DE3223610C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Blockierschutz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Blockierschutz dieser Art ist in der US-PS 40 33 637 beschrieben und dargestellt, wobei mehrere Abwandlungen des bekannten Blockierschutzes offenbart sind. Gemäß Fig. 3 führen die beiden Bremskreise zu jeweils diagonal gegenüberliegenden Rädern, wobei bezüglich der Ausführung der Regelventile auf die Ausgestaltungen gemäß Fig 1 in und 2 in US-PS 40 33 637 verwiesen wird. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 2 weist die Regeleinheit zwei identisch ausgebaute Regelventile auf, deren bewegliche Ventilkörper mittels der Magnetventil-Anordnung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Auswerteschaltung, d. h. bei drohender Radblockierung, durch vom Servokreis beaufschlagte Kolben verstellbar sind. Im Falle einer Regelung wird zunächst die Verbindung zwischen dem durch das Bremspedal betätigbaren Bremshauptzylinder und den Kolben unterbrochen. Durch eine Druckveränderung im Servokreis wird alsdann durch die weitere Bewegung des einen bzw. anderen Kolbens eine Absenkung des Brems­ drucks herbeigeführt. Die bekannte Ausgestaltung erweist sich sowohl hinsichtlich ihrer Bauweise als auch Funktion als schwierig und kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blockier­ schutz der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß seine Bauweise und Funktion vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht die Anord­ nung eines Kolbenpaares in nur einem beidseitig geschlos­ senen Zylinder, wodurch sich nicht nur eine einfache Bauweise für den Zylinder sondern auch eine einfache Anordnung der an den Zylinder anzuschließenden Leitungen ergibt. Diese Vorteile ergeben sich schon dadurch, daß nur eine einzige zweite Druckkammer erforderlich ist, deren Druck als Gegendruck auf die Kolben des Kolbenpaares gemeinsam einwirkt. Aufgrund der erfindungs­ gemäßen Ausgestaltung ergibt sich auch eine einfache Funktion, weil beide Bremskreise im Bereich des das Kolbenpaar aufnehmenden Zylinders funktionell gleichge­ stellt sind. Die angestrebte Vereinfachung der Bauweise und der Funktion ergibt sich auch dadurch, daß je ein lastabhängiges Ventil in den von der Regeleinheit zu den Hinterrädern führenden Bremsleitungen eingebaut ist, wodurch sich eine einfache Anpassung der Druckbeauf­ schlagung der Hinterräder in Übereinstimmung mit der Lastverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern erreichen läßt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich deshalb insbesondere für vorn angetriebene Kraftfahrzeuge mit vorne liegendem Motor, wobei für diesen Fall die Ventile den Bremsdruck in den Radbrems­ zylindern der Hinterräder gegenüber dem Bremsdruck in den Radbremszylindern der Vorderräder nach dem Beginn des Bremsvorgangs verringern, womit die Lastverteilung zwischen den Vorder- und den Hinterrädern des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Diesen Zweck erfüllen sowohl Druckmin­ derventile als auch belastungsempfindliche Ventile. Letzere ermöglichen eine automatische Anpassung an unterschiedliche Fahrzeuglasten.

Es ist zwar aus Automobiltechnische Zeitschrift, 1968, S. 339 bis S. 343 an sich bekannt, eine Fahrzeugbremse mit einem lastabhängigen Bremskraftverteiler zu versehen, jedoch ist die daraus entnehmbare Ausgestaltung einer Bremsanlage nicht gattungsgemäß. Insbesondere sind weder eine funktionelle Verbindung mit einem Blockier­ schutz noch die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung zu entnehmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in ihrer Anwendung auf ein vierrädriges Kraftfahrzeug erläutert, bei dem die beiden Vorderräder normalerweise stärker belastet sind als die beiden Hinterräder, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen

Fig. 1 schematisch und teilweise geschnitten eine erfindungsgemäß aus­ gestaltete Bremsanlage mit Blockierschutz für das Kraftfahrzeug;

Fig. 2 ein Signalflußschema für den Blockierschutz-Steuerkreis nach Fig. 1.

