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wobei die Vortriebs-Regelung auf sämtliche angetriebenen Fahrzeugräder
wirkt. Die mit Pedalkraft und hydraulischer Hilfskraft-Unterstützung betätigbare
Bremsanlage umfaßt einen Tandem-Hauptzylinder, in welchem durch einen Primärkolben
und einen Sekundärkolben der Primär-Ausgangsdruckraum in axialer Richtung begrenzt
ist, an den der eine Bremskreis angeschlossen ist, und bei dem durch den Sekundärkolben
und eine Endstirnwand des Zylindergehäuses der Sekundär-Ausgangsdruckraum begrenzt
ist, an den der andere Bremskreis angeschlossen ist. Der Primärkolben ist als Tauchkolben
ausgebildet, der einen deutlich kleineren Querschnitt hat als die im übrigen den
Primär-Ausgangsdruckraum begrenzende Gehäusebohrung und tritt durch einen Ringkolben
mit einem dem Durchmesser der primären Bohrungsstufe entsprechendem Durchmesser
hindurch, der unter dem Einfluß des im
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Primär-Ausgangsdruckraum herrschenden Druckes gegen eine pedalseitige
Anschlagschulter des Zylindergehäuses gedrängt ist und gehalten bleibt. Zur Bremskraftverstärkung
ist ein mittels des Bremspedals betätigbares Proportionalventil vorgesehen, über
das von einer Hilfsdruckquelle ein Pedalweg-proportionaler Hilfsdruck in den Primär-Ausgangsdruckraum
des Tandem-Hauptzylinders und damit in den an diesen angeschlossenen Bremskreis
einkoppelbar ist. Das zur Steuerung der Bremskraftverstärkung vorgesehene Proportionalventil
ist mit einem elektromagnetischen oder hydraulischen Betätigungsglied versehen,
mit dem das Proportionalventil, wenn im Rahmen einer Vortriebs-Regelungsphase eine
Bremsung eines oder mehrerer der angetriebenen Fahrzeugräder erforderlich wird,
in seine Kurzschluß-Stellung gesteuert wird, in welcher der volle Ausgangsdruck
der Hilfsdruckquelle in den Primär-Ausgangsdruckraum des Tandem-Hauptzylinders eingekoppelt
wird. Die Auswahl der in einer Vortriebs-Regelungsphase abzubremsenden Fahrzeugräder
erfolgt dadurch, daß deren Bremsdruck-Regelventile in der Druckaufbaustellung verbleiben
und die Bremsdruck-Regelventile der nicht abzubremsenden Fahrzeugräder in ihre Sperrstellung
gesteuert werden.
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Die bekannte Vortriebs-Regeleinrichtung ist aufgrund ihrer insoweit
erläuterten baulichen und funktionellen Eigenschaften mit zumindest den folgenden
Nachteilen behaftet: dadurch, daß in den Primär-Ausgangsdruckraum des Tandem-Hauptzylinders
der bekannten Bremsanlage direkt Bremsflüssigkeit aus der Hilfsdruckquelle - einem
mittels einer Pumpe aufladbaren Hochdruckspeicher - eingekoppelt wird, die bei einer
im Rahmen einer Vortriebs-Regelphase erfolgenden Bremsenbetätigung mit hoher Strömungsgeschwindigkeit
über den Kurzschluß-Strömungspfad des Drucksteuerventils in den Primär-Ausgangsdruckraum
des Tandem-Hauptzylinders einströmt, wobei sie sich zunächst entspannt, treten zwangläufig
Entlüftungsprobleme in dem an den Primär-Ausgangsdruckraum angeschlossenen Bremskreis
auf, die die Langzeit-Zuverlässigkeit der Bremsanlage insgesamt beeinträchtigen.
Von Nachteil ist weiter, daß bei einer Undichtigkeit in dem an den Primär-Ausgangsdruckraum
angeschlossenen Bremskreis die Vortriebs-Regelfunktion nicht nur für die diesem
Bremskreis zugeordneten angetriebenen Fahrzeugräder entfällt, sondern auch für die
durch den anderen Bremskreis abbremsbaren Fahrzeugräder, und daß in diesem Fehlfunktionsfall
auch in dem Sekundär-Bremskreis nicht mehr mit Hilfskraftunterstützung gebremst
werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vortriebs-Regeleinrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, deren Störanfälligkeit geringer ist, und die
auch dann, wenn einer der Bremskreise des Fahrzeuges als Folge einer Undichtigkeit
im Bremsleitungssystem ausgefallen ist, im anderen Bremskreis weiterhin eine hilfskraftunterstützte
Bremsdruck-Beaufschlagung und, soweit dieser Bremskreis angetriebene Fahrzeugräder
umfaßt. auch die Aufrechterhaltung der Vortriebs-Regelfunktion an diesen Fahrzeugrädern
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
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Hieraus resultierende technische Vorteile der erfindungsgemäßen Vortriebs-Regeleinrichtung
sind zumindest die folgenden: dadurch, daß die Radbremsen der angetriebenen Fahr-
zeugräder
jeweils zu einem geschlossenen Bremskreis gehören, wobei sowohl bei einer normalen,
d. h. durch Pedalbetätigung ausgelösten Bremsung als auch bei einer im Rahmen der
Vortriebs-Regelung erfolgten Aktivierung einer oder mehrerer der Bremsen der angetriebenen
Fahrzeugräder der Bremsdruckaufbau stets durch eine Verschiebung der Hauptzylinderkolben
erfolgt, d. h. die Bremskreise auch in Vortriebs-Regelungsphasen statisch beaufschlagt
werden, werden Entlüftungsprobleme der Bremsanlage, die ansonsten aus der Einkopplung
von aus einem Speicher stammender Bremsflüssigkeit in die Bremskreise des Fahrzeuges
resultieren könnten, zuverlässig vermieden. Vorteilhaft ist weiter, daß bei einer
Undichtigkeit, z. B. des primären Bremskreises, der sekundäre Bremskreis weiterhin
