DE4017700A1 - Bremsanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige Bremsanlagen sind in vielen Ausführungs­ formen bekannt. Dies gilt vor allem für die Kombination von Antiblockierregelung und Antriebsschlupfregelung, wobei bevorzugt auf eine spezielle Ausbildung des Antiblockiersystems zurückgegriffen wird. Dieses umfaßt zumindest ein Einlaß- und ein Auslaßventil sowie eine Rückförderpumpe, welche die Bremsflüssigkeit aus der Rückleitung bei einer Antiblockierregelung zurück in die Bremsleitung fördert. In der Regel findet eine Zwischenspeicherung der Bremsflüssigkeit in einem separaten Speicher statt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit mög­ lichst wenigen Zusatzelementen einen erfolgreichen Bremsdruckaufbau auch für die Antriebsschlupfregelung vorzusehen.

Vorteile der Erfindung

Die Vorteile der Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 liegen vor allem darin, daß die Rückförderpumpe ebenfalls zum Aufbau der Antriebs­ schlupfregelung benutzt wird, wobei die dafür benötigte Bremsflüssigkeit aus einem separaten Druckspeicher geholt wird. Um beide Regelsysteme voneinander getrennt durchführen zu können, ist ein Umschaltventil zwischen Rückförderpumpe und Druckspeicher notwendig.

In der Regel wird es notwenig sein, für die Anti­ blockierregelung einen separaten Speicher vorzusehen, so daß die Rückförderpumpe einmal mit diesem Speicher zur Antiblockierregelung und zum anderen über ein öffenbares Umschaltventil mit dem Druckspeicher zur Antriebsschlupfregelung verbunden werden kann.

Bevorzugt ist die Rückförderpumpe im Gegensatz zu den meisten Konzepten nach dem Stand der Technik nicht selbstansaugend ausgebildet. Dies bedeutet, daß in der Bremsanlage selbst kein Unterdruck ent­ steht und es zu keinem Verschäumen der Bremsflüssig­ keit kommt.

Die Auslegungsdaten von Speicher und Druckspeicher können im übrigen sehr ähnlich sein, hierdurch wird die Entnahme durch die Rückförderpumpe nicht negativ beeinträchtigt.

Der Druckspeicher ist über ein Rückschlagventil mit der Bremsleitung zwischen Hauptbremszylinder und Umschaltventil verbunden. Diese Verbindung dient vor allem dazu, anfänglich den Druckspeicher mit entsprechendem Medium zu füllen. Diesem Rückschlag­ ventil ist ein Druckbegrenzungsventil in einem Bypaß zugeordnet, welches vor allem die Aufgabe hat, einen Überdruck in der Leitung zwischen Druckspeicher und Bremsleitung beispielsweise infolge Wärmeausdehnung zu begrenzen. Dieses Druckbegrenzungsventil sollte auf etwa 50 bar eingestellt sein.

Ein weiteres Druckbegrenzungsventil ist zwischen der Zuleitung von Förderpumpe zu Radbremszylinder und der Verbindungsleitung von Druckspeicher zu Brems­ leitung vorgesehen. Die Verbindung befindet sich nach dem Rückschlagventil und hat vor allem den Zweck, das Druckniveau beim Aufbau der Antriebsschlupfregelung in der Bremsleitung zu begrenzen. Bei einer Druck­ überschreitung von beispielsweise 100 bar öffnet dieses Druckbegrenzungsventil und entlastet die Bremsleitung zum Druckspeicher hin.

Der Kern der Erfindung ist der Vorschlag eines ein­ fachen Konzeptes für eine Antriebsschlupfregelung ohne zusätzliche Ansaugleitungen. Damit verringern sich die Probleme der Leitungsverlegung und des Behäl­ teranschlusses.

Bei einer Antiblockierregelung sind die genannten Umschaltventile nicht angesprochen, sondern das Einlaß­ ventil vor dem Radbremszylinder schließt, während das Auslaßventil bei gewünschter Druckminderung öffnet. Damit gelangt Bremsflüssigkeit wieder aus dem Radbrems­ zylinder zurück in eine Rückleitung und zur Rückförder­ pumpe bzw. zu dem entsprechenden Speicher. Die Rück­ förderpumpe kann dann die Bremsflüssigkeit wieder zurück in die Bremsleitung fördern.

