DE4427247A1 - Bremsdruck-Steuerungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdruck-Steuerungsein­ richtung für ein Straßenfahrzeug mit hydraulischer Mehrkreis-, inbesondere Zweikreis-Bremsanlage und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge­ nannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.

Eine derartige Bremsdruck-Steuerungseinrichtung ist durch die DE 42 08 496 C1 bekannt.

Sie ist für ein Fahrzeug gedacht, das statische Brems­ kreise hat, denen je ein Ausgang eines als Bremsgerät vorgesehenen Hauptzylinders zugeordnet ist, der mittels eines Bremspedals über einen pneumatischen Bremskraft­ verstärker betätigbar ist, der eine durch einen Kolben beweglich gegen eine permanent auf niederem Druck ge­ haltene Niederdruckkammer abgegrenzte Antriebskammer hat, durch deren - pedalgesteuerte - Beaufschlagung mit einem mit der Pedalkraft monoton korrelierten Druck die Kraftverstärkung steuerbar ist, mit der eine Zielbrem­ sung erfolgt, und durch deren, durch Umschaltung eines Magnetventils erzielbare Beaufschlagung mit dem Atmos­ phärendruck oder einem höheren Druck die Bremsanlage auf einen selbsttätigen Betrieb auf hohem Bremsdruck- Niveau einstellbar ist, das z. B. für eine Vollbremsung ausreichend ist.

Eine diesbezügliche Umschaltung dieses Magnetventils ist bei der bekannten Bremsdruck-Steuerungseinrichtung durch ein Ausgangssignal einer elektronischen Steuer­ einheit auslösbar, das diese z. B. dann erzeugt, wenn die Geschwindigkeit Φ, mit der der Fahrer das Bremspe­ dal betätigt, einen diesbezüglichen Schwellenwert Φ_S überschreitet; das Fahrzeug ist auch mit einem auf dy­ namisch stabiles Verhalten des Fahrzeuges bei einer Bremsung ausgelegten, an den einzelnen Bremskreisen nach dem Rückförderprinzip arbeitenden Antiblockiersy­ stem (ABS) ausgerüstet, das den einzelnen Radbremsen zugeordnete, elektrisch ansteuerbare Ein- und Auslaß­ ventile sowie den Bremskreisen einzeln zugeordnete, elektrisch antreibbare, auf hohes Ausgangsdruckniveau ausgelegte Rückförderpumpen umfaßt, mittels derer z. B. in einer Druckabbauphase der Antiblockier-Regelung in eine Rücklaufleitung des jeweiligen Bremskreises abge­ lassene Bremsflüssigkeit in dessen von einem der Druck­ ausgänge des Bremsgeräts ausgehende Hauptbremsleitung zurückförderbar ist.

Zweck der Bremsdruck-Steuereinrichtung gemäß der DE 42 08 496 C1 ist es, den aus der Art der Betätigung des Bremspedals erkennbaren Fahrerwunsch nach hoher Fahrzeugverzögerung dadurch selbsttätig zu unterstüt­ zen, daß sehr frühzeitig, möglichst schon während das Bremspedal noch den üblicherweise vorhandenen Leerweg ausführt, ein relativ hoher Bremsdruck in die Radbrem­ sen eingekoppelt wird, um die Bremsanlage entsprechend frühzeitig zu aktivieren. Dieses rasche Ansprechen der Bremsanlage wird, einhergehend mit einer entsprechend hohen Steigerung der Fahrzeugverzögerung, auch er­ reicht, wobei der Bremskraftverstärker schon nach kur­ zer Zeit an seinem Ansteuerungspunkt gelangt, ab wel­ chem eine weitere Steigerung des Bremsdruckes nur noch durch die Mitwirkung des Fahrers, d. h. durch sehr kräf­ tige Betätigung des Bremspedals möglich ist.

Eine übliche Auslegung der Radbremsen des Fahrzeuges, des Hauptzylinders und des Bremskraftverstärkers der Bremsanlage vorausgesetzt, sind die allein durch Aus­ steuerung des Bremskraftverstärkers in den Radbremsen entfaltbaren Bremskräfte nicht ausreichend, um bei ho­ hen Kraftschlußbeiwerten zwischen der Fahrbahn und den Fahrzeugrädern deren Blockiergrenze zu erreichen. Die bekannte Bremsdruck-Steuerungseinrichtung ist daher, ungeachtet ihrer grundsätzlichen Möglichkeiten, eine Bremsung auch dann auszulösen, wenn der Fahrer die Bremsanlage selbst nicht betätigt, wenn die Betätigung derselben jedoch erforderlich wird, weil z. B. ein ange­ triebenes Fahrzeugrad zum Durchdrehen neigt oder weil es aus fahrdynamischen Gründen zweckmäßig wäre, einen hohen Bremsschlupf an einem der Vorderräder des Fahr­ zeugs aufzubauen, um einer Übersteuerungstendenz des Fahrzeuges entgegenzuwirken, d. h., in dynamischen Si­ tuation des Fahrzeuges, die hohe Radbremskräfte erfor­ dern, durch die ein Fahrzeugrad kontrolliert an die Blockiergrenze gebracht werden kann, nicht in der Lage, diese Kräfte einzusteuern. Es ist daher mit der bekann­ ten Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nicht möglich, zusätzlich zu der Funktion einer automatisch gesteuer­ ten Vollbremsung beispielsweise eine Antriebs-Schlupf- Regelungs- und/oder eine Fahrdynamik-Regelungsfunktion zu erzielen. Es kommt hinzu, daß sie auch bei einer automatisch gesteuerten Vollbremsung aufgrund des ra­ schen Ansprechverhaltens der selbsttätig aktivierten Bremsanlage den Fahrer in nicht zu seltenen Fällen dazu verleitet, die Kraft, mit der er das Bremspedal betä­ tigt, nachdem der Aussteuerpunkt des Bremskraftverstär­ kers erreicht ist, nicht weiter zu steigern, da der Fahrer durch die "harte" Reaktion des Bremspedals nach Erreichen des Aussteuerpunktes des Bremskraftverstär­ kers vielfach den Eindruck hat, das mögliche Maß an Bremskraft und Fahrzeugverzögerung ausgeschöpft zu ha­ ben, mit der Folge, daß auf einen nicht unerheblichen Anteil an zusätzlich möglicher Bremskraft und Fahrzeug­ verzögerung verzichtet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bremsdruck- Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art dahin­ gehend zu verbessern, daß bei einer selbsttätig gesteu­ erten Aktivierung der Bremsanlage an mindestens einzel­ nen der Radbremsen des Fahrzeuges einem Höchstmaß an zwischen der Fahrbahn und einem gebremsten Rad übertra­ gbarer Tangentialkraft entsprechende Bremsdrücke ent­ faltbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merk­ male gelöst.

