DE3814045C2

DE3814045C2 - Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE3814045C2
Application number: DE3814045A
Authority: DE
Inventors: Norbert Ocvirk; Lutz Weise
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2008-04-27
Also published as: US4950038A; GB2218479A; JPH01311940A; DE3814045A1; FR2630388B1; FR2630388A1; GB8908223D0; GB2218479B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei handelt es sich um Bremsanlagen, die nach dem sog. Rückförderprinzip arbeiten.

Um an den Rädern einen optimalen Schlupf einstellen zu kön nen, muß den Radbremszylindern im Rahmen einer Brems schlupfregelung (ABS-Bremsung) gemäß einem Regelalgorithmus Druckmittel zugeführt und wieder entnommen werden. Zum Druckaufbau wird Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder in die Radbremsen gefördert. Zum Druckabbau wird dieses Druck mittel mittels einer Pumpe in den Hauptbremszylinder zu rückgefördert.

Es ist des weiteren bekannt, diese hydraulische Schaltung auch zur Regelung des Antriebsschlupfes einzusetzen. Dazu wird ein Ventil umgeschaltet, wodurch der Hauptbremszy linder von der Bremsleitung abgekoppelt und ein Druckspei cher angeschlossen wird (ASR-Bremsung). Um z. B. bei einem Anfahrvorgang ein übermäßiges Durchdrehen der Räder zu ver meiden, wird Druckmittel aus dem Speicher zu den Radbremsen geführt, wodurch das Antriebsmoment des Motors durch ein Bremsmoment abgefangen wird. Zur Druckabsenkung wird das Druckmittel aus den Radbremsen mittels der Pumpe wieder in den Speicher zurückgefördert.

Theoretisch besteht ein geschlossenes Druckmittelsystem, da kein neues Druckmittel zugeführt werden muß. Tatsächlich kommt es durch Leckagen in den Leitungen sowie durch Belag verschleiß zu einem erhöhten Druckmittelbedarf, was zur Folge hat, daß der Speicher in gewissen Zeitabständen auf geladen werden muß. Dazu existieren verschiedenste Vor schläge.

Verwiesen sei auf die DE 31 37 286 A1 und die DE 31 37 287 A1. Darin wird vorgeschlagen, daß der Fahrer über den mangelnden Ladezustand des Speichers informiert wird. Dadurch soll er veranlaßt werden, einen Schalter zu betätigen, damit ein Schaltsignal an die Elektromagnet ventile gegeben wird, wodurch eine Druckmittelverbindung zwischen Hauptbremszylinder und dem Speicher hergestellt wird, um die Bremse zu betätigen. Das dabei aus dem Haupt bremszylinder verdrängte Volumen- wird über ein Rückschlag ventil in den Speicher gefördert. Der Fahrer kann dabei un terstützt werden, indem über eine Nebenleitung der Haupt bremszylinder mit dem Eingang der Pumpe verbunden wird, so daß neben der Fußkraft die Saugkraft der Pumpe zur Verfü gung steht, um den Speicher zu laden.

Es liegt auf der Hand, daß dieses Verfahren störanfällig ist, da die Mitarbeit des Fahrers gefördert ist. Kommt der Fahrer der Aufforderung nämlich nicht nach, verbleibt der Druck im Speicher auf einem Niveau, das eine ausreichende Antriebsschlupfregelung nicht gewährleistet. Des weiteren kann es notwendig werden, die Bremse mehrfach zu betätigen, da das Volumen im Hauptbremszylinder nicht ausreicht, den Speicher ausreichend zu laden.

In der gattungsgemäßen DE 34 39 408 C1 wird vorgeschlagen, über die schon erwähnte Nebenleitung bei nicht betätigter Bremse aus dem Vorratsbehälter, der dem Hauptbremszylinder zugeordnet ist, mittels der Rückförderpumpe der Bremsanlage in den Speicher zu fördern. Hierzu ist die Rückförderpumpe selbstansaugend ausge legt. Diese Konstruktion weist zum Laden des Speichers ein elektromagnetisch betätigtes 3/2-Wegeventil auf, das in betä tigter Stellung den Speicher an die Bremsleitung anschließt und den Hauptbremszylinder vom Bremskreis abtrennt. Sollte durch einen Defekt ein derartiges Ventil nach einer Betätigung nicht in seine Grundstellung zurückkehren, wäre die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremsen dauerhaft unterbrochen. Eine Bremsung wäre nicht mehr möglich.