Bei Antriebsschlupfregelung wird dagegen der Haupt­ bremszylinder durch das Umschaltventil abgekoppelt und das andere Umschaltventil zwischen Rückförder­ pumpe und Druckspeicher geöffnet. Die Rückförderpumpe fördert nun Bremsflüssigkeit über das geöffnete Einlaß­ ventil zum Radbremszylinder. Eine Druckmodulation findet durch Ansprechen von Einlaß- und Auslaßventil statt. Der Arbeitsdruck in dieser Leitung wird im übrigen durch das oben genannte Druckbegrenzungs­ ventil begrenzt, so daß bei überhöhtem Druck über dieses Druckbegrenzungsventil die Rückförderpumpe Bremsflüssigkeit wieder in den Druckspeicher zurück­ fördert und nicht in den Radbremszylinder.

Wesentlich ist, daß beim Abschalten der Antriebs­ schlupfregelung zuerst das Umschaltventil zwischen Rückförderpumpe und Druckspeicher schließt. Die Rück­ förderpumpe selbst sollte noch bei geschlossenem Einlaßventil und geöffnetem Auslaßventil weiterlaufen, so daß Bremsflüssigkeit über das Druckbegrenzungsventil zum Druckspeicher gefördert werden kann und diesen wieder auffüllt.

Zeichnung

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschrei­ bung der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in ihrer einzigen Figur eine blockschaltbild­ liche Darstellung eines Ausschnittes aus einer Brems­ anlage.

Die erfindungsgemäße Bremsanlage besitzt einen Haupt­ bremszylinder 1 mit einem diesem zugeordneten Brems­ kraftverstärker 2, der von einer Kolbenstange 3 beauf­ schlagbar ist. Letzteres geschieht unter einem Druck auf ein Bremspedal 4.

Dem Hauptbremszylinder 1 sitzt ein Speicher 5 für Bremsflüssigkeit auf. Diese Bremsflüssigkeit kann unter der Einwirkung eines Bremsdruckes aus dem Haupt­ bremszylinder 1 bzw. entsprechenden nicht näher darge­ stellten Bremskammern in die jeweiligen Bremsleitungen I bzw. II gelangen.

Über die Bremsleitung II ist der Hauptbremszylinder 1 mit einem entsprechenden Radbremszylinder 6 eines Rades 7 verbunden. In diese Verbindung ist zum einen ein Einlaßventil 8 sowie ein Umschaltventil 9 einge­ schaltet. Beide Ventile sind bevorzugt Magnetventile.

Das Einlaßventil 8 dient vor allem einer später be­ schriebenen Antiblockierregelung, wobei es zum Druck­ halten in eine Sperrstellung geschaltet werden kann. Eine Entlastung des Radbremszylinders 6 erfolgt dann über ein Auslaßventil 10, welches ebenfalls bevorzugt ein Magnetventil ist. Dieses Auslaßventil 10 verbindet die Bremsleitung II zwischen Einlaßventil 8 und Rad­ bremszylinder 6 mit einer Rückleitung 11 zu einem Speicher 12. Dieser Speicher 12 nimmt zurückgeführte Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder 6 auf.

Der Speicher 12 steht mit einer Rückförderpumpe 13 in Verbindung, welcher ein Pumpeneinlaß- und Pumpen­ auslaßventil 14 und 15 zugeordnet sind. Andererseits steht die Rückförderpumpe 13 sowohl über ein Rück­ schlagventil 16 mit der Bremsleitung II zwischen Umschaltventil 9 und Einlaßventil 8 in Verbindung als auch über ein weiteres Druckbegrenzungsventil 17 mit einer Leitung 18 zu einem weiteren Druckspeicher 19. Zwischen Druckspeicher 19 und der Rückförderpumpe 13 bzw. dem Speicher 12 besteht eine Verbindung 20, die bei Normalbetrieb durch ein Umschaltventil 21 gesperrt ist.

