DE69200955T2

DE69200955T2 - Bremsdruckregeleinrichtung.

Info

Publication number: DE69200955T2
Application number: DE69200955T
Authority: DE
Inventors: Koji Takata; Masato Yoshino
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: DE69200955D1; KR930008340A; JPH05116556A; EP0539899A1; EP0539899B1; KR960016746B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsdruckregeleinrichtung von einfachem Aufbau und mit Antiblockier- und Traktionssteuerungsfunktionen.
Eine der einfachsten Antiblockiervorrichtungen ist der sogenannte Rückführtyp, bestehend aus einem Bremsdruckregelventil für Radbremsen mit einem Überströmventil, welches in einer Hauptleitung vorgesehen ist, die sich vom Hauptzylinder zu jeder der Radbremsen erstreckt, einem Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter zur vorübergehenden Aufnahme der Bremsflüssigkeit, die durch das Überströmventil abfließt, und aus einer Pumpe, die dazu dient, die Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter abzupumpen und zur Hauptleitung zurückzuführen. Soll zu dieser Vorrichtung noch eine Traktionssteuerungsfunktion hinzukommen, so kann der Aufbau der gesamten Vorrichtung durch Verwendung der Umwälzpumpe für das Antiblockiersystem als Druckquelle für die Traktionssteuerung äußerst wirksam vereinfacht werden.
Um einen solchen Aufbau zu verwenden, ist es notwendig, Bremsflüssigkeit zur Einlaßöffnung der Pumpe zu transportieren. Hierfür gibt es mehrere bekannte Möglichkeiten.
Diese bekannten Arten des Transports werden in zwei Gruppen eingeteilt. In einem Fall ist eine Versorgungsleitung so angeordnet, daß sie sich direkt vom Speicherbehälter für den Hauptzylinder zur Einlaßöffnung der Pumpe erstreckt. Im anderen Fall ist die Versorgungsleitung so angeordnet, daß sie von der Hauptleitung abzweigt, die die Auslaßöffnung des Hauptzylinders mit allen Radbremsen verbindet. Die letztere Gruppe ist vorteilhaft, da die Montage in ein Fahrzeug einfach ist und da keine Notwendigkeit besteht, überschüssige Bremsflüssigkeit durch die Einlaßöf fnung des Hauptzylinders zum Speicherbehälter für den Hauptzylinder zurückzuführen.
Für das letztere Verfahren, bei dem die Versorgungsleitung von der Hauptleitung abzweigt, ist ein Traktionssteuer-Umschaltventil erforderlich, um zu verhindern, daß während der Traktionssteuerung Bremsflüssigkeit vom Rückflußpunkt von der Pumpe zum Hauptzylinder fließt, und außerdem ein Absperrventil, um während des normalen Bremsvorgangs (wenn der Hauptzylinder unter Druck steht) zu verhindern, daß Bremsflüssigkeit von der Versorgungsleitung zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter fließt. Als Absperrventil wird gewöhnlich ein Magnetventil oder ein druckabhängiges Ventil verwendet. Ein derartiges System ist zum Beispiel in der Patentschrift DE-A-4 001 421 offenbart.
Ein Magnetventil ist jedoch nicht nur relativ teuer, sondern es hat auch den Nachteil, daß bei der Traktionssteuerung, falls das Ventil nicht in die Ruhestellung zurückkehren würde, sobald das Bremspedal betätigt wird, die Bremsflüssigkeit im Hauptzylinder in den Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter fließen würde, wodurch es bei der Betätigung des Bremspedals unmöglich wäre, einen genügend großen Bremsdruck zu erzeugen. In dieser Situation würde folglich auch die Antiblockierfunktion verlorengehen. Daher ist es nötig, die Zuverlässigkeit des elektrischen Systems einschließlich des Bremsschalters zu erhöhen. Dadurch entstehen mehr Kosten als zunächst anzunehmen ist. Ein druckabhängiges Ventil, bei dem eine Zylinder-Kolben-Einheit zum druckabhängigen Antrieb des Ventilkörpers erforderlich ist, verursacht ebenfalls einen unbefriedigend hohen Kostenaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Bremsdruckregeleinrichtung der oben beschriebenen Art zu schaffen.