Nach Fig. 1 wird ein Tandem-Bremshauptzylinder 1 mit Brems­ fluid aus einem darauf befindlichen Behälter 3 gefüllt. Beim Niedertreten eines Bremspedals 2 wird ein primärer Hy­ draulikfluid-Druck erzeugt, der über zwei Fluidleitungen 4 und 4′ in zwei Primär-Druckkammern 6 und 6′ in einer Regeleinheit 5 gelangt. Diese Elemente sind Teil zweier unabhängiger Bremskreise des gezeichneten Bremssystems.

Die Regeleinheit 5 umfaßt einen Zylinder 7, der an seinen entgegengesetzten Enden durch zwei Abschlußwände 8 und 8′ verschlossen ist und in dem sich zwei Trennwände 9 und 9′ in einem Abstand von den zugehörigen Abschlußwänden 8 und 8′ sowie zwei Kolbenstangen 10 und 10′ befinden, die in axialer Rich­ tung durch die zugehörigen Trennwände 9, 9′ verlaufen und sich in diesen verschieben lassen. Am inneren und am äußeren Ende jeder Kolbenstange 10, 10′ ist ein Kolbenpaar 11, 12 und 11′, 12′ befestigt. Die Druckkammer 6 wird durch die Trennwand 9 und den inneren Kolben 11 abgegrenzt. Sie dient als Primär- Druckkammer 6 in dem ersten Bremskreis des Bremssystems. Eine weitere Druckkammer 14 liegt zwischen der Trenn­ wand 9 und dem äußeren Kolben 12. Sie dient als Sekundär- Druckkammer 14 im ersten Bremskreis. Die Druckkammer 14 steht über eine Fluidleitung 18 mit einer Arbeits­ kammer 20 in einem Bremsradzylinder 19 in Verbindung, der dem rechten Vorderrad des Fahrzeugs zugeordnet ist, und über ein Drucksteuer-Ventil 21 mit einer Fluidleitung 22 in Verbindung, die zu einer Arbeitskammer 24 in einem Bremsradzylinder 23 führt, der dem linken Hinterrad des Fahrzeugs zugeordnet ist. Eine durch den Raum zwischen dem Kolben 12 und der benach­ barten Abschlußwand 8 definierte Ausgleichskammer 15 steht über eine Fluidleitung 25 mit dem Behälter 3 in Verbindung. In entsprechender Weise dient die zwischen der Trennwand 9′ und dem inneren Kolben 11′ gebildete Druckkammer 6′ als Primär­ druckkammer in dem zweiten Bremskreis des Brems­ systems, und die Druckkammer 14′ zwischen der Trennwand 9′ und dem äußeren Kolben 12′ stellt eine Sekundärdruck­ kammer im zweiten Bremskreis dar. Die Druckkammer 14′ steht über eine Fluidleitung 18′ mit einer Arbeitskammer 20′ in einem Radbremszylinder 19′ in Verbindung, der dem linken Vorderrad zugeordnet ist, und über ein Drucksteuer- Ventil 21′ mit einer Fludleitung 22′, die zu einer Arbeitskammer 24′ in einem Radbremszylinder 23′ führt, der dem rechten Hinterrad zugeordnet ist. Eine zwischen dem äußeren Kolben 12′ und der benachbarten Abschlußwand 8′ ausgebildete Ausgleichskammer 15′ steht über die Fluidleitung 25 mit dem Behälter 3 in Verbindung. Im Zylinder 7 ist zwischen den inneren Kolben 11 und 11′ eine Druckkammer 13 ausgebildet, die durch ein Vorlaufsteuerventil 26 mit Steuerfluid versorgt wird, und aus der un­ ter der Wirkung eines Rücklaufsteuerventils 27 das Steuerfluid austritt. Die Ventile 26 und 27 sind wirkungsmäßig miteinander verbunden, so daß, wenn das eine Ventil geöffnet wird, das andere geschlossen wird, und umgekehrt.

In dem Zylinder 7 sind zwischen den inneren Kolben 11 und 11′ bzw. zwischen der Trennwand 9 und dem Kolben 11 bzw. zwischen der Trennwand 9′ und dem Kolben 11′ Druckfedern 16 bzw. 17 bzw. 17′ angeordnet. Die Kolben 11, 12 und 11′, 12′ lassen sich unter der vereinigten Wirkungen der Druckfedern 16, 17 und 17′ im Zylinder 7 verschieben. Sie werden, solange das System sich in Ruhe befindet, jeweils federnd in der richti­ gen axialen Lage gehalten.

