DE4104068A1

DE4104068A1 - Blockiergeschuetzte, hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: DE4104068A1
Application number: DE4104068A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Ing Ocvirk; Lutz Ing Grad Weise; James Remfrey
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1992-08-13
Also published as: FR2672556B1; US5195810A; GB9201417D0; FR2672556A1; GB2252599B; JPH0558262A; GB2252599A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine blockiergeschützte, hy draulische Bremsanlage, also einer Bremsanlage, mit deren Hilfe der Bremsschlupf eines Rades während einer Bremsung auf einen optimalen Wert eingestellt werden kann. Vor allem soll mit einer derartigen Anlage vermieden werden, daß die Räder eines Fahrzeuges blockieren. Im speziellen bezieht sich die Erfindung auf eine blockiergeschützte Bremsanlage, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet.

Stand der Technik

In der DE-OS 35 41 742 ist eine Bremsanlage beschrieben, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Bei derartigen Bremsan lagen wird, sobald eine Senkung des Radbremsdruckes notwen dig wird, die Bremsleitung geschlossen und eine Rücklauflei tung zu einer Pumpe geöffnet, die nun Druckmittel aus der Radbremse zurück in den Hauptbremszylinder fördert. Für ei nen erneuten Druckaufbau wird die Rücklaufleitung gesperrt und die Bremsleitung wieder geöffnet, so daß unter Wirkung der Pedalkraft Druckmittel vom Hauptbremszylinder zurück in die Radbremse gelangt. Bei derartigen Bremsen wird es als nachteilig angesehen, daß eine Pedalbewegung auftritt, die den Regelzyklen folgt. Es wurde daher schon vorgeschlagen, den Pumpenkreis vom Hauptzylinder zu trennen und in die Bremsleitung ein Trennventil einzufügen. Dann ist es aber notwendig einen Hochdruckspeicher vorzusehen, der das von der Pumpe geförderte Druckmittel aufnimmt. Diese Speicher sind in der Regel sehr groß und führen daher zu einem volu minösen Bremsaggregat.

Weiterhin sind Bremsanlagen nach dem sogenannten offenen System bekannt (z. B. DE-OS 35 05 410). Bei den offenen Systemen wird das Druckmittel aus der Radbremse in einen of fenen Vorratsbehälter abgelassen. Die Pumpe fördert während einer Bremsdruckregelung ständig aus dem Vorratsbehälter zu rück in den Bremskreis. Ein Bremsdruckregelventil wird vom Hauptzylinderdruck, der vom Bremskreis mittels eines Trenn ventils abgetrennt wird, angesteuert und bestimmt den Pum pendruck. Druckmittel, das nicht in den Bremskreis gelangen kann, wird über das Druckregelventil zurück in den Vorrats behälter gefördert. Derartige Anlagen haben den Nachteil, daß der Bremskreis über das Ventil zum Ablassen von Druck mittel entleert wird, wenn die Pumpe defekt ist. Es kommt zu einem Ausfall des Bremskreises.

Aufgabe und Lösung

Die Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe eine Bremsanlage zu schaffen, die

- sicher arbeitet,
- während einer Regelung keine oder nur eine geringe Rück wirkung auf den Hauptzylinder bewirkt und die
- möglichst kompakt aufgebaut ist.

Eine Bremsanlage, die die obigen Aufgaben erfüllt, wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs realisiert. Wesentlich für die Erfindung ist, daß zur Pumpe eine Nebenleitung mit einem Druckregelventil vorgesehen ist, dessen Öffnungsdruck vom Hauptzylinderdruck bestimmt wird. Dadurch wird ein Druck in der Druckleitung eingestellt, der nicht in der Lage ist, das Druckventil in der Parallelleitung zur Bremsleitung zu öffnen. Dadurch ist der Hauptzylinder von der Radbremse ge trennt.

Da die Nebenleitung nicht in einen offenen Behälter führt sondern zu einem Niederdruckspeicher mit begrenztem Aufnah mevermögen, muß sichergestellt werden, daß das Aufnahmever mögen des Niederdruckspeichers nicht erschöpft. Da in diesem Falle der Niederdruckspeicher kein weiteres Druckmittel auf nehmen kann, ist kein weiterer Druckabbau in der Radbremse möglich. Daher ist ein Sperrventil in der Nebenleitung vor gesehen, das vom Niederdruckspeicher betätigt wird und die Nebenleitung sperrt, sobald der Niederdruckspeicher einen bestimmten Füllgrad erreicht hat. Dies führt dazu, daß der Druck in der Druckleitung ansteigt und Druckmittel über das Druckventil zum Hauptzylinder gelangt. Die eben beschriebene Situation tritt aber nur bei ganz bestimmten Straßenzuständen (stark wechselnde Reibverhältnisse) auf, die sehr selten zu beobachten sind. In den meisten Fällen wird sich daher ein "ruhiges Pedal" während einer Bremskraftregelung einstellen.