durch die Hilfsdruckeinkopplung in den Antriebs-Druckraum des Bremskraftverstärkers
betätigbar bleibt und damit auch die Vortriebs-Regelung an den zu diesem Bremskreis
gehörenden Fahrzeugrädern aufrechterhalten bleibt.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 sind konstruktiv einfache
und funktionell zuverlässige Gestaltungen eines als Druck-vorgesteuerte Drossel
ausgebildeten Drucksteuerventils und eines zur Ansteuerung dieser Drossel vorgesehenen,
kraftgesteuerten Vorsteuerventils angegeben, durch dessen Pedalbetätigung ein Pedalweg-proportionaler
Ausgangsdruck des Druck-Steuerventils und damit der Hilfsdruckquelle für die normale
Hilfskraft-unterstützte Bremsung erzielt wird, wobei der Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle,
wenn der Druckmittel-Strömungspfad durch Ansteuerung des Regelungs-Steuerventils
unterbrochen wird, seinen maximalen Wert annimmt, der bei einer im Zuge einer Vortriebs-Regelungsphase
ausnutzbar ist.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 5 ist eine hierfür geeignete Auslegung
einer den Druckmittelstrom erzeugenden hydraulischen Pumpe angegeben, als welche,
wie durch die Merkmale des Anspruchs 6 angegeben, die im Rahmen der Betriebsdruckquelle
einer Servo-Lenkeinrichtung ohnehin vorgesehene Hydraulikpumpe in Verbindung mit
einem Strom-Verteilerventil ausgenutzt werden kann, das eine bedarfsgerechte Aufteilung
des Druckmittel-Ausgangsstromes der Hydraulikpumpe auf die Servo-Lenkung und den
Bremskraftverstärker vermittelt.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 7 ist eine Gestaltung des Bremskraftverstärkers
angegeben, die eine günstig kompakte, integrierte Bauweise mit dem Tandem-Hauptbremszylinder
ermöglicht; es ist grundsätzlich aber auch möglich, den Bremskraftverstärker seinerseits
als eine an einen normalen Tandem-Hauptzylinder üblicher Bauart ansetzbare Bau-
und Funktionseinheit auszubilden.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 8 ist eine Gestaltung der Vortriebs-Regeleinrichtung
angegeben, bei der die Hilfsdruck-Beaufschlagung des Bremskraftverstärkers sowohl
bei einer ungeregelten als auch bei einer der Vortriebs-Regelung unterworfenen Bremsphase
aus einem Druckspeicher erfolgt, der mittels der Hydraulikpumpe der Hilfsdruckquelle
aufladbar ist, wobei die Ladesteuerung zweckmäßigerweise in der durch die Merkmale
des Anspruchs 9 angegebenen Weise erfolgt.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 ist eine spezielle Gestaltung
des im Rahmen der erfindungsgemäßen Vortriebs-Regeleinrichtung einsetzbaren Bremskraftverstärkers
angegeben, die auch dann, wenn die Hydraulikpumpe der Hilfsdruckquelle ausgefallen
ist, noch für eine begrenzte Anzahl von Bremsvorgängen
eine Aufrechterhaltung
der Hilfskraftunterstützung ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Es zeigt F i g. 1 das elektrohydraulische Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vortriebs-Regeleinrichtung
für ein Fahrzeug mit hilfskraftunterstützter Zwei-Kreis-Bremsanlage, bei welcher
der Hilfsdruck für den Bremskraftverstärker durch Drosselung des von einer Hydraulikpumpe
gelieferten Druckmittelstromes erzeugt wird, F i g. 2 Einzelheiten einer Abwandlung
der Vortriebs-Regeleinrichtung gemäß F i g. 1, wobei die Hilfsdruck-Beaufschlagung
des Bremskraftverstärkers bei einer der Regelung unterworfenen Bremsung aus einem
Druckspeicher erfolgt, der mittels der Druckmittelpumpe einer Servo-Lenkeinrichtung
aufladbar ist und F i g. 3 Einzelheiten eines im Rahmen der Bremsanlage mit Vortriebsregeleinrichtung
gemäß F i g. 2 einsetzbaren Bremskraftverstärkers.
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In der Fig.1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei;
ist, im wesentlichen durch eine hydraulische Zwei-Kreis-Bremsanlage 10 mit hydraulischem
Bremskraftverstärker 11, ein im übrigen nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug
repräsentiert, das auch mit einer mit einem Antiblockiersystem 12 kombinierten Vortriebs-Regeleinrichtung
ausgerüstet ist, die nach dem Prinzip arbeitet, ein zum Durchdrehen neigendes, angetriebenes
Fahrzeugrad durch Aktivierung seiner Bremse so weit zu verzögern, daß der Antriebsschlupf
der angetriebenen Fahrzeugräder innerhalb eines mit guter Fahrstabilität verträglichen
Wertebereiches bleibt. Die Radbremsen 13 und 14 der Vorderräder und die Radbremsen
16 und 17 der Hinterräder des Fahrzeuges sind zu einem Vorderachs-Bremskreis bzw.
zu einem Hinterachs-Bremskreis zusammengefaßt, die je an den Primär-Ausgangsdruckraum
18 bzw. den Sekundär-Ausgangsdruckraum 19 eines Tandem-Hauptzylinders 21 üblicher
Bauart angeschlossen sind, dessen Primärkolben 22 mittels des Bremskraftverstärkers
11, an dessen Steuerstange 23 das Bremspedal 24 abgestützt ist, mit einer zum Pedalweg
proportionalen - verstärkten - Kraft im Sinne eines Bremsdruck-Aufbaues in den Bremskreisen
verschiebbar ist. Die Bremskreise 13, 14 und 16, 17 sind als statische Bremskreise
ausgebildet, innerhalb derer der Bremsdruckaufbau allein durch Verschiebung des
Primärkolbens 22 und des Sekundärkolbens 26 des Tandem-Hauptzylinders 21 erfolgt.
