DE68902555T2 - Hydraulisches blockierschutzbremssystem fuer fahrzeuge. - Google Patents

Hydraulisches blockierschutzbremssystem fuer fahrzeuge.

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DE68902555T2 DE8989302261T DE68902555T DE68902555T2 DE 68902555 T2 DE68902555 T2 DE 68902555T2 DE 8989302261 T DE8989302261 T DE 8989302261T DE 68902555 T DE68902555 T DE 68902555T DE 68902555 T2 DE68902555 T2 DE 68902555T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Anti-Blockier-Bremssystem für Fahrzeuge entsprechend dem ersten Teil von Anspruch 1.
  • Ein Anti-Blockier-Bremssystem der angesprochenen Art ist in EP-A-0202845 offenbart. In diesem bekannten System enthält der Modulator ein einziges Magnetventil, das auf Anti- Blockier-Signale anspricht, sowie ein Durchflußventil. Bei normalen Bremsbetätigungen ermöglicht das Durchflußventil eine freie Strömung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Bremse. In einem Anit-Blockier-Modus wird Fluid von der Bremse an eine Entspannungskammer abgegeben und das Durchflußventil ist so ausgelegt, daß es die Strömung von Fluid zwischen dem Hauptbremszylinder und der Bremse in einer gesteuerten Durchsatzrate mißt. Gleichzeitig leitet die Pumpe Fluid aus der Entspannungskammer zurück zum Hauptbremszylinder. Das Durchflußventil und der Pumpendurchsatz sind so ausgelegt, daß sie gleiche Strömungsraten bewirken, so daß die Reaktion am Fußpedal minimal ausfällt. Da jedoch die Abgabecharakteristika der Pumpe zyklisch sind, während die Charakteristika des Durchflußventils konstant bleiben, wird die Betätigung der Pumpe als eine Reaktion oder ein "Gefühl" am Bremspedal, begleitet von einem Geräusch, wahrgenommen, das über das Chassis des Fahrzeugs rückübertragen wird.
  • Ein Weg, diese Sensitivität zu reduzieren, wäre die Hinzufügung einer Drossel in der Leitung zwischen dem Modulator und dem Hauptbremszylinder. Dies würde die normale Betätigung der Bremse stören.
  • Als Alternative könnte eine Drossel zwischen der Pumpe und dem Durchflußventil vorgesehen werden. Dies würde den Gesamtdurchsatz der Pumpe einschränken, nicht jedoch den Unterschied zwischen dem Auslaß der Pumpe und dem Auslaß des Durchflußventils. Außerdem könnte die Pumpe beschädigt werden.
  • Eine weitere Lösung wäre die Anordnung einer Drossel zwischen dem Modulator und dem Hauptbremszylinder und der Einbau eines Einwegeventils, das eine unbehinderte Strömung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Bremse ermöglicht. Um eine rasche Auslösung des Bremsdruckes zu erreichen, müßte ein weiteres Einwegeventil zwischen der Bremse und dem Hauptbremszylinder angeordnet werden. Obwohl diese Lösung in technischer Hinsicht akzeptabel ist, erfordert sie zu viele Einzelteile, um in wirtschaftlicher Hinsicht rentabel zu sein.
  • Ein weiteres Anti-Blockier-System der angesprochenen Art ist in EP-A-0 171 901 offenbart. In diesem bekannten System enthält der Modulator ein magnetisch betriebenes Abschaltventil, ein Einwegeventil für die Steuerung der Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Bremse, eine Entspannungskammer, an die Fluid von der Bremse in einem von dem Ventil bestimmten Anti-Blockier-Modus abgegeben wird, und ein Durchflußsteuerungsventil für die Bestimmung der Rate der Wiederbeaufschlagung von Druck auf die Bremse, nachdem ein gebremstes Rad entlastet wurde.
  • Ein weiteres Anti-Blockier-System der angesprochenen Art ist in US 4 350 396 offenbart, in dem der Modulator ein Ventil enthält, um den Druck in einer Steuerkammer zu bestimmen, sowie ein Tellerventil, um die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Bremse entsprechend dem in einer Steuerkammer herrschenden Druck zu steuern, eine Austauschkammer, an die Fluid von der Bremse in einem von dem Tellerventil bestimmten Anti-Blockier-Modus abgegeben wird, und ein Wiederbeaufschlagungsventil für die Bestimmung der Rate der Wiederbeaufschlagung von Druck auf die Bremse, nachdem das gebremste Rad wieder entlastet wurde.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist ein hydraulisches Anti- Blockier-System der angesprochenen Art durch die Merkmale des zweiten Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.