Das kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Kolben im Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter, der selbst ein unverzichtbares Element darstellt, als Antriebsmittel für den Ventilkörper verwendet wird, wobei ein hubabhängiges Rückschlagventil vorgesehen ist, um zu verhindern, daß Bremsflüssigkeit von der Versorgungsleitung zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter fließt, wenn die Menge der Bremsflüssigkeit im diesem Speicherbehälter einen vorherbestimmten Wert überschreitet. Dieses Ventil wird als Absperrventil eingesetzt. Das Absperrventil kann entweder in einer Vorrichtung der ersten Art eingesetzt werden, bei der das Traktionssteuer-Umschaltventil unterhalb des Abzweigpunktes zwischen der Hauptleitung und der Versorgungsleitung vorgesehen ist, so daß die Versorgungsleitung immer mit der Hauptleitung in Verbindung steht, oder in einer Vorrichtung der zweiten Art, bei der als Traktionssteuer- Umschaltventil ein Ventil mit drei Öffnungen und zwei Ventilpositionen verwendet wird, welches am Abzweigpunkt zwischen der Versorgungsleitung und der Hauptleitung vorgesehen ist, so daß die Versorgungsleitung nur während der Traktionssteuerung mit der Hauptleitung in Verbindung steht.
Bei jeder der obengenannten Arten von Vorrichtungen kann deren Leistung verbessert werden, indem ein Bremsflüssigkeits- Zwischenbehälter so positioniert wird, daß er zumindest während der Traktionssteuerung mit der Versorgungsleitung in Verbindung steht.
Da das hubabhängige Rückschlagventil vom Kolben im Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter beaufschlagt wird, welcher ein wichtiges Element dieses Speicherbehälters bildet, zeichnet es sich durch einfachen Aufbau und niedrige Kosten aus. Aufgrund seines einfachen Aufbaus ist es im Vergleich zu einem Magnetventil oder einem druckabhängigen Ventil sehr zuverlässig.
Der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter dient als Speicherbehälter für die Zufuhr von Bremsflüssigkeit und hilft so, die Menge der der Pumpe zuzuführenden Bremsflüssigkeit zu erhöhen. Dies dient dazu, den Bremsdruck schon am Anfang der Traktionssteuerung schnell zu erhöhen.
Weitere Ausführungsformen und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 2 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel, bei dem die Hauptleitung und die Versorgungsleitung normalerweise in Verbindung stehen und das Traktionssteuer-Umschaltventil als Ventil mit zwei Öffnungen und zwei Ventilpositionen ausgebildet- ist, wobei dieses Ventil zwischen dem Punkt angeordnet ist, an dem die Versorgungsleitung von der Hauptleitung abzweigt, und dem Rückflußpunkt von der Pumpe.
Ein Hauptzylinder 1 (an dem jegliche Art von Bremskraftverstärkern angebracht sein kann) weist zwei Auslaßöffnungen auf. Nachfolgend soll jedoch nur eine der beiden Leitungen beschrieben werden, da die Erklärungen bzw. Ausführungen auf beide Leitungen zutreffen.
Bremsdruckregelventile 5-1, 5-2 für Radbremsen sind in der jeweiligen Hauptleitung zur Verbindung der Auslaßöffnung 2 mit den Radbremsen 4-1, 4-2 angeordnet. Die Bremsdruckregelventile für Radbremsen können als Ventile mit drei Ventilpositionen ausgebildet sein (wie in Fig. 1 dargestellt), nämlich zum Erhöhen, Halten und Senken des Drucks, oder als Ventile mit zwei Ventilpositionen, bei denen die Position zum Halten des Drucks fehlt. In vielen Fällen ist auch noch ein (nicht dargestelltes) Rückschlagventil parallel zu jedem der Druckregelventile angebracht, um zu ermöglichen, daß der Bremsdruck schnell abfällt, wenn während der Antiblockiersteuerung der Druck auf das Bremspedal nachläßt.
Wenn sich die Bremsdruckregelventile 5-1 und 5-2 in Auslaßstellung befinden, stehen die Radbremsen 4-1 und 4-2 mit einem Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6 in Verbindung. Die Pumpe 7 puuipt die Bremsf lüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6 und leitet sie zu einem Rückflußpunkt 8 der Hauptleitung zurück. Um eine pulsierende Bewegung der von der Pumpe 7 abgegebenen Bremsflüssigkeit zu verhindern, werden ein als Puffer dienender Bremsflüssigkeitsbehälter 9 und eine Drosselklappe in Kombination eingesetzt.
Vorstehend wurde der grundsätzliche Aufbau einer Bremsdruckregeleinrichtung mit Rückführungs-Antiblockiersystem beschrieben. Soll nun diese Vorrichtung noch mit einer Traktionssteuerungsfunktion ausgerüstet werden, so müssen einige nachfolgend genannte Elemente hinzugefügt werden.
Eine Versorgungsleitung 11 zweigt von der Hauptleitung an einem Punkt oberhalb des Rückflußpunktes 8 ab und erstreckt sich bis zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6.