Durch die hiernach vorgesehene Ausnutzung mindestens einer der Rückförderpumpen des Antiblockiersystems, vorzugsweise beider, aus der/denen bei einer selbsttä­ tigen Aktivierung der Bremsanlage die Radbremsen des jeweiligen Bremskreises mit Bremsdruck beaufschlagbar sind, wobei der über den Bremskraftverstärker betätigte Hauptzylinder gleichsam als Vorladepumpe für die jewei­ lige(n) Rückförderpumpe(n) arbeitet, können sehr hohe Bremsdrücke aufgebaut werden, die bei einer selbsttätig gesteuerten Vollbremsung eine erhöhte Fahrzeugverzöge­ rung ergeben und ein Bremskraftniveau erreichen lassen, das für eine Antriebs-Schlupf-Regelung und/oder eine Fahrdynamik-Regelung ausreicht.

Eine Realisierung der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung mit nur einem Umschalt-/Vorlade-Steuerventilpaar ist für eine wirksame Antriebs-Schlupf-Regelung und eine Fahrdynamik-Regelung ebenfalls dann ausreichend, wenn dieses Ventilpaar für den Vorderachs-Bremskreis vorge­ sehen ist und das Fahrzeug auch einen Vorderachs-An­ trieb hat.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 ist ihrem grundsätz­ lichen Aufbau nach die Gestaltung einer zur Erfassung des Fahrerwunsches hinsichtlich Einleitung und Beendi­ gung einer automatisch gesteuerten Vollbremsung geeig­ nete Kraft-Sensoreinrichtung angegeben, die z. B. mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen oder piezoelektrischen Kraft-Sensorelementen realisierbar ist, die verfügbarem Stand der Technik entsprechen und ohne nennenswerte konstruktive Veränderungen am Bremskraftverstärker oder dem Hauptzylinder der Bremsanlage in diese eingefügt werden können.

Alternativ hierzu ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 eine funktionell entsprechende Sensor-Anordnung angege­ ben, die mit Hilfe eines einfachen Mikroschalters rea­ lisierbar ist, der ebenfalls ohne Schwierigkeit in den Bremskraftverstärker integrierbar ist.

Ausgehend von einer Bremsdruck-Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zu­ grunde liegende Aufgabe auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 gelöst, die eine besonders einfache Struktur der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung ergeben.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Bremsdruck­ steuerungseinrichtung ergeben sich aus der nachfolgen­ den Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels und der Erläuterung möglicher Abwandlungen desselben anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine mit einer erfindungsgemäßen Bremsdruck- Steuerungseinrichtung ausgerüstete Zweikreis- Bremsanlage eines Straßenfahrzeuges mit Vorder­ achs-/Hinterachs-Bremskreisaufteilung in sche­ matisch vereinfachter, elektro-hydraulischer Schaltbilddarstellung und

Fig. 2 Einzelheiten eines bei der Bremsanlage gemäß Fig. 1 zur Betätigung des Hauptzylinders der­ selben vorgesehenen pneumatischen Bremskraft- Verstärkers mit einer Sensor-Einrichtung zur Erkennung des Fahrerwunsches hinsichtlich der Beendigung einer automatisch gesteuerten Voll­ bremsung.

Bei der in der Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichneten hy­ draulischen Zweikreis-Bremsanlage für ein durch diese repräsentiertes Straßenfahrzeug sind dessen linke Vor­ derradbremse 2 und dessen rechte Vorderradbremse 3 zu einem Vorderachs-Bremskreis I und die linke Hinterrad­ bremse 4 sowie die rechte Hinterradbremse 5 zu einem Hinterachs-Bremskreis II zusammengefaßt.