  • Das Wiederbeaufschlagungsventil kann ein Durchflußventil enthalten, das automatisch mit dem magnetisch betätigten Ventil betrieben wird, oder es kann ein magnetisch betätigtes Einlaßventil enthalten, das so ausgelegt ist, daß es pulsiert werden kann, um die Rate der Wiederbeaufschlagung der Bremse zu bestimmen, nachdem das Rad wieder entlastet wurde.
  • Soweit das Wiederbeaufschlagungsventil ein Durchflußventil enthält, kann dieses Durchflußventil eine elastische Blende aufweisen, die mit einer festen Öffnung versehen ist und die gegenüber einem Sitz beweglich ist, dessen Abmessungen als Reaktion auf einen Druckabfall durch die Blende reduziert wird, um die Durchflußrate zurück von der Pumpe zu der Bremse zu bestimmen.
  • In einer solchen Konstruktion ist eine an einer Seite der Blende angeordnete Kammer mit dem Kanal verbunden, so daß der Druckabfall durch die Blende dann festgestellt wird, wenn sich das magnetisch gesteuerte Ventil öffnet, um die Bremse mit der Entspannungskammer zu verbinden.
  • Die Anordnung der elastischen Blende und des Tellerventils machen das System besonders geeignet für eine Serienfertigung der Einzelteile, da keine präzise Bearbeitung von Ventilkomponenten erforderlich ist.
  • Wenn das Wiederbeaufschlagungsventil ein magnetisch betätigtes Einlaßventil enthält, trennt die Schließung des Einlaßventils sowohl den Hauptbremszylinder als auch die Pumpe von dem Kanal.
  • Zwei Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen die Figuren folgendes zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Ansicht eines hydraulischen Anti-Blockier-Systems in normaler Bremsstellung; und
  • Fig. 2 ist gleich der Figur 1, zeigt jedoch eine Änderung.
  • Das in Fig. 1 der Zeichnungen gezeigte Anti-Blockier-System enthält einen pedalbetätigten Hauptbremszylinder (21) für die Betätigung einer Radbremse (22) und einen Modulator (23).
  • Der Modulator (23) enthält ein Gehäuse (24), in dem ein magnetisch betätigtes Auslaßventil (25) eingebaut ist, sowie ein Wiederbeaufschlagungsventil (25) mit einem Durchflußregler (26), einer Pumpe (28) und einer Entspannungskammer (29).
  • Ein Meßgeber (30) für die Radgeschwindigkeit liefert elektrische Radgeschwindigkeitssignale an ein Steuermodul (31). Das Steuermodul (31) analysiert die Geschwindigkeitssignale und wenn es ein kritisches Geschwindigkeitssignal erkennt, löst es eine elektrische Spannung aus, um das Magnetventil (32) des Auslaßventils (25) zu betätigen und um ebenfalls, getrennt, einen elektrischen Motor (33) zu betätigen, der die Pumpe (28) antreibt.
  • Das magnetisch betätigte Auslaßventil (25) enthält eine Armatur mit einem Ventilkopf (41), der normalerweise mittels einer Feder in Eingriff mit einem Sitz (43) gedrückt wird, der zwischen einem zu dem Steuerventil (26) führenden Kanal (44) und der Entspannungskammer (29) angeordnet ist. Die Entspannungskammer (29) bildet einen weitgehend konstanten Niederdruckbehälter für die Pumpe (28) und ist an seinem oberen Ende durch einen Expanderkolben (47) verschlossen, der in einer Bohrung (48) liegt. Normalerweise drückt eine Druckfeder (49) den Expanderkolben (47) in eine vorgerückte Stellung, in der das Nutzvolumen der Entspannungskammer (29) minimal ist.