Der Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6 weist ein hubabhängiges Rückschlagventil 13 auf, das als Absperrventil dient, um zu verhindern, daß Bremsflüssigkeit von der Versorgungsleitung 11 zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6 fließt, wenn die Menge der Bremsflüssigkeit in diesem Speicherbehälter 6 einen vorherbestimmten Wert überschreitet, und um nur dann ein Durchfließen von Bremsflüssigkeit zu ermöglichen, wenn die Menge der Bremsflüssigkeit im Speicherbehälter unterhalb des vorherbestimmten Wertes liegt.
Ein Traktionssteuer-Umschaltventil 14 ist zwischen dem Rückflußpunkt 8 und dem vorgenannten Abzweigpunkt angeordnet, um zu verhindern, daß die unter Druck stehende Bremsflüssigkeit während der Traktionssteuerung zurück in den Hauptzylinder fließt. Außerdem ist ein Überdruckventil 15 parallel zum Traktionssteuer-Umschaltventil 14 angeordnet, um zu ermöglichen, daß die Bremsflüssigkeit zum Zwischenbehälter zurückfließt, wenn der von der Pumpe ausgehende Druck extrem gestiegen ist (wobei der Überdruck der obergrenze des für die Traktionssteuerung notwendigen Bremsdrucks, z. B. 100 bar, entspricht).
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform zur weiteren Verbesserung der Leistung der Vorrichtung ein Bremsflüssigkeits- Zwischenbehälter 12 so positioniert, daß er immer mit der Versorgungsleitung 11 in Verbindung steht. Der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter 12 kann als einfache Bremsflüssigkeitskammer ähnlich dem als Puffer dienenden Bremsflüssigkeitsbehälter 9 ausgebildet sein. Um die Menge der der Pumpe zugeführten Bremsflüssigkeit erhöhen zu können, sollte der Behälter vorzugsweise eine Volumenregeleinrichtung aufweisen, um das Volumen des Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälters zu reduzieren, wenn der Innendruck unter den atmosphärischen Druck absinkt, wodurch der Innendruck knapp unterhalb des atmosphärischen Drucks gehalten wird. Eine besonders zu bevorzugende Volumenregeleinrichtung ist eine Membran mit leichter Rückstellfähigkeit oder ein Kolben ohne Rückholfeder, da mit diesen Einrichtungen der Zwischenbehälter bei der Beendigung der Traktionssteuerung relativ leicht sein ursprüngliches Volumen wiedererlangen kann, bevor die Bremsflüssigkeit wieder in den Behälter für den Hauptzylinder zurückfließt.
Außerdem kann dadurch, daß der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter so angeordnet ist, daß er während der Antiblockiersteuerung init der Hauptleitung 3 in Verbindung steht, die pulsierende Bewegung der Bremsflüssigkeit von der Pumpe noch mehr eingedämmt werden. Eine Drosselklappe 16, die hinzugefügt werden kann, sofern sie nicht die normale Bremsleistung beeinträchtigt, dient zusammen mit dem Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter 12 dazu, den Puffereffekt der Kombination aus Bremsflüssigkeitsbehälter 9 und Drosselklappe 10 zu verstärken.
Die Radbremse 4-2 auf der Seite des nicht angetriebenen Rades und das Bremsdruckregelventil 5-2 können mit der Leitung verbunden sein, die vom Punkt unterhalb des Traktionssteuer- Umschaltventils 14 abzweigt, ebenso wie die Radbremse 4-1 und sdas Bremsdruckventil 5-1 auf der Seite des angetriebenen Rades. Vorzugsweise sollten sie jedoch mit einer Leitung verbunden sein, die von einem Punkt oberhalb des Ventils 14 abzweigt, weil es bei dieser Anordnung nicht notwendig ist, daß das Regelventil 5-2 während der Traktionssteuerung aktiviert bleibt, und weil der Druck auf die Radbremsen des nicht angetriebenen Rades bei Betätigung des Bremspedals sofort erhöht werden kann. Wenn die Bremse 4-2 jedoch auch als Bremse für das angetriebene Rad dient, müssen 4-2 und 5-2 natürlich ebenso angeordnet sein wie 4-1 und 5-1, d.h. unterhalb des Traktionssteuer-Umschaltventils 14.
Wenn das hubabhängige Rückschlagventil 13 an der in Fig. 1 dargestellten Position angeordnet ist, erhöht die Menge an Bremsflüssigkeit den anfänglichen Leerhub des Bremspedals; sie wird benötigt, um den Kolben im Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6 von dessen Hubende bis zu der Position zu bewegen, bei der das Rückschlagventil geschlossen wird. Deshalb sollte der Kolbenhub vom Hubende bis zur Position, bei der das Ventil geschlossen wird, so kurz wie möglich sein.