Das Antiblockiersystem 12 ist als ein nach dem Rückförderprinzip arbeitendes, sogenanntes
Vier-Kanal-System ausgebildet, innerhalb dessen jedem durch seine Bremse repräsentierten
Fahrzeugrad ein speziell als 3/3-Wege-Magnetventil ausgebildetes Bremsdruck-Regelventil
27 und 28 bzw. 29 und 30 zugeordnet sind, die aus ihrer dargestellten Grundstellung
0, in der in den Radbremsen 13 und 14 bzw. 16 und 17 Bremsdruck-aufbaubar ist, in
eine Sperrstellung I sowie in eine Druckabbaustellung II steuerbar sind, in denen
der Bremsdruck in den Radbremsen auf dem jeweils eingesteuerten Wert gehalten bzw.
- in der Rücklaufstellung - abgesenkt werden kann.
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Weiter umfaßt das Antiblockiersystem den Fahrzeugrädern einzeln zugeordnete
Raddrehzahlfühler 31 bis 34, die für den Bewegungszustand der Fahrzeugräder charakteristische
elektrische Ausgangssignale erzeugen, aus deren Verarbeitung eine elektronische
Steuer-
einheit 36 sowohl die für die Ansteuerung der Bremsdruck-Regelventile 27
bis 30 im Sinne der Antiblockierregelung als auch die für die Ansteuerung der den
angetriebenen Fahrzeugrädern zugeordneten Bremsdruck-Regelventile im Sinne der Vortriebs-Regelung
erforderlichen Steuersignale erzeugt.
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Zum Zweck der Erläuterung sei, ohne Beschränkung der Allgemeinheit
angenommen, daß das Fahrzeug einen Allradantrieb mit Vorderachs- und Hinterachs-Ausgleichsgetriebe
habe.
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Der Primär-Ausgangsdruckraum 18 des Tandem-Hauptzylinders 21 ist
über die Hauptbremsleitung 37 des Vorderachs-Bremskreises an die über die Bremsdruck-Regelventile
27 und 28 zu den Radbremsen 13 bzw. 14 weiterführenden Bremsleitungszweige 38 und
39 angeschlossen, der Sekundär-Ausgangsdruckraum 19 des Tandem-Hauptzylinders 21
über die Hauptbremsleitung 41 des Hinterachs-Bremskreises an dessen zu den Radbremsen
16 und 17 über die Bremsdruck-Regelventile 29 und 30 weiterführende Bremsleitungszweige
42 und 43. Parallel zu den Bremsdruck-Regelventilen 27 bis 30 geschaltete Nebenströmungspfade
44 mit je einem durch relativ höheren Druck auf der Radzylinderseite in Öffnungsrichtung
beaufschlagten Rückschlagventil 46 sind vorgesehen, damit bei einer normalen, d.
h.
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ohne Antiblockierregelung ablaufenden Bremsung, bei deren Beendigung
Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern rasch abströmen kann.
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In der Rücklaufstellung der jeweiligen Bremsdruck-Regelventile sind
die über diese geregelten Radbremsen 13, 14, 16 oder 17 über einen Umlauf-Strömungspfad
49 des jeweiligen Bremsdruck-Regelventils an eine Rücklaufleitung 47 bzw. 48 des
Vorderachs- bzw. des Hinterachs-Bremskreises angeschlossen.
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Weiter ist im Rahmen des Antiblockiersystems eine insgesamt mit 50
bezeichnete Rückförder-Pumpeinrichtung vorgesehen, die zwei als Freikolbenpumpen
ausgebildete Rückförderpumpen 51 und 52 umfaßt, die mittels eines elektrischen Exzenter-Antriebes
53 gemeinsam antreibbar sind. Diese Rückförderpumpen 51 und 52 sind über je ein
Eingangs-Rückschlagventil 54 bzw. 56 und ein Ausgangs-Rückschlagventil 57 bzw. 58
an die Rücklaufleitungen 47 bzw. 48 und die Hauptbremsleitungen 37 bzw. 41 des Vorderachs-
bzw. des Hinterachs-Bremskreises angeschlossen, so daß sie in Druckabbauphasen der
Antiblockierregelung aus dem jeweiligen Bremskreis 13, 14 oder 16, 17 abgelassene
Bremsflüssigkeit in den diesem zugeordneten Ausgangsdruckraum 18 bzw. 19 des Tandem-Hauptzylinders
21 zurückfördern.
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Aufbau und Funktion des insoweit erläuterten Antiblockiersystems
12 der Bremsanlage 10 kann als bekannt vorausgesetzt werden. Von der elektronischen
Steuereinheit 36 zu den Bremsdruck-Regelventilen 27 bis 30 sowie zum Antrieb der
Rückförderpumpeinrichtung 50 führende Steuerleitungen sind daher der Einfachheit
halber lediglich durch von der Steuereinheit 36 ausgehende Ausgangspfeile, die mit
den entsprechenden Bezugszeichen versehen sind, veranschaulicht.
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Bevor im folgenden auf die beim dargestellten Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 1 realisierte Art der Vortriebs-Regelung eingegangen wird, sei zunächst
der grundsätzliche Aufbau des im Rahmen der Bremsanlage 10 vorgesehenen Bremskraftverstärkers
11 erläutert, soweit dessen spezielle Eigenschaften für die Vortriebs-Regelfunktion
ausgenutzt werden.
