DE3716515A1

DE3716515A1 - Hydraulische mehrkreis-bremsanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3716515A1
Application number: DE19873716515
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Gottfried Dehio; Winfried Schuetzeichel
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-05-16
Filing date: 1987-05-16
Publication date: 1988-11-24

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Mehrkreis-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptbremszylinder mit mehreren, voneinander getrennten Arbeitskammern, die über Druckregelven tile an einem drucklosen Behälter anschließbar sind, wobei von jeder Arbeitskammer eine Bremsleitung zu wenigstens einer Radbremse führt und in jede Bremsleitung Drucksteuerventile einer Bremsschlupfregeleinrichtung geschaltet sind, und mit einer Druckmittelquelle, die bei Einschalten der Bremsschlupf regeleinrichtung an die Arbeitskammern des Hauptbremszylinders anschließbar ist.

Bei einer derartigen Bremsanlage dient die Druckmittelquelle zur Förderung der Druckmittelmenge, die während einer Brems schlupfregelung für das wiederholte Betätigen der Radbremsen nach einer Druckentlastung benötigt wird. Als Druckmittel quelle kann ein Pumpenaggregat vorgesehen sein, das mit dem Beginn einer Bremsschlupfregelung eingeschaltet wird und für die Dauer des Regelvorgangs in Betrieb ist. Findet keine Bremsschlupfregelung statt, so werden die Radbremsen aus schließlich mit Hilfe des Hauptbremszylinders betätigt.

Bei einer aus der DE-Patentanmeldung bekannten Mehrkreis- Bremsanlage ist ein Tandemhauptbremszylinder mit zwei Arbeits kammern vorgesehen, die durch einen Schwimmkolben voneinander getrennt sind. Von beiden Arbeitskammern führt eine Bremslei tung zu zwei Radbremsen, von denen eine an einem Vorderrad und die andere an dem diagonal zu dem Vorderrad liegenden Hinter rad eines Fahrzeugs angeordnet ist. Es handelt sich somit um eine Zweikreis-Bremsanlage mit sogenannter Diagonalaufteilung. Diese Schaltung der Radbremsen führt bei dynamischer Abbrem sung, d. h. bei eingeschalteter Bremsschlupfregeleinrichtung zu einer unerwünschten Bremswegverlängerung.

Es sind auch bereits Mehrkreis-Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt (DE-OS 30 40 562), die einen Tandemhauptbremszylinder aufweisen, dem ein hydraulischer, an einem Druckmittelspeicher angeschlossener Bremskraftverstärker vorgeschaltet ist. Bei diesen Bremsanlagen ist jeweils eine Vorderradbremse an eine Arbeitskammer des Tandemhauptbremszylinders angeschlossen. Die beiden Hinterradbremsen sind gemeinsam an die Arbeitskammer des Bremskraftverstärkers angeschlossen, in dem ein dem Druck in den Arbeitskammern des Tandemhauptbremszylinders proportio naler Druck herrscht. Auf diese Weise werden drei unabhängige Bremskreise gebildet, in denen der Bremsdruck jeweils unab hängig mit Hilfe von Drucksteuerventilen einer Bremsschlupf regeleinrichtung automatisch geregelt werden kann. Bedingt durch den hydraulischen Bremskraftverstärker ist der Bauauf wand für Bremsanlagen dieser Art jedoch verhältnismäßig hoch und es sind zusätzliche Ventileinrichtungen erforderlich, um die notwendige Sicherheit gegen einen Bremsausfall zu er reichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrau lische Mehrkreis-Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen geringen Bauaufwand, eine hohe Ausfallsicherheit und einen geringen Bremsweg bei einer auto matischen Abbremsung mit Hilfe der Bremsschlupfregeleinrich tung auszeichnet. Weiterhin soll die Energieversorgung der Bremsschlupfregeleinrichtung vom Betätigungssystem des Haupt bremszylinders unabhängig sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hauptbremszylinder drei voneinander getrennte Arbeitskammern aufweist, wobei an eine Arbeitskammer eine linke Vorderrad bremse, an eine zweite Arbeitskammer eine rechte Vorderrad bremse und an die dritte Arbeitskammer die Hinterradbremsen angeschlossen sind.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage hat den Vorteil, daß sich bei einer dynamischen Abbremsung mit Hilfe der Bremsschlupfregel einrichtung ein gegenüber den bekannten Bremsanlagen kürzerer Bremsweg ergibt. Gleichwohl ist der Bauaufwand der Bremsanlage gering, da die hydraulische Energieversorgung nur beim Betrieb der Bremsschlupfregeleinrichtung benötigt wird. Gleichzeitig bilden die Arbeitkammern des Hauptbremszylinders mit ihren Volumen eine ausreichende Reserve für eine Notbetätigung der Bremsen bei Ausfall der Bremsschlupfregeleinrichtung. Schließ lich kann zur Betätigung des Hauptbremszylinders jedes bekann te und bewährte Betätigungssystem verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß die Arbeitskammern des Hauptbremszylinders hinter einander liegen und durch Schwimmkolben voneinander getrennt sind. Diese Bauweise hat sich in der Praxis bewährt und bedart nur einer zusätzlichen Erweiterung. Dabei können als Druck regelventile in den Hauptzylinderkolben angeordnete Zentral ventile verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur einen Schaltplan einer hydraulischen Mehrkreis-Bremsanlage für ein Kraftfahr zeug mit einem im Längsschnitt dargestellten Hauptbremszy linder.

