdruck. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei den Vorderradbremsen normalerweise keine Rückführungsfedern verwendet werden, die mit denjenigen vergleichbar sind, die an den Hinterradbremsen verwendet werden.

Der Signalgeber 83 zeigt einen plötzlichen Abfall im Ausgangssignal an. Das relativ hohe Drucksignal der Pumpe 21 hat die Neigung, den Ventilkolben 68 zu schließen. Dadurch wird der Austrittsweg aus der Kammer 74 abgesperrt. Der Ventilkolben 67 bleibt jedoch zum Kanal 73 und zur Kammer 60 hin offen. Der ansteigende Druck, der auf die Kolbenoberfläche 52 einwirkt, drückt den Stufenkolben nach links bei der Darstellung in Fig. 2, und dadurch wird der Druck in der Kammer 57 verringert, bis die beiden Drehzahlsignale der Vorder- und der Hinterräder wieder

^r> abgeglichen sind.

Da eine Abnahme der Vorderradbremsung zu einer Abnahme der Vorderradbremskraft führt, erhöht sich die Drehzahl des Signalgebers 83 in entsprechender Weise, und die Anlage reagiert in der Weise, die im

i" Vorstehenden unter Bezugnahme auf einen höheren Bremsdruckbedarf beschrieben wurde. Die Anlage reagiert in einer ähnlichen Weise auch dann, wenn die Vorderradkräfte bei einem Bremsen bei einer Bergabfahrt zunehmen, oder wenn Passagiere oder Gepäck die

i^r> Normalkraft an der Vorderachse verändern. Wenn die Vorderradbelastung verringert wird, so wird auch die Drehzahl des Signalgebers 83 verringert, und die Anlage arbeitet in der Weise, wie es im Vorstehenden für einen geringeren Bremsbedarf an den Vorderrädern beschrie-

2» ben wurde.

Die Stufenkolben 49,50,51 weisen eine Feder 100 auf. Die Feder 100 stützt sich in der Kammer 57 ab und liegt gegen die Druckfläche 48 an. Dadurch wird der Stufenkolben nach links vorgespannt. Der Druck in der Kammer 57 steigt nicht an, bis nicht die Anfangsvorspannung der Feder 100 überwunden ist. Der Druck, bei dem die Feder 100 beginnt, sich zusammenzudrücken, wird als Haltedruck bezeichnet, und die Wirkung wird als Haltefunktion bezeichnet. Diese Funktion ist erforderlich, um eine Abbremsung an den Vorderradscheibenbremsen unter geringen Restdrucken zu verhindern. Es kann wünschenswert sein, die Feder 100 derart zu wählen, daß eine gewünschte Zurückhaltung erzielt wird, die der Wirkung von den Bremsschuhrückführungsfedern an den Hinterradbremstrommeln angepaßt ist.

Es ist klar, daß, wenn einmal die Raddrehzahl vermindert wird, insbesondere auf Oberflächen mit einem geringen Reibungskoeffizient, die Erhöhung der

ίο Raddrehzahl schwierig ist, und zwar wegen der geringen Reibungseinwirkung auf die Reifen. Eine derartige Überbremswirkung der Vorderradscheibenbremsen mit einer Zunahme des Vorderradblockierens wird durch die Feder 100 und den Stufenkolben gesteuert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremskraftsteuerung für eine hydraulische Fahrzeugbremse, mit je einem Bremskreis für die Vorder- und Hinterräder, mit einem ersten Signalgeber für den Bremskreis der Vorderräder, dessen Ausgang proportional der Vorderraddrehzahl ist, und einem zweiten Signalgeber für den Bremskreis der Hinterräder, dessen Ausgang proportional der Hinderraddrehzahl ist, mit einer von einer Druckmittelquelle beaufschlagbaren Steuereinrichtung, die eine Kolbenanordnung enthält auf dessen eine Seite der Ausgang des ersten Signalgebers, auf dessen andere Seite der Ausgang des zweiten Signalgebers einwirkt, derart, daß bei gleichen Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder die Kolbenanordnung ausgeglichen ist, bei der jedoch dh Kolbenanordnung den Bremsdruck in dem Bremskreis absenkt, dessen Signalgeber unter einen vorgegebenen Wert abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zwei Ventile (42 und 43) enthält, dessen eines (43) über zwei Auslaßkanäle (73 und 74) mittels seiner Kolbenanordnung (66, 67, 68) einen Bemessungskolben (51) des anderen Ventils (42) einen von einer angetriebenen Pumpe (22) stammenden Steuerdruck zumißt, und daß dadurch der Bemessungskolben (51) den Bremsdruck im Bremskreis (41) der Vorderräder (10, 11) kontinuierlich in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz ändert.

2. Bremskraftsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bemessungskolben (51) einem Äntriebsdruckmittel vom Doppel-Hauptzylinder (36) ausgesetzt ist.

3. Bremskraftsteuerung mach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bemessungskolben (51) einen zweistufigen Stufenkolben (49,50,51) aufweist, dessen einer Kolbenabschnitt (49) kleineren Durchmessers in einer Kammer (54) liegt, die mit dem Doppelhauptzylinder (36) verbunden ist, und dessen anderer Kolbenabschnitt (50) kleineren Durchmessers in einer Kammer (57) liegt, die mit den Vorderradbremsen (12, 13) verbunden ist, daß der Bremsungskolben (51) größeren Durchmessers in einer Kammer(59) liegt, deren Enden Zuführungskanäle (62,63) aufweisen, die mit der angetriebenen Pumpe (22) verbunden sind und Auslaßkanäle (73, 74), die mit dem Ventil (43) verbunden sind.

4. Bremskraftsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (57), die zu den Vorderradbremsen führt, eine gegen den Stufenkolben (50) anliegende Feder (100) angeordnet ist.

5. Bremskraftsteuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (43) zwei starr miteinander verbundene, gegensinnig arbeitende Ventilkörper (67, 68) aufweist, die in den Auslaßkanälen (73, 74) der Kammern (60, 61) angeordnet sind, daß die Kolbenanordnung (66, 67, 68) an beiden Enden mit Stellkolben (97, 87) verbunden ist, daß der eine Stellkolben (79) in einer Kammer angeordnet ist, der ein Vorderraddrehzahlsignal zugeführt (82) wird und daß der andere Stellkolben (87) in einer Kammer (90) angeordnet ist, der ein Hinterraddrehzahlsignal zugeführt wird.

6. Bremskraftsteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammer, der das Vorderraddrehzahlsignal zugeführt (81) wird, eine den Stellkolben (79) beaufschlagende Feder angeordnet ist.

7. Bremskraftsteuerung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Pumpe (22) die Servolenkpumpe ist.