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Der Tandem-Hauptzylinder 21 kann als ein zur Beaufschlagung zweier
statischer Bremskreise üblicher
Hauptzylinder ausgebildet sein,
dessen Primärkolben 22 in einer räumlich weiteren Bohrungsstufe 61 druckdicht verschiebbar
geführt ist, die den Primär-Ausgangsdruckraum 18 zusammen mit dem Primärkolben 22
begrenzt, während der schwimmende Sekundärkolben 26 in einer räumlich engeren Bohrungsstufe
verschiebbar und gegen diese abgedichtet geführt ist. In einer sich an die - räumlich
weitere - Bohrungsstufe 61 anschließenden Bohrungsstufe 63, deren Durchmesser noch
größer ist als derjenige der den Primärkolben 22 aufnehmenden Bohrungsstufe 61 ist
ein Antriebskolben 64, gegen diese weitere Bohrungsstufe 63 abgedichtet verschiebbar
geführt und mittels einer Rückstellfeder 66, die sich an der Übergangsstufe der
Bohrungen 61 und 63 einerseits und andererseits an der den Primärkolben 22 zugewandten
Seite des Antriebskolbens 64 abstützt, in die dargestellte Grundstellung gedrängt,
in der sich der Antriebskolben 64 an einer Anschlagstufe 67 des Tandem-Hauptzylinder-
bzw. des Bremskraftverstärker-Gehäuses abstützt. Durch den Antriebskolben 64 und
die pedalseitige Stirnwand 68 des Verstärkergehäuses ist ein Antriebs-Druckraum
69 begrenzt, in den der Ausgangsdruck einer insgesamt mit 70 bezeichneten Hilfsdruckquelle
einkoppelbar ist, der am Ausgang 71 dieser Hilfsdruckquelle 70 ansteht. Die Steuerstange
23, an der das Bremspedal 24 angreift, ist gegen eine zentrale Bohrung 75 des Antriebskolbens
64 des Bremskraftverstärkers 11 abgedichtet und relativ zum Antriebskolben 64 verschiebbar,
so daß sie sich bei einem Ausfall der Hilfsdruckquelle direkt am Primärkolben 22
abstützen kann und der Tandem-Hauptzylinder - allein durch Pedalkraft - betätigbar
bleibt.
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Um zu erreichen, daß der in den Antriebsdruckraum 69 einkoppelbare
Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle dem Pedalweg proportional ist und damit dem mit
einem bestimmten Pedalweg verknüpften Erwartungswert der erzielbaren Bremskraft
entspricht, ist zwischen den Druckausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 und deren Vorratsbehälter
72 eine Steuerventil-Anordnung 73, 74 geschaltet, deren zum Vorratsbehälter 72 führende
Abflußleitung 76 über ein zur Steuerung der noch zu erläuternden Vortriebs-Regelfunktion
vorgesehenes 2/2-Wege-Magnetventil 77 führt, das sich, solange die Vortriebs-Regelung
nicht aktiviert ist, in seiner dargestellten Grundstellung 0 befindet, der Durchlaßstellung,
und, bei einer Aktivierung der Vortriebs-Regelung durch ein elektrisches Ausgangssignal
der elektronischen Steuereinheit 36 in seine erregte Stellung I gesteuert wird,
in welcher die Abflußleitung 76 gesperrt ist.
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Die Steuerventil-Anordnung 73, 74 umfaßt als Hilfsdruck-Steuerventil
ein Druck-vorgesteuertes Drosselventil 73 und als Vorsteuerventil 74 für diese Drossel
73 ein kraftgesteuertes Drosselventil 74, das einen pedalweg-proportionalen Strömungswiderstand
entfaltet.
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Das Ventilgehäuse 78 des Drucksteuerventils 73 hat eine räumlich engere
Bohrungsstufe 79 und eine räumlich weitere Bohrungsstufe 81, die über eine konische
Sitzfläche 82 und eine zwischen dieser und der räumlich weiteren Bohrungsstufe 81
angeordnete Ringnut 83 ineinander übergehen. Der Drosselkörper 84 ist in der räumlich
weiteren Bohrungsstufe 81 druckdicht verschiebbar geführt und mittels einer Feder
86 in Richtung auf den konischen Drosselsitz 82 gedrängt. Eine der Sitzfläche 83
gegenüberliegende Stirnfläche ist ihrerseits konisch ausgebildet. Innerhalb des
Drosselgehäuses 78 ist durch den Drosselkörper 84 ein erster Druckraum 87 und ein
zweiter Druckraum 88 sowie ein Ring-
raum 89 begrenzt. Der erste Druckraum 87 ist
über eine Staudruck-Leitung 91 an den Druckausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 angeschlossen.
Weiter kommuniziert dieser erste Druckraum 87 des Drucksteuerventils 73 über eine
zentrale Drosselbohrung 92 des Drosselkörpers 84 mit dem zweiten Druckraum 88 des
Drucksteuerventils 73. Dieser zweite Druckraum 88 ist über eine weitere Staudruckleitung
93 an den Staudruckraum 94 des Vorsteuerventils 74 angeschlossen. Der Staudruckraum
94 des Vorsteuerventils 74 ist gegen dessen Ausgangsraum 96 durch einen Drosselsitz
97 abgesetzt, gegen den durch eine Feder 98 der Drosselkörper 99 gedrängt ist, wobei
sich die Feder 98 einerseits am Drosselkörper 99 und andererseits an einem durch
Pedalbetätigung verschiebbaren Stößel 101 abstützt. Der Ausgangsraum 96 des Vorsteuerventils
74 und der Ausgangs-Ringraum 89 des Druck-Steuerventils 73 sind an den zum Steuer-Magnetventil
77 hin führenden Abschnitt 76' der Abflußleitung 76 angeschlossen. Weiter ist der
Ausgang 71 der der Hilfsdruckquelle 70 über eine Steuer-Druckleitung 103 mit dem
Antriebs-Druckraum 69 des Bremskraftverstärkers 11 verbunden.
