DE3716517A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem durch ein Bremspedal betätigbaren Hauptbremszylinder, an den über eine oder mehrere Bremslei­ tungen Radbremsen angeschlossen sind, einem aus einer Druck­ mittelquelle gespeisten Bremskraftverstärker, der eine am Bremspedal ausgeübte Betätigungskraft proportional verstärkt, einem von einer Bremsschlupfregeleinrichtung gesteuerten Regelventil, durch das die Radbremsen von der Bremsleitung getrennt und mit einer Rücklaufleitung verbindbar sind und einem durch die Bremsschlupfregeleinrichtung einschaltbaren Pumpenaggregat, dessen Saugseite mit der Rücklaufleitung und dessen Druckseite mit der Bremsleitung verbunden ist.

Eine Bremsanlage diese Art arbeitet nach dem Prinzip der Rückförderung. Verlangt die Bremsregelung einen Druckabbau in einer Radbremse, so wird das Regelventil in die Druckabbau­ stellung geschaltet, in der die Radbremse mit der zum Pumpen­ aggregat führenden Rücklaufleitung verbunden ist. Das aus der Radbremse abgeleitete Druckmittel wird dabei von dem ange­ triebenen Pumpenaggregat über die Bremsleitung in den Haupt­ bremszylinder zurückgefördert und steht somit für einen nach­ folgenden Druckaufbau in der Radbremse durch Zurückschalten des Regelventils wieder zur Verfügung. Bei einer derartigen Bremsanlage ist als nachteilig anzusehen, daß ein Pumpenaggre­ gat großer Leistung erforderlich ist, um die bei hohen Betäti­ gungsdrücken im Hauptbremszylinder große Druckdifferenz zwischen dem Hauptzylinderdruck und dem Radzylinderdruck zu überwinden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brems­ anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die erforderliche Antriebsleistung des Pumpenaggregats klein ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Druck im Hauptbremszylinder und dem Druck in der Radbremse der Verstärkungsdruck im Bremskraftverstärker abgesenkt wird. Damit wird auf einfache Weise eine Herabsetzung der Förderhöhe des Pumpenaggregats und seiner Antriebsleistung erreicht, ohne daß in den Bremskreis von Hauptbremszylinder und Radbremsen eingegriffen wird. Die Sicherheit der Bremsanlage gegen Aus­ fall, beispielsweise bei einer Störung des Betriebs des Pum­ penaggregats wird daher nicht beeinträchtigt. Wird die Rege­ lung unterbrochen, so gleichen sich der Druck im Hauptbrems­ zylinder und in der Radbremse wieder an, mit der Folge, daß der Verstärkungsdruck wieder auf seinen ursprünglichen durch die am Bremspedal ausgeübte Betätigungskraft vorgegebenen Wert ansteigt.

Ein günstiges Regelverhalten läßt sich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß die Absenkung des Verstärkungsdrucks im Brems­ kraftverstärker bei einer Druckdifferenz von 20 bar erfolgt.

Zur Absenkung des Verstärkungsdrucks kann erfindungsgemäß auch ein Druckregelventil vorgesehen sein, durch das der Druckraum des Bremskraftverstärkers mit einem Druckentlastungsraum verbindbar ist und dessen Ventilelement durch eine Kolbenan­ ordnung betätigbar ist, die in Ventilöffnungsrichtung vom Druck im Hauptbremszylinder und in Ventilschließrichtung vom Druck an der Radbremse beaufschlagt ist. Das erfindungsgemäße Druckregelventil ist einfach im Aufbau und ermöglicht eine feinfühlige und schnelle Regelung des Verstärkungsdrucks.

Die Erfindung ist gleichermaßen für Bremsanlagen mit hydrau­ lischer oder pneumatischer Bremskraftverstärkung geeignet. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich in Verbindung mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker, dessen Unterdruckkammer über das Druckregelventil mit der Atmosphäre verbindbar ist.