Die beiden Bremskreise I und II sind als statische Bremskreise ausgebildet, deren Bremsdruck-Versorgung bei einer "normalen" Bremsung, d. h. einer mit mäßiger Fahrzeugverzögerung erfolgenden Zielbremsung, bei der die Bremsdruckentfaltung ausschließlich vom Fahrer durch Betätigung des Bremspedals 6 gesteuert wird, durch einen mittels des Bremspedals 6 über einen pneu­ matischen Bremskraftverstärker 7 betätigbaren Tandem- Hauptzylinder 8 für sich bekannter Bauart und Funktion erfolgt, der einen dem Vorderachs-Bremskreis I zugeord­ neten - statischen - Druckausgang 9 und einen dem Hin­ terachs-Bremskreis II zugeordneten - ebenfalls "stati­ schen" - Druckausgang 11 hat, an denen bei einer Betä­ tigung des Hauptzylinders 8 Drücke P_VA und P_HA im we­ sentlichen gleichen Betrages bereitgestellt werden.

Das Fahrzeug ist mit einem nach dem Rückförderprinzip arbeitenden, in bekannter Technik realisierten Anti­ blockiersystem ausgerüstet, das in der Zeichnung durch seine insgesamt mit 12 bezeichnete Hydraulikeinheit re­ präsentiert ist, welche den Vorderradbremsen 2 und 3 sowie den Hinterradbremsen 4 und 5 je einzeln zugeord­ nete Einlaßventile 13 und 14 bzw. 16 und 17 und den einzelnen Radbremsen 2 bis 5 ebenfalls je einzeln zuge­ ordnete Auslaßventile 18 und 19 bzw. 21 und 22 als elektrisch steuerbare Bremsdruck-Regelventile und den beiden Bremskreisen I und II je einzeln zugeordnete Rückförderpumpen 23 und 24 umfaßt, mittels derer Brems­ flüssigkeit, die in einer Bremsdruck-Abbauphase der An­ tiblockierregelung aus einer oder mehrerer der Radbrem­ sen 2 bis 5 über eine Rücklaufleitung 26 bzw. 27 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II in einen Niederdruck­ speicher 28 bzw. 29 abgelassen wird, in die Hauptbrems­ leitung 31 bzw. 32 des Vorderachs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs-Bremskreises II zurückförderbar ist. Die Niederdruck-Eingänge 33 und 34 der Rückförderpumpen 23 und 24 der beiden Bremskreise I und 11 sind an die Rück­ laufleitungen 26 und 27 und die Niederdruckspeicher 28 und 29 des jeweiligen Bremskreises I bzw. II über je ein Rückschlagventil 36 bzw. 37 angeschlossen, das durch relativ höheren Druck in der Rücklaufleitung 26 bzw. 27 als an dem jeweiligen Niederdruckeingang 33 bzw. 34 der Rückförderpumpe 23 bzw. 24 in Öffnungsrich­ tung beaufschlagt und sonst gesperrt ist.

Die Hydraulikeinheit hat zwei, je einem der beiden Bremskreise I und II zugeordnete Versorgungsanschlüsse 38 und 39, von denen die "internen" Hauptbremsleitungen 31 und 32 ausgehen, von deren Verzweigungsstellen 35 und 40 die über die Einlaßventile 13 und 14 bzw. 16 und 17 der Vorderradbremsen 2 und 3 bzw. der Hinterradbrem­ sen 4 und 5 zu den Steuerausgängen 41 und 42 sowie 43 und 44 der Hydraulikeinheit 12, an denen die Radbrems­ leitungen 46 und 47 bzw. 48 und 49 angeschlossen sind, führenden, "internen" Bremsleitungszweige 31′ und 31′′ bzw. 32′ und 32′′ ausgehen, sowie zwei weitere Versor­ gungsanschlüsse 51 und 52, die intern je einzeln mit dem Niederdruckeingang 33 bzw. 34 der Rückförderpumpe 23 des Vorderachs-Bremskreises I bzw. des Hinterachs- Bremskreises II verbunden sind.

Die insoweit geschilderte Hydraulikeinheit 12, die für sich allein gesehen, im Rahmen der Fahrzeug-Bremsanlage 1 zuzüglich der Raddrehzahlfühler 65 des Antiblockier­ systems 12 und einer elektronischen Steuereinheit 58 zur Darstellung der Antiblockier-Regelungsfunktion ge­ eignet ist, ist auch Funktionselement einer insgesamt mit 55 bezeichneten Bremsdruck-Steuerungseinrichtung, mittels derer in Fällen, in denen der Fahrer eine mög­ lichst hohe Fahrzeugverzögerung ausnutzen möchte, selbsttätig gesteuert eine Vollbremsung durchführbar ist, bei der sämtliche Radbremsen 2 bis 5 - gleichzei­ tig - mit einem höchstmöglichen, mit dynamischer Sta­ bilität des Fahrzeuges noch verträglichen Bremsdruck beaufschlagt werden, andererseits aber auch eine allge­ mein auf dynamische Stabilität des Fahrzeuges gerichte­ te Fahrdynamik-Regelung steuerbar ist, bei der, ohne daß der Fahrer die Bremsanlage 1 betätigt, eine oder mehrere der Radbremsen 3 bis 5 des Fahrzeuges mit Bremsdrücken gleichen oder unterschiedlichen Betrages beaufschlagbar sind, sei es, um im Sinne einer An­ triebs-Schlupf-Regelung das Traktionsverhalten des Fahrzeuges zu optimieren, sei es im Sinne einer "rei­ nen" Fahrdynamik-Regelung, bei der einzelne Radbremsen, auch solche nicht angetriebener Fahrzeugräder, akti­ viert werden, um ein bestimmtes Lenkungs-Verhalten des Fahrzeuges zu erzielen.