Dasselbe Problem stellt sich in der in der DE 35 34 443 C1 beschriebenen Bremsanlage. Die Bremsanlage, die bei einer Bremsschlupfregelung nach dem Rückförderprinzip arbeitet, ist zum Druckaufbau bei einer Antriebsschlupfregelung in einem Bremskreis mit einem Hochdruckspeicher versehen. Sie wird für die Anwendung bei Fahrzeugen mit zuschaltbarem Allradantrieb im zweiten Bremskreis durch ein Sperrventil, einen Druckmodulator sowie ein auf diesen einwirkendes, den Speicherdruck steuerndes Steuerventil im zweiten Bremskreis erweitert, wobei der Druckmodulator den Bremsdruck des zweiten Bremskreises bei zugeschaltetem Allradantrieb beeinflußt. Auch in dieser Bremsanlage, wird zum Anschluß des Hochdruckspeichers an den ersten Bremskreis ein 3/2-Wegeventil verwendet, welches bei Zuschaltung des Hochdruckspeichers den Hauptbremszylinder vom Bremskreis trennt.

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art mit einer Einrichtung zum Laden des Speichers zu versehen, die unabhängig vom Fahrer arbeitet und bei der die Funktionssicherheit des Bremssystems nicht beein trächtigt wird.

Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des kennzeich nenden Teils des Hauptanspruches gelöst. Dies hat zur Folge, daß auch beim Ladevorgang eine Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern existiert, so daß ein nicht auszuschließendes Klemmen von Ventilteilen nicht zu einem Ausfall des Bremssystems führt. Die Ventileinheit aus drei elektromagnetisch betätigten 2/2-Wege-Trennventilen erhöht die Funktionssicherheit, da das erste Trennventil in der Brems leitung beim Ladevorgang nicht geschlossen wird.

Zum Überwachen des Ladevorganges werden Druckschalter in das Bremssystem eingefügt, die den Druck sowohl im Hauptbrems zylinder als auch im Speicher überwachen.

Bei Verwendung elektromagnetisch betätigter Trennventile ist eine Betätigung unabhängig von den Druckverhältnissen und voneinander möglich.

Des weiteren ist es vorteilhaft, auch die Regelventile, d. h. das Ein- und Auslaßventil als zwei Einzelventile darzustellen, da nun alle Schaltvariationen benutzt werden können.

Die Bremsanlage kann nun so gesteuert werden, daß für eine ABS-Regelung (Regelung des Bremsschlupfes) der Hauptzylinder an die Bremsleitung angeschlossen ist, während für eine ASR-Regelung (Antriebsschlupfregelung) der Druckspeicher mit der Brems leitung kommuniziert. Zum Laden des Speichers wird durch- Öffnen sowohl des Einlaß- als auch des Auslaßventils eine Druckmittel- Verbindung über die Bremsleitung, das Einlaßventil, das Auslaßventil und den Hilfskreis zum Druckspeicher 20 herge stellt. Die Pumpe fördert somit aus dem Hauptbremszylinder bzw. aus dem an den Hauptbremszylinder angekoppelten Vorratsbehälter in den Speicher. Ein Zurückfließen des Druckmittels in den Hauptbremszylinder wird durch ein Ladeventil im Hilfskreis bzw. dessen Teilstück zwischen Speicher und Bremsleitung vermieden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Er findungsidee näher erläutert werden.

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptbremszylinder 1 mit zwei Bremskreisen I, II. Dem Hauptbremszylinder 1 vorgeschaltet ist ein Verstärker, der von einem Pedal 5 betätigt wird. In der Grundstellung des Hauptbremszylinders (das Pe dal ist nicht betätigt) stehen die Arbeitsräume des Haupt bremszylinders 1 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung. Der Hauptbremszylinder 1 weist zwei Bremskreise I, II auf, wobei an dem einen Bremskreis I die angetriebenen Räder der Hinterachse angeschlossen sind. Grundsätzlich sind auch andere Bremskreisaufteilungen möglich. Die Haupt zylinderleitung 2, in der das ABS-Ventil 23 eingeschaltet ist, führt zur Bremsleitung 6, die sich in zwei Zweiglei tungen 7, 8 aufteilt, die zu je einer Radbremse 9 und 10 führen. In den Zweigleitungen 7 und 8 ist je ein Einlaßven til eingeschaltet. Über einen Hilfskreis 13 stehen die Radbremsen 9 und 10 über je ein Auslaßventil 15,16 mit der Saugseite der Pumpe 14 in Verbindung. Der Ausgang der Pumpe steht über ein weiteres Teilstück des Hilfskreises 13 mit der Bremsleitung 6 in Verbindung. In die Nebenleitung 13 mündet die Speicherleitung 24 ein, die an den hydraulischen Speicher 20 angeschlossen ist. In die Speicherleitung 24 ist das ASR-Ventil 21 eingefügt. Zwischen dem Einmündungs punkt der Speicherleitung 24 in die Nebenleitung 13 und dem Einmündungspunkt der Hauptzylinderleitung 2 in die Brems leitung 6 befindet sich das Verbindungsstück 28 des Hilfskreises 13, in der das Ladeventil 22 eingesetzt ist. Einge fügt ist ebenfalls ein Rückschlagventil 27, das zur Brems leitung hin öffnet. Die Ventile 21, 22, 23 bilden eine Ven tileinheit und werden zum Aktivieren der verschiedenen Be tätigungsarten der hydraulischen Bremse gemeinsam ange steuert.