Ferner besteht zwischen dem Druckspeicher 19 und der Bremsleitung II von der Leitung 18 aus eine Ver­ bindung mittels einer Leitung 22, in die ein Rückschlag­ ventil 23 eingeschaltet ist. Dieses Rückschlagventil 23 ist von einer Bypaßleitung 24 umgeben, in welcher ein Druckbegrenzungsventil 25 vorgesehen ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist folgende: Beim Befüllen oder Entlüften der Bremsanlage wird der Druckspeicher 19 über das Rückschlagventil 23 bzw. die Leitungen 22 und 18 gefüllt. Dabei geht ein Federspeicher in dem Druckspeicher auf Anschlag, z. B. bei 10 bar. Das Druckbegrenzungsventil 25 dient in der Bypaßleitung 24 im wesentlichen dazu, einen möglicherweise vorhandenen Überdruck infolge Wärme­ ausdehnung in den Leitungen 18 bzw. 22 zu begrenzen. Die Auslegungsdaten des Druckspeichers 19 können denjenigen des Speichers 12 im übrigen ähneln.

Ein normales Bremsen erfolgt so, daß Bremsflüssigkeit über die Bremsleitung II durch die geöffneten Ventile 9 und 8 zum Radbremszylinder 6 gelangen kann. Bei gefülltem Druckspeicher 19 wird der normale Bremsvor­ gang nicht beeinflußt. Hat sich allerdings der Druck­ speicher 19 beispielsweise durch Leckagen am Rück­ schlagventil 23 oder dem Druckbegrenzungsventil 17 bzw. 25 teilweise entleert, so wird dieses Leckage­ volumen beim nächsten Bremsvorgang ausgeglichen, d. h. Bremsflüssigkeit gelangt nicht nur zum Radbrems­ zylinder 6, sondern auch über die Leitungen 22 und 18 zum Druckspeicher 19. Dies führt zu einer geringen Bremspedalwegverlängerung, da mehr Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 1 ausgedrückt werden muß.

Eine Undichtheit des Umschaltventils 21 würde ebenso wie eine Undichtheit des Auslaßventiles 10 zur Füllung des Speichers 12 führen.

Eine Antiblockierregelung findet über das Einlaßventil 8, das Auslaßventil 10 sowie die Rückförderpumpe 13 statt. Die beiden Umschaltventile 9 und 21 sind dabei nicht geschaltet, d.h. das Umschaltventil 9 befindet sich in geöffneter Stellung, während das Umschaltventil 21 geschlossen bleibt. Somit wird die normale Antiblockierregelung nicht beeinflußt. Jedoch ist im Gegensatz zu anderen bekannten Brems­ anlagen die Rückförderpumpe nicht selbstansaugend ausgebildet, sondern fördert das aus dem Speicher 12 kommende Bremsflüssigkeitsmedium. Hierdurch wird auch kein Unterdruck in den Leitungen und insbesondere in der Rückleitung 11 erzeugt.

Im Falle einer Antriebsschlupfregelung werden die Rückförderpumpe 13 und die beiden Umschaltventile 9 und 21 angesteuert. Das Umschaltventil 9 schließt und unterbricht damit die Verbindung zwischen Haupt­ bremszylinder 1 und Radbremszylinder 6. Neue Brems­ flüssigkeit kann nicht vom Hauptbremszylinder 1 in die Bremsleitung II gelangen.

Das Umschaltventil 21 wird geöffnet, so daß das unter Druck stehende Bremsflüssigkeitsmedium aus dem Druck­ speicher 19 von der Rückförderpumpe 13 entnommen werden kann. Diese Bremsflüssigkeit gelangt über das Rückschlagventil 16 und das Einlaßventil 8 in den Radbremszylinder 6. Dabei wird in dieser Zuleitung 26 ein durch das Druckbegrenzungsventil 17 begrenztes Druckniveau aufgebaut, welches zu einem Abbremsen der Räder 7 eingesetzt werden kann.

War bei Beginn der Antriebsschlupfregelung noch Brems­ flüssigkeitsvolumen zwischen dem Umschaltventil 9 und dem Radbremszylinder 6 vorhanden, so dient die Reihenschaltung der beiden Druckbegrenzungsventile 17 und 25 als Überdruckbegrenzung während der Antriebs­ schlupfregelung. Das Druckbegrenzungsventil 25 sollte im übrigen auf ein Ansprechen bei etwa 50bar und das Druckbegrenzungsventil 17 bei etwa 100 bar ausgelegt sein.