Die Ventile 21 und 21′ stellen den nach dem Einleiten eines Bremsvorgangs sich entwickelnden Sekundär­ druck so ein, daß die auf die Hinterräder, die eine geringere Last tragen als die Vorderräder, wirkenden Bremskräfte niedriger sind als die Bremskräfte, die an den Vorderrädern angreifen, womit die Lastverteilung zwischen Vor­ der- und Hinterrädern berücksichtigt ist. Mit anderen Worten:
Durch das Eingreifen der Ventile 21 und 21′, die beispielsweise als Druckminder- oder belastungsempfind­ liche Ventile ausgeführt sein können, ist der Bremsfluiddruck in den Radbremszylindern 23, 23′ der Hinterräder nach dem Beginn des Brems­ vorgangs niedriger als in den Radbremszylindern 19, 19′ der Vorderräder, wo­ mit die Lastverteilung zwischen den Vorder- und den Hinter­ rädern des Fahrzeugs berücksichtigt wird.

Nachstehend wird die Funktion der Bremsanlage beschrieben.

Gemäß Fig. 1 wird das in einer Fluiddruckquelle P, die bei­ spielsweise als Tauchkolbenpumpe ausgebildet sein kann, druck­ beaufschlagte Steuerventil dem Zulaufsteuerventil 26 über ein Rückschlagventil 28 und eine Fluidleitung 30, in der auch ein Speicher 29 liegt, zugeführt. Andererseits wird durch das Rücklaufsteuerventil 27 zurückgeleitetes Steuerfluid durch eine Fluidleitung 31 in einen Behälter 32 und von dort nach dem Passieren eines Filters 33 durch eine Fluidleitung 34 und ein Rückschlagventil 35 zurück in die Fluiddruckquelle P ge­ führt, wo es erneut druckbeaufschlagt werden kann.

Fig. 2 verdeutlicht eine Ventilsteuereinrichtung für die Vorlauf- und Rücklaufsteuerventile 26 und 27 in der Bremsanlage.

Mit 36 und 36′ sind Radgeschwindigkeits-Sensoren für das rechte und linke Vorderrad bezeichnet, welche Radgeschwindig­ keitssignale erzeugen, die der Umfangsgeschwindigkeit des je­ weiligen Vorderrades proportional sind. Die beiden Sensoraus­ gangssignale werden einem die höhere Geschwindigkeit suchenden Wähler 37, beispielsweise einem high-select-Kreis, zugeleitet. Dieser Kreis wählt dasjenige Radgeschwindigkeitssignal, das von dem Vorderrad herrührt, das eine höhere Umfangsge­ schwindigkeit aufweist als das andere Vorderrad. Das Signal wird an einen Steuerkreis 38 weitergeleitet, der den Schlupfbetrag und die Geschwindigkeitsände­ rung dieses Vorderrades errechnet, das eine höhere Umfangsgeschwindig­ keit als das andere Vorderrad aufweist. Der Steuerkreis hält normalerweise das Zulaufventil 26 geschlossen und das Rücklauf­ ventil 27 offen. Sobald aber das Vorderrad, das mit höherer Umfangsgeschwindigkeit umläuft (und von dem daher angenommen wird, daß es ein beginnendes Rutschen des Rades einen Augen­ blick später erkennen läßt als es bei dem anderen Vorderrad der Fall sein würde), ein beginnendes Rutschen des Rades er­ kennen läßt, vernalaßt der Steuerkreis 38 das Zulaufventil 26 zum Öffnen, während gleichzeitig das Rücklaufventil 27 geschlos­ sen wird, so daß Steuerfluid aus der Fluiddruckquelle P in die Druckkammer 13 in dem Zylinder 7 geleitet wird.

Die beiden Ventile 26 und 27 können als Magnetventile ausge­ bildet sein; und zwar kann das Zulaufsteuerventil 26 ein normaler­ weise geschlossenes Magnetventil sein, das beim Erregen des Solenoids geöffnet wird, und das Rücklaufsteuerventil 27 ein normaler­ weise offenes Magnetventil, daß beim Erregen des Solenoids geschlossen wird.

