DE3813832A1 - Hydraulische bremsanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraft­ fahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Antiblockierregelsysteme (ABS, ABV) einer hydraulischen Kraft­ fahrzeug-Bremsanlage zeichnen sich dadurch aus, daß die Brems­ drücke in den Radbremszylindern selbsttätig moduliert werden, sobald und solange die Fahrzeugräder infolge zu starker Bremsbe­ tätigung - in Relation zum jeweiligen Straßenzustand - zum Blockieren neigen. Während der Druckmodulation folgen im allge­ meinen die Regelphasen "Druckhalten", "Druckabbau" und "Druck­ aufbau" aufeinander in der Weise, daß die Fahrzeugräder in einem engen Schlupfbereich mit optimaler Bremswirkung geregelt werden.

Neben Antiblockierregelsystemen des geschlossenen Typs, bei denen während des Regelvorganges in der Regelphase "Druckabbau" durch eine elektrisch angetriebene Rückförderpumpe Bremsflüssigkeit aus den betroffenen Radbremszylindern in den Hauptbremszylinder zurückgefördert wird, sind auch Antiblockierregelsysteme des offenen Typs bekannt, bei denen während des Regelvorganges in der Regelphase "Druckabbau" über Auslaßventile Bremsflüssigkeit aus den betroffenen Radbremszylindern in einen drucklosen Brems­ flüssigkeitsvorratsbehälter abgelassen wird. Bei den Regelsystemen des offenen Typs ist jeweils ein Volumen-Druckspeicher vorgesehen, aus dem dann für die Regelphase "Druckaufbau" das benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen entnommen und mit der erforderlichen Druckhöhe in die jeweils betroffenen Radbremszylinder befördert wird.

Bei bekannten Bremsanlagen mit einem Antiblockierregelsystem dieses Typs sind die Volumen-Druckspeicher im allgemeinen als Membranspeicher ausgebildet, die durch eine von einem Elektro­ motor angetriebene Kolbenpumpe aus einem Bremsflüssigkeitsvorrats­ behälter mit Bremsflüssigkeit gefüllt und auf den notwendigen Druck aufgeladen werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer hydrau­ lischen Bremsanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art den Aufwand für die Bereitstellung des in der Regelphase "Druckaufbau" benötigten Bremsflüssigkeitsvolumens unter Aufrechterhaltung der zuverlässigen Funktionsweise der Anlage zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß wird also die für den Betrieb des Kraftfahrzeug- Verbrennungsmotors erforderliche und sowieso vorhandene Öldruck­ pumpe oder aber der im Saugrohr des Kraftfahrzeug-Verbrennungs­ motors entstehende Unterdruck als Druckquelle ausgenutzt, um für die Regelphase "Druckaufbau" den erforderlichen Speicher­ druck des Volumen-Druckspeichers zu erzeugen.

Eine besondere Pumpe zum Aufladen des Volumen-Druckspeichers und ein die Pumpe antreibender Elektromotor nebst zugehöriger Energieversorgung werden nicht mehr benötigt. Das bedeutet nicht nur eine von der Kostenseite her interessante Reduzierung des apparativen und baulichen Aufwandes, sondern auch eine spürbare Verringerung des zur Unterbringung der Anlage erforder­ lichen Bauraums, was bei den heutigen kompakten Personenkraft­ wagen oft noch wichtiger als eine Kostenreduzierung ist.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in prinzipienhafter Darstellung Fig. 1 eine hydraulische Bremsanlage gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine Detaildarstellung des darin verwendeten Volumen-Druckspeichers.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Antiblockierregelsystem des offenen Typs, von dem jedoch lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Bauelemente dargestellt sind.

Die Radbremszylinder 5 der Fahrzeugräder werden bei Betätigung des Bremspedals 3 in üblicher Weise über nicht weiter bezifferte Bremsleitungen von einem Hauptbremszylinder 1 mit Bremsflüssigkeit versorgt, wobei im Ausführungsbeispiel zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder ein Bremskraftverstärker 2 zwischenge­ schaltet ist. Der dem Hauptbremszylinder 1 zugeordnete übliche drucklose Vorratsbehälter der hydraulischen Bremsanlage ist mit 4 beziffert.