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Die Auslegung der insoweit erläuterten Elemente der Hilfsdruckquelle
70, der Steuerventilanordnung 73, 74 und des Bremskraftverstärkers 11 ist so getroffen,
daß sich bei einer normalen, d. h. ohne Vortriebs-Regelung erfolgenden Bremsung
die folgenden Funktionen ergeben, wobei vorausgesetzt ist, daß die Hilfsdruckquelle
70 einen Druckmittel-Ausgangsstrom von ca. 1 bis 3 Liter pro Minute liefern und
eine dafür im Rahmen der Hilfsdruckquelle 70 vorgesehene Hydraulikpumpe 102 einen
maximalen Ausgangsdruck von etwa 80 bar erzeugen kann.
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Solange das Bremspedal noch nicht betätigt ist, resultiert aus dem
vom Ausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 zum Drucksteuerventil 73 fließenden Druckmittelstrom
im ersten Druckraum 87 dieses Ventils 73 ein Staudruck, durch den der Drosselkörper
84 gegen die Rückstellkraft der Feder 86 etwas verschoben wird, wobei sich ein ringförmiger
Drosselspalt zwischen dem konischen Teil des Drosselkörpers 84 und der konischen
Sitzfläche 82 des Drosselgehäuses 78 etwas öffnet und der erste Druckraum 87 in
kommunizierende Verbindung mit dem Ringraum 89 des Drucksteuerventils 73 gelangt,
der über die Abflußleitung 76 mit dem Vorratsbehälter 72 der Hilfsdruckquelle 70
in Verbindung steht. Der sich in der Gleichgewichtsstellung des Drosselkörpers 84
im ersten Druckraum 87 des Druck-Steuerventils 73 aufbauende Staudruck teilt sich
über die Drosselbohrung 92 des Drosselkörpers 84 dem zweiten Druckraum 84 und über
die Staudruckleitung 93 dem Staudruckraum 94 des Vorsteuer-Drosselventils 74 mit,
dessen Drosselkörper 99 dadurch von seinem Sitz abhebt, so daß Druckmittel von Staudruckraum
94 in den Ausgangsraum 96 des Vorsteuerventils 74 überströmen und von diesem über
die Ausgangsleitung 104 zur Abflußleitung 76 und damit zum Vorratsbehälter 72 der
Hilfsdruckquelle abströmen kann.
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Unter den dynamischem Gleichgewicht entsprechenden Stellungen der
Drosselkörper 88 und 99 der Ventilanordnung 73, 74 ergibt sich im ersten Druckraum
87 des Drucksteuerventils 73 und damit auch am Ausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70
ein Staudruck von etwa 5 bar, der nicht ausreicht, um den Antriebskolben 64 des
Bremskraftverstärkers 11 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 66 zu verschieben,
so daß auch keine Betätigung der Radbremsen 13,14,16 und 17 erfolgt.
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Wird nun das Bremspedal 24 im Sinne eines Bremsdruckaufbaues
betätigt,
so wird der Drosselkörper 99 des Vorsteuerventils 74 in Richtung auf den Drosselsitz
97 gedrängt, mit der Folge, daß sich unter den vorgenannten Strömungsbedingungen
der Staudruck im Staudruckraum 94 des Vorsteuerventils 74 und damit auch im zweiten
Druckraum 88 des Drucksteuerventils 73 erhöht. Der Drosselkörper 84 des Drucksteuerventils
73 wird dadurch seinerseits gegen den Drosselsitz 82 gedrängt, mit der Folge, daß
auch im ersten Druckraum 87 des Drucksteuerventils 73 der Staudruck ansteigt und
demgemäß auch am Ausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 und damit auch im Antriebsdruckraum
69 des Bremskraftverstärkers, wodurch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 66 überwunden
und durch die damit verknüpfte Verschiebung des Antriebskolbens 64 die erwünschte
Bremskraftunterstützung erzielt wird. Die hierbei resultierende Bremskraft ist dem
Pedalweg stets proportional. Der im Antriebsdruckraum 69 des Bremskraftverstärkers
11 maximal erreichbare Arbeitsdruck ist geringfügig niedriger als der - theoretisch
- maximale Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe 102, da der ringförmige Drosselspalt
zwischen dem Drosselkörper 84 und dem Gehäuse 78 des Druck-Steuerventils 73 nie
vollständig schließt.
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Tritt an einem oder mehreren der angetriebenen Fahrzeugräder eine
Durchdrehtendenz auf, was die elektronische Steuereinheit 36 aus der Auswertung
der Raddrehzahlfühler-Ausgangssignale erkennt, so erzeugt die Steuereinheit 36 ein
Ausgangssignal, durch das das 2/2-Wege-Magnetventil in seine Sperrstellung I gesteuert
wird, sowie Steuerausgangssignale, durch die diejenige Bremsdruck-Regelventile,
deren angeschlossene Radbremsen nicht aktiviert werden sollen, in ihre Sperrstellung
I gesteuert werden.
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Durch den Übergang des Magnetventils 77 in seine Sperrstellung wird
der normalerweise als Bypass zur Steuerdruckleitung 103 wirkende Auslaß-Strömungsgrad
89, 76, der vom Druckausgang 71 zum Tank 72 der Hilfsdruckquelle führt, unterbrochen,
mit der Folge, daß bei einer Vortriebs-Regelungsphase im Antriebsdruckraum 69 der
volle Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe 102 zur Verfügung steht und damit im Tandem-Hauptzylinder
21 der für die Aktivierung der Radbremsen der durchdrehenden Fahrzeugräder erforderliche
Bremsdruck rasch aufgebaut wird.