Beim Betreiben des beschriebenen Bremssystems wird der durch Niedertreten des Bremspedals 2 in dem Bremshauptzylinder 1 entwickelte Hydraulikfluiddruck durch die Fluidleitungen 4 und 4′ auf die zugeordneten Primär-Druckkammern 6 und 6′ in der Regeleinheit 5 übertragen. In­ folgedessen werden die Kolben 11, 11′ zusammen mit den zuge­ hörigen Kolbenstangen 10, 10′ und den daran befestigten Kol­ ben 12, 12′ gegeneinander bewegt, so daß in den beiden Se­ kundär-Druckkammern 14 und 14′ ein Sekundär­ druck entwickelt wird.

Die in den Kammern 14 und 14′ entstandenen Sekundär­ drücke werden unmittelbar auf die Radbremszylinder 19, 19′ übertragen, welche Bremskräfte auf das rechte bzw. das linke Vorderrad ausüben, sowie über die Ventile 21, 21′ auf die Radbremszylinder 23 und 23′, welche Brems­ kräfte auf das linke bzw. das rechte Hinterrad ausüben. Die auf die Hinterräder wirksamen Bremskräfte sind niedriger als die an den Vorderrädern wirksamen, weil die Hinterradzylinder 23, 23′ mit dem Sekundärdruck beaufschlagt wer­ den, dessen Höhe durch die Ventile 21, 21′ nach Maßgabe der Lastverteilung zwischen den Vorder- und den Hinterrädern herabgesetzt worden ist.

Wenn das eine Vorderrad eine höhere Umfangsgeschwindigkeits als das andere hat, das heißt, wenn das Vorderrad, von dem das Anzeichen für ein beginnendes Rutschen des Rades einen Augenblick später zu erwarten ist als von dem anderen Vorderrad, gerade das beginnende Rutschen er­ kennen läßt, öffnet beim Bremsorgan das normalerweise geschlossene Zuführungs­ steuerventil 26, und das normalerweise offene Rücklaufsteuer­ ventil 27 schließt. Die Steuerung geht von dem Steuerkreis 38 aus, und damit erhält unter Druck stehendes Steuerfluid aus der Fluiddruckquelle P zutritt zu der Druckkammer 13 und treibt die beiden einander ge­ genüberstehenden Kolben 11, 11′ nach außen auseinander. Infol­ gedessen wird der Sekundärdruck in den Sekundär- Druckkammern 14 und 14′ gesenkt, und dadurch werden die Bremskräfte an den Radbremszylindern 19, 19′, 23 und 23′, die auf die zugehörigen Fahrzeugräder wirken, sämtlich zur gleichen Zeit aufgehoben und bleiben aufgehoben, bis min­ destens eines der Vorderräder keinen Eintritt von Radschlupf mehr erkennen läßt. Inzwischen ist das in den Fluidkammern 15, 15′ befindliche Fluid unter der Wirkung der äußeren Kolben 12, 12′ durch die Fluidleitung 25 zurück in den Behälter 3 ge­ drückt worden.

Gemäß der Erfindung ist als die Bremsanlage mit Druck-Ventilen 21, 21′ ausgestattet, die die auf die Radbremszylinder 19, 19′ bzw. 23, 23′ der Vorder- und Hinterräder über­ tragenen Bremsfluiddrücke in Übereinstimmung mit der Lastver­ teilung zwischen Vorderrädern und Hinterrädern verteilen, so daß auch die Bremskräfte zwischen den Vorderrädern und den Hin­ terrädern in Übereinstimmung mit der zwischen ihnen bestehenden Belastungsverteilung aufgeteilt werden, wodurch erreicht wird, daß die Vorderräder und die Hinterräder bei Bremsen praktisch zur gleichen Zeit, d. h. zu nur äußerst wenig voneinander un­ terschiedenen Zeitpunkten, den Beginn des Rutschens des Rades erkennen lassen. Auf diese Weise wird bei dem Bremssystem eine Antiblockier-Steuerung an allen vier Fahrzeugrädern zu glei­ cher Zeit befriedigend herbeigeführt. Nach der Erfindung ist die Bremsanlage außerdem mit der Regeleinheit 5 ausgestattet, die in der Lage ist, die auf die jewei­ ligen Radbremszylinder der vier Fahrzeugräder übertragenen Hydraulikfluiddrücke sämtlich im gleichen Zeitpunkt nach Maß­ gabe des aus dem Antiblockier-Steuerkreis kommenden Steuer­ fluiddrucks aufzuheben, wenn eines der Vorderräder mit höherer Umfangsgeschwindigkeit umläuft als das andere Vorderrad und beginnendes Rutschen des Rades erkennen läßt. Es ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Bremsanlage in der Lage ist, einen gleichzeitigen Blockierschutz an allen vier Rädern des Fahrzeugs bei einem verhältnismäßig einfachen Aufbau auszuüben.

