DE4202388A1 - Hydraulische bremsanlage mit blockierschutz- und antriebsschlupf-regeleinrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Bremsanlage mit Blockierschutz- und Antriebsschlupf-Regeleinrichtung nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs.

Es ist schon eine solche Bremsanlage vorgeschlagen worden (DE-Pa­ tentanmeldung P 41 21 604.0), bei der in einer Saugleitung zwischen einem Hauptbremszylinder und einer selbstansaugenden Hochdruckpumpe ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Absperrventil angeordnet ist. Dieses Absperrventil ist von dem in der Saugleitung herrschenden, bei einer Bremsung vom Hauptbremszylinder erzeugten Druck in seine Sperrstellung schaltbar. Dabei können in einer Steuerkammer des Ab­ sperrventils sehr hohe Drücke wirken. Das Absperrventil in der Saug­ leitung verhindert das Ansaugen von Druckmittel aus dem Hauptbrems­ zylinder bei einer Bremsung mit Blockierschutz-Regelbetrieb, während dem die Hochdruckpumpe in Betrieb ist. Bei einem Antriebs­ schlupf-Regelbetrieb nimmt das Absperrventil seine Durchlaßstellung ein, so daß die Pumpe Druckmittel ansaugen und zum Bremsdruckaufbau in die zur Radbremse des schlupfenden Rades führende Bremsleitung einspeisen kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße hydraulische Bremsanlage mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zum einen mit einem einfach aufgebauten Sitzventil ein hochbelast­ barer Abschluß der Saugleitung erzielbar ist, zum andern für die Be­ tätigung des Absperrventils ein auf der Niederdruckseite des Ventils angeordneter Kolben benutzt wird, dessen Abdichtung im Zylinder dem­ zufolge nur geringen Belastungen unterliegt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen hydraulischen Bremsanlage möglich.

Mit den im Anspruch 2 gekennzeichneten Merkmalen wird bei einer hy­ draulischen Bremsanlage mit einem saugseitig mit der Hochdruckpumpe verbundenen Speicher mit einem federbelasteten Speicherkolben für der Radbremse im Blockierschutz- und Antriebsschlupf-Regelbetrieb entnommenes Druckmittel eine bauraumsparende, konstruktive Verein­ fachung erzielt, indem Druckmittelspeicher und Ventilbetätigung ver­ einigt sind.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand von in der Zeichnung dargestellten Schaltschemata einer hydraulischen Brems­ anlage in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Bremsanlage mit dem ersten Ausführungsbeispiel eines Absperrventils in einer Saugleitung und Fig. 2 eine Bremsanlage mit dem zweiten Ausführungsbeispiel einer mit einem Druckmittelspeicher vereinigten Ventilbetätigung des Absperrventils.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in der Zeichnung dargestellte hydraulische Bremsanlage ist zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, be­ stimmt.

Die Bremsanlage 1 hat einen mit einem Bremspedal 2 betätigbaren, zweikreisigen Hauptbremszylinder 3 mit einem Druckmittel-Vorrats­ behalter (Fig. 1). Ein erster Bremskreis I der Bremsanlage 1 ist Radbremsen 4, 5 nicht angetriebener Fahrzeugrader, z. B. der Vorder­ achse des Fahrzeugs, zugeordnet. An einen zweiten Bremskreis II sind die Radbremsen 6, 7 angetriebener Fahrzeugrader, z. B. der Hinter­ achse des Fahrzeugs, angeschlossen. Die Bremsanlage 1 weist daher die sogenannte TT-Bremskreisaufteilung auf. Der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung stehende Bremskreis II ist nachfolgend näher erläutert:

Der Bremskreis II hat eine vom Hauptbremszylinder ausgehende, zur Radbremse 6 führende Bremsleitung 10. Von dieser Bremsleitung 10 zweigt eine Bremsleitung 11 zur zweiten Radbremse 7 dieses Brems­ kreises II ab. In der Bremsleitung 10 ist hauptbremszylinderseitig ein erstes Absperrventil 12 in Form eines 2/2-Wegeventils mit einer federbetätigten Durchlaßstellung 12a und einer elektromagnetisch schaltbaren Sperrstellung 12b angeordnet. Radbremsseitig sind Ven­ tilanordnungen 13, 14 für die Bremsdruckmodulation in den Radbremsen 6, 7 vorgesehen. Jede Ventilanordnung 13, 14 besitzt ein in der ent­ sprechenden Bremsleitung 10, 11 angeordnetes, den Zufluß von Druck­ mittel zur Radbremse 6, 7 steuerndes Einlaßventil 15. Dieses ist als 2/2-Wegeventil mit einer federbetätigten Durchlaßstellung 15a und einer elektromagnetisch schaltbaren Sperrstellung 15b ausgebildet. Zwischen dem jeweiligen Einlaßventil 15 und der Radbremse 6, 7 geht von der zugeordneten Bremsleitung 10, 11 je eine Rückführleitung 16, 17 aus. In den Rückführleitungen 16, 17 ist je ein Auslaßventil 18 der Ventilanordnungen 13, 14 angeordnet. Das Auslaßventil 18 ist ebenfalls als 2/2-Wegeventil ausgebildet; es hat jedoch eine feder­ betätigte Sperrstellung 18a und eine elektromagnetisch schaltbare Durchlaßstellung 18b. Die Rückführleitungen 16, 17 sind nach den beiden Auslaßventilen 18 in einer Rückführleitung 19 vereinigt, an welche eine als Kolbenspeicher ausgebildete Niederdruck-Speicherkam­ mer 20 angeschlossen ist. In der zur Saugseite 21 einer durch einen elektrischen Antriebsmotor 22 antreibbaren, selbstansaugenden Hoch­ druckpumpe 23 führenden Rückführleitung 19 kann, wie gestrichelt an­ gedeutet, zwischen dem Anschluß der Speicherkammer 20 und der Hoch­ druckpumpe 23 ein als Unterdruckschutzventil dienendes Rückschlag­ ventil 24 mit Durchlaßrichtung von den Radbremsen 6, 7 zur Pumpe an­ geordnet sein. Von der Druckseite 25 der Hochdruckpumpe 23 geht eine zwischen dem Absperrventil 12 und den Ventilanordnungen 13, 14 in die Bremsleitung 10 mundende Einspeiseleitung 24 aus.

Die Hochdruckpumpe 23 steht außerdem saugseitig mit einer von der Bremsleitung 10 zwischen dem Hauptbremszylinder 3 und dem Absperr­ ventil 12 ausgehenden, zwischen der Hochdruckpumpe 23 und dem Rück­ schlagventil 24 in die Rückführleitung 19 einmündenden Saugleitung 29 in Verbindung. In der Saugleitung 29 ist ein zweites Absperrven­ til 30 in Form eines Rückschlagventils angeordnet. Das ein erstes Ausführungsbeispiel darstellende Absperrventil 30 besitzt ein Ven­ tilgehäuse 31 mit einem als Kugel ausgebildeten Schließglied 32. Das Schließglied 32 ist von einer Schließfeder 33 belastet. Das haupt­ bremszylinderseitig angeordnete Schließglied 32 wirkt mit einem pum­ penseitigen, als Hohlkegel des Ventilgehäuses 31 ausgebildeten Ven­ tilsitz 34 zusammen. Das Schließglied 32 und der Ventilsitz 34 be­ stehen aus metallischen Werkstoffen, vorzugsweise aus Stahl. Das als Rückschlagventil ausgebildete Absperrventil 30 ist metallisch dich­ tend und daher hoch belastbar.

Nach dem Ventilsitz 34 ist das Ventilgehäuse 31 mit einer halsförmi­ gen Verengung 37 fortgesetzt, von der die Saugleitung 29 zur Saug­ seite 21 der Hochdruckpumpe 23 fortgesetzt ist. Nach der Verengung 37 ist das Ventilgehäuse 31 mit einem Zylinder 38 verbunden, in dem ein Aufstoßkolben 39 mit einer ventilsitzabgewandt an diesem angrei­ fenden Kolbendruckfeder 40 aufgenommen sind. Der Aufstoßkolben 39 besitzt eine dynamische, elastische Kolbendichtung 41. Ventilsitz­ seitig trägt der Aufstoßkolben 39 einen die halsförmige Verengung 37 durchdringenden Stößel 42, welcher durch den Ventilsitz 34 hindurch am Schließglied 32 angreift und dieses im gezeichneten, drucklosen Zustand der Bremsanlage 1 in der Offenstellung hält, da die Kolben­ druckfeder 40 eine höhere Vorspannkraft auf den Aufstoßkolben 39 ausübt als die Schließfeder 33 auf das Schließglied 32 des Absperr­ ventils 30. Die freien Durchgänge durch das Absperrventil 30 und die halsförmige Verengung 37 sind derart bemessen, daß in der Offenstel­ lung des Absperrventils 30 ein strömungswiderstandsarmer Durchlaß der Saugleitung 29 gegeben ist.

Außerdem ist die Bremsanlage 1 noch mit einer zwischen dem ersten Absperrventil 12 und dem Anschluß der Einspeiseleitung 26 von der Bremsleitung 10 ausgehenden und in den hauptbremszylinderseitigen Abschnitt der Saugleitung 29 mündenden Überströmleitung 45 mit einem Druckbegrenzungsventil 46 ausgestattet. Mit diesem Druckbegrenzungs­ ventil 46 ist in der Bremsleitung 10 bei seine Sperrstellung 12b einnehmendem ersten Absperrventil 12 der von der Hochdruckpumpe 23 erzeugbare Druck begrenzbar.

Die zwischen dem Hauptbremszylinder 3 und den Radbremsen 4, 5, 6, 7 angeordneten Elemente der Bremsanlage 1 sind Teil einer Blockier­ schutz- und Antriebsschlupf-Regeleinrichtung 49, zu der ein elektro­ nisches Steuergerät 50 sowie den einzelnen Fahrzeugrädern zugeord­ nete Raddrehzahlsensoren 51 gehören. Das Steuergerät 50 vermag Signale der Raddrehzahlsensoren 51 auszuwerten und in Schaltsignale für den Antriebsmotor 22 sowie die diversen elektromagnetisch betätig­ baren Ventile der Bremsanlage 1 umzusetzen. Dabei ist im Bremskreis II sowohl Blockierschutz-Regelbetrieb als auch Antriebsschlupf-Re­ gelbetrieb möglich, während der nicht näher erläuterte Bremskreis I lediglich Blockierschutz-Regelbetrieb ermöglicht.

Die hydraulische Bremsanlage 1 hat folgende, anhand des Bremskreises II erläuterte Funktionen:

Bei einer normalen, vom Fahrer ausgelösten Bremsung nehmen das erste Absperrventil 12 sowie die Einlaßventile 15 und die Auslaßventile 18 der Ventilanordnungen 13, 14 die gezeichnete Stellung ein. Der elek­ trische Antriebsmotor 22 ist nicht in Betrieb. Der durch Betätigen des Bremspedals 2 im Hauptbremszylinder 3 erzeugte Druck wird durch Verschieben von Druckmittel-Teilmengen durch die Bremsleitungen 10, 11 in die Radbremsen 6, 7 übertragen. Der vom Hauptbremszylinder 3 erzeugte Druck ist auch im hauptbremszylinderseitigen Abschnitt der Saugleitung 29 sowie am Aufstoßkolben 39 wirksam, so daß dieser ent­ gegen der Kraft seiner Kolbendruckfeder 40 zurückweicht und das zweite Absperrventil 30 aufgrund der Wirkung der am Schließglied 32 angreifenden Schließfeder 33 in die Sperrstellung überführt wird, in der das Schließglied den Ventilsitz 34 druckmitteldicht abschließt. Dabei unterliegt das Absperrventil 30 vom Hauptbremszylinder 3 er­ zeugtem Hochdruck, während die Kolbendichtung 41 und der Aufstoßkol­ ben 39 lediglich Niederdruck ausgesetzt sind. Durch Entlasten des Bremspedals 2 fließen Druckmittel-Teilmengen von den Radbremsen 6, 7 zurück zum Hauptbremszylinder 3. Bei Beendigung der Bremsung kehrt das zweite Absperrventil 30 aufgrund Druckentlastung in der Sauglei­ tung 29 in seine Grundstellung, der Durchlaßstellung, zurück.

Tritt bei einer solchen Bremsung z. B. am der Radbremse 6 zugeordne­ ten Fahrzeugrad Blockiergefahr auf, so wird dies aufgrund der Sig­ nale der Raddrehzahlsensoren 51 vom elektronischen Steuergerät 50 erkannt. Nach einem im Steuergerät 50 abgespeicherten Regel­ algorithmus wird in an sich bekannter Weise die Ventilanordnung 13 in Phasen für Druckabbau, Druckhalten und Druckaufbau in der Rad­ bremse 6 geschaltet. In Phasen für Bremsdruckabbau kann Druckmittel aus der Radbremse 6 durch die Rückführleitung 16, das seine Durch­ laßstellung 18b einnehmende Auslaßventil 18 der Ventilanordnung 3 und die Rückführleitung 19 abschließen. Dabei liegt der auf den Auf­ stoßkolben 39 wirkende Druck ebenfalls im Niederdruckbereich, wel­ cher durch den Speicherdruck der Speicherkammer 20 bestimmt ist. Die vom Steuergerät 50 in Betrieb gesetzte Hochdruckpumpe 23 saugt die­ ses zum Teil von der Speicherkammer 20 aufgenommene Druckmittel an und fördert es in die Bremsleitung 10 zurück zum Hauptbremszylinder 3. Ein Ansaugen von Druckmittel durch die Saugleitung 29 ist wegen des seine Sperrstellung einnehmenden zweiten Absperrventils 30 un­ terbunden.

Tritt beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs beispielsweise am der Radbremse 6 zugeordneten, angetriebenen Fahrzeugrad unzuläs­ sig großer Anschlupf auf, so wird dieses Raddrehverhalten ebenfalls vom Steuergerät 50 aufgrund der Signale der Raddrehzahlsensoren 51 erkannt. Nach einem abgespeicherten Regelalgorithmus setzt das Steu­ ergerät 50 die Hochdruckpumpe 23 in Betrieb und schaltet das erste Absperrventil 12 in die Sperrstellung 12b sowie das Einlaßventil 15 der Ventilanordnung 14 in die Sperrstellung 15b. Da keine Betätigung des Bremspedals 2 gegeben ist, verbleibt das zweite Absperrventil 30 in seiner Durchlaßstellung. Die Hochdruckpumpe 23 kann daher Druck­ mittel durch die Saugleitung 29 aus dem Hauptbremszylinder 3 anssau­ gen und durch die Einspeiseleitung 26 in die Bremsleitung 10 för­ dern. Durch Schalten der Ventilanordnung 13 wird nun in bekannter Weise der Bremsdruck in der Radbremse 6 moduliert. Von der Hoch­ druckpumpe 23 gefördertes, jedoch von der Radbremse 6 nicht abgenom­ menes Druckmittel wird durch die Überströmleitung 45 und das Druck­ begrenzungsventil 46 zur Saugleitung 29 abgesteuert. Bei Beendigung des Antriebsschlupf-Regelbetriebes werden die Hochdruckpumpe 23 abge­ schaltet und die Ventile 12, 15, 18 in ihre Ausgangsstellung zurück­ geführt.

Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten im wesentlichen darin, daß das zweite Absperrventil 30 mit dem in Fig. 1 getrennt angeordneten Druckmittelspeicher 20 für den Radbremsen 6, 7 im Blockierschutz- und Antriebsschlupf-Re­ gelbetrieb entnommenes Druckmittel vereinigt ist. Hierzu ist der Zy­ linder 38 größer ausgebildet, um einen Speicherkolben 54 aufzuneh­ men, an dem ventilsitzabgewandt eine Druckfeder 55 angreift. Der Speicherkolben 54 ist gegen den Zylinder 38 mit einer dynamischen, elastischen Kolbendichtung 56 abgedichtet. Außerdem sind im Spei­ cherkolben 54 der Aufstoßkolben 39 mit seiner Kolbendruckfeder 40 aufgenommen. Die Druckfeder 55 des Speicherkolbens 54 hat eine Vor­ spannkraft, die größer ist als die Betätigungskraft der Kolbendruck­ feder 40 des Aufstoßkolbens 39. Hochdruck in der Saugleitung 29 be­ wirkt daher ein Verschieben des Aufstoßkolbens 39 für die Betätigung des zweiten Absperrventils 30, nicht jedoch eine Verschiebung des Speicherkolbens 54. Den Radbremsen 6, 7 entnommenes Druckmittel be­ wirkt jedoch eine Verschiebung des Speicherkolbens 54. Dabei unter­ liegt die Kolbendichtung 56 des Speicherkolbens 54 ebenso wie die Kolbendichtung 41 des Aufstoßkolbens 39 einem im Niederdruckbereich liegenden Druck des im Speicher 20 aufgenommenen Druckmittels.

Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind die gleichen Be­ triebsweisen der Bremsanlage 1 möglich, wie dies weiter oben be­ schrieben ist.

Claims (4)

1. Hydraulische Bremsanlage (1) mit Blockierschutz- und Antriebs­ schlupf-Regeleinrichtung (49), insbesondere für Kraftfahrzeuge,

• - mit einer zwischen einem pedalbetätigbaren Hauptbremszylinder (3) und einer Radbremse (z. B. 6) verlaufenden Bremsleitung (10) mit einer Ventilanordnung (13) für die Bremsdruckmodulation in der Radbremse,
• - mit einer von der Ventilanordnung (13) ausgehenden Rückführlei­ tung (16, 19) für Druckmittel zur Saugseite (21) einer selbst­ ansaugenden Hochdruckpumpe (23), die druckseitig mit einer Ein­ speiseleitung (26) zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und der Ventilanordnung an die Bremsleitung (10) angeschlossen ist,
• - mit einem ersten Absperrventil (12), das in der Bremsleitung (10) zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und dem Anschluß der Ein­ speiseleitung (26) angeordnet ist,
• - mit einem zweiten, eine Durchlaßstellung und eine Sperrstellung aufweisenden, vom Druck des Hauptbremszylinders (3) gegen Feder­ kraft betätigbaren Absperrventil (30) in einer Saugleitung (29), welche zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und dem ersten Ab­ sperrventil (12) von der Bremsleitung (10) ausgeht und saugseitig mit der Hochdruckpumpe (23) in Verbindung steht,
• - sowie mit einem in Abhängigkeit vom Raddrehverhalten die Ventile (12, 15, 18) und die Pumpe (23) schaltenden elektronischen Steuergerät (50),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Absperrventil (30) in der Saugleitung (29) als metallisch dichtendes Rückschlagventil mit einem hauptbremszylinderseitigen, von einer Schließfeder (33) belasteten Schließglied (32) ausge­ bildet ist, welches mit einem pumpenseitigen Ventilsitz (34) in einem Ventilgehäuse (31) zusammenwirkt, auf dessen schließglied­ abgewandter Seite ein Zylinder (38) mit einem Aufstoßkolben (39) angefugt ist, welcher ventilsitzabgewandt von einer Kolbendruck­ feder (40) belastet und ventilsitzseitig mit einem Stößel (42) versehen ist, der durch den Ventilsitz (34) hindurch am Schließ­ glied (32) angreift und in drucklosem Zustand dieses in der Durchlaßstellung hält.

2. Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, mit einem saugseitig mit der Hochdruckpumpe (23) verbundenen Speicher (20) mit einem fe­ derbelasteten Speicherkolben (54) für der Radbremse (z. B. 6) im Blockierschutz- und Antriebsschlupf-Regelbetrieb entnommenes Druck­ mittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufstoßkolben (39) und die Kolbendruckfeder (40) gleichachsig in dem im Zylinder (38) angeord­ neten Speicherkolben (54) aufgenommen sind, dessen ventilsitzabge­ wandt angreifende Druckfeder (55) eine Vorspannkraft aufweist, die größer ist als die Betätigungskraft der Druckfeder (40) des Aufstoß­ kolbens (39).

3. Hydraulische Bremsanlagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Saugleitung (29) zwischen dem Ventilsitz (34) des Absperrventils (30) und dem Aufstoßkolben (39) zur Saugseite (21) der Hochdruckpumpe (23) fortgeführt ist.