Als Teil des Antiblockierregelsystems, dessen Radsensoren und dessen elektronische Steuer- und Regeleinrichtung nicht weiter dargestellt ist, sind in den vom Hauptbremszylinder 1 zu den Radbremszylindern 5 führenden Bremsleitungen je ein elektromagne­ tisch betätigbares Einlaßventil 6 und in von den Radbremszylindern zum drucklosen Vorratsbehälter 4 führenden Rücklaufleitungen je ein elektromagnetisch betätigbares Auslaßventil 7 angeordnet. Während eines durch Blockiergefahr ausgelösten Regelvorganges des Antiblockierregelsystems wird durch Umschalten der betroffenen Ein- und Auslaßventile 6 bzw. 7 in der Regelphase "Druckabbau" aus den betroffenen Radbremszylindern 5 Bremsflüssigkeit in den drucklosen Vorratsbehälter 4 abgelassen.

Wenn der Druck in den Radbremszylindern 5 in einer nachfolgenden Regelphase "Druckaufbau" wieder erhöht werden soll, wird - nach­ dem die zuvor geöffneten Auslaßventile 7 wieder in ihren darge­ stellten gesperrten Zustand zurückgeschaltet wurden - aus einem unter ausreichend hohem Druck stehenden Volumen-Druckspeicher 8 Bremsflüssigkeit in die betroffenen Radbremszylinder 5 be­ fördert, indem die zuvor gesperrten elektromagnetisch betätig­ baren Schaltventile 9 in den geöffneten Zustand umgeschaltet werden.

Abweichend von sonst üblichen Anordnungen ist keine elektromo­ torisch betriebene Pumpenanordnung vorgesehen, um den Volumen- Druckspeicher 8 mit Bremsflüssigkeit zu befüllen und auf den notwendigen Druck aufzuladen. Statt dessen wird der Volumen-Druck­ speicher einerseits in geeigneten Betriebsphasen unter Zwischen­ schaltung eines Rückschlagventils 15 unmittelbar aus dem druck- Losen Vorratsbehälter 4 mit Bremsflüssigkeit befüllt und durch während des Betriebes des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors sowieso zur Verfügung stehende Druckquellen zumindest während der Regelphase "Druckaufbau" mit dem erforderlichen Druck beauf­ schlagt.

Vorzugsweise wird der im Saugrohr des Kraftfahrzeug-Verbrennungs­ motors entstehende Unterdruck als Druckquelle ausgenutzt, um im Volumen-Druckspeicher 8 den während der Regelphase "Druckauf­ bau" erforderlichen Bremsflüssigkeitsdruck zu erzeugen.

Das Saugrohr des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors ist in der Zeichnung lediglich schematisch angedeutet und mit 10 beziffert. Über ein elektromagnisches Schaltventil 11 kann der im Saugrohr herrschende Unterdruck nach Bedarf über eine nicht weiter beziffer­ te Leitungsverbindung am Volumen-Druckspeicher 8 zur Wirkung gebracht werden.

In Fig. 2 ist der Volumen-Druckspeicher 8 und die mit diesen zusammenwirkenden Bauelemente etwas detaillierter dargestellt.

Der Volumen-Druckspeicher besteht im wesentlichen aus einem bremsflüssigkeitsgefüllten Zylinderraum 81, dessen Kammervolumen durch einen axial verschieblich in ihm gelagerten Hydraulikkolben 82 veränderbar ist und dessen maximales Kammervolumen so bemessen ist, daß es selbst für Vollbremsungen aus der Höchstgeschwindig­ keit heraus ausreicht, den gesamten Bedarf der Radbremszylinder 5 an Bremsflüssigkeit zu decken. Der Zylinderraum 81 besitzt einerseits eine Leitungsverbindung zum drucklosen Vorratsbehälter 4, in die ein Rückschlagventil 15 eingeschaltet ist, und anderer­ seits eine zu den beiden Bremskreisen der Bremsanlagen führende Leitungsverbindung 16, in der die vorerwähnten elektromagnetischen Schaltventile 9 angeordnet sind.

