DE3307337A1 - Antilock system for hydrostatic dual circuit brake systems - Google Patents
Antilock system for hydrostatic dual circuit brake systemsInfo
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Abstract
Description
Antiblockiersystem für hydrostatische Zweikreisbremsanlagen Anti-lock braking system for hydrostatic dual-circuit braking systems
Beschreibun Antiblockiersysteme für hydraulisch betätigte Bremsanlagen sind fn unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Description Anti-lock braking systems for hydraulically operated braking systems are known in different embodiments.
Diesen Systemen ist gemeinsam, daß an den Rädern, die ABS-geregelt sind, sich Blockier- oder S'chlupfsensoren befinden, die im sich anbahnenden Blockierfall das Signal geber den hydraulischen Druck, der die jeweilige Radbremse betätigt, so weit zu reduzieren und so weit auch wieder zu erhöhen, daß eine maximale Abbremsung an diesem Rad ohne Blockieren erreicht wird. What these systems have in common is that they are ABS-regulated on the wheels are, there are blocking or slip sensors, which in the impending blocking case the signal transmitter shows the hydraulic pressure that actuates the respective wheel brake, to reduce it to such an extent and to increase it again to such an extent that maximum braking is achieved is reached on this wheel without locking.
Dabei hat jedes ABS-geregelte Rad bzw. Bremskreis (z.B. beide Hinterräder gemeinsam) einen separaten ABS-gesteuerter Hydraulikkreis, gespeist von einem gemeinsamen hydro dynamischen Hydrauliksystem mit weitgehend unbegrenztem Hydrauliknachschubvolumen für jeden ABS-geregelten Radbremskreis, damit bei einem Bremsvorgang ohne Wiederholtes Treten des Bremspedals ausreichende Fahrzeugverzögerungen erreicht werden können durch beliebig häufige Drucksseigerungen in den Bremskreisen nach erfolgten ABS-geregelten Druckabsenkungen. Dazu sind hydraulische Kreislaufsysteme als Hydraulikversorgungssysteme erforderlich mit Hydraulikpumpe und Hydraulikhochdruckspeicher sowie Regelventilen usw., wobei die aus den Bremskreisen beim-ABs-Regeln ausgeschiedene Hydraulikflüssigkeit auf der Niederdruckseite der Pumpe und damit dem Hydraulikkreislauf wieder zugeführt wird. Each ABS-controlled wheel or brake circuit (e.g. both rear wheels common) a separate ABS-controlled hydraulic circuit, fed by a common one hydrodynamic hydraulic system with largely unlimited hydraulic replenishment volume for each ABS-controlled wheel brake circuit, thus without repetition during a braking process Depressing the brake pedal sufficient vehicle decelerations can be achieved through any number of increases in pressure in the brake circuits after ABS-controlled braking Pressure drops. In addition, hydraulic circulation systems are used as hydraulic supply systems required with hydraulic pump and hydraulic high-pressure accumulator as well as control valves etc., whereby the hydraulic fluid excreted from the brake circuits during the ABs control on the low-pressure side of the pump and thus fed back into the hydraulic circuit will.
Diese ABS-Syste-me setzen einen so hohen technischen Aufwani voraus, daß ihre Anwendung weitgehend auf Fahrzeuge der oberen Preisklasse beschränkt ist. These ABS systems require such a high level of technical effort that their application is largely limited to vehicles in the upper price range.
Ziel dieser Erfindung ist es, ein extrem einfaches und wenig störanfälliges ABS-System zu schaffen, das auch für dle untere PKW-Mittelklasse in Frage kommt, d.h. eine wirksame Erhöhung der Fahrsicherheit zu erreichen bei einem vertretbaren Aufwand im Verhältnis zu den PKW- Herstellkosten. The aim of this invention is to provide an extremely simple and less prone to failure To create an ABS system that is also suitable for the lower middle-class cars, i.e. to achieve an effective increase in driving safety with a reasonable expenditure in relation to the car manufacturing costs.
