DE3731408A1

DE3731408A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage

Info

Publication number: DE3731408A1
Application number: DE19873731408
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Reinartz; Peter Dr Volz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1989-04-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schlupfgeregelte Bremsanlage mit einer Steuereinheit, die die Winkelge schwindigkeiten der Räder erfaßt, und Ventilen, die einer Radbremse zugeordnet sind, und von der Steuerein heit nach einem Regelalgorithmus betätigt werden, wobei zum Druckaufbau in der Radbremse mittels des Einlaßven tils eine Verbindung zur Druckmittelpumpe und zum Druck abbau in der Radbremse mittels des Auslaßventils eine Druckmittelverbindung zu einem Vorratsbehälter herge stellt ist.

Eine derartige Bremsanlage ist z.B. in der DE-OS 36 01 914 beschrieben. Zur Minderung des Drucks in den Radbremsen wird ein Auslaßventil geöffnet, so daß Druckmittel aus der Radbremse des blockiergefährdeten Rades in den Vorratsbehälter abfließt. Zum erneuten Druckaufbau wird die Radbremse mit einer hydraulischen Pumpe verbunden, die das zunächst abgelassene Druckmit telvolumen aus dem Vorratsbehälter zurückfördert. Sollte die Druckmittelpumpe ausfallen, so wird das abgelassene Druckmittelvolumen aus dem Hauptbremszylinder ersetzt, dessen Volumen aber bald erschöpft ist. Wenn dieser Fall eintritt, dann ist keine Bremsung mehr möglich. Dieser Zustand darf also nicht auftreten, so daß schon vorge schlagen wurde, eine Pumpenüberwachung durchzuführen, die wie folgt realisiert ist. Die Antriebswelle der Pum pe ist mit einem Drehzahlmesser gekoppelt und der Vor ratsbehälter mit einer Füllstandsanzeige. Wird von der Schlupfregeleinrichtung festgestellt, daß sich die An triebswelle der Pumpe dreht und gleichzeitig eine Volu menentnahme aus dem Vorratsbehälter stattfindet, so wird dies von ihr so interpretiert, daß ein Druckmittelstrom zu den Radbremsen geleitet wird.

Es liegt auf der Hand, daß eine derartige Überwachungs einrichtung, die ihre Information aus zwei Sensoren er hält, sehr aufwendig und gleichzeitig störanfällig ist.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, mit mög lichst einfachen Mitteln eine Überwachungseinrichtung zu realisieren, die eine sichere Information darüber lie fert, ob ein Pumpenförderstrom vorhanden ist. Weiterhin soll festgestellt werden können, ob ein vorhandener Pum penförderstrom so groß ist, daß zumindestens das aus dem Radbremszylinder abgelassene Druckmittel ersetzt werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die Druck- oder in die Saugleitung der Pumpe ein Durchflußsensor ange ordnet ist, dessen Signal der Steuereinheit zugeführt wird, wobei die Steuereinheit eine Sicherheitsschaltung umfaßt, die in der Lage ist, die Druckabbauphase des Re gelalgorithmus in Abhängigkeit vom Signal des Durchfluß sensors zu unterbrechen.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine derartige Über wachungseinrichtung insbesondere für Bremsschlupfregel anlagen interessant ist, deren Druckmittelversorgung keinen Speicher aufweist. Bei derartigen Bremsanlagen wird im allgemeinen der Speicherdruck kontrolliert, so daß jederzeit Informationen über den Ladezustand des Speichers vorhanden sind. Bei Bremsanlagen, bei denen die Pumpe erst im Falle einer Schlupfregelung mit der Förderung beginnt, ist diese Überwachungseinrichtung nicht zu realisieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.

Der Erfindungsgedanke wird anhand der in den beiden Fi guren dargestellten Ausführungsbeispiele weiter verdeut licht.