Im Rahmen der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung 55, zu deren weiterer Erläuterung nunmehr auch auf die Fig. 2 Bezug genommen sei, ist ein dem Bremskraftverstärker 7 zugeordnetes, elektrisch ansteuerbares Hilfskraft-Aus­ steuerventil 53 vorgesehen, das eine Grundstellung 0 hat, in welcher die Antriebskammer (75) des in üblicher Gestaltung vorausgesetzten pneumatischen Bremskraftver­ stärkers 7 über einen in dieser Grundstellung 0 offenen Durchflußpfad 54 und ausschließlich über diesen mit der Niederdruckquelle - dem Verbrennungsluft-Einlaßstutzen 56 des lediglich schematisch angedeuteten Fahrzeugmo­ tors 60 - verbunden ist, der auch permanent, d. h. in fester Verlegung, an die Niederdruckkammer 70 des Brems­ kraftverstärkers 7 angeschlossen ist.

Diese Grundstellung 0 des Hilfskraft-Aussteuerventils 53 ist dem "normalen" Zielbremsbetrieb der Bremsanlage 1 zugeordnet, in welcher der Fahrer durch Betätigung des Bremspedals 6 einen zu dessen Betätigungsweg bzw. -kraft proportionalen Bremsdruck in die Radbremsen 2 bis 5 einsteuern kann.

Das Hilfskraft-Aussteuerventil 53, das als 3/2-Magnet­ ventil dargestellt ist, hat eine bei Erregung seines Steuermagneten 57 mit dem Ausgangssignal der elektro­ nischen Steuereinheit 58 der Bremsdruck-Steuereinrich­ tung 55 eingenommene Schaltstellung I, in welcher die Niederdruckquelle 56, 60 gegen die Antriebskammer 75 des pneumatischen Bremskraftverstärkers 7 abgesperrt ist, diese Antriebskammer jedoch dem atmosphärischen Umge­ bungsdruck oder einem höheren Druck einer Hilfsdruck­ quelle ausgesetzt ist, wodurch der Hauptzylinder 8 mit­ tels des Bremskraftverstärkers im Sinne eines Aufbaues eines hohen Ausgangsdruckes an seinen Druckausgängen 9 und 11 betätigt wird.

Ein die Umschaltung des Hilfskraft-Aussteuerventils 53 in dessen Schaltstellung I vermittelndes Ausgangssignal wird, z. B. zum Zweck der Auslösung einer automatischen Vollbremsung, von der elektronischen Steuereinheit 58 der Bremsdruck-Steuereinrichtung 55 abgegeben, wenn der Fahrer am Beginn einer Bremsung das Bremspedal 6 mit einer Geschwindigkeit Φ betätigt, die größer ist als ein diesbezüglicher Schwellenwert Φ_S, was von der elektronischen Steuereinheit 58 anhand einer - zeitlich differenzierenden - Verarbeitung von Ausgangssignalen eines elektronischen oder elektromechanischen Pedal- Positionsgebers 59 erkannt wird, durch dessen Ausgangs­ signale eine selbsttätig gesteuerte Vollbremsung auch schon ausgelöst werden kann, während das Bremspedal 6 noch seinen "Leerweg" ausführt, der mit einem nennens­ werten Druckaufbau im Tandem-Hauptzylinder 8 noch nicht verknüpft ist.

Im Rahmen der Bremsdruck-Steuereinrichtung 55 ist ein insgesamt mit 62 bezeichneter Steuerventilblock vorge­ sehen, der den hydraulischen Anschluß der Druckausgänge 9 und 11 des Hauptzylinders 8 an die Versorgungsan­ schlüsse 38 und 39 sowie 51 und 52 der Hydraulikeinheit 12 des Antiblockiersystems vermittelt. Dieser Steuer­ ventilblock 62 umfaßt ein erstes als 2/2-Wege-Magnet­ ventil ausgebildetes Umschaltventil 63, dessen Grund­ stellung 0 seine Durchflußstellung ist, in welcher der dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordnete Druckausgang 9 des Hauptzylinders 8 mit dem Versorgungsanschluß 38 der ABS-Hydraulikeinheit 12 verbunden ist, von dem deren Hauptbremsleitung 31 ausgeht; die bei Erregung des Steu­ ermagneten 64 mit einem Ausgangssignal der elektroni­ schen Steuereinheit 58 eingenommene Schaltstellung I dieses Umschaltventils 63 ist seine Sperrstellung, in der es auch die Funktion eines Druckbegrenzungsventils vermittelt.