Ein Hauptbremszylinder 1 ist an einen Unterdruck-Bremskraft verstärker 2 angeschlossen, der die Betätigungskraft eines Bremspedals 3 verstärkt. In der Zylinderbohrung des Haupt bremszylinders 1 sind ein Druckstangenkolben 4 und zwei Schwimmkolben 5, 6 hintereinander angeordnet, die die Längs bohrung in drei Arbeitskammern 7, 8, 9 unterteilen. In dem Druckstangenkolben 4 und den Schwimmkolben 5, 6 sind Zentral ventile 10, 11, 12 angeordnet, die in der dargestellten Grund stellung von Teleskopgestängen 13, 14, 15 offengehalten werden. Durch die offenen Zentralventile 10, 11, 12 stehen die Arbeitskammern 7, 8, 9 mit Nachlaufräumen 16, 17, 18 in Ver bindung, die an einzelne Kammern eines drucklosen Nachlaufbe hälters 19 angeschlossen sind.

Von den Arbeitskammern 7, 8, 9 des Hauptbremszylinders 1 füh ren Bremsleitungen 20, 21, 22 zu Radbremsen 23, 24, 25, 26. Die Radbremsen 23, 24 sind jeweils allein an eine der Brems leitungen 20, 21 angeschlossen und jeweils an einem Vorderrad eines Fahrzeugs angeordnet. Die Radbremsen 25, 26 befinden sich an den Hinterrädern des Fahrzeugs. Sie sind gemeinsam an die Bremsleitung 22 angeschlossen. In den Bremsleitungen 20, 21, 22 befinden sich Magnetventile 27, 28, 29 einer nicht dargestellten Bremsschlupfregeleinrichtung. In ihrer strom losen Grundstellung sind die Magnetventile 27, 28, 29 offen. Parallel zu den Magnetventilen 27, 28, 29 sind Rückschlag ventile 30, 31, 32 angeordnet, die zu den Arbeitskammern 7, 8, 9 hin öffnen.

Die Radbremsen 23, 24 und 25, 26 sind parallel zu den Brems leitungen 20, 21, 22 über Magnetventile 33, 34, 35 an eine zu einem drucklosen Behälter 36 führende Rücklaufleitung 37 angeschlossen. Die Magnetventile 33, 34, 35 werden ebenfalls von der Bremsschlupfregeleinrichtung gesteuert und sind in ihrer stromlosen Grundstellung geschlossen.

Zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und den Magnetventilen 27, 28, 29 zweigt von den Bremsleitungen 20, 21, 22 jeweils eine Druckleitung 38, 39, 40 ab. Jede Druckleitung 38, 39, 40 führt zu einem eigenen in der Grundstellung geschlossenen Rückschlagventil 41, 42, 43, das zur Druckleitung 38, 39, 40 hin öffnet. Die Eingänge der Rückschlagventile 41, 42, 43 sind gemeinsam an den Auslaß 44 einer Pumpe 45 angeschlossen, die von einem Elektromotor 46 angetrieben wird. Der Auslaß 44 ist durch ein Magnetventil 47 sperrbar, das in seiner strom losen Grundstellung offen ist. Das Magnetventil 47 dient zu sammen mit einem an den Pumpenauslaß angeschlossenen Druck schalter 48 zur Überwachung der Pumpenfunktion. Hierzu wird in zeitlich geregelten Abständen durch eine Steuereinrichtung das Magnetventil 47 geschlossen und die Pumpe 45 eingeschal tet. Erzeugt die Pumpe 45 in einer vorgegebenen Zeitspanne einen zum Schließen des Druckschalters 48 ausreichenden Druck, so wird das Schließen des Druckschalters 48 von einer Überwachungseinrichtung dahingehend interpretiert, daß die Pumpe ordnungsgemäß arbeitet. Ein weiterer Druckschalter 49 dient zur Überwachung des Drucks in den Bremsleitungen 20, 21, 22.