Fig. 1 zeigt eine Bremsanlage mit Durchfluß sensoren, die in die Druckleitung der Pumpen geschaltet sind;

Fig. 2 zeigt eine Bremsanlage mit einem Durch flußsensor, der in die Saugleitung der Pumpen eingefügt ist.

Die Bremsanlage verfügt über einen Hauptbremszylinder 1, dem ein pneumatischer Kraftverstärker 2 vorgeschaltet ist. In der Bohrung des Hauptbremszylinders 1 sind der Schwimmkolben 4 und der Druckstangenkolben 5 dichtend geführt; sie begrenzen die Arbeitsräume 5 und 6.

In den Kolben 3, 4 sind Zentralregelventile 7, 8 angeord net, die in der Grundstellung der Kolben eine Verbindung der Arbeitsräume 5, 6 mit dem Vorratsbehälter 30 herstel len. Die Zentralregelventile 7, 8 weisen einen Ventil körper 10 auf, der in der Grundstellung an einem gehäu sefesten Stift 9 abgestützt und im Abstand zum Ventil sitz gehalten ist, so daß eine Druckmittelverbindung der Arbeitsräume 5, 6 mit dem Vorratsbehälter 30 besteht.

Beim Betätigen der Bremse gelangen die Kolben 3 und 4 aus ihren Grundstellungen. Infolgesessen bleiben die Ventilkörper 10 nicht länger in der Anlage am gehäuse festen Stift 9, so daß die Druckmittelverbindung Ar beitsraum/Vorratsbehälter 30 unterbrochen ist.

Die Arbeitsräume 5, 6 sind über Bremsmittelleitungen 11, 12 an die Radbremsen angeschlossen. Im Ausführungs beispiel ist eine Diagonalaufteilung dargestellt, wobei der Bremsleitung 11 der linken Vorderradbremse VL und der rechten Hinterradbremse HR und der Bremsleitung 12 der rechten Vorderradbremse VR und der linken Hinterrad bremse HL zugeordnet sind. In die Bremsleitung 11, 12 ist in jeden Abzweig zu einer Radbremse ein Einlaßventil 13 geschaltet, das im stromlosen Zustand offen ist. Paral lel zu den Einlaßventilen 13 ist jeweils ein Rückschlag ventil 29 angeordnet, das zur Radbremse hin sperrt.

Jede Radbremse ist über jeweils ein Auslaßventil 14, das im stromlosen Zustand gesperrt ist, über eine Ent lastungsleitung 15 an den Vorratsbehälter 30 anschließ bar.

Die Bremsanlage verfügt weiterhin über zwei hydraulische Pumpen 16, 17, die über eine Saugleitung 18 aus dem Vor ratsbehälter in die Druckleitungen 19, 20 fördern. Die Druckleitungen 19, 20 sind über Rückschlagventile 21, 22, die zu den Pumpen hin sperren, an die Bremsleitungen 11, 12 angeschlossen.

Im folgenden soll auf die Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bezug genommen werden.

In jede Druckleitung 19, 20 ist nach dem Rückschlagventil 21, 22 ein Durchflußsensor 23, 24 geschaltet. Der Durch flußsensor weist eine Stufenbohrung 26 auf, die in einem Gehäuse 25 ausgebildet ist. In der engen Stufe 26 b der Stufenbohrung 26 ist der Schaltkolben 27 geführt, der die Stufenbohrung in zwei Räume abtrennt. Der Raum in der engen Stufe 26 b ist unmittelbar an die Druckseite der Pumpe angeschlossen, während der Raum in der weiten Stufe 26 a mit der Bremsleitung 11 bzw. 12 in Verbindung steht. Im Raum der engen Stufe 26 b münden zwei Kontakte, die über eine leitfähige Brücke am Schaltkolben 27 mit einander verbunden werden können.

Ähnlich ausgestaltet ist der Druckmittelsensor gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Das Gehäuse 25 ist hier als Hülse 32 ausgeführt, die in einer als Behälter aus gebildete Vorkammer 31 an der Saugseite der Pumpe ange ordnet ist. Die Hülse ist mit dem weiten Umfang so auf den Boden des Behälters aufgesetzt, daß eine Kammer 38 entsteht, der mit der Saugseite der Pumpen verbunden ist. Der Raum außerhalb der Hülse besteht mit dem Vor ratsbehälter 30 in Verbindung.