Dies erscheint möglich, wenn auf ein hydrodrnatnisches Versorgungssystem mit Hydraulikpumpe, Hochdruckhydraulikspeicher usw. verzichtet werden kann bei Benutzung eines herkömmlichen Tandemhauptzylinders.This seems possible when relying on a hydrodynamic supply system with hydraulic pump, high pressure hydraulic accumulator, etc. can be dispensed with when using a conventional tandem master cylinder.
Das erfindungsgemäße ABS-System geht davon aus, daß eine ausreichende Lenkstabilität des Fahrzeuges bei starken Abbremsungen auch dann ausreichend gewährleistet ist, wenn pro Achse nur ein Rad nicht blockiert. Diese Situation wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß nur einer der Bremskreise bei Zweikreibremsanlagen als ganzer ABS-geregelt wird0 Bei einer diagonalen Bremskreisaufteilung bedeutet dies, daß ein Blockier- oder Schlupfsensor am Fahrzeug ausreicht und zwar am Vorderrad des ABS-geregelten Bremskreises, da gemäß gesetzlich vorgeschriebener Auslegung das Vorderrad vor dem Hinterrad blockieren muß und so ein Blockieren des mit dem ABS-geregelten Vorderrad hydraulisch gekoppelten Hinterrades unmöglich ist, sofern dieser Bremskreis als ganzer ABS-geregelt wird, D.h., wenn einer der Diagonalkreise mit einem Sensor am dazugehörigen Vorderrad als ganzer ABS-geregelt ist, so ist gewährleistet, daß mit sehr großer Sicherheit ein Vorderrad und ein Hinterrad am Fahrzeug beim Bremsen nicht blockiert und somit eine ausreichende Lenkfähigkeit und Fahrzeugstabilität erhalten bleibt, im Falle sehr unterschiedlicher Reifen-Straßen-Haftwerte für die linken und rechten Fahrzeugräder z B. Glatteis auf einer Fahrbahnseite kann es zum Blockieren beider Binterräder kommen, wenn sich das ABS-geregelte Vorderrad auf der Seite des hohen Haftwertes befindet.The ABS system according to the invention assumes that a sufficient Steering stability of the vehicle in the event of severe braking is then sufficiently guaranteed is when only one wheel per axle is not locked. This situation becomes according to the invention achieved in that only one of the brake circuits in dual brake systems as a whole ABS is controlled0 In the case of a diagonal brake circuit division, this means that a lock or slip sensor on the vehicle is sufficient, namely on the front wheel of the ABS-controlled brake circuit, since according to the legally prescribed design the The front wheel must lock in front of the rear wheel and so lock the ABS-controlled one Front wheel hydraulically coupled rear wheel is impossible, provided this brake circuit ABS is controlled as a whole, i.e. if one of the diagonal circles with a sensor is fully ABS-regulated on the corresponding front wheel, this ensures that with a very high degree of certainty a front wheel and a rear wheel on the vehicle when braking not blocked and therefore sufficient steering ability and vehicle stability is retained in the case of very different tire-road adhesion values for the left and right vehicle wheels e.g. black ice on one side of the roadway can lead to Both binter wheels lock up when the ABS-controlled front wheel is on on the side with the high adhesive value.
Dieser Fall kann ebenfalls eintreten beim Bremsen in der Kurve,wenn sich das ABS-geregelte Vorderrad auf der kurvenäußeren Seite befindet. In diesen Situationen ist eine Bremsanlage ohne ABS-Regelung unter Umständen sicherer, da beim Blockieren aller 4 der das Fahrzeug weiter geradeausrutsoht und sich nicht dreht, so daß ein zusätzlicher Blockiersensor am ABS-geregelten Hinterr@@ vorteilhaft ist. Dieser Sensor bewirkt bei der elektronischen Receleinrichtung im Falle des Blockierens dieses interrades, daß die ABS-Funktion außer Kraft gesetzt wird, d.h.This case can also occur when braking in a curve, if the ABS-controlled front wheel is on the outside of the curve. In these In certain situations, a braking system without ABS control may be safer when blocking all 4 of the vehicle continues straight ahead and not yourself turns, so that an additional blocking sensor on the ABS-controlled rear wheel is advantageous is. This sensor has an effect on the electronic Recel device in the If this interrad is blocked, the ABS function is disabled becomes, i.e.