Ein zweites, zu dem ersten Umschaltventil 63 analoges Umschaltventil 66 vermittelt in seiner Grundstellung 0 - seiner Durchflußstellung - die Verbindung des dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordneten Druckausganges 11 des Tandem-Hauptzylinders 8 mit dem Versorgungsanschluß 39 der Hydraulikeinheit 12 des ABS 12, von dem die Haupt­ bremsleitung 32 des Hinterachs-Bremskreises II ausgeht. Auch dieses zweite Umschaltventil 66 vermittelt in seiner erregten Stellung I die Funktion eines Druckbegrenzungs­ ventils. Desweiteren umfaßt der Steuerventilblock 62 ein erstes, dem Vorderachs-Bremskreis I zugeordnetes Vorlade-Steuerventil 67 und ein zweites, dem Hinterachs- Bremskreis 11 zugeordnetes Vorlade-Steuerventil 68, die als 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet sind, die durch Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit 58 ansteuerbar sind. Diese Vorlade-Steuerventile 67 und 68 haben eine sperrende Grundstellung 0 und als erregte Stellung I eine Durchflußstellung, in welcher über das erste Vorlade-Steuerventil 67 der dem Vorderachs-Brems­ kreis I zugeordnete Druckausgang 9 des Hauptzylinders 8 mit demjenigen weiteren Versorgungsanschluß 51 der ABS- Hydraulikeinheit 12 verbunden ist, der zum Niederdruck­ eingang 33 der Rückförderpumpe 23 des Vorderachs-Brems­ kreises führt und über das zweite Vorlade-Steuerventil 68 der dem Hinterachs-Bremskreis II zugeordnete Druck­ ausgang 11 des Hauptzylinders 8 mit dem mit dem Nieder­ druckeingang 34 der Rückförderpumpe 24 des Hinterachs- Bremskreises II verbundenen weiteren Versorgungsan­ schluß 52 der ABS-Hydraulikeinheit 12 verbunden ist. Zu den Umschaltventilen 63 und 66 ist je ein Rückschlag­ ventil 69 bzw. 71 parallel geschaltet, das durch rela­ tiv höheren Druck am jeweiligen Druckausgang 9 bzw. 11 des Hauptzylinders 8 als in der Hauptbremsleitung 31 bzw. 32 der Hydraulikeinheit 12 in Öffnungsrichtung be­ aufschlagt und sonst gesperrt ist.

Bei der insoweit nach Aufbau und Funktion erläuterten Bremsanlage I befinden sich bei einer Zielbremsung die Umschaltventile 63 und 66 sowie die Vorlade-Steuerven­ tile 67 und 68 in ihren dargestellten Grundstellungen 0. Die Bremsdruck-Entwicklung wird bei einer Zielbrem­ sung durch die vom Fahrer auf das Bremspedal 6 ausge­ übte Kraft gesteuert und erforderlichenfalls durch ein Ansprechen des Antiblockiersystems moderiert.

Die von der Bremsanlage 1 weiter zu erfüllenden Funk­ tionen einer automatischen Vollbremsung sowie einer Fahrdynamik-Regelung sind mittels der Bremsdruck-Steu­ erungseinrichtung 55, 58 im einzelnen wie folgt dar­ stellbar:

• 1. Automatisch gesteuerte Vollbremsung "Bremsassistent- Funktion":
  Bei einer sehr schnellen - hastigen - Betätigung des Bremspedals 6, die von der elektronischen Steuereinheit 58 als Fahrerwunsch dahingehend interpretiert wird, daß eine Vollbremsung erfolgen soll, wird - zunächst - das Hilfskraft-Aussteuerventil 53 in dessen Funktionsstel­ lung I gesteuert, wodurch die Antriebskammer des Brems­ kraftverstärkers 7, gleichsam unter Überbrückung des Bremsventils des Bremskraftverstärkers belüftet und dadurch dem vollen Atmosphärendruck ausgesetzt wird, wodurch der Bremskraftverstärker 7 bis an seinen Aus­ steuerpunkt ausgesteuert und der Tandem-Hauptzylinder bis zu einem Ausgangsdruck P_VA bzw. P_HA betätigt wird, der in praktischen Fällen etwa 75% desjenigen Druckes beträgt, der sich ergäbe, wenn der Fahrer das Bremspe­ dal 6 mit derjenigen Kraft betätigen würde, die norma­ lerweise zur Erreichung des Aussteuerpunktes des Brems­ kraftverstärkers 7 notwendig wäre. Noch während der Ausgangsdruck des Tandem-Hauptzylinders, der über die zunächst noch in der Grundstellung befindlichen Um­ schaltventile 63 und 66 in die Hauptbremsleitungen 31 und 32 des Vorderachs-Bremskreises I und II eingekop­ pelt wird, ansteigt, werden die Rückförderpumpen 23 und 24 durch Ausgangssignale der elektronischen Steuerein­ heit 58 eingeschaltet, die Umschaltventile 63 und 66 gleichzeitig hiermit oder kurz danach in ihre Sperr­ stellungen I und die Vorlade-Steuerventile 67 und 68 in ihre Durchflußstellungen I umgeschaltet, so daß nunmehr der Tandem-Hauptzylinder 8 als Ladedruckquelle - "Vor­ ladepumpe" - für die Rückförderpumpen 23 und 24 arbei­ tet und diese die Bremsdruck-Quellen für den Vorder­ achs-Bremskreis I und den Hinterachs-Bremskreis II bil­ den.
• Wird bei einer solchermaßen gesteuerten Vollbremsung an einem oder mehreren der Fahrzeugräder die Blockiergren­ ze erreicht, so daß das Antiblockiersystem anspricht, mit der Folge, daß der Druck in den Hauptbremsleitungen 31 und 32 drastisch ansteigt, wird Bremsflüssigkeit über die in ihrer im automatischen Bremsbetrieb als Druckbegrenzungsventile wirkenden Umschaltventile 63 und 66 zum Hauptbremszylinder 8 hin zurückverdrängt und dadurch der Druck in den Hauptbremsleitungen 31 und 32 auf einen Wert von z. B. 200 bar begrenzt.
• Ein zur Erkennung des Fahrerwunsches nach Beendigung einer automatisch gesteuerten Vollbremsung geeigneter Sensor kann als Kraft-Sensor mit Hilfe einer - nicht dargestellten - Dehnungs-Meßstreifenanordnung reali­ siert sein, deren Ausgangssignal ein Maß für die - elastische - Verformung ist, die z. B. das Bremspedal bei einer Betätigung erfährt oder ein anderes Element des Kraft-Übertragungsstranges, über den diese Betäti­ gungskraft auf die am Primärkolben 74 (Fig. 2) des Hauptzylinders 8 axial angreifende Druckstange 76 des Bremskraftverstärkers 7 übertragen wird, z. B. der Pe­ dalstößel 77, über den das Bremspedal 6 axial an einem Reaktionskolben 78 des Steuerteils 79 des Bremskraft­ verstärkers 7 axial abgestützt ist, oder der Reaktions­ kolben 78 selbst, der gemäß der Darstellung der Fig. 2 zwischen dem Pedalstößel 77 und einer zur Auslegung des Verstärkungsfaktors des Bremskraftverstärkers 7 vorge­ sehenen, elastisch nachgiebigen Reaktionsscheibe 81 eingespannt ist.
• Bei der in der Fig. 2 dargestellten Variante der Brems­ druck-Steuerungseinrichtung ist zur Erkennung des Fah­ rerwunsches nach Aufrechterhaltung und Abbruch einer automatisch gesteuerten Vollbremsung ein Mikroschalter 82 vorgesehen, der, je nachdem, ob der Fahrer das Bremspedal 6 mit einer Kraft betätigt, die größer ist als ein Schwellenwert K_S oder kleiner als derselbe, signifikant verschiedene Ausgangssignale oder Ausgangs­ signalkombinationen abgibt, die der elektronischen Steuereinheit 58 ständig als Informations-Signale zu­ geleitet sind. Beispielsweise ist das Ausgangssignal dieses Mikroschalters 82 ein Hoch-Pegel-Signal (logi­ sche I), wenn die Kraft größer ist als der Schwellen­ wert K_S und ein Niedrig-Pegel-Signal (logische 0), wenn diese Kraft kleiner ist als der Schwellenwert.
• Der Mikroschalter 82 ist als weggesteuertes Schaltele­ ment ausgebildet, das an einem mit dem Reaktionskolben 78 fest verbundenen, radial zur Längsachse 83 des Bremskraftverstärkers 7 verlaufenden Querriegel 84 an­ geordnet ist und dessen axiale Verrückungen mit aus­ führt, wobei der Mikroschalter 82 lediglich auf die axiale Bewegung des Reaktionskolbens 78 relativ zu der Druckstange 76 des Bremskraftverstärkers 7 anspricht, deren Hub wegen der durch die Reaktionsscheibe 81 ver­ mittelten elastischen Abstützung des Reaktionskolbens 78 an der Druckstange 76 ein Maß für die Kraft ist, mit der der Fahrer das Bremspedal 6 betätigt.
• Zeigt das Ausgangssignal des Mikroschalters 82 an, daß der Fahrer die automatische Vollbremsung beenden möch­ te, so wird diese dadurch beendet und in eine Zielbrem­ sung übergeleitet, daß die Umschaltventile 63 und 66 in ihre Grundstellungen 0, ihre Durchflußstellungen, die Vorlade-Steuerventile 67 und 68 in ihre sperrenden Grundstellungen 0 zurückgeschaltet und gleichzeitig hiermit oder geringfügig verzögert hiergegen die Rück­ förderpumpen 23 und 24 abgeschaltet sowie das Hilfs­ kraft-Aussteuerventil 53 in seine Grundstellung 0 zu­ rückgeschaltet werden. Die Rückförderpumpen 23 und 24 können auch aktiviert bleiben, um für den Fall einer im Zuge der Bremsung erforderlichen Antiblockierregelung gleichsam auf diese vorbereitet zu sein.
• 2. Fahrdynamik-Regelung - selbsttätige Aktivierung min­ destens einer Radbremse:
  Hierzu werden das Hilfskraft-Aussteuerventil 53 in des­ sen Funktionsstellung I und die Umschaltventile 63 und 66 sowie die Vorlade-Steuerventile 67 und 68 in deren Sperr- bzw. Durchflußstellungen I umgeschaltet, sowie die Rückförderpumpen 23 und 24 aktiviert. Das Einlaß­ ventil derjenigen Radbremse, z. B. der linken Vorderrad­ bremse 2, die aktiviert werden soll, bleibt in seiner - offenen - Grundstellung 0, während die Einlaßventile 14, 16, 17 der rechten Vorderradbremse 3 und der Hinter­ radbremsen 4 und 5 in ihre Sperrstellungen I umgeschal­ tet werden. Durch eine gepulste Ansteuerung des Einlaß­ ventils 13 der linken Vorderradbremse 2 kann der Brems­ druck-Aufbau in derselben definiert beeinflußt werden. Der Druckabbau in der linken Vorderradbremse 2 kann entsprechend über deren Auslaßventil 18 gesteuert wer­ den, wobei im Falle eines Druckabbaues an einer Rad­ bremse des Vorderachs-Bremskreises I, das diesem zuge­ ordnete Umschaltventil 63 und dessen Vorlade-Steuerven­ til 67 wieder in deren Grundstellungen 0 - der Durch­ flußstellung des Umschaltventils 63 bzw. der Sperrstel­ lung des Vorlade-Steuerventils 67 - zurückgeschaltet werden. Die aus der Radbremse 2 abgelassene Bremsflüs­ sigkeit kann entweder über das geöffnete Auslaßventil 18, die Rücklaufleitung 26 und die Rückförderpumpe 23 des Vorderachs-Bremskreises I zum Hauptzylinder 8 und durch diesen "hindurch" zum Vorratsbehälter 72 zurück­ gefördert werden oder über das geöffnete Einlaßventil 13 der Radbremse 2 "direkt" zum Hauptzylinder 8 hin abströmen.
• Auf analoge Weise ist auch die Funktion einer Antriebs­ schlupf-Regelung darstellbar, bei der die Radbremsen 4 und 5 der angetriebenen Fahrzeugräder einzeln oder ge­ meinsam aktivierbar sein müssen.
• Eine zur Steuerung dieser Funktionen geeignete elek­ tronische Steuereinheit 58 ist dem mit der Technik der Bremsdruck- und Bremsschlupf-Regelungen vertrauten Fach­ mann bei Kenntnis des Zweckes ohne weiteres möglich, so daß durch die Beschreibung der verschiedenen Funktionen auch deren elektronisch-schaltungstechnische Implemen­ tierung hinreichend erläutert ist.
• Unter der Voraussetzung, daß die Bremsanlage 1, wie erläutert, eine Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreisauf­ teilung hat. Ist eine vereinfachende Abwandlung der Bremsdruck-Steuerungseinrichtung 55 dahingehend mög­ lich, daß eine Ausnutzung der Rückförderpumpen als Bremsdruckquellen bei einer selbsttätigen Aktivierung einer oder mehrerer Radbremsen nur für einen der Brems­ kreise I oder II vorgesehen ist, und der jeweils andere Bremskreis an den diesem zugeordneten Druckausgang 9 bzw. 11 des Tandem-Hauptzylinders angeschlossen ist. Es kann hierbei jeweils ein Umschaltventil 63 oder 64 und ein Vorlade-Steuerventil 67 oder 68 eingespart werden, sowie ein Rückschlagventil 36 oder 37, die bei der Bremsanlage 1 gemäß Fig. 1 dazu vorgesehen sind, im Vorlade-Betrieb des Hauptzylinders 8 die Versorgungs­ anschlüsse 51 und 52 der Hydraulikeinheit 12 gegen de­ ren Niederdruckspeicher 28 bzw. 29 abzusperren.
• Auf diese Rückschlagventile 36 und 37 und den gesamten Steuerventilblock 62 kann verzichtet werden, wenn die Radbremsen 2 bis 5, der Hauptbremszylinder 8 und der Bremskraftverstärker 7 so ausgelegt sind, daß allein durch dessen mittels des Aussteuerventils 53 steuerbare Aktivierung auf den Hauptzylinder 8 eine hinreichend große Betätigungskraft ausübbar ist, daß mit dem hier­ durch erzeugbaren Bremsdruck die einzelnen Radbremsen 2 bis 5 an deren Blockiergrenze gebracht werden können.