Am Schaltkolben 27 ist ein Magnet 35 angeordnet, der mit der Verschiebung des Kolbens in die Nähe eines Reed-Kontakts 34 bringbar ist. Der Schaltkolben 27 wird mit einer Feder 33 dichtend in die enge Stufe der Hülse hineingeführt, wobei der Magnet in der Nähe des Reed-Kontakts ist.

Bevor näher die Funktion der Durchflußsensoren dargelegt werden soll, soll kurz die Wirkungssweise der Bremsan lage beschrieben werden.

Zum Beginn einer Bremsung betätigt der Fahrer das Pedal, so daß der Druckstangenkolben 6 hilfskraftunterstützt in die Hauptzylinderbohrung hineingeschoben wird. Dadurch sperrt zunächst das Zentralregelventil 8 in der schon beschriebenen Weise und im Arbeitsraum 6 wird ein Brems druck erzeugt. Dies hat zunächst zur Folge, daß auch der Schwimmkolben 3 verschoben wird, und das Zentralregel ventil 7 schließt, so daß auch im Arbeitsraum 5 ein Bremsdruck erzeugt wird.

Der Bremsdruck pflanzt sich über die Bremsleitung 11, 12 und den stromlos offenen Ventilen 13 zu den Radbremsen fort, wodurch eine Radverzögerung hervorgerufen wird.

Die Winkelgeschwindigkeit der Räder wird von nicht dar gestellten Sensoren registriert, die ihr Signal an eine nicht dargestellte Schlupfregeleinrichtung weiterleiten. Wenn von dieser Schlupfregeleinrichtung festgestellt wird, daß eines der Räder droht zu blockieren, so wird das entsprechende Einlaßventil 13 in seine Sperrstellung geschaltet, und, falls dies nicht zur Wiederbeschleuni gung des Rades ausreicht, das Auslaßventil 14 in seine Offenstellung. Dadurch erfolgt eine Entspannung des Drucks in dem betreffenden Radbremszylinder, da die Ver bindung zwischen Radbremszylinder und dem drucklosen Vorratsbehälter 30 hergestellt ist. Mit dem Beginn der Schlupfregelung wird auch der Motor M, der die Pumpen antreibt, eingeschaltet, so daß nun Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 30 in die Bremsleitung 11 und 12 strömt. Der Förderstrom gelangt in die Arbeitsräume 5 und 6, wo durch die Arbeitskolben 5 und 6 in Richtung auf ihre Grundposition zurückgeschoben werden. Sobald die Grund position erreicht ist, öffnen die Zentralregelventile 7, 8, und zwar gerade in dem Maße, daß in den Arbeitsräu men 5, 6 ein fußkraftproportionaler Druck verbleibt.

Wenn von der Regeleinrichtung festgestellt wird, daß das blockiergefährdete Rad wieder ausreichend beschleunigt ist, dann wird das Auslaßventil 14 geschlossen und das Einlaßventil 13 geöffnet, und es wird Druckmittel aus der Pumpe in die Radbremse gefördert. Dieser Regelzyklus wiederholt sich so lange, bis das Fahrzeug zum Still stand kommt oder aber eine weitere Blockiergefährdung ausgeschlosen werden kann.

Wesentlich bei dieser Schaltung ist, daß das abgelassene Druckmittel stets von der Pumpe nachgeliefert wird, so daß das Druckmittelvolumen in den Arbeitsräumen 5 und 6 nicht erschöpfen kann.

Wenn die Druckmittelversorgung aus den Pumpen 16, 17 aus irgendwelchen Gründen ausfällt, dann ist dies nicht mehr der Fall. Das aus den Radbremsen abgelassene Druckmittel muß stets aus den Hauptbremszylindern nachgefördert wer den, wodurch dieses nach einigen Regelzyklen erschöpft und nur noch eine reduzierte Abbremsung der Räder mög lich ist.