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

Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur eine hydraulische Bremsanlage mit einem Tandemhauptbremszylinder 1 und einem Vakuumbremskraftverstärker 2, die durch ein Bremspedal 3 betätigbar sind. Der Tandemhauptbremszylinder 1 ist in üb­ licher Weise aufgebaut und hat zwei Arbeitskammern 4, 5, die über Zentralventile in den Hauptzylinderkolben 6, 7 in der Bremslösestellung an einen Nachlaufbehälter 8 anschließbar sind. Von der Arbeitskammer 4 führt eine Bremsleitung 9 zu einem elektromagnetisch betätigbaren Regelventil 10, einer nicht näher dargestellten betätigbaren Bremsschlupfregeleinrichtung. Das Regelventil 10 ist als 3/3-Wegeventil ausgebildet. An den Ausgang des Regelventils 10 ist über eine Bremsleitung 11 eine Radbremse 12 angeschlossen. Parallel zur Bremsleitung 9 ist an das Regelventil 10 eine Rücklaufleitung 13 angeschlossen, die über ein Rückschlagventil 14 zur Saugseite einer Pumpe 15 führt, die von einem Elektromotor 16 antreibbar ist. Außerdem steht die Rücklaufleitung 13 mit einem Kolbenspeicher 17 in Verbindung, der einen Volumenausgleich ermöglicht.

Das Regelventil 10 hat drei Schaltstellungen. In einer ersten Schaltstellung sind die Bremsleitungen 9, 11 miteinander ver­ bunden und der Anschluß zur Rücklaufleitung 13 ist geschlos­ sen. In einer zweiten mittleren Schaltstellung sind die Bremsleitungen 9, 11 getrennt, und ihre Anschlüsse im Regel­ ventil 10 sind ebenfalls geschlossen. In der dritten Schalt­ stellung bleibt der Anschluß der Bremsleitung 9 geschlossen und die Bremsleitung 11 ist mit der Rücklaufleitung 13 ver­ bunden.

An die Arbeitskammer 5 des Tandemhauptbremszylinders 1 ist über eine Bremsleitung 18 eine zweite Radbremse 19 unmittelbar angeschlossen. Eine vom Druck in der Arbeitskammer 5 ab­ weichende Regelung des Drucks in der Radbremse 19 ist nicht vorgesehen.

Der Vakuumbremskraftverstärker 2 ist über eine Unterdrucklei­ tung 20 an eine Unterdruckquelle 21, beispielsweise den An­ saugkanal des Fahrzeugmotors angeschlossen. Von der Unter­ druckleitung 20 zweigt eine Verbindungsleitung 22 ab, die die Unterdruckleitung 20 mit dem Ausgang eines Druckregelventils 23 verbindet, durch das die Unterdruckleitung 20 an einen zur Atmosphäre offenen Lufteinlaß 24 mit einem Filter 25 an­ schließbar ist. Das Druckregelventil 23 enthält einen Ventil­ kolben 26 mit zwei entgegengesetzten Stirnflächen gleicher Größe, die jeweils einen Druckraum 27, 28 begrenzen. Der Mittelabschnitt des Ventilkolbens 26 weist ein Verschluß­ element 29 auf, das sich in einer Ventilkammer 30 befindet und von einer Ventilfeder 31 gegen einen Ventilsitz 32 gedrückt wird. In der Schließstellung trennt das Verschlußelement 29 den an die Verbindungsleitung 22 angeschlossenen Ventilausgang von dem in die Ventilkammer 30 mündenden Lufteinlaß 24. Der Druckraum 27 ist über eine Leitung 33 an die zur Radbremse 12 führende Bremsleitung 11 angeschlossen. Vom Druckraum 28 führt eine Leitung 34 zu der mit der Arbeitskammer 4 verbundenen Bremsleitung 9. Zwischen der Ventilkammer 30 und dem Druckraum 28 befindet sich ein Entlastungsraum 35, der über eine Leitung 36 an den Nachlaufbehälter 8 angeschlossen ist.

Die Funktionsweise der beschriebenen Bremsanlage ist folgende:

In der Bremslösestellung befinden sich alle Aggregate der Bremsanlage in der dargestellten Position. Die Zentralventile im Tandemhauptbremszylinder 1 sind offen und die an die Ar­ beitskammer 4, 5 angeschlossenen Leitungen und Räume stehen mit dem Nachlaufbehälter 8 in Verbindung und sind somit druck­ los. Der Ventilsitz 32 im Druckregelventil 23 ist geschlossen und im Vakuumbremskraftverstärker 2 herrscht ein von der Un­ terdruckquelle 21 erzeugter maximaler Unterdruck.