Die eigentliche Bremsdruckmodulation bei der Antriebs­ schlupfregelung geschieht dann in bekannter Weise, wobei sie im wesentlichen von dem Einlaßventil 8 und dem Auslaßventil 10 vorgenommen wird.

Am Ende der Antriebsschlupfregelung wird zuerst das Umschaltventil 21 geschlossen. Damit wird erreicht, daß der Druckspeicher 19 über die Rückförderpumpe 13 und das Druckbegrenzungsventil 17 mit seinem ur­ sprünglichen Volumen aufgeladen wird. Dabei wird das Auslaßventil 10 in geöffneter Stellung gehalten, während das Einlaßventil 8 geschlossen ist. Nach einer Zeit von ca. 1 Sekunde werden dann die Umschalt­ ventile 9, das Einlaßventil 8, das Auslaßventil 10 und die Rückförderpumpe 13 abgeschaltet. Die Abschalt­ zeit der drei eben genannten Ventile wird auf ca. 200ms reduziert, wenn die Abschaltung der Antriebs­ schlupfregelung durch eine Bremspedalbetätigung des Fahrers hervorgerufen wird. Wechselt der Fahrer während der Antriebsschlupfregelung schnell vom Gas- auf das Bremspedal, so wird zuerst Volumen aus dem Haupt­ bremszylinder über das Rückschlagventil 23 in den Druckspeicher 19 gelangen, so daß der Pedalweg etwas länger wird. Das gleiche Volumen ist aber entweder schon im Radbremszylinder 6 vorhanden oder wird aus dem Speicher 12 durch die noch laufende Rückförder­ pumpe 13 in die Bremsleitung II gepumpt und damit das Bremspedal 4 wieder zurückgedrückt.

Das Druckbegrenzungsventil 25 hat außer dem Ausgleich bei einer Wärmeausdehnung noch die Funktion, bei Übergangszuständen, wie beispielsweise beim Anbremsen während der Antriebsschlupfregelung, den Druck auf zulässige Werte zu begrenzen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Teil einer Bremsanlage nur für ein Rad 7 gezeigt. Ein entsprechender Teil kann selbstverständlich auch den anderen Rädern zugeordnet sein, je nachdem, ob es sich um eine Diagonal- oder Schwarz/Weiß-Bremsauf­ teilung handelt.

Claims (9)

1. Bremsanlage mit einem von einem Bremspedal beauf­ schlagbaren Hauptbremszylinder, der über Bremsleitungen mit Radbremszylindern verbunden ist, wobei in die Bremsleitungen ein Umschaltventil und darauf folgend ein Einlaßventil eingeschaltet sind und letzteres zusammen mit einem Auslaßventil zu einer Rückleitung eine Druckmodulation bei einer Antiblockierregelung und/oder Antriebsschlupfregelung vornimmt, wobei die Rückleitung über eine Förderpumpe mit der Brems­ leitung vor dem Einlaßventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückförderpumpe (13) über ein Umschaltventil (21) mit einem Druckspeicher (19) in Verbindung steht, wobei das Umschaltventil (21) bei Antriebsschlupfregelung geöffnet ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Rückleitung (11) zwischen Auslaßventil (10) und Rückförderpumpe (13) ein Speicher (12) zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit bei einer Antiblockier­ regelung anschließt.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslegungsdaten von Druckspeicher (19) und Speicher (12) ähnlich sind.

4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückförderpumpe (13) nicht selbstansaugend ausgebildet ist.

5. Bremsanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (19) über ein Rückschlagventil (23) in Leitungen (18, 22) mit der Bremsleitung (II) zwischen Hauptbrems­ zylinder (1) und Umschaltventil (9) in Verbindung steht.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil (23) ein Druckbegrenzungs­ ventil (25) in einer Bypaßleitung zugeordnet ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (25) auf ca. 50 bar eingestellt ist.

8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Leitung (18) zwischen Druckspeicher (19) und Rückschlagventil (23) eine Verbindung zu einer Zuleitung (26) nach der Rückförderpumpe (13) besteht, in welche ein weite­ res Druckbegrenzungsventil (17) eingeschaltet ist.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (17) auf ca. 100 bar eingestellt ist.