DE3726302A1

DE3726302A1 - Schlupfgeregelte bremsanlage

Info

Publication number: DE3726302A1
Application number: DE19873726302
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Reinartz; Helmut Steffes
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1987-08-07
Publication date: 1989-02-23
Also published as: GB2207719A; JPS6456259A; US4828333A; GB2207719B; FR2619067A1; GB8815844D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schlupfgeregelte Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist z.B. in dem Patent gemäß der Patentanmeldung P 36 27 000 (Anmeldetag 08. 09. 86) be schrieben. Diese Bremsanlage weist das folgende Funkti onsschema auf. Mit Beginn einer Bremsschlupfregelung wer den die Pumpen von einem Motor angetrieben und das geför derte Druckmittel gelangt in die Arbeitsräume des Haupt zylinders. Dies hat zur Folge, daß die Kolben des Haupt zylinders und damit das Bremspedal in ihre Grundpositio nen zurückgeschoben werden. Sobald die Grundposition er reicht ist, öffnen die Zentralventile in eine Drossel stellung, so daß gerade so viel Druckmittel aus den Ar beitsräumen in den Vorratsbehälter abfließt, wie es not wendig ist, um in den Arbeitsräumen einen fußkraft proportionalen Druck zu erzeugen. Auf diese Weise werden die Radbremsen während einer Schlupfregelung mit Druck mittel aus der Pumpe versorgt, das unter einem fußkraft proportionalen Druck steht.

Diese Anlage hat den Nachteil, daß das Pedal zu Beginn einer Schlupfregelung bis in die Grundposition (entspricht Bremslösestellung) zurückgeschoben wird. Einge Fahrer empfinden dies als unangenehm, insbesondere dann, wenn die Bremsung auf hohem Reibwert erfolgt, das Pedal also weit durchgetreten ist, und es über den ganzen Betäti gungsweg zurückgestellt wird.

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, mit einfachen Mit teln die Pedalrückstellung derart zu beeinflussen, daß die Rückstellung nicht als unangenehm empfunden wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Druckseite der Pumpe über einen zweiten Druckmittelweg, in den ein Sperrventil eingeschaltet ist, an den Vorratsbehälter an geschlossen ist und daß das Sperrventil in Abhängigkeit von der Position des Arbeitskolbens geöffnet oder ge schlossen ist.

In einfacher Weise läßt sich das Sperrventil durch ein Sitzventil realisieren, das am Hauptzylinder angeordnet ist, und von einer Rampe bzw. einem Nocken am Hauptzylin derkolben betätigt wird.

Je