Da ein geschlossenes System vorliegt, kann der Bremskreis nicht entleert werden. Der Einsatz des Druckregelventils führt dazu, daß auf einen Hochdruckspeicher verzichtet wer den kann. Durch das Rückschlagventil in Kombination mit dem Druckventil, das auf den Öffnungsdruck des Druckregelventils abgestimmt ist, wird ein "ruhiges Pedal" erreicht.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Bremsanlage besteht aus einem Hauptzylinder 1, der über eine Bremsleitung 2 mit Radbremsen 3 und 4 verbunden ist.

Die Bremsleitung zweigt daher auf, wobei in jede Zweiglei tung ein Einlaßventil 5 vorgesehen ist. Das Einlaßventil weist eine Durchlaß- und eine Sperrstellung auf und wird elektromagnetisch betätigt. Es befindet sich normalerweise in seiner Durchlaßstellung. Im Ausführungsbeispiel ist für die Sperrstellung eine vollständige Trennung der Bremslei tung vorgesehen. Möglich ist aber auch, daß das Einlaßventil die Bremsleitung in der Sperrstellung lediglich stark dros selt.

Die Radbremse ist über eine Rücklaufleitung 6, in die ein Auslaßventil 7 eingefügt ist, mit der Saugseite einer Pumpe 8 verbunden. Das Auslaßventil weist eine Sperr- und eine Durchlaßstellung auf und wird ebenfalls elektromagnetisch betätigt. Es befindet sich normalerweise in seiner Sperr stellung. An der Saugseite der Pumpe 8 schließt weiterhin ein Niederdruckspeicher 9 mit einem federbelasteten Kolben 10 an. Die Feder weist lediglich eine kleine Vorspannung auf, um einen Vordruck für die Pumpe 8 erzeugen zu können.

Die Pumpe 8 schließt mit ihrer Druckseite über eine Druck leitung 11 an die Bremsleitung 2 an, wobei der Einmündungs punkt oberhalb des Einlaßventils 5 liegt.

Parallel zur Pumpe 8 ist eine Nebenleitung 12 vorgesehen, die die Druckseite der Pumpe mit der Saugseite verbindet. Ein Druckregelventil 13 und ein Sperrventil 14 sind in Rei henschaltung in die Nebenleitung 12 eingefügt. Das Druckre gelventil 13 wird von einer Steuerleitung 23 angesteuert, wobei die Steuerleitung 23 in den Hauptzylinder 1 mündet. Der Druck in der Steuerleitung 23 bestimmt den Öffnungsdruck des Druckregelventils 13, so daß der Druck in der Drucklei tung 11 im wesentlichen dem Hauptzylinderdruck entspricht.

Das Sperrventil 14 weist zwei Schaltstellungen auf, nämlich eine Durchlaßstellung und eine Sperrstellung. Es wird mecha nisch mittels eines Stößels 15 betätigt, wobei der Stößel 15 von einem Stift 16, der am Kolben 10 des Niederdruck speichers 9 angeformt ist, zusammenwirkt. Das Sperrventil 14 ist normalerweise offen. Wird der Kolben 10 beim Befüllen des Niederdruckspeichers verschoben, so legt er sich bei ei nem bestimmten Füllgrad an den Stößel 15 des Sperrventils 14 an und bringt das Sperrventil 14 in seine Sperrstellung.

In die Bremsleitung zwischen dem Hauptzylinder 1 und dem Einlaßventil 5 ist eine Sperranordnung (Trennventil) vorge sehen. Diese besteht aus einem Rückschlagventil 17, das in die Bremsleitung 2 eingefügt ist und zum Hauptzylinder 1 hin sperrt, und einem Druckventil 18, das parallel zum Rück schlagventil geschaltet ist und zum Hauptzylinder hin öffnet. Zur Vermeidung des Pedaldurchfalls bei Druckaufbau in den Radzylindern über die Pumpe, kann zusätzlich vor das Ventil 17 eine schaltbare Drossel 24 eingesetzt werden. Sie kann mittels des Pumpendrucks geschaltet werden. Allerdings wird der Ventilkörper des Druckventils 18 von einer Feder 19 belastet, die bewirkt, daß das Druckventil nur dann öffnet, wenn der Druck in der Bremsleitung unterhalb des Druckven tils um einen bestimmten Betrag größer ist als der Druck im Hauptzylinder. An dieser Stelle ist anzumerken, daß die Druckleitung 11 in die Bremsleitung zwischen dem Rückschlag ventil 17 und dem Einlaßventil 5 mündet. Zwischen der Ab zweigung der Nebenleitung von der Druckleitung und der Ein mündung der Druckleitung in die Bremsleitung ist noch ein Sicherheitsventil 20 vorgesehen, das als Rückschlagventil ausgebildet ist, das zur Pumpe hin sperrt.