Um diesen Ausfall der Bremsanlage zu verhindern, ist in den Druckleitungen der Pumpen 16, 17 (Ausführungsform nach Fig. 1) bzw. in die Saugleitung der Pumpen 16, 17 (Ausführungsbeispiel nach Fig. 2), ein Durchflußsesnsor geschaltet.

Zunächst soll die Ausführungsform nach Fig. 1 beschrie ben werden. Mit Beginn der Bremsschlußfregelung wird der Pumpenmotor M eingeschaltet, so daß Druckmittel in den Sensor gefördert wird. Dadurch baut sich in der Kammer vor dem Schaltkolben 27 ein Druck auf, der zur Folge hat, daß der Schaltkolben 27 in die weite Stufe 26 a des Drucksensors hineingeschoben wird. Dabei trennt sich der Schaltkolben von den Kontakten, wodurch der Signalkreis unterbrochen ist. Dies wird von der Schlupfregeleinrich tung dahingehend interpretiert, daß Druckmittel aus der Pumpe in die Bremskreise 11, 12 gefördert wird. Der Schaltkolben verschiebt sich so weit in die weite Boh rung 26 a des Drucksensors hinein, so eine Druckmittel verbindung zwischen den Stufen 26 a und 26 b hergestellt ist.

Wenn keine Druckmittelförderung erfolgt, werden die Schaltkolben 26 vom Druck in den Bremsleitungen 11, 12 und von der Feder 33 in ihren Positionen in der engen Stufe des Drucksensors gehalten, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten hergestellt bleibt. Dies wird von der Schlupfregeleinrichtung dahingehend interpretiert, daß keine Druckmittelförderung erfolgt, wodurch die Bremsschlupfregelung unterbrochen wird. Dies bedeutet, daß vor allem die Auslaßventile 14 nicht mehr geöffnet werden.

Da die Pumpe zunächst anlaufen muß, kann erst nach einer gewissen Zeit festgestellt werden, ob die Pumpe in aus reichendem Maße fördert. In diesem Zeitraum muß aber mit den schnell zu schaltenden Ventilen 13, 14 (die Schalt zeiten sind kürzer als die Anlaufzeit der Pumpe) schon der Radbremszylinderdruck geregelt werden, da sonst das Rad vollständig blockiert, obwohl die Druckmittelversor gung intakt ist. Sobald nach einiger Zeit festgestellt wird, daß die Pumpe nicht fördert, wird der Regelvorgang unterbrochen. Bis dahin hat sich zwar ein geringer Volu menverlust im Hauptzylinder eingestellt, der aber im Interessse der Regelgüte bei intakter Anlage hingenommen werden muß.

Der Durchflußsensor 26 kann in vorteilhafter Weise auch in die Saugleitung der Pumpen angeordnet werden, wobei der Schaltkolben von einer Feder 33 in seiner Schließ stellung gehalten ist.

Sobald die Pumpen anfangen zu fördern, entsteht in der Kammer 38 ein Unterdruck, wodurch der Schaltkolben 26 gegen die Kraft der Feder 33 in die Kammer gezogen wird und eine Druckmittelverbindung zum Ausgleichsbehälter 30 hergestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Schaltkolben 26 mit einem Magnet 35 versehen, der mit einem Reed-Kontakt 34 zusammen arbeitet.

Damit soll verdeutlicht werden, daß vielfältige Möglich keiten gegeben sind, die Position des Kolbens zu registrieren, diese sind nicht auf elektrische Ausfüh rungsformen begrenzt, die eine elektrisch leitende Ver bindung über eine Brücke am Kolben 27 vorsehen.