Ventil V 1 öffnet und Ventil 7 2 nicht mehr öffnet.Valve V 1 opens and valve 7 2 no longer opens.
Da bei dem be.schrlebenen Einkreis-ABS-System der nicht ABS-geregelte Kreis zur wahrzeugverzöge-ung bei allen Bremszuständen in vollem Umfang zur Verfügung steht und die gesetzlich vorgeschriebene Mindestverzögerung sogar bei Komplettausfall des ABS-Kreises sichergestellt ist, kann auf ein dynamisches Hydraulikversorgungssystem verzichtet werden.As in the case of the limited single-circuit ABS system, the one that is not ABS-regulated The circle for vehicle delay is fully available in all braking conditions and the legally prescribed minimum delay even in the event of a complete failure of the ABS circuit is ensured, can rely on a dynamic hydraulic supply system be waived.
Es muß ailerdings sichergestellt sein, daß erfindungsgemäß bei Ausfall (Leckage) des Nicht-ABS-Kreises der ABS-Kreis bei allen Bremszuständen als Nicht-ABS-Xreis wirkt.However, it must be ensured that, according to the invention, in the event of a failure (Leakage) of the non-ABS circuit The ABS circuit in all braking states as a non-ABS circuit works.
Wird bei dem erfindungsgemäßen ABS-System im ABS-Kreis nach Unterbrechen der Hauptzylinderverbindung durch das Schließen von Ventil V1 (siehe Fig. 1) der hydraulische Druck wegen überhöhten Radschlupfes durch Ablassen von Bremsflüssigkeit durch Ventil V2 in den 3remsflüssigkeitsbehälter reduziert, so kann mindestens noch einmal das Ventil 71 geöffnet werden, um eine Druckerhöhung im ABS-preis und damit eine Anpassung der Bremsmomente an veränderte Straßenverhältnisse während eines Bremsvorganges zu erreichen. Dabei muß durch das elektronische Steuersystem sichergestellt sein, daß die Öffnung von VI so kurzzeitig erfolgt (digital oder analog gesteuert), daß ein definiertes maximales Nachschubvolumen nicht überschritten wird.Is in the ABS system according to the invention in the ABS circuit after interruption the master cylinder connection by closing valve V1 (see Fig. 1) of the hydraulic pressure due to excessive wheel slip by draining brake fluid reduced by valve V2 in the brake fluid reservoir, at least once the valve 71 is opened to a pressure increase in the ABS price and thus an adaptation of the braking torques to changed road conditions during a To achieve braking process. This must be ensured by the electronic control system be that the opening of VI takes place so briefly (digitally or analogue controlled), that a defined maximum replenishment volume is not exceeded.
Dieses Nachschubvolumen wird so festgelegt, daß ein ausreichendes Restvolumen in der Hauptzylinderkammer verbleibt und ein Nachgeben des Bremspedales vom Fahrer nicht als störend empfunden wird oder gar angsteinflöf3end wirkt Wird ein nochmaliges Öffnen des Absperrventiles V1 im ABS-Kreis nicht vorgesehen, so kann die Erhöhung der Fahrzeugverzögerung während eines Bremsvorganges oel wechselnden Straßenverhältnissen (z.B. Glatteiszone wird wird rend des Bremsens verlassen) über den Ni@ht-ABS-Bremskreis dennoch erhöht werden durch Erhöhung der Fußkraft auf das Bremspedal.This replenishment volume is determined so that a sufficient Residual volume remains in the master cylinder chamber and the brake pedal gives way Is not perceived as annoying by the driver or is even frightening a renewed opening of the shut-off valve V1 in the ABS circuit is not provided, so the increase in vehicle deceleration can change oil during braking Road conditions (e.g. black ice zone is left at the end of braking) the non-ABS brake circuit can still be increased by increasing the force of the foot on the Brake pedal.