Die Bremsanlage arbeitet wie nachfolgend beschrieben

Zur Einleitung eines Bremsvorganges wird das Bremspedal 3 in Richtung des Pfeiles 50 betätigt und der Unterdruck-Brems kraftverstärker 2 angesteuert. Der Unterdruck-Bremskraftver stärker 2 bewegt dadurch den Druckstangenkolben 4 und über die die Teleskopgestänge 13, 14, 15 spreizenden Rükstell federn die beiden Schwimmkolben 5, 6 in den Hauptbremszylin der 1 hinein, wodurch zunächst die Zentralventile 10, 11, 12 geschlossen und die Arbeitskammern 7, 8, 9 von den Nachlauf räumen 16, 17, 18 getrennt werden. Sodann wird durch die weitere Bewegung des Druckstangenkolbens 4 und der Schwimm kolben 5, 6 in den Arbeitskammern 7, 8, 9 ein Druck aufge baut, der sich über die Bremsleitungen 20, 21, 22 und die offenen Magnetventile 27, 28, 29 zu den Radbremsen 23 bis 26 fortpflanzt und diese entsprechend der am Bremspedal 3 ausge übten Betätigungskraft betätigt. Die Pumpe 45 wird bei diesem Betätigungsvorgang nicht angetrieben, so daß ihr Ausgang 44 drucklos ist. Der Druck in dem mit den Bremsleitungen 20, 21, 22 verbundenen Druckleitungen 38, 39, 40 wird von den Rück schlagventilen 41, 42, 43 zurückgehalten.

Wird bei einem solchen Betätigungsvorgang in den Bremsleitun gen 20, 21, 22 ein bestimmter Höchstdruck überschritten, so wird über den Druckschalter 49 der Elektromotor 46 einge schaltet und die Pumpe 45 angegetrieben. Hierdurch wird von der Pumpe 45 Druckmittel in die Arbeitskammern 7, 8, 9 gepumpt und der Druckstangenkolben 4 sowie die Schwimmkolben 5, 6 werden soweit zurückgeschoben, bis die Zentralventile 10, 11, 12 sich zu öffnen beginnen und dadurch eine Druckregelung bewirken. Mit dem Zurückschieben des Druckstangenkolbens 4 ist dabei auch ein Zurückbewegen des Bremspedals 3 verbunden. Durch diesen Vorgang gelangen der Druckstangenkolben 4 und die Schwimmkolben 5, 6 in eine Stellung, die einen optimalen Reservehub gewährleistet.

Wird während eines Bremsvorganges von der Bremsschlupfregel einrichtung an einem Fahrzeugrad eine Blockierneigung re gistriert, so wird der Elektromotor 46 ebenfalls eingeschal tet und die Pumpe 45 mit voller Leistung angetrieben. Nun baut sich am Ausgang 44 ein Druck auf, der die Rückschlag ventile 41, 42, 43 öffnet und über die Druckleitungen 38, 39, 40 Druckmittel in die Bremsleitungen 20, 21, 22 und die Ar beitskammern 7, 8, 9 einspeist, so daß der Druckstangenkolben 4 und die Schwimmkolben 5, 6 wiederum bis zum Öffnen der Zentralventile 10, 11, 12 zurückbewegt werden. Sobald die Zentralventile 10, 11, 12 öffnen, kann der Druck in den Ar beitskammern 7, 8, 9 nicht weiter steigen und es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, der den Bremsdruck auf einem durch die am Bremspedal 3 ausgeübte Betätigungskraft vorgege benen Niveau hält. Die Zentralventile 10, 11, 12 erfüllen somit gemeinsam mit den Kolben 4, 5, 6 eine Regelfunktion, durch die der Druck in den Arbeitskammern 7, 8, 9 beim Be trieb der Pumpe 45 auf dem eingesteuerten Niveau gehalten wird. Eine besondere Druckregelung am Ausgang 44 der Pumpe 45 ist daher nicht erforderlich.