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Die F i g. 2, auf deren Einzelheiten nunmehr Bezug genommen sei,
zeigt eine einfache Abwandlung der anhand der F i g. 1 erläuterten Vortriebs-Regeleinrichtung
für den Fall, daß in einer Vortriebs-Regelphase die Druckbeaufschlagung der Bremsanlage
10 aus einem Druckspeicher 106 erfolgen soll. Hierzu wird anstelle des 2/2-Wege-Magnetventils
77 der F i g. 1 ein als 4/2-Wege-Magnetventil 107 ausgebildetes Steuerventil verwendet,
in dessen dargestellter Grundstellung 0 der Ausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 gegen
den Druckspeicher 106 abgesperrt ist und der Ringraum 89 des Drucksteuerventils
73 über einen Durchfluß-Strömungsgrad 108 des Steuerventils 107 an den Vorratsbehälter
72 der Hilfsdruckquelle 70 angeschlossen ist. Im übrigen sei genau der anhand der
F i g. 1 geschilderte Aufbau der Bremsanlage 10 vorausgesetzt.
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In der bei einer Aktivierung der Vortriebs-Regelung eingenommenen
erregten Stellung 1 des Steuerventils 107 ist nunmehr der Speicher über den alternativen
Durchflußpfad 109 an den Druckausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 und über die Steuerdruckleitung
103 an den Antriebsdruckraum 69 des Bremskraftverstärkers 11 angeschlossen, wogegen
nunmehr der Ringraum 89
des Drucksteuerventils 73 gegen den Vorratsbehälter 72 der
Hilfsdruckquelle 70 abgeschlossen ist.
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Die Funktion der Bremsanlage mit Speicherbetrieb ist dann im Prinzip
genau dieselbe wie anhand der Fig. 1 erläutert. Der Druck in dem Druckspeicher 106
wird mit Hilfe eines Druckschalters 111 überwacht, der ein Signal zum Laden des
Druckspeichers 106 auslöst.
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wenn in diesem der Druck unterhalb einen Mindestschwellenwert absinkt.
Durch das Ausgangssignal dieses Druckschalters werden das Steuerventil 107 in seine
erregte Stellung I und gleichzeitig sämtliche Bremsdruck-Regelventile 27 bis 30
in ihre Sperrstellung gesteuert. Dies hat zur Folge, daß, solange das Ausgangssignal
des Druckschalters 111 ansteht, die Hydraulikpumpe 102 der Hilfsdruckquelle 70 in
den Druckspeicher arbeitet und diesen auflädt, bis das Ausgangssignal des Druckschalters
111 wieder abfällt und damit auch die Bremsdruck-Regelventile wieder in ihre Grundstellung
- die Druckaufbaustellung - zurückfallen. Zweckmäßig ist es, ein nicht dargestelltes
Überdruckventil vorzusehen, über das Speicher 106 abblasen kann, falls der Speicherdruck
zu hoch werden sollte.
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Im folgenden wird mit Bezug auf die F i g. 3, auf deren Einzelheiten
nunmehr ausdrücklich verwiesen sei, eine spezielle Gestaltung eines im Rahmen der
Bremsanlage 10 einsetzbaren Bremskraftverstärkers 11' erläutert, der die Möglichkeit
bietet, bei einem Ausfall der Hydraulikpumpe 102 dennoch mit Hilfskraftunterstützung
zu bremsen, nämlich mit dem Ausgangsdruck des für die Vortriebs-Regelung vorgesehenen
Druckspeichers 106.
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Der Bremskraftverstärker 11' unterscheidet sich vom Bremskraftverstärker
11 gemäß Fig. 1 durch eine verlängerte Ausbildung des pedalseitig angeordneten Gehäuseteils
112, in dessen Bohrung 113 als Antriebskolben ein insgesamt mit 114 bezeichneter
Ringkolben druckdicht verschiebbar geführt ist, der innerhalb dieses Gehäuseteils
112 einen dem Antriebsdruckraum 69 gemäß F i g. 1 funktionell entsprechenden Antriebsdruckraum
116, zwischen seinen beiden Flanschen 117 und 118 einen Ringraum 119 und zwischen
seinem einen Flansch 118 und einer Stirnwand 121 des Tandem-Hauptzylindergehäuses
einen weiteren Raum 122 begrenzt, in dem eine den Kolben 114 in seine rückwärtige
Grundstellung drängende Rückstellfeder 123 angeordnet ist. Die beim Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 3 entsprechend verlängerte Steuerstange 23', die sich direkt an dem
Primärkolben 22 des in der F i g. 3 im übrigen nicht mehr dargestellten Tandem-Hauptzylinders
21, der im wesentlichen dieselbe Ausbildung haben kann wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 1, abstützt.
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tritt durch eine zentrale Bohrung 125 des Ringkolbens 114 hindurch
und ist gegen diesen in der dargestellten Weise abgedichtet.
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Der Bremskraftverstärker 11' wird, der Einfachheit halber, anhand
seiner speziellen funktionellen Eigenschaften erläutert, aus denen sich auch seine
auf verschiedene Art und Weise realisierbaren baulichen Merkmale ergeben: Fällt
aus irgend einem Grunde die Hilfskraftunterstützung aus, so wird bei einer Betätigung
des Bremspedals die Steuerstange 23' gemäß F i g. 3 nach links bewegt, wodurch ein
Kugelsitzventil 126 aufgestoßen wird, über das nunmehr der durch die Kolbenflansche
117 und 118 begrenzte Ringraum 119 über einen Querkanal und einen Längskanal der
Steuerstange 23' sowie über ein weiteres Rückschlagventil 127 mit dem Antriebsdruckraum
116 des Bremskraftverstärkers 11' kommuniziert.