Claims (6)

1. Bremsdruck-Steuereinrichtung für ein Straßenfahr­ zeug mit hydraulischer Zweikreis-Bremsanlage mit statischen Bremskreisen, die an je ein Druckausgang eines Hauptzylinders zugeordnet sind, der, mittels eines Bremspedals gesteuert, über einen pneumati­ schen Bremskraftverstärker betätigbar ist, der eine durch einen Kolben beweglich gegen eine permanent auf einem niedrigen Druck gehaltene Niederdruckkam­ mer abgegrenzte Antriebskammer hat, durch deren Beaufschlagung mit einem mit der Pedalkraft monoton korrelierten Druck die Kraftverstärkung steuerbar ist, mit der eine Zielbremsung erfolgt, und durch deren durch Umschaltung eines Hilfskraft-Aussteu­ erventils erzielbare Beaufschlagung mit dem Atmos­ phärendruck oder einem höheren Druck eine hohe, für eine Vollbremsung ausreichende Betätigungskraft entfaltbar ist, wobei eine diesbezügliche Umschal­ tung dieses Hilfskraft-Aussteuerventils durch ein Ausgangssignal einer elektronischen Steuereinheit auslösbar ist, das diese z. B. erzeugt, wenn die Geschwindigkeit Φ, mit der der Fahrer das Bremspe­ dal betätigt, einen diesbezüglichen Schwellenwert Φ_Süberschreitet und mit einem an den einzelnen Bremskreisen nach dem Rückförderprinzip arbeitenden Antiblockiersystem (ABS), das den Radbremsen ein­ zeln zugeordnete, elektrisch ansteuerbare Ein- und Auslaßventile sowie den Bremskreisen einzeln zuge­ ordnete, elektrisch antreibbare, auf hohes Aus­ gangsdruckniveau ausgelegte Rückförderpumpen um­ faßt, mittels derer in einer Druckabbauphase der Antiblockier-Regelung in eine Rücklaufleitung des jeweiligen Bremskreises abgelassene Bremsflüssig­ keit in dessen Hauptbremsleitung zurückförderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens einen der Bremskreise (I und II) ein elektrisch ansteuerbares Umschaltventil (63, 66) vorgesehen ist, das aus einer dem Zielbremsbetrieb zugeordne­ ten, die Hauptbremsleitung (31 bzw. 32) des jewei­ ligen Bremskreises (I bzw. II) mit dem für diesen vorgesehenen Druckausgang (9 bzw. 11) des Bremsge­ räts (8) verbindenden Funktionsstellung (0) in eine den Druckausgang (9 bzw. 11) gegen die Hauptbrems­ leitung (31 bzw. 32) absperrende Funktionsstellung (I) umschaltbar ist, sowie ein elektrisch ansteuer­ bares Vorlade-Steuerventil (67 bzw. 68), das aus einer den jeweiligen Druckausgang (9 bzw. 11) des Bremsgeräts (8) gegen den Niederdruckeingang (33 bzw. 34) der Rückförderpumpe (23 bzw. 24) des je­ weiligen Bremskreises (I bzw. II) absperrenden, ebenfalls dem Zielbremsbetrieb zugeordneten Funk­ tionsstellung (0) in eine den jeweiligen Druckaus­ gang (9 bzw. 11) mit dem Niederdruck-Eingang (33 bzw. 34) der jeweiligen Rückförderpumpe (23 bzw. 24) verbindende Funktionsstellung (I) umschaltbar ist, und daß die elektronische Steuereinheit (58) aus einer Verarbeitung von Sensor-Ausgangssignalen, welche die Information über die Art der Betätigung des Bremspedals (6) und/oder über das dynamische Verhalten des Fahrzeuges beinhalten, die für einen selbsttätigen Betrieb der Bremsanlage auf hohem Bremsdruckniveau erforderlichen Signale für die An­ steuerung des Umschaltventils (63 bzw. 66), des Vorlade-Steuerventils (67 bzw. 68), der Rückförder­ pumpe (23, 24) und der Ein- und Auslaßventile des Antiblockiersystems (12) sowie des Hilfskraft-Aus­ steuerventils (53) erzeugt.

2. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen (4 und 5) der angetriebenen Fahrzeugräder zu dem mit dem Ausgangsdruck der Rückförderpumpe (24) beaufschlag­ baren Bremskreis (II) zusammengefaßt sind.

3. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderradbremsen (2 und 3) zu einem mit dem Aus­ gangsdruck der Rückförderpumpe (23) beaufschlagba­ ren Bremskreis (I) zusammengefaßt sind.

4. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor, durch dessen Ausgangssignal bei einer auto­ matisch ausgelösten Vollbremsung der Fahrerwunsch nach Fortsetzung und Beendigung der Vollbremsung erfaßbar ist, ein Kraftsensor vorgesehen ist, des­ sen Ausgangssignal ein Maß für die - elastische - Deformation ist, die bei einer Betätigung des Bremspedals (6) an diesem oder an einem anderen Kraftübertragungselement auftritt, über das die Betätigungskraft auf die am Hauptzylinder (8) an­ greifende Druckstange des Bremskraftverstärkers (7) übertragen wird.

5. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftverstärker (7) mit einem weggesteuerten Schaltelement (82) versehen ist, das die Betäti­ gungsbewegungen eines mit dem Bremspedal (6) bewe­ gungsgekoppelten Verstärkerelements (78) mit aus­ führt, das seinerseits in Angriffsrichtung der Pe­ dal-Betätigungskraft über ein nachgiebiges Reak­ tionselement (81) an einem Kraftübertragungsglied, z. B. der Druckstange (76) des Bremskraftverstär­ kers, über das die vom Bremskraftverstärker (7) entfaltete - verstärkte - Betätigungskraft auf den Hauptzylinder (8) übertragen wird, abgestützt ist, dadurch mit der Pedalbetätigungskraft variierende Änderungen seiner Position relativ zu dem Kraft­ übertragungselement (84) erfährt und ein die Been­ digung einer automatischen Bremsung auslösendes oder deren Einsetzen verhinderndes Signal abgibt, wenn bei einer Bremsung ein Schwellenwert der Aus­ lenkung relativ zu dem Kraftübertragungselement (76) unterschritten oder nicht erreicht wird.

6. Bremsdruck-Steuerungseinrichtung für ein Straßen­ fahrzeug mit hydraulischer Zweikreis-Bremsanlage mit Vorderachs-/Hinterachs-Bremskreisaufteilung oder Diagonal-Bremskreisaufteilung und statischen Bremskreisen, das mit einem Antiblockiersystem und mit einer Einrichtung zur Fahrdynamik-Regelung aus­ gerüstet ist, die, gesteuert durch Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinheit, nach dem Prin­ zip arbeitet, durch selbsttätig gesteuerte Brems­ druck-Beaufschlagung einzelner oder mehrerer Rad­ bremsen unter Aufbau definierter Werte des Brems­ schlupfes an den solchermaßen gebremsten Fahrzeug­ rädern das Fahrzeug in einem insgesamt stabilen dynamischen Fahrzustand zu halten, wobei die selbst­ tätige Aktivierung der Bremsanlage durch magnetven­ tilgesteuerte Aktivierung eines Bremskraftverstär­ kers der Bremsanlage erfolgt, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Radbremsen (2 bis 5) des Fahrzeuges und der Bremskraftverstärker (7) dahingehend auf­ einander abgestimmt sind, daß der aus einer ven­ tilgesteuerten Aktivierung des Bremskraftverstär­ kers (7) resultierende Bremsdruck ausreicht, um die Blockiergrenze eines selbsttätig gebremsten Fahr­ zeugrades zu erreichen, und daß die elektronische Steuereinheit (58) aus einer Verarbeitung von Sen­ sor-Ausgangssignalen, welche die Information über die Art der Betätigung des Bremspedals (6) und/oder das dynamische Verhalten des Fahrzeuges beinhalten, die für einen selbsttätigen Betrieb der Bremsanlage auf hohem Bremskraftniveau erforderlichen Signale für die Ansteuerung des Bremskraftverstärkers (7) sowie der Bremsdruck-Regelventile des Antiblockier- Systems (12) erzeugt.