Gleichzeitig mit dem Einschalten der Pumpe 45 werden von der Bremsschlupfregeleinrichtung abwechselnd die Magnetventile 33, 34, 35 und die Magnetventile 27, 28, 29 nach einer vorge gebenen Regelcharakteristik angesteuert, so daß durch perio dischen Auf- und Abbau des Drucks an den Radbremsen 23 bis 26 ein Blockieren der Fahrzeugräder verhindert wird. Das bei den Regelvorgängen durch Ansteuern der Magnetventile 33, 34, 35 in die Rücklaufleitung 37 abgelassene Druckmittel wird je weils durch die Förderung der Pumpe 45 ergänzt, so daß der Druckstangenkolben 4 und die Schwimmkolben 5, 6 während einer Bremsschlupfregelung in ihrer zurückgeschobenen Stellung ver bleiben.

Bei der Bremsschlupfregelung ermöglicht der Anschluß der Rad bremsen 23, 24 und 25, 26 an drei getrennte Bremsleitungen 20, 21, 22 eine jeweils unabhängige Regelung der beiden Vorderradbremsen 23, 24 sowie eine von deren Regelung wiede rum unabhängige gemeinsame Regelung der beiden Hinterradbrem sen 25, 26. Auf diese Weise läßt sich eine gute Anpassung der Bremswirkung an die jeweils vorhandenen Straßenhaftwerte und damit ein vorteilhaft kurzer Bremsweg erzielen.

Die Rückschlagventile 30, 31, 32 haben die Aufgabe, bei einer Beendigung eines Bremsvorgangs während einer Bremsschlupfre gelung den Druckabbau an den Radbremsen 23 bis 26 zu beschleu nigen. Sie sollen ferner einen Druckabbau ermöglichen, wenn das jeweils parallelgeschaltete Magnetventil 27, 28, 29 in der Schließstellung hängenbleibt.

Der Druckschalter 49 umfaßt auch einen völligen Druckabfall in einer Bremsleitung 20, 21, 22 z. B. wenn eine Bremsleitung undicht ist. In diesem Fall sorgt der Druckschalter 49 dafür, daß die Pumpe 45 nicht mehr eingeschaltet werden kann. Da durch wird verhindert, daß in einem solchen Fall der gesamte Druckmittelvorrat von der Pumpe 45 durch das Leck gepumpt wird.

Bezugszeichenliste 1 Hauptbremszylinder
2 Unterdruck-Bremskraftverstärker
3 Bremspedal
4 Druckstangenkolben
5 Schwimmkolben
6 Schwimmkolben
7 Arbeitskammer
8 Arbeitskammer
9 Arbeitskammer
10 Zentralventil
11 Zentralventil
12 Zentralventil
13 Teleskopgestänge
14 Teleskopgestänge
15 Teleskopgestänge
16 Nachlaufraum
17 Nachlaufraum
18 Nachlaufraum
19 Nachlaufbehälter
20 Bremsleitung
21 Bremsleitung
22 Bremsleitung
23 Radbremse
24 Radbremse
25 Radbremse
26 Radbremse
27 Magnetventil
28 Magnetventil
29 Magnetventil
30 Rückschlagventil
31 Rückschlagventil
32 Rückschlagventil
33 Magnetventil
34 Magnetventil
35 Magnetventil
36 Behälter
37 Rücklaufleitung
38 Druckleitung
39 Druckleitung
40 Druckleitung
41 Rückschlagventil
42 Rückschlagventil
43 Rückschlagventil
44 Auslaß
45 Pumpe
46 Elektromotor
47 Magnetventil
48 Druckschalter
49 Druckschalter

Claims

1. Hydraulische Mehrkreis-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Hauptbremszylinder mit mehreren, voneinander getrennten Arbeitskammern, die über Druckregelventile an einen druck losen Behälter anschließbar sind, wobei von jeder Arbeitskam mer eine Bremsleitung zu wenigstens einer Radbremse führt und in jede Bremsleitung Drucksteuerventile einer Bremsschlupfre geleinrichtung geschaltet sind, und mit einer Druckmittelquel le, die bei Einschalten der Bremsschlupfregeleinrichtung an die Arbeitskammern des Hauptbremszylinders anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder (1) drei getrennte Arbeitskammern (7, 8, 9) aufweist, wobei an eine Arbeitskammer (7) eine linke Vorderradbremse (23), an eine zweite Arbeitskammer (8) eine rechte Vorderradbremse (24) und an die dritte Arbeitskammer (9) die Hinterradbremsen (25, 26) eines Fahrzeugs angeschlossen sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammern (7, 8, 9) des Hauptbremszylinders (1) hintereinander liegen und durch Schwimmkolben (5, 6) vonein ander getrennt sind.