Der Saugseite der Pumpe ist ein Zwischenspeicher 19 zuge ordnet, in den das aus den Radbremszylindern abgelassene Druckmittel aufgenommen werden kann.

Die Pumpe 14 wird von einem Motor M angetrieben. Es handelt sich dabei vorzugsweise um eine Kolbenpumpe, der Saug- und Druckventile 17 und 18 zugeordnet sind. Hinzuweisen ist noch auf Druckschalter, die den Druck im Speicher 20 (Druckschalter 25) und den Druck im Hauptbremszylinder 1 (Druckschalter 26) überwachen.

Bei den angesprochenen Ventilen handelt es sich um 2/2-Wegeventile, die elektromagnetisch betätigt werden. Ihre Grundpositionen sind durch die Symbole in der Figur dargestellt.

Die Bremsanlage kann auf vier verschiedene Arten betätigt werden.

- konventionelle Bremsung
- ABS-Bremsung
- ASR-Bremsung
- Laden des Speichers.

Zum Betätigen der Bremse wird das Pedal 5 betätigt und der Verstärker 3 angesteuert. Die Pedalkraft sowie die Verstär kerkraft belasten den Hauptbremszylinder 1, wodurch dessen Arbeitsräume verkleinert werden. Das Druckmittel wird über die Leitung 2, das offene ABS-Ventil 23, die Bremsleitung 6 sowie die Zweigleitungen 7 und 8 und die offenen Einlaß ventile 11 und 12 zu den Radbremszylindern 9, 10 geführt. Die Radbremsen werden betätigt (konventionelle Bremsung).

Während einer konventionellen Bremsung wird das Drehverhal ten der Räder laufend überwacht. Wird dabei festgestellt, daß eines der Räder droht zu blockieren, so wird eine ABS-Bremsung eingeleitet. Die ABS-Bremsung kennt drei Phasen:

In der Druckhaltephase ist sowohl das Einlaßventil 11, 12 als auch das Auslaßventil, 5, 16 geschlossen. Der Druck im zugehörigen Radbremszylinder bleibt konstant.

In der Druckabbauphase wird das Auslaßventil 15, 16 geöff net, so daß das Druckmittel aus den zugehörigen Radbrems zylindern in den Zwischenspeicher 19 gelangt. Von dort för dert es die Pumpe 14 über das Rückschlagventil 27, dem of fenen Ladeventil 22 sowie dem offenen ABS-Ventil 23, zurück in den Hauptbremszylinder 1.

In der Druckaufbauphase ist das Auslaßventil 15, 16 wieder geschlossen und das Einlaßventil 11, 12 wieder geöffnet, so daß das Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder wieder in den Radbremszylinder gelangt.

Die Ventile 11, 12, 15, 16 werden dabei nach einem Regel algorithmus betätigt, der sich aus dem Drehverhalten der Räder ableitet, so daß an den Rädern ein Schlupf einge stellt wird, der es erlaubt, an den Rädern sowohl Längs- als auch Seitenkräfte zu übertragen.

Die Radbremsen können auch genutzt werden, um einem über schüssigen Antriebsmoment ein Bremsmoment entgegenzusetzen. Ein Durchdrehen der Räder wird dadurch vermieden.

Bei einer ASR-Bremsung wird durch Umschalten des ABS-Ven tils 23 und des ASR-Ventils 21 der hydraulische Speicher 20 anstelle des Hauptzylinders 1 an die Bremsleitung 6 ange schlossen. Auch bei einer ASR-Bremsung können die drei schon genannten Phasen unterschieden werden. Zum Druckauf bau wird Druckmittel aus dem Speicher 20 über das offene ASR-Ventil 21, die Leitung 24 das offene Ladeventil 22, die Bremsleitung 6 und die Einlaßventile 11 bzw. 12 Druckmit tel zu den Radbremszylindern 9 bzw. 10 geleitet. Zum Druck abbau fördert die Pumpe 14 über die Auslaßventile 15, 16 Druckmittel aus den Radbremszylindern 9 bzw. 10 zurück in den Speicher 20.

Da das ABS-Ventil 23 gesperrt ist, gelangt kein Druckmittel in den Hauptbremszylinder 1.