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drucksteuereinrichtung für das erfindungsgemäße ABS-Bremssystem zeigen wi. 1 und 2. Die Einrichtungen enthalten ein nahezudruckausgeglichenes, elektromagnetisch betätigtes Ventil 1, das im drucklosen Zustand sowie beim Bremsen tonne eingeleitete Reifenschlupfherabsetzung d.h. ohne ABS-Regelung offen ist, und ein zweites vergleichbares'Ventil V 2,-das im Normalfall geschlossen ist. Bei Schlupfreduzierung durch Absenken des Druckniveaus im ABS-Kreis wird, ausgelöst vom Schlupfsensor des Vorderrades, über in der ASS-Technlk übliche elektronische Steuereinrichtungen das Ventil V1 geschlossen und unmittelbar danach das Ventil 72 so oft bei zeitlich definierten Öffnungsimpulsen (dIgital) oder über eine so lange Zeitspanne (analog) geöffnet und damit die Leitung zum Bremsflüssigkeitsbehälter auf dem Eauptzylinker oder zum Niederdruckhydraulikspeicher freigegeben, bis der gewünschte druckabfall sich eingestellt hat. Embodiments of the pressure control device according to the invention for the ABS brake system according to the invention show wi. 1 and 2. The facilities included a near-pressure-compensated, electromagnetically operated valve 1, which in the unpressurized Condition as well as a ton of tire slip reduction initiated when braking, i.e. without ABS control is open, and a second comparable valve V 2, -das in the normal case closed is. When reducing slip by lowering the pressure level in the ABS circuit is triggered by the slip sensor of the front wheel, via the usual ASS technology electronic control devices, the valve V1 closed and immediately thereafter the valve 72 so often with time-defined opening pulses (digital) or over opened for such a long period of time (analogous) and with it the line to the brake fluid reservoir released on the main cylinder or to the low-pressure hydraulic accumulator until the the desired pressure drop has occurred.
Im Falle eines Hydraulikspeichers muß dieser so ausgefünrt sein, daß -wie'beispielsweise in Fig. 2- eine Aufnahme des Flüssigkeitsvolumens gegen ein relativ niedriges DrucknI-veau möglich ist. Nach Beendigung des Bremsvorganges wird die im Speicher befindliche Bremsflüssigkeit über das durch den Druckunterschied sich öffnende Ventil 72 bzw. über ein parallel dazu geschaltetes Einwegventil 75, das bei sehr geringen Druckunterschieden öffnet, zurück in den Hauptzy linder und über das Schnüffelloch oder andere vergleichbare Einrichtungen zurück in den Bremsflüssigkeitbehälter gedrückt. In the case of a hydraulic accumulator, this must be designed in such a way that that -as for example in Fig. 2- a recording of the liquid volume against a relatively low pressure level is possible. After the end of the braking process the brake fluid in the memory is controlled by the pressure difference opening valve 72 or via a one-way valve 75 connected in parallel, which opens at very low pressure differences, back into the main cylinder and back into the brake fluid reservoir via the sniffer hole or other comparable devices pressed.
Im Falle der Verwendung eines hochdruckfesten Hydraulikspeichers kann dessen Aufnahmevolumen so begrenzt werden, daß bei unbegrenzter ABS -Regelung ein Restvolumen in der Hauptzylinderkammer bleibt, d.h. daß bei Erschöpfung des Speichervolumens die ABS-Funktion aufgehoben wird und eine Bremswirkung des ABS-Kreises immer sichergestellt ist. In the case of using a high-pressure-resistant hydraulic accumulator its capacity can be limited so that with unlimited ABS control a residual volume remains in the master cylinder chamber, i.e. when the Storage volume, the ABS function is canceled and a braking effect of the ABS circuit is always ensured.
Bei Ausfall bzw. Undichtheit des Nicht-ABS-Kreises muß d ie ABS-Funktion außer kraft gesetzt werden, damit vom verbleibenden ABS-Kreis in jedem Fall die gesetzlich geforderte Fahrzeugverzögerung bei 500 N Fußkraft erreicht wird. If the non-ABS circuit fails or leaks, the ABS function can be overridden, so that the remaining ABS circuit will in any case have the Legally required vehicle deceleration at 500 N foot force is achieved.