  • Die Pumpe (28) hat einen Druckkolben (52), der in einer Bohrung (53) arbeitet. Der Druckkolben (52) wird während einem Arbeitshub von einem Exzenter (54) auf einer Antriebswelle (55) eines Elektromotors (33) in eine Richtung und während einem Ansaughub durch eine Feder (56) in die entgegengestzte Richtung getrieben. Während des Ansaughubes wird Fluid aus der Kammer 29 über ein Einwegeinlaßventil (60) in eine Pumpenkammer (59) am äußeren Ende der abgestuften Bohrung abgezogen und während dem Arbeitshub wird Fluid über ein Einwegauslaßventll (62) aus der Kammer (59) in einen Kanal (61) abgegeben, der zu dem Hauptbremszylinder (21) und zu dem Steuerventil (26) führt. In dem Kanal (61) ist eine Drossel (63) angeordnet.
  • Der Kanal (61) ist mit einem Kanal (65) aus dem Hauptbremszylinder an einer Abzweigung (66) verbunden, welche zu dem Durchflußsteuerventil (26) führt und zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Drossel (63) angeordnet ist.
  • Das Durchflußventil (26) enthält eine elastische Blende (90), die mit einer festen Öffnung (91) versehen ist, die einen Druckabfall durch die Blende (90) bewirkt. Dadurch wird die Position der Blende in Bezug auf einen Sitz (92) gesteuert, der zu dem Ventil (25) führt und mit dem die Blende (90) zusammenwirkt, um eine variable Öffnung zu bilden. Die Kammer (93), die an der Seite der Blende (90) angeordnet ist, die entfernt von dem Sitz (92) liegt, ist mit der Drossel (63) und dem Auslaßventil (62) der Pumpe (28) verbunden.
  • Ein Tellerventil (94) ist zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) angeordnet. Wie dargestellt, enthält das Tellerventil (94) eine Spule (95) in einer Bohrung (96), die an einem Ende unterhalb des Durchflußventils (26) mit Druck beaufschlagt wird. Die Spule (95) trägt einen Kopf (97), der axial relativ beweglich ist und normalerweise durch die Kraft einer Feder (99) im Abstand von einem Sitz (98) zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) gehalten wird. Eine leichte Feder (110) kann den Kopf (97) in die entgegengestzte Richtung drücken.
  • In der in der Zeichnung gezeigten Ruhestelllung ist die Pumpe (28) abgeschaltet, das Magnetventil (32) ist entregt und der Kopf (97) befindet sich im Abstand von dem Sitz (98), so daß Fluid direkt von dem Hauptbremszylinder (21) zu der Bremse (22) geliefert werden kann. Der von dem Hauptbremszylinder (21) ausgeübte Druck wird über die Drossel (63) ebenfalls zu dem Durchflußventil (26) und durch das Durchflußventil (26) zu einer Steuerkammer (84) am inneren Ende der Bohrung (96) in Verbindung mit dem Kanal (44) geleitet. Die Blende (90) befindet sich im Abstand von dem Sitz (92), so daß der Hauptbremszylinder (21) über die Öffnung (63) und die feste Öffnung (91) mit der Kammer (84) in Verbindung steht.
  • Wenn die Bremse (22) betätigt werden soll, wird Fluid über das offene Tellerventil (94) von dem Hauptbremszylinder (21) zu der Bremse (22) geliefert.
  • Die Abgabemenge der Pumpe (28) wird zwischen dem Hauptbremszylinder (21), an den sie über die Drossel (63) zurückgeleitet wird, und der Bremse (22) unter Steuerung des Durchflußventils (26) aufgeteilt. Insbesondere wird die Abgabemenge der Pumpe (28) abzüglich der Abgabemenge über das Durchflußsteuerventil (26) an den Hauptbremszylinder (21) zurückgeleitet.
  • Wenn das Rad entlastet wird, schließt sich das Magnetventil (25). Das von der Pumpe (28) aus der Entspannungskammer (29) abgezogene Fluid wird zu der Bremse (22) in einer Menge zurückgepumpt, die durch die Strömung durch das Durchflußventil (26) bestimmt wird, und zurück zum Hauptbremszylinder (21) in einer Menge, die durch die Strömung durch die Drossel (63) bestimmt wird.
  • Das Durchflußventil (26) und die Drossel (63) bilden automatisch ein Dämpfungssystem, da das Durchflußventil (26) automatisch für ein Dämpfungsvolumen zwischen der Pumpe (28) und der Drossel (63) zurück zum Hauptbremszylinder (21) sorgt. Das Durchflußventil (26) gewährleistet bessere Dämpfung als ein festes "hochsteifes" Volumen und hat in der Praxis eine ähnliche Wirkung, wie ein hydraulischer Druckspeicher. Druckspitzen der Pumpe (28) erhöhen das Volumen oberhalb des Durchflußventils (26) und reduzieren somit seine Amplitude.