Der Druckmittelspeicher 20 wird laufend durch einen Druck schalter 25 überwacht. Sinkt der Druck im Speicher unter halb eines bestimmten Wertes, der vom Druckschalter 25 re gistriert wird, so wird ein Ladevorgang eingeleitet. Vor aussetzung dafür ist, daß keine Bremsung stattfindet, d. h. der Druckschalter 26 keinen Druck im Hauptbremszylinder an zeigt, und daß keine ASR-Bremsung abläuft. Sobald die ge nannten Kriterien gegeben sind, schaltet das ASR-Ventil 21 in seine Offenstellung, das Ladeventil 22 in seine Sperr- Stellung und das Auslaßventil 15 in seine Offenstellung. Das ABS-Ventil 23 bleibt in seiner Offentellung, ebenso das Einlaßventil 11. Zusätzlich kann auch das Auslaßventil 16 umgeschaltet werden. Dadurch wird dem Druckmittelstrom ein größerer Querschnitt zur Verfügung gestellt. Die Pumpe för dert nun aus dem Hauptbremszylinder 1, der bei nichtbetä tigtem Pedal an den Vorratsbehälter 4 angeschlossen ist, über die Leitung 2, 6, 7 bzw. 8, die offenen Ventile 11, 15 bzw. 12, 16 und den Hilfskreis 13 in die Speicherleitung 24 und damit in den hydraulischen Speicher 20. Ein Zurück fließen des Druckmittels in den Hauptzylinder 1 wird durch das Ladeventil 22 vermieden.

Mit Betätigen des Pedals 5, was durch einen Pedalschalter überwacht werden kann, wird der Ladevorgang unterbrochen und in den Radbremsen kann sofort ein Druck aufgebaut wer den, da die Ventile 23 und 11 bzw. 12 in ihrer Offenstel lung sind.

Der Ladevorgang wird dann beendet, wenn der Druckschalter 25 einen oberen Grenzwert anzeigt.

Bezugszeichenliste

1 Tandemhauptzylinder
2 Hauptzylinderleitung
3 Verstärker
4 Vorratsbehälter
5 Pedal
6 Bremsleitung
7 Zweigleitung
8 Zweigleitung
9 Radbremse hinten rechts
10 Radbremse hinten links
11 Einlaßventil
12 Einlaßventil
13 Hilfskreis
14 Pumpe
15 Auslaßventil
16 Auslaßventil
17 Saugventil
18 Druckventil
19 Zwischenspeicher
20 Speicher
21 ASR-Ventil
22 Ladeventil
23 ABS-Ventil
24 Speicherleitung
25 Druckschalter
26 Druckschalter
27 Rückschlagventil
28 Verbindungsleitung (Teilstück der Nebenleitung 13)

Claims

1. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem vom Fahrer zu betätigenden Hauptbremszylinder (1), dessen Arbeitsraum bei nicht betätigter Bremse mit einem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, mit einem von einer Pumpe (14) aufladbaren hydraulischen Speicher (20), wobei mittels einer Ventileinheit (21, 22, 23) entweder der Hauptbrems zylinder (1) oder der hydraulische Speicher (20) an eine Bremsleitung (6) angeschlossen ist, die zu der Radbremse (9, 10) eines angetriebenen Rades führt, mit einem Einlaß ventil (11, 12) in der Bremsleitung (6), einem Hilfskreis (13), in den die Pumpe (14) eingesetzt ist, die über ein Auslaßventil (15, 16) aus dem Radbremszylinder (9, 10) in die Bremsleitung (6) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (21,22, 23) durch drei Trennventile dar gestellt ist, wobei ein erstes Trennventil (23) den Anschluß des Hauptbremszylinders (1) an die Bremsleitung (6) und ein zweites Trennventil (21) den Anschluß des hydraulischen Speichers (20) an,den druckseitigen Hilfskreiszweig über wacht und wobei ein drittes Trennventil (22) in den druckseitigen Hilfskreiszweig eingefügt ist und daß zum Aufladen des hydraulischen Speichers (20) durch die Pumpe (14) die Ventileinheit (21, 22, 23) in eine Schaltstellung gebracht wird, in der das erste (23) und das zweite (21) Trennventil durchlässig sind und das dritte Trennventil (22) sperrt, wobei gleichzeitig das Einlaßventil (11, 12) und das Auslaßventil (15, 16) in die Durchlaßstellung geschaltet sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druck im Hauptbremszylinder (1) und der Druck im hydraulischen Speicher (20) durch je einen Druckschalter (25, 26) überwacht sind.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventileinheit (21, 22, 23) durch drei 2/2-Wegeventile dargestellt ist, die elektromagnetisch betätigt werden.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in den druckseitigen Hilfskreiszweig ein Rückschlagventil (27) eingesetzt ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Einlaßventil (11, 12) und das Auslaßventil (15, 16) durch je ein elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil dargestellt sind.

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß an den Hilfskreis (13) auf der Saugseite der Pumpe ein Zwischenspeicher (19) ange schlossen ist.