Der Hydraulikkolben 82 ist über eine Druckstange 83 mit einem Arbeitskolben 84 gekoppelt, welcher in einem Arbeitszylinder 85 mit zwei Arbeitskammern 87 und 88 axial verschieblich gelagert ist. Die Arbeitskammer 87 besitzt einen nicht weiter bezifferten Leitungsanschluß, über den sie mittels eines elektromagnetischen Schaltventils 11 nach Bedarf entweder mit dem Saugrohr 10 des Verbrennungsmotors oder mit der Außenatmosphäre 14 verbunden werden kann. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schaltzustand das Schaltventils 11 besteht eine Verbindung zum Saugrohr 10 des Verbrennungsmotors, so daß in der Arbeitskammer 87 ein entsprechender Unterdruck herrscht. In der zweiten Arbeitskammer 88 herrscht dagegen Atmosphärendruck, weil diese über den Leitungs­ anschluß 17 mit der atmosphärischen Luft in Verbindung steht. Auf den Arbeitskolben 84 und den mit diesem über die Druckstange 83 gekoppelten Hydraulikkolben 82 wirkt somit eine in der Zeichnung nach rechts gerichtete Kraft, durch welche die Höhe des im Zylinderraum 81 herrschenden Bremsflüssigkeitsdrucks bestimmt wird. In der Regelphase "Druckaufbau" wird somit nach Umschalten der Schaltventile 9 in ihren geöffneten Zustand Bremsflüssigkeit unter dem unter Druck stehenden Zylinderraum 81 in die betroffenen Radbremszylinder 5 befördert. Da der Druck im Zylinderraum 81 die Höhe des Blockierdrucks der einzelnen Radbremszylinder 5 erreichen muß, müssen die wirksamen Flächen des Arbeitskolbens 84 und des Hydraulikkolbens 82 unter Berücksichtigung des Unter­ drucks natürlich entsprechend aufeinander abgestimmt sein.

Nach jedem Regelbremsvorgang wird der Zylinderraum 81 nach Sperren der Schaltventile 9 wieder mit Bremsflüssigkeit aufge­ füllt, indem das elektromagnetische Schaltventil 11 umschaltet und dadurch einerseits die Leitungsverbindung von der Arbeits­ kammer 87 zum Saugrohr 10 unterbricht und gleichzeitig eine Leitungsverbindung zur Außenatmosphäre herstellt. Nach Fortfall der unterdruckbedingten Kolbenkraft wird der Arbeitskolben 84 und damit der Hydraulikkolben 82 durch eine Rückdruckfeder 86 in die ursprüngliche - links liegende - Ausgangslage zurückge­ drückt, wodurch aus dem drucklosen Vorratsbehälter 4 - unter Öffnung des Rückschlagventils 15 - Bremsflüssigkeit in den Zylinderraum 81 gesaugt wird.

Ein solcher Nachfüllvorgang muß erforderlichenfalls auch dann zwischengeschaltet werden, wenn bei Abbremsung des Fahrzeuges aus überhöhten Geschwindigkeiten bei Glatteis (sehr niedriger Haftbeiwert) während der Regelphase "Druckaufbau" das Kammer­ volumen des Zylinderraums 81 nicht für die gesamte Abbremsung ausreicht. In einem solchen Fall muß für alle Räder während der Regelung eine verlängerte Druckhaltephase eingelegt werden, während der zur Nachfüllung des Zylinderraums 81 die Schaltventile 9 und das elektromagnetische Schaltventil 11 kurzzeitig in oben beschriebener Weise umgeschaltet werden.

Grundsätzlich ist es auch möglich, als Druckquelle für den Volumen-Druckspeicher 8 zum Beispiel die Öldruckpumpe des Kraft­ fahrzeug-Verbrennungsmotors heranzuziehen. Eine solche Variante ist in Fig. 2 strichliert angedeutet. Bei einer solchen Anordnung steht die Arbeitskammer 87 abweichend von der zeichnerischen Darstellung ständig mit atmosphärischer Luft in Verbindung, wohingegen die Arbeitskammer 88 über eine Leitung 17′ mittels des elektromagnetischen Schaltventils 11′ nach Bedarf entweder mit der Öldruckpumpe 12′ des Kraftfahrzeugs oder aber mit dessen druckloser Motorölwanne 13′ verbunden wird. Wenn die Arbeits­ kammer 88 mit der Öldruckpumpe 12′ verbunden ist, werden der Arbeitskolben 84 und der Hydraulikkolben 82 wieder von einer nach rechts gerichteten Kraft beaufschlagt. Diese Variante bietet sich insbesondere dann an, wenn als Verbrennungsmotor kein Ottomotor, sondern ein Dieselmotor eingesetzt ist.

Claims (1)

1. Hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Anti­ blockierregelsystem des offenen Typs, bei dem während eines Regelvorganges in der Regelphase "Druckabbau" Bremsflüssigkeit aus den betroffenen Radbremszylindern in einen drucklosen Vorrats­ behälter abgelassen und in der Regelphase "Druckaufbau" aus einem unter Druck stehenden Volumen-Druckspeicher in die be­ troffenen Radbremszylinder befördert wird, gekennzeichnet durch die Verwendung der Öldruckpumpe (12′) des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors oder des im Saugrohr (10) des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors entstehenden Unterdrucks als Druckquelle für den während der Regelphase "Druckaufbau" erforderlichen Speicherdruck des Volumen-Druckspeichers (8).