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Dadurch wird der Kolben 114, der sich über einen Anschlagring 128
an der Steuerstange 23' abstützt, mit Hilfsdruck beaufschlagt, wobei sich der Ringkolben
114, gemäß F i g. 3 nach links bewegt und die Steuerstange 23' über den Anschlagring
128 mitnimmt. Es kann auch somit bei einem Ausfall der Hilfsdruckquelle dennoch
mit Hilfskraftunterstützung gebremst werden. Die insoweit erläuterte Gestaltung
des Bremskraftverstärkers 11' hat auch den Vorteil, daß in Fällen, in denen nur
wenig Druckmedium in den ersten Antriebsdruckraum 116 des Bremskraftverstärkers
11' eingespeist würde, z. B. weil ein weiterer, an die Hilfsdruckquelle angeschlossener
Verbraucher zuviel Arbeitsmedium »verbraucht«, dennoch rasch die erwünschte Bremswirkung
eintritt.
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Durch das Rückschlagventil 127 wird im übrigen auch verhindert, daß
im Falle einer Erschöpfung des Druckspeichers 106 dieser bei einer normalen Hilfskraft-unterstützten
Bremsung aufgeladen wird und damit Druckmedium »verbraucht« würde, das für die Erzielung
der erforderlichen Bremswirkung benötigt wird.
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Da der beim Bremskraftverstärker 11' vorgesehene, durch die Flansche
117 und 118 des Ringkolbens 114 begrenzte Raum 119 ständig an eine Hochdruckquelle,
nämlich den Speicher 106, angeschlossen ist, muß auch dafür Sorge getragen werden,
daß Lecköl, das aus diesem Raum 119 austritt, abgeführt werden kann. Kritisch ist
dabei nur die dem Tandem-Hauptzylinder 21 zugewandte Seite des Kolbens 114. Würde
nämlich der Zwischenraum 122 mit unter Druck stehendem Druckmedium aufgefüllt, so
könnte der Ringkolben 114 nicht mehr bewegt werden und mithin auch keine Bremsung
ausgelöst werden. Die Abführung in den Zwischenraum 122 eintretenden Druckmediums
erfolgt über Rückschlagventile 128 und 129, über die der Zwischenraum 122 an die
vom Druckausgang 71 der Hilfsdruckquelle zum Antriebsdruckraum 116 führende Steuerdruckleitung
103 angeschlossen ist An eine Mittelanzapfung 131 dieser Rückschlagventile 128 und
129 ist außerdem ein Pufferspeicher 132 angeschlossen, der die Funktion hat, bei
einer Bremsung, d. h. wenn das eine Rückschlagventil 129 gesperrt ist, über das
andere Rückschlagventil 128 gegebenenfalls aus dem Zwischenraum 122 abströmendes
Druckmedium aufnehmen zu können. Wird nicht mehr gebremst, so sperrt unter dem Druck
des Pufferspeichers 132 das Rückschlagventil 128 und das von dem Pufferspeicher
132 aufgenommene Druckmedium kann über das Rückschlagventil 129, das nunmehr öffnet,
in die Steuerdruckleitung 103 abströmen. Der Vorteil dieses Aufbaues des Bremskraftverstärkers
11' besteht darin, daß »lange« Leckölleitungen zum Vorratsbehälter vermieden werden.
Durch eine Rückstellfeder 133 wird im übrigen erreicht, daß ein »Aufstoßen« des
Kugel-Sitzventils 126 erst ab einer Mindestbetätigungskraft erfolgt. mit dem die
Steuerstange 23' verschoben wird, falls die Hilfskraftunterstützung ausgefallen
war. Ein Anschlag 134 ist lediglich zu dem Zweck vorgesehen, daß die Rückstellfeder
133 nicht auf Block gedrückt werden kann.
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Im folgenden wird mit nochmaligem Bezug auf die F i g. 1 und deren
diesbezügliche Einzelheiten auf eine vorteilhafte Ausgestaltung der Bremsanlage
mit Vortriebs-Regeleinrichtung eingegangen, bei der als Hilfsdruckquelle 70 für
die Bremskraftverstärkung und die Vortriebs-Regelung die Hydraulikpumpe 102 einer
nach Aufbau und Funktion als bekannt voraussetzbaren, insgesamt mit 135 bezeichneten
Servo-Lenkeinrichtung
ausgenutzt ist.
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Für die bedarfsgerechte Aufteilung des von der Hydraulikpumpe 102
gelieferten Druckmedium-Stromes auf die Servo-Lenkeinrichtung 135 einerseits und
den Bremskraftverstärker 11 andererseits ist ein Verteilerventil 136 vorgesehen,
über das, wenn weder gebremst noch gleichzeitig gelenkt wird, ein Teil des von der
Pumpe 102 geförderten Druckmittelstromes zum Steuerventil 137 der Servo-Lenkeinrichtung
135 und über dieses in dessen Neutralstellung - ebenfalls zum Vorratsbehälter 72
der Hilfsdruckquelle 70 zurückströmt. Das Ventilgehäuse des Verteilerventils 136
hat eine räumlich weitere Bohrungsstufe 138 und eine räumlich engere Bohrungsstufe
139, die einen entsprechend gestuften Ventilkolben 141 aufnehmen. Er ist durch die
Wirkung einer Rückstellfeder 142 in seine dargestellte Grundstellung gedrängt. Der
Ventilkolben 141 hat einen zentralen Längskanal 143 und einen mit diesem kommunizierenden,
den Kolben 141 radial durchsetzenden Querkanal 144. Von dem Längskanal einseitig
ausgehende Querkanäle 146 und 147 münden in Eingangsräume 148 bzw.
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149, die an den Druckausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 angeschlossen
sind. Weiter ist durch den Ventilkolben 141 innerhalb der kleineren Bohrungsstufe
139 des Ventilgehäuses ein Reaktionsdruckraum 151 begrenzt, der ebenfalls an den
Ausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 angeschlossen ist und über eine Drosselbohrung
152 des Ventilkolbens 141 mit dessen Längskanal 143 kommuniziert. Innerhalb der
größeren Bohrungsstufe 138 ist durch den Ventilkolben 141 ein weiterer stirnseitiger
Reaktionsdruckraum 153 begrenzt, der seinerseits an den Druckmitteleingang des Steuerventils
137 der Servo-Lenkeinrichtung 135 angeschlossen ist und über eine Drosselbohrung
154 mit dem Querkanal 144 bzw. dem Längskanal 143 des Ventilkolbens 141 kommuniziert.