In der erfindungsgemäßer. Drucksteuereinhelt ist daher ein Differenzdruckkolben Kdiff vorgesehen, Er wird auf einer Seite auf eine Ringfläche von A1=#/4(d32 - d22) entsprachend Fig.1 vom Hauptzylinderdruck des Nicht-ABS-Kreises beaufschlagt. Auf der entgegengesetzten Seite wird der Kolben vom Hauptzylinderdruck des ABS-Kreises über eine separate Zuführung auf die Fläche A2=#/4(d42 - d52) beaufschlagt sowie auf die Ventilfläche A4=#/4#d52 vom Hauptzylinderdruck des ABS-Ereises über das geöffnete Ventil V1.In the inventive. The pressure control unit is therefore a differential pressure piston Kdiff provided, it is placed on one side on an annular surface of A1 = # / 4 (d32 - d22) according to Fig. 1 acted upon by the master cylinder pressure of the non-ABS circuit. on the opposite side is the piston from the master cylinder pressure of the ABS circuit applied via a separate feed to the area A2 = # / 4 (d42 - d52) as well as on the valve area A4 = # / 4 # d52 from the master cylinder pressure of the ABS circuit via the open valve V1.
Eine Druckfeder F3 schließt im drucklosen Zustand das Ventil 74.A compression spring F3 closes the valve 74 in the unpressurized state.
Sind beide Bremskreise intakt und die Fläche Al ist größer als die Flächen A2 + k4, so ist das Ventil V4 geschlossen und zwar mit "Selbsthilfeverhalten", da sich die Ventil schließkraft bei iBS-DruckabsenRung erhöht wegen Druckabnahme auf der Fläche A4.If both brake circuits are intact and the area Al is larger than that Areas A2 + k4, the valve V4 is closed with "self-help behavior", as the valve closing force increases when the iBS pressure is reduced due to a decrease in pressure on the area A4.
Wird kein Druck im Nicht-ABS-E-eis aufgebaut qder fällt dieser Druck im Vergleich zum ABS-Kreis ab, so öffnet sich das Ventil V4, so daß der Hauptzylinderdruck des ABS-treises unter Umgehung der Druckregeleinheit direkt in dem Bremskreis wirkt und das Ventil 73 wird geschlossen, so daß auch beim Öffnen des Ventiles 72 aufgrund einsetzender ABS-Regelung keine Bremsflüssigkeit aus dem ABS-Bremskreis entweichen kann d.h. keine Druckabsenkung durch Flüssigkeltsentnahme erfolgen kann. Das Ventil T3 kann sich nicht öffnen, da d1 kleiner ist als d4 Sehr kurze Schließ- und Öffnungszeiten der Ventile V1 und 72 werden erreicht, indem das Schließen und öffnen durch gegenüberliegende Elektromagnete vorgenommen wird, die direkt anf die Ventilschäfte bzw. Ventilkörper einwirken.If no pressure is built up in the non-ABS E-ice, this pressure drops compared to the ABS circuit, the valve V4 opens, so that the master cylinder pressure of the ABS trip acts directly in the brake circuit, bypassing the pressure control unit and the valve 73 is closed, so that even when the valve 72 is opened, due to When ABS control starts, no brake fluid can escape from the ABS brake circuit can i.e. no pressure reduction can take place by withdrawing liquid. The valve T3 cannot open because d1 is smaller than d4 Very short closing and opening times the valves V1 and 72 are achieved by closing and opening by opposite one another Electromagnet is made directly to the valve stems or valve body act.
Eine elektrische Absicherung dafür, daß niemals Ventil V1 und Ventil V2 gleichzeitig. geöffnet sind, wird dadurch erreicht, daß die elektrischen Anschlüsse der Spule des Öffnungsmagneten M2 vom Ventil 72 derart über einen Leistungshalbleiter mit den elektrischen Anschlüssen der Spule des Schließmagneten M1 vom Ventil V1 verbunden sind, daß bei Stromfluß durch die Spule von M2 immer auch Stromfluß in der Spule von ii garantiert ist und damit garantiert das Ventil 71 geschlossen ist.An electrical protection that never valve V1 and valve V2 at the same time. are open is achieved in that the electrical connections the coil of the opening magnet M2 from the valve 72 in this way via a power semiconductor with the electrical connections of the coil of the closing magnet M1 from valve V1 are connected that when current flows through the coil of M2 there is always current flow in the coil of ii is guaranteed and thus the valve 71 is guaranteed to be closed.
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