  • Da die Strömung aus der Pumpe (28) zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) aufgeteilt wird, dämpft das Dämpfungssystem nur die Strömung zurück zum Hauptbremszylinder (21).
  • Die Anordnung des Durchflußventils (26) zwischen der Drossel (63) und dem Auslaß der Pumpe (28) reduziert, verglichen mit einem "steifen" Volumen, die Amplitude der Druckschwingungen, die an die Pumpe (28) zurückgegeben werden. Dies verringert die Abnützung der Pumpe (28) und erhöht ihre Lebensdauer.
  • Die Auswirkung des Unterschiedes zwischen den beiden Abgabemengen wird durch die Drossel (63) und die zwischen der Pumpe (28), der Drossel (63) und dem Durchflußventil (26) gebildete Dämpfungskammer reduziert.
  • Wenn das Bremspedal gelöst wird, fließt Fluid über das Tellerventil (94) von der Bremse (22) zurück zu dem Hauptbremszylinder (21). Wenn sich die unter Federspannung stehende Spule (95) zurückbewegt, öffnet sich das Tellerventil (94) in vollem Umfang.
  • In dem in Fig. 2 der Zeichnungen gezeigten System ist das Durchflußventil (26) durch ein magnetisch betätigtes Einlaßventil (70) ersetzt, das ein Ventilteil (71) aufweist, das in einen Ventilsitz (72) eingreifen kann. Der Sitz (72) ist zwischen einem Kanal (73), der zu dem Durchlaß (101) führt, und einem Kanal (74) angeordnet, der die Drossel (63) mit dem Einwegeventil (62) verbindet. In einer normalen Offenstellung wird der Ventilteil (71) durch eine (nicht gezeigte) Feder von dem Sitz (72) weggedrückt.
  • In der in den Zeichnungen gezeigten Ruhestellung sind das Tellerventil (94) und das Einlaßventil beide offen und das Auslaßventil (25) ist geschlossen.
  • Wenn der Hauptbremszylinder betätigt wird, wird Fluid über das offene Tellerventil (94) an die Bremse (22) geliefert. Fluid strömt ebenfalls durch die Drossel (63) und das offene Einlaßventil (70) zu der Kammer (84), wo es auf das benachbarte Ende der Spule (95) einwirkt, um das Tellerventil (94) offen zu halten, sowie auf das geschlossene Auslaßventil (25). Daher kann normalerweise Fluid frei zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) fließen.
  • Wenn das Steuermodul (31) erkennt, daß ein Rutschsignal von dem Geschwindigkeitsmeßgeber (30) abgegeben wird, erregt es die Magnete beider Ventile (70) und (25), um zu veranlassen, daß sich das Einlaßventil (70) schließt und das Auslaßventil (25) öffnet.
  • Die Schließung des Ventils (70) trennt den Hauptbremszylinder (21) von der Steuerkammer (84) und die Öffnung des Ventils (25) bewirkt eine zeitweilige Abgabe von Druck aus der Steuerkammer (84) in die Entspannungskammer (29). Wie in dem in Fig. 1 dargestellten System gezeigt, bewegt sich die Spule (95) in der Bohrung (96) gegen die Kraft der Feder (99), damit der Kopf (97) in seinen Sitz eingreifen und den Hauptbremszylinder (21) von einer direkten Verbindung mit der Bremse (22) abtrennen kann. Die Spule (95) bewegt sich dann weiter in der gleichen Richtung, um den Auslaß (101) freizulegen, um Fluid von der Bremse (22) zu der Entspannungskammer (29) zurückzuleiten. Danach wird die Pumpe (28) betätigt, um Fluid aus der Entspannungskammer (29) abzuziehen und es durch die Drossel (63) zurück zu dem Hauptbremszylinder (21) zu pumpen.