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Ein weiterer, je nach Stellung des Ventilkolbens 141 entweder mit
dem Eingangsraum 148 über den Querkanal 144 kommunizierender oder - in der Grundstellung
des Ventilkolbens 141 gegen diesen abgesperrten Ausgangsdruckraum 156 - ist ebenfalls
an den Druckmitteleingang des Lenkungssteuerventils 137 angeschlossen. Das Ventilgehäuse
des Verteilerventils 136 bildet zwischen dem Querkanal 144 und dem Ausgangsdruckraum
156 eine Steuerkante 157, durch die eine weitere Drosselstelle markiert ist, über
die, wenn sich der Ventilkolben 141 gemäß F i g. 1 nach rechts verschiebt, zunehmend
mehr Druckmedium in den Ausgangsdruckraum 156 und von diesem zum Eingang des Lenkungs-Steuerventils
137 strömen kann. In der dargestellten Grundstellung des Ventilkolbens ist diese
Drosselstelle 157 vollständig oder nahezu vollständig gesperrt. Der Ventilkolben
151 ist - gegen die Rückstellkraft der Feder 142 - im Extremfall so weit verschiebbar,
daß die Querkanäle 146 und 147 gegen die Eingangsdruckräume 148 bzw. 149 abgesperrt
sind.
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Das insoweit seinem Aufbau nach erläuterte Verteilerventil 136 arbeitet
wie folgt: In der dargestellten Grundstellung des Verteilerventils 136 - und des
Drucksteuerventils 73 - fließt, wenn nicht gebremst und nicht gleichzeitig gelenkt
wird, ein Teil des von der Pumpe 102 geförderten Druckmittelstromes über den Querkanal
114 und die Drosselbohrung 154 sowie den Reaktionsdruckraum 153 und über den in
der Grundstellung offenen Kurzschluß-Strömungspfad des Lenkungs-Steuerventils 137
zum Vorratsbehälter. Druckmittel, das durch den zentralen Kanal 143, die Drosselbohrung
152 und den gemäß F i g. 1 rechten Reaktionsdruckraum 151 des Verteilerventils
136
zu dem Drucksteuerventil 73 strömt und gleichzeitig auch zum Antriebsdruckraum 69
des Bremskraftverstärkers 11 bleibt dadurch unter einem mäßigen Druck, der noch
nicht ausreicht, um den Antriebskolben 64 des Bremskraftverstärkers in Betätigungsrichtung
des Tandem-Hauptzylinders 21 zu verschieben. Obwohl gegebenenfalls beträchtliche
Mengen von Druckmittel in dem geschilderten Kreislauf umgewälzt werden können, findet
kein Bremsdruck-Aufbau statt. Wird die Servo-Lenkeinrichtung 135 betätigt, so ergibt
sich ein gleichsam stetiger Übergang des Lenkungs-Steuerventils 137 aus seiner dargestellten
Kurzschlußstellung in seine alternativen Durchflußstellungen. In jeder der beiden
Durchflußstellungen ist der Reaktionsraum 153 des Verteilerventils gegen den Vorratsbehälter
72 der Hilfsdruckquelle abgesperrt, wodurch sich in dem Reaktionsdruckraum 153 ein
Druck aufbaut. Dadurch wird der Kolben 141 des Verteilerventils 136 gemäß F i g.
1 nach rechts verschoben. Gleichzeitig gelangt der Querkanal 144 mehr und mehr in
kommunizierende Verbindung mit dem »oberen« Ausgangsdruckraum 156 des Verteilerventils,
wodurch der Druckmittelstrom der Hydraulikpumpe 102 mehr und mehr - unter Umgehung
des Reaktionsdruckraumes 153 - zum Antriebszylinder der Lenkhilfe 135 geleitet wird.
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Bei einem Bremsvorgang, gleichgültig, ob dieser durch Betätigung
des Bremspedals 24 oder durch eine Aktivierung der Vortriebs-Regelung ausgelöst
wird, wird in dem Reaktionsdruckraum 151 des Verteilerventils 136 und damit auch
am Druckausgang 71 der Hilfsdruckquelle 70 ein erhöhter Druck aufgebaut, der über
die Steuerdruckleitung 103 in den Antriebsdruckraum 69 des Bremskraftverstärkers
eingekoppelt wird, wodurch der hilfskraftunterstützte Bremsdruck-Aufbau erzielt
wird. Durch die bei einem Druckaufbau im Reaktionsdruckraum 151 ausgelöste Verschiebung
des Ventilkolbens 141 wird der zur Servo-Lenkeinrichtung 135 fließende Druckmittelstrom
mehr und mehr gedrosselt und dafür ein größerer Anteil des Druckmittelstromes zum
Bremskraftverstärker 11 geleitet.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage 10 ist der Antriebskreis des
Bremskraftverstärkers hydraulisch von den Bremskreisen getrennt und es werden sowohl
bei einer normalen als auch bei einer durch die Vortriebs-Regelung bedingten Bremsung
der bzw. die beteiligte(n) Bremskreis(e) stets in derselben Weise, d. h.
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durch Verschiebung der Hauptzylinderkolben 22 und 26 mit Bremsdruck
beaufschlagt.
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Die Vortriebs-Regeleinrichtung eignet sich insbesondere für Fahrzeuge
mit Vierrad-Antrieb, in sinngemäßer Abwandlung selbstverständlich auch für Fahrzeuge
mit mehr als zwei angetriebenen Achsen.
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