Der Erfindungsgedanke läßt sich auch mit anderen Durch flußsensoren verwirklichen. Es können z.B. Sensoren vor gesehen werden, die nach dem kaliometrischen Prinzip oder magnetisch-induktiv arbeiten. Ebenso können Hitz draht- , Heißfilm- oder Flügelradanemometer eingesetzt werden.

Besonders hingewiesen sei auf die Möglichkeit einer Dif ferenzdruckmessung (Differenzdruckmesser 36). Dazu ist in der Druckleitung eine Blende einzusetzen, so daß sich vor und hinter der Blende ein Druckgefälle einstellt, sobald die Blende durchströmt wird. Der Druckunterschied kann gemessen werden.

Bezugszeichenliste:

1 Hauptbremszylinder
2 pneumatischer Verstärker
3 Schwimmkolben
4 Druckstangenkolben
5 Arbeitsraum
6 Arbeitsraum
7 Zentralregelventil
8 Zentralregelventil
9 gehäusefester Stift
10 Ventilkörper
11 Bremsleitung
12 Bremsleitung
13 Einlaßventil
14 Auslaßventil
15 Entlastungsleitung
16 hydraulische Pumpe
17 hydraulische Pumpe
18 Saugleitung
19 Druckleitung
20 Druckleitung
21 Rückschlagventil
22 Rückschlagventil
23 Durchflußsensor
24 Durchflußsensor
25 Gehäuse
26 Stufenbohrung
26 a weite Stufe
26 b enge Stufe
27 Schaltkolben
28 Kontaktanschlüsse
29 Rückschlagventil
30 Vorratsbehälter
31 Vorkammer
32 stufige Hülse
33 Feder
34 Reed-Kontakt
35 Magnet
36 Differenzdruckschalter
37 Durchflußsensor
38 Kammer

Claims

1. Schlupfgeregelte Bremsanlage mit einem Hauptbremszy linder (1), mindestens einer Druckmittelpumpe (16, 17), einer Steuereinheit (Schlupfregeleinrich tung), die die Winkelgeschwindigkeiten der Räder er faßt, und Ventilen (13, 14), die einer Radbremse zuge ordnet sind, und von der Steuereinheit nach einem Re gelalgorithmus betätigt werden, wobei zum Druckaufbau in der Radbremse mittels des Einlaßventils (13) eine Verbindung zur Druckmittelpumpe (16 bzw. 17) und zum Druckabbau in der Radbremse mittels des Auslaßventils (14) eine Druckmittelverbindung zu einem Vorratsbe hälter (30) hergestellt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß in die Druck- (19 bzw. 20) oder in die Saugleitung (18) der Pumpe (16 bzw. 17) ein Durchflußsensor (23 bzw. 24, 37) angeordnet ist, des sen Signal der Steuereinheit zugeführt wird, wobei die Steuereinheit eine Sicherheitsschaltung umfaßt, die in der Lage ist, die Druckabbauphase des Regel algorithmus in Abhängigkeit vom Signal des Durchfluß sensors (23, 24, 37) zu unterbrechen.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Druckmittel aus der Pumpe (16 bzw. 17) in den Hauptbremszylinder (1) gefördert wird.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Durchflußsensor (23, 24, 37) einen Schaltkolben (27) aufweist, der von einer den Durchfluß sperrenden Position in eine den Durchfluß zulassende Position verschiebbar ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Offen- oder Sperrposition des Schaltkolbens (27) eine elektrisch leitende Ver bindung (28) hergestellt ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß am Schaltkolben (27) ein Magnet (35) befestigt ist, der einen Reed-Kontakt aktiviert.

6. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaltkolben (27) in der en gen Stufe (26 b) einer Stufenbohrung (26) nahezu dich tend geführt ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaltkolben (27) von einer Feder (33) in der Sperrposition gehalten ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Durchflußsensor durch eine Blende und einen Differenzdruckschalter (36) reali siert ist, der die Drücke vor und hinter der Blende vergleicht.

9. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Position des Schaltkolbens mittels einer kapazitiven, induktiven oder opto elektronischen Messung erfaßt wird.