  • Wenn das Rad entlastet wird, schließt sich das Magnetventil (25). Anschließend wird das Einlaßventil betätigt, um den Auslaß von der Pumpe (28) durch den Kanal (73) und den Auslaß (101) zurück zur Bremse (22) zu leiten. Gleichzeitig pumpt die Pumpe (28) weiterhin Fluid zurück zu dem Kanal (74) zwischen der Drossel (63) und dem Einlaßventil (70). Daher wird in dem Hauptbremszylinder nur der Unterschied in der Strömung registriert, das heißt, der Auslaß von der Pumpe (28) abzüglich der Menge, die durch Betätigung des magnetisch betriebenen Einlaßventils (70) wieder zugeführt wird.
  • Im übrigen sind die Konstruktion und der Betrieb des in Fig. 2 gezeigten Systems identisch mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführung und für die entsprechenden Teile wurden dieselben Bezugsnummern verwendet.

Claims (6)

1. Hydraulisches Anti-Blockier-Bremssystem für Fahrzeuge, bei welchem der Zufluß von Hydraulikflüssigkeit aus einem Hauptbremszylinder (21) zu einer an einem Rad befindlichen Bremse (22) in einem Anti-Blockier-Modus durch einen Regler (23) in Abhängigkeit vom Verhalten des gebremsten Rades geregelt wird, mit einer Pumpe (28), die so ausgelegt ist, daß sie die Energie liefert, die notwendig ist, um die Flüssigkeit wieder zu spannen, nachdem der auf die Bremse ausgeübte Druck zuerst abgebaut wird, um zu verhindern, daß das Rad blockiert, wobei der Regler (23) ein Magnetventil (25) zum Ermitteln des Druckes in einer Steuerkammer (84), einen Ventilschieber (94) zum Steuern der Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) in Abhängigkeit von dem Druck in der Steuerkammer (84), eine Entspannungskammer (29), in welche die Flüssigkeit aus der Bremse (22) in einem von dem Ventilschieber (94) festgelegten Anti-Blockier-Modus entspannt wird, ein Wiederbeaufschlagungs-Ventil (26,70) zum Festlegen der Wiederbeaufschlagungsrate des Druckes zu der Bremse (22) eines gebremsten Rades, und eine begrenzte Verbindungsleitung (63) zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und dem Auslaß der Pumpe (28), dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (94) eine auf den Druck in der Steuerkammer (84) ansprechende Spule (95) zum Steuern der Flüssigkeitszufuhr zu der Bremse (22) durch eine Leitung (101) in Verbindung mit einem relativ bewegbaren Ventilkopf (97) umfaßt, der in geöffneter Stellung gewöhnlicherweise von dem Sitz (98) getrennt ist, um einen ungehinderten Austausch zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) zu ermöglichen, wobei die Bewegung der Spule (95) in Richtung der Öffnung der Leitung (101) so erfolgt, daß sie den Ventilkopf (97) zum Zusammenwirken mit dem Sitz (98) veranlaßt, so daß der ungehinderte Austausch zwischen dem Hauptbremszylinder (21) und der Bremse (22) unterbrochen wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederbeaufschlagungs-Ventil (26) ein Durchflußventil umfaßt, welches automatisch zusammen mit dem Magnetventil (25) betätigbar ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederbeaufschlagungs-Ventil (26) ein Magnet-Einlaßventil (70) umfaßt, welches zum Festlegen der auf die Entlastung des Rades folgenden Wiederbeaufschlagungs-Rate der Bremse (22) gepulst werden kann.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußventil eine biegsame Membran (90) mit einer fest angeordneten Öffnung (91) aufweist, welche in Bezug auf einen Sitz (92) bewegbar ist, um so eine veränderbare Öffnung zu definieren, wobei die veränderbare Öffnung in Reaktion auf einen Druckabfall entlang der Membran (90) die Größe vermindert, um so die Durchflußrate von der Pumpe (28) zurück zur Bremse zu steuern.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer auf einer Seite der Membran (90) mit der Leitung (101) verbunden ist, so daß sich der Druckabfall entlang der Membran ausbildet, wenn das Magnetventil (25) sich öffnet, um die Bremse (22) mit der Entspannungskammer (29) zu verbinden.
6. System nach Ansspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederbeaufschlagungs-Ventil (26) ein Magnet-Einlaßventil (70) umfaßt und daß die Absperrung des Einlaßventils sowohl den Hauptbremszylinder (21) als auch die Pumpe (28) von der Leitung (101) trennt.
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