Wird das Bremspedal 3 betätigt, so werden die Hauptzylinder­ kolben 6, 7 mit einer durch den Vakuumbremskraftverstärker 2 verstärkten Kraft in die Arbeitskammer 4, 5 hineinbewegt und in den Arbeitskammern 4, 5 ein der Betätigungskraft pro­ portionaler Bremsdruck erzeugt. Der Bremsdruck gelangt über die Bremsleitungen 9, 18 in die Radbremsen 12, 19, wodurch diese betätigt werden.

Tritt an der Radbremse 12 eine Blockierneigung auf, so wird von der Bremsschlupfregeleinrichtung der Elektromotor 16 eingeschaltet und das Regelventil 10 in die dritte Schalt­ stellung gesteuert. Hierdurch wird die Verbindung von der Bremsleitung 9 zur Bremsleitung 11 unterbrochen und die Brems­ leitung 11 mit der Rücklaufleitung 13 verbunden. Der Druck in der Radbremse 12 wird abgebaut, wobei ein Teil des Druck­ mittels zunächst von dem Kolbenspeicher 17 aufgenommen wird. Gleichzeitig fördert die Pumpe 15 Druckmittel über die Brems­ leitung 9 zurück in die Arbeitskammer 4 des Tandemhauptbrems­ zylinders 1. An die Druckabbauphase schließt sich im allge­ meinen eine Druckhaltephase an, in der das Regelventil 10 in die Mittelstellung geschaltet wird, so daß der abgesenkte Druck an Radbremse 12 noch für einen bestimmten Zeitraum be­ stehen bleibt. Anschließend folgt erneut eine Druckaufbau­ phase, bei der das Regelventil 10 in die Schaltstellung 1 zurückgeschaltet wird und durch eine Zufuhr von Druckmittel aus der Bremsleitung 9 der Druck in der Radbremse 12 wieder ansteigt. Auch dieser Druckanstieg kann in eine Druckhalte­ phase übergehen, an die sich wiederum eine Druckabbauphase anschließt.

Durch diesen in kurzen Zeiträumen ablaufenden Regelzyklus stellt sich an der Radbremse 12 ein den Bremsbedingungen zwischen Rad und Fahrbahn entsprechender mittlerer Druck ein, der erheblich unter dem durch die Betätigung des Bremspedals 3 im Tandemhauptbremszylinder 1 erzeugten Betätigungsdruck liegen kann. Beträgt die Differenz zwischen dem automatisch geregelten Druck an der Radbremse 12 und dem Betätigungsdruck im Tandemhauptbremszylinder 1 20 bar und mehr, so überwindet die durch die Druckbeaufschlagung der Stirnflächen des Ven­ tilkolbens 26 erzeugte Differenzkraft die Vorspannkraft der Ventilfeder 31, so daß sich der Ventilkolben 26 in den Druck­ raum 27 hineinbewegt und das Verschlußelement 29 vom Ventil­ sitz 32 abhebt. Hierdurch wird die Unterdruckleitung 20 mit dem Lufteinlaß 24 verbunden, so daß der Unterdruck im Vakuum­ bremskraftverstärker 2 abnimmt und sich die Verstärkung der Betätigungskraft entsprechend verringert. Mit Abnahme der Verstärkung sinkt auch die Betätigungsdruck in den Arbeits­ kammern 4, 5 des Tandemhauptzylinders 1 und die Druckdifferenz zwischen dem Druck an der Radbremse 12 und dem Druck im Tan­ demhauptzylinder 1 wird entsprechend gesenkt. Das Druckregel­ ventil 23 wird solange offengehalten, bis die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Tandemhauptbremszylinder 1 und in der Radbremse 12 den vorgegebenen Wert von 20 bar erreicht. Danach ist die Ventilfeder 31 wieder in der Lage, die Differenzkraft am Ventilkolben 26 zu überwinden und das Verschlußelement 29 an den Ventilsitz 32 anzudrücken und dadurch einen weiteren Druckanstieg im Vakuumbremskraftverstärker 2 zu unterbinden. Sinkt durch die Förderleistung der Unterdruckquelle 21 der Druck im Vakuumbremskraftverstärker 2 wieder etwas ab, so führt dies erneut zu einem Öffnen des Druckregelventils, bis der Unterdruck im Vakuumbremskraftverstärker 2 wieder dem zur Aufrechterhaltung der Druckdifferenz von 20 bar erforderlichen Wert entspricht.

Die beschriebene Arbeitsweise des Druckregelventils 23 sorgt somit dafür, daß während einer Bremsschlupfregelung die För­ derhöhe an der Pumpe 15 die Größenordnung von 20 bar nicht überschreitet, so daß die Pumpe 15 und der Elektromotor 16 in ihren Leistungsdaten entsprechend ausgelegt werden können. Am Bremspedal 3 wird die Verringerung der Kraftverstärkung nicht spürbar. Wird die Bremsschlupfregelung während eines Brems­ vorgangs beendet, so schaltet das Regelventil 10 wieder in die dargestellte Ausgangsstellung zurück, wodurch die Druck­ differenz zwischen Tandemhauptbremszylinder 1 und Radbremse 12 beseitigt wird. Das Druckregelventil 23 wird von der Ventil­ feder 31 geschlossen und im Vakuumbremskraftverstärker 2 wird der volle Unterdruck wieder aufgebaut. Die damit verbundene zeitliche Verzögerung des Druckanstiegs ist günstig, da sie ein plötzliches Überbremsen vermeidet und dem Fahrer genügend Zeit läßt, sich auf die veränderte Bremssituation einzu­ stellen.

• Bezugszeichenliste  1 Tandemhauptbremszylinder
   2 Bremskraftverstärker
   3 Bremspedal
   4 Arbeitskammern
   5 Arbeitskammern
   6 Hauptzylinderkolben
   7 Hauptzylinderkolben
   8 Nachlaufbehälter
   9 Bremsleitung
  10 Regelventil
  11 Bremsleitung
  12 Radbremse
  13 Rücklaufleitung
  14 Rückschlagventil
  15 Pumpe
  16 Elektromotor
  17 Kolbenspeicher
  18 Bremsleitung
  19 Radbremse
  20 Unterdruckleitung
  21 Unterdruckquelle
  22 Verbindungsleitung
  23 Druckregelventil
  24 Lufteinlaß
  25 Filter
  26 Ventilkolben
  27 Druckraum
  28 Druckraum
  29 Verschlußelement
  30 Ventilkammer
  31 Ventilfeder
  32 Ventilsitz
  33 Leitung
  34 Leitung
  35 Entlastungsraum
  36 Leitung

Claims (3)

1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem durch ein Bremspedal betätigbaren Hauptbremszylinder, an den über eine oder mehrere Bremsleitungen Radbremsen angeschlossen sind, einem aus einer Druckmittelquelle gespeisten Bremskraft­ verstärker, der eine am Bremspedal ausgeübte Betätigungskraft proportional verstärkt, einem von einer Bremsschlupfregelein­ richtung gesteuerten Regelventil, durch das die Radbremsen von der Bremsleitung getrennt und mit einer Rücklaufleitung ver­ bindbar sind und einem durch die Bremsschlupfregeleinrichtung einschaltbaren Pumpenaggregat, dessen Saugseite mit der Rück­ laufleitung und dessen Druckseite mit der Bremsleitung ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Druck im Haupt­ bremszylinder (1) und dem Druck in der Radbremse (12) der Verstärkungsdruck des Bremskraftverstärkers (2) abgesenkt wird.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung des Verstärkungsdrucks im Bremskraftverstärker (2) bei einer Druckdifferenz von 20 bar erfolgt.

3. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckregelventil (23) vorgesehen ist, durch das der Druckraum des Bremskraftverstärkers (2) mit einem Druckentlastungsraum verbindbar ist und dessen Ventil­ element (29) durch eine Kolbenanordnung (26) betätigbar ist, die in Ventilöffnungsrichtung (28) vom Druck im Hauptbrems­ zylinder (1) und in Ventilschließrichtung (27) vom Druck an der Radbremse (12) beaufschlagt ist.