Zur Vervollständigung der Ventilschaltung ist für jede Rad bremse eine Entlastungsleitung 21 vorgesehen, die die jewei lige Radbremse unmittelbar mit dem Hauptzylinder 1 verbin det. In die Entlastungsleitung ist je ein Entlastungsventil (Rückschlagventil) 22 eingefügt, das zum Hauptzylinder hin öffnet.

Wichtig für das Funktionieren der Anlage ist ein Abstimmen des Öffnungsdrucks des Druckregelventils 13 und des Druck ventils 18. Der Druck in der Druckleitung 11, der mittels des Druckregelventils 13 vom Hauptzylinderdruck eingestellt wird, soll nicht so groß werden, daß er in der Lage ist, die eingestellte Druckdifferenz am Druckventil 18 zu überwinden.

Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt:

Normalbremsung

Mit Betätigen des Hauptzylinders wird im Bremssystem, be stehend aus der Bremsleitung 2 und den Radbremsen 3 und 4 ein Druck aufgebaut. Druckmittel wird vom Hauptzylinder über das Rückschlagventil 17 zu den Radbremsen 3 und 4 verdrängt. Dies ist möglich, weil die Einlaßventile 5 geöffnet sind und die Auslaßventile 7 geschlossen. Wird das Pedal gelöst, so fließt Druckmittel aus den Radbremsen über die Entlastungs leitung 21 und den Entlastungsventilen 22 zurück in den Hauptzylinder 1. Das Pumpensystem ist bei einer derartigen Bremsung nicht aktiv.

ABS-Modus

Wird bei einer Bremsung festgestellt, daß eines der Räder zu blockieren droht, so schaltet die Anlage in den ABS-Modus.

Die Blockiergefahr kann erkannt werden, weil Radsensoren das Drehverhalten der Räder laufend überwachen, wobei die Sen sorsignale von einer Steuerelektronik ausgewertet werden, die Schaltsignale für die Ein- und Auslaßventile und für den Motorantrieb erzeugt. Um einer Druckabsenkung in einer Rad bremse zu erzielen, wird das jeweilige Einlaßventil 5 ge schlossen und das zugehörige Auslaßventil 7 geöffnet. Druck mittel fließt in den Niederdruckspeicher 9 und wird von dort mittels der fördernden Pumpe 8 in die Druckleitung 11 ver bracht. Solange das Einlaßventil 5 noch geschlossen ist, fließt das Druckmittel über das Druckregelventil 13 und dem offenen Sperrventil 14 zurück in den Niederdruckspeicher. Das Druckmittel wird umgepumpt. Der Druck in der Drucklei tung 11 und damit in der Bremsleitung zwischen dem Rück schlagventil und dem Einlaßventil entspricht dem Hauptzylin derdruck. Wird nun das Einlaßventil geöffnet (und das Aus laßventil geschlossen), so fördert die Pumpe zurück in die Radbremse. Da der Druck in der Druckleitung 11 dem Hauptzy linderdruck entspricht, wird das Druckventil 18 nicht geöff net, so daß kein Druckmittel in den Hauptzylinder gelangt.

Es kann nun der Fall auftreten, (insbesondere dann, wenn die Reifen von einer Straßenfläche hoher Reibung auf eine Straßenfläche niedriger Reibung gelangt) daß eine größere Druckmittelmenge in den Niederdruckspeicher verbracht wird. Der Niederdruckspeicher bzw. sein Kolben 10 betätigt über den Stift 16 und den Stößel 15 das Sperrventil, so daß dies die Nebenleitung 12 sperrt. Damit ist die Wirkung des Druck regelventils 13 aufgehoben, so daß der Druck in der Druck leitung 11 anwächst und soweit ansteigt, daß die einge stellte Druckdifferenz am Druckregelventil überwunden wird, wodurch Druckmittel in den Hauptzylinder gelangt. Für den eben geschilderten Fall ist daher eine gewisse Rückwirkung auf den Hauptzylinder nicht zu vermeiden.

In beiden Fällen kann durch sukzessives Schalten des Ein- und Auslaßventils 5 und 7 der Druck in der Radbremse so eingestellt werden, daß er den jeweiligen Straßenverhältnis sen entspricht, so daß die Räder in einem optimalen Schlupf bereich laufen.

Die Anlage kann auch ohne weiteres zur Regelung eines An triebsschlupfes eingesetzt werden. Dazu ist die Druckdiffe renz am Druckventil 18 so hoch einzustellen, daß auch beim drucklosen Hauptzylinder vor dem Druckventil ein so hoher Druck aufgebaut werden kann, der ausreicht, die Räder abzu bremsen und ein zu hohes Drehmoment zu kompensieren. Weiter hin ist eine zusätzliche Leitung vorzusehen, die die Saug seite der Pumpe 8 unmittelbar mit einem Vorratsbehälter ver bindet, so daß die Pumpe Druckmittel zum Füllen der Brems leitungen ansaugen kann. Auch die Entlastungsleitung des an zutreibenden Rades ist mit einem Sperrventil zu versehen, damit während einer Antriebsschlupfregelung kein Druckabbau über das jeweilige Entlastungsventil erfolgt.

Bezugszeichenliste

1 Hauptzylinder
2 Bremsleitung
3 Radbremse
4 Radbremse
5 Einlaßventil
6 Rücklaufleitung
7 Auslaßventil
8 Pumpe
9 Niederdruckspeicher
10 Kolben
11 Druckleitung
12 Nebenleitung
13 Druckregelventil
14 Sperrventil
15 Stößel
16 Stift
17 Rückschlagventil
18 Druckventil
19 Feder
20 Sicherungsventil
21 Entlastungsleitung
22 Entlastungsventil
23 Steuerleitung
24 Drosselventil

Claims

1. Blockiergeschützte, hydraulische Bremsanlage bestehend aus einem Bremskreis und einem geschlossenen Pumpenkreis, wobei der Bremskreis von einem Hauptzylinder (1) und ei ner Radbremse (3, 4) gebildet wird, die über eine Brems leitung (2), in die ein Einlaßventil (5) eingefügt ist, verbunden sind, und der Pumpenkreis aus einer Pumpe (8) besteht, deren Saugseite über eine Rücklaufleitung (6) mit der Bremsleitung (2) zwischen Einlaßventil (5) und Radbremse (3, 4) und deren Druckseite über eine Drucklei tung (11) mit der Bremsleitung (2) zwischen dem Hauptzy linder (1) und Einlaßventil (5) verbunden ist, mit einem Druckregelventil (13), das in einer Nebenleitung (12) zur Pumpe (8) angeordnet ist, wobei die Nebenleitung (12) Druckseite und Saugseite der Pumpe (8) miteinander ver bindet, einen Niederdruckspeicher (9), der an der Saug seite der Pumpe (8) anschließt, einem Sperrventil (14) in der Nebenleitung (12), das in Abhängigkeit des Füllgrades des Niederdruckspeichers (9) betätigt wird, wobei insbe sondere bei einem gefüllten Niederdruckspeicher (8) die Nebenleitung (12) gesperrt ist, einem Trennventil in der Bremsleitung (2) zwischen dem Einmündungspunkt der Druck leitung (11) und dem Hauptzylinder (1), wobei das Trenn ventil aus einem Rückschlagventil (17) besteht, das in die Bremsleitung (2) eingefügt ist und zum Hauptzylinder (1) hin sperrt, und aus einem Druckventil (18) das parallel zum Rückschlagventil (17) geschaltet ist und bei einer definierten Druckdifferenz (Offset) zum Hauptzylin der (1) hin öffnet, wobei der Offset so bemessen ist, daß der vom Hauptzylinderdruck eingestellte Öffnungsdruck des Druckregelventils (13) nicht in der Lage ist, das Druck ventil (18) zu öffnen.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in die Rücklaufleitung (6) ein Aus laßventil (7) eingefügt ist.

3. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Niederdruck speicher (8, 9) einen Kolben (10) aufweist, der mit einem Stift (16) verbunden ist, der mit einem Stößel (15) am Sperrventil (14) zusammenwirkt, wobei bei leerem Speicher (9) ein Totweg zwischen Stift (16) und Stößel (15) vor liegt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Bremsleitung (2) ein Drossel ventil vorgesehen ist, daß mit Beginn eine Regelung von einer offenen in eine drosselnde Position schaltet.