Claims (5)

1. Blockierschutz für eine hydraulische Bremsanlage eines vierrädigen Kraftfahrzeuges
mit einer Zweikreis-Bremsanlage, deren Bremskreise zu jeweils diagonal gegenüberliegenden Rädern führen, mit je einem Meßfühler an jedem Vorderrad, dessen Signale einer Auswerteschaltung zugeführt werden, die bei drohendem Radblockieren ein Ausgangssignal abgibt,
mit einem hydraulischen Servokreis, der einen von einer Pumpe erzeugten Druck über eine Magnetventil-An­ ordnung einer in die Bremskreise eingeschalteten Regeleinheit zuführt,
wobei der Servodruck abhängig von der jeweiligen Stellung der Magnetventil-Anordnung ansteigt, konstant bleibt oder durch Verbinden mit einer Rücklaufleitung abnimmt und
jedem Bremskreis ein in einem gemeinsamen Gehäuse der Regeleinheit identisch aufgebauter Regler zugeord­ net ist, so daß durch die einzige Magnetventil-Anord­ nung beide Regler zusammen und gleichsinnig beauf­ schlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheit (5) aufweist:
einen beidseitig geschlossenen Zylinder (7), je ein im Zylinder (7) aufgenommenes Paar von Kolben (10, 11; 10′, 11′), die je eine erste Druckkammer (6, 6′) für den Bremskreis (4; 4′) an denjenigen Seiten der Kolben bilden, die einander nicht zugewandt sind,
eine gemeinsame, mit dem Servokreis verbundene zweite Druckkammer (13), deren Druck als Gegendruck auf das Kolbenpaar (10, 11; 10′, 11′) einwirkt, um den Bremsdruck aufzuheben
und je ein Druckminderventil oder ein lastabhängiges Ventil (21 bzw. 21′), das in den von der Regeleinheit (5) zu den Hinterrädern führenden Bremsleitungen (22 und 22′) eingebaut ist.

2. Blockierschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (10, 11; 10′, 11′) innere Kolben (11; 11′) von mit äußeren Kolben (12; 12′) versehenen Doppelkolben (10, 11, 12; 10′, 11′, 12′) und die äußeren Kolben (12; 12′) mit zwischen den äußeren und inneren Kolben (11, 12; 11′, 12′) angeordneten Trennwänden (9; 9′) Druckkammern (14; 14′) begrenzen, die durch Bremsleitungen (18, 22; 18′, 22′) mit den Radbremszylindern (20, 24; 20′, 24′) verbunden sind.

3. Blockierschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Druckkammern (6; 6′) die inneren Kolben (11; 11′) aufeinanderzu und in der zweiten Druckkammer (13) die inneren Kolben (11; 11′) vonein­ anderweg beaufschlagende Federn (17, 17′, 13) angeord­ net sind.

4. Blockierschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventil-Anordnung im Servokreis ein normalerweise geschlossenes erstes Ventil (26) und ein normalerweise geöffnetes zweites Ventil (27) umfaßt, daß das erste Ventil (26) den Strom von Druckfluid aus einer Hilfs-Druckquelle (P) in die zweite Druckkammer (13) steuert, daß das zweite Ventil (27) den Strom von Druckfluid aus der Druckkam­ mer (13) in die Hilfs-Druckquelle (P) steuert, daß das erste Ventil (26) geöffnet ist, wenn das zweite Ventil (27) geschlossen ist, und daß die Ventile (26, 27) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Auswerteschaltung gesteuert werden.

5. Blockierschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen ersten und einen zweiten Sensor (36) aufweist, die die Drehgeschwindig­ keiten des linken und des rechten Vorderrades abtasten, und ferner eine an den ersten und den zweiten Sensor angeschlossene Wähleinrichtung (37) aufweist zum Auswählen desjenigen der Sensorsignale, das eine höhere Raddrehgeschwindigkeit anzeigt, wenn die abgetastete Radgeschwindigkeit den Beginn des Rutschens des betreffenden Rades erkennen läßt.