Das hubabhängige Rückschlagventil 13 hat einen kritischen Druck, der bestimmt wird durch das Verhältnis der effektiven Durchflußweite des Ventilkörpers und der Kraft der Rückholfeder im Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6. Wenn also bei einem in Fig. 1 dargestellten Aufbau die Bremsflüssigkeit im Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter 6 während der Antiblockiersteuerung von der Pumpe 7 komplett ausgepumpt wird, und wenn der Druck des Hauptzylinders niedriger ist als der kritische Druck, stehen die Versorgungsleitung 11 und der Breinsflüssigkeitsspeicherbehälter 6, die voneinander abgetrennt waren, wieder in Verbindung. Anstatt leer zu laufen, gibt die Pumpe also weiterhin Bremsflüssigkeit ab, mit einem Ausströmdruck, der in diesem Moment dem Druck des Hauptzylinders entspricht.
Der obengenannte kritische Druck steigt jedoch nicht zu sehr an. Da das hubabhängige Rückschlagventil 13 unterhalb des Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälters 12 anzuordnen ist, muß der Ventilkörper des Ventils 13 eine relativ große effektive Durchflußweite haben, um den dem Einlaßwiderstand der Pumpe 7 entsprechenden Flußwiderstand im Ventil klein genug zu halten. Andererseits muß auch die Kraft der Rückholfeder klein genug sein, da der geringstmögliche Druckverminderungsgrad der Bremsdruckregeleinrichtung durch den Druck der Bremsflüssigkeit im Speicherbehälter 6 bestimmt wird, wobei dieser Druck wiederum durch die Durchflußweite des Speicherbehälters und die Kraft der Rückholfeder bestimmt wird. Soweit der Druck des Hauptzylinders auf einer solchen Höhe gehalten wird, ergibt sich kein praktisches Problem, selbst wenn die Pumpe keinen Leerlauf zustand erreicht. Eine Anordnung nach Fig. 2 kann dieses Problem und das Problem des anfänglichen Leerhubs jedoch lösen.
In Fig. 2 liegt das Traktionssteuer-Umschaltventil als Umschaltventil 17 mit drei Öffnungen und zwei Ventilpositionen vor, welches an einem Abzweigpunkt zwischen der Hauptleitung 3 und der Versorgungsleitung 11 angeordnet ist.
Bei dieser Anordnung sperrt das Umschaltventil 17, wenn es in Ruhestellung ist, die Versorgungsleitung 11 von der Hauptleitung 3 ab. Das heißt, die Versorgungsleitung 11 steht nur während der Traktionssteuerung mit der Hauptleitung in Verbindung. Hierdurch wird der Leerhub des Bremspedals vermieden, der nur auftritt, wenn das Rückschlagventil so angeordnet ist, wie in Fig. 1 dargestellt. Außerdem kann die Pumpe selbst dann verläßlich in einen Leerlaufzustand übergehen, wenn der Druck des Hauptzylinders niedriger ist als der kritische Druck.
In Fig. 2 sind die Bremsdruckventile 5-1 des angetriebenen Rades und 5-2 des nicht angetriebenen Rades jeweils aufgeteilt dargestellt, und zwar in drei Teile 51-1, 52-1 und 53-1 bzw. 51-2, 52-2 und 53-2, wobei 53-1 und 53-2 Rückschlagventile sind, die nicht in Figur 1 dargestellt sind.
Darüberhinaus kann durch Anordnung einer Leitung, die sich von der Versorgungsleitung 11 zur Radbremse 4-1 erstreckt, sowie eines Rückschlagventils 18 in dieser Leitung, der Bremsdruck der Radbremse schnell erhöht werden, selbst wenn während der Traktionssteuerung ein Druck auf den Kolben im Hauptzylinder ausgeübt wird, ohne daß eine Betätigung des Umschaltventils 17 auf die Position erforderlich wird, bei der der Druck wieder erhöht wird.
Außerdem kann der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter 12, wie in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie dargestellt, nicht in der Hauptleitung, sondern stattdessen in der Versorgungsleitung angeordnet sein. Das Überdruckventil 15 kann anstatt zwischen dem Rückflußpunkt und der Hauptleitung auch zwischen dem Rückflußpunkt und der Versorgunsleitung angeordnet sein.
Befindet sich der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter an einer durch die gestrichelte Linie dargestellten Position, muß der Zwischenbehälter sein ursprüngliches Volumen am Ende der Traktionssteuerung wiedererlangen, während die Hauptleitung und die Versorgungsleitung immer noch durch das Traktionssteuer- Umschaltventil 17 miteinander in Verbindung stehen.
Durch Anordnung des Rückschlagventils 18 kann die Zeit, die das Umschaltventil 17 benötigt, um wieder in seine ursprüngliche Position zurückzukehren, angemessen verzögert werden, um zu gewährleisten, daß der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter sein ursprüngliches Volumen zuverlässig wiedererlangt.

Claims

1. Bremsdruckregeleinrichtung, bestehend aus:

einem Bremsdruckregelventil (5-1, 5-2) für Radbremsen, mit mindestens einem Überströmventil, wobei dieses Bremsdruckventil in einer Hauptleitung (3) vorgesehen ist, die sich von einem Hauptzylinder (l) zu den Radbremsen (4-1, 4-2) erstreckt;

einem Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter (6) zur vorübergehenden Aufnahme der Bremsf lüssigkeit, die durch das Überströmventil abfließt;

einer Pumpe (7), um die Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter (6) abzupumpen und zur Hauptleitung (3) zurückzuführen;

einer Versorgungsleitung (11), die von der Hauptleitung an einem Punkt oberhalb eines Rückflußpunktes (8) von der Pumpe (7) abzweigt und die sich bis zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter (6) erstreckt;

einem Traktionssteuer-Umschaltventil (14, 17), um zu verhindern, daß während der Traktionssteuerung Bremsflüssigkeit von diesem Rückflußpunkt (8) zum Hauptzylinder (1) fließt und einem Absperrventil (13), um zu verhindern, daß Bremsflüssigkeit durch die Versorgungsleitung (11) vom Hauptzylinder (1) zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter (6) fließt, wenn der Hauptzylinder (1) unter Druck steht;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Absperrventil (13) in Form eines hubabhängigen Rückschlagventils vorliegt, um zu verhindern, daß Bremsflüssigkeit von der Versorgungsleitung (11) zum Bremsflüssigkeitsspeicherbehälter (6) fließt, wenn die Menge der Bremsflüssigkeit in diesem Speicherbehälter (6) einen vorherbestimmten Wert überschreitet.

2. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Versorgungsleitung und das Absperrventil (13) an solchen Stellen vorgesehen sind, daß sie immer mit der Hauptleitung in Verbindung stehen.

3. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Traktionssteuer-Umschaltventil (14) an einer Stelle vorgesehen ist, wo die Versorgungsleitung (11) von der Hauptleitung (3) abzweigt, und wobei dieses Umschaltventil in Form eines Ventils mit drei Öffnungen und zwei Ventilpositionen vorliegt zur selektiven Leitung des Flusses der Bremsflüssigkeit vom Hauptzylinder (1) zum Rückflußpunkt (8) von der Pumpe oder zur Versorgungsleitung (11), um die Verbindung der Versorgungsleitung (11) und des Absperrventils (13) mit der Hauptleitung zu unterbrechen, wenn dieses Traktionssteuer- Umschaltventil (14) in Ruhestellung ist.

4. Bremsdruckregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, die außerdem einen Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter (12) aufweist, der an einem Punkt oberhalb des Absperrventils (13) vorgesehen ist, d.h. näher am Hauptzylinder (1) ist als dieses Absperrventil (13), wobei der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter (12) so ausgebildet ist, daß er zumindest während der Traktionssteuerung mit der Versorgungsleitung (11) in Verbindung steht.

5. Bremsdruckregeleinrichtung nach Anspruch 4, die weiterhin eine Volumenregeleinrichtung aufweist, die das Innenvolumen des Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälters (12) reduziert, wenn der innere Bremsflüssigkeitsdruck unter den atmosphärischen Druck absinkt, um den inneren Bremsflüssigkeitsdruck im wesentlichen auf Atmosphärendruckhöhe zu halten und um zu ermöglichen, daß der Bremsflüssigkeits-Zwischenbehälter (12) sein ursprüngliches Volumen wiedererlangt, bevor die Bremsflüssigkeit wieder durch die Einlaßöffnung des Hauptzylinders (1) in den Behälter für den Hauptzylinder zurückfließt, wenn der Druck in der ganzen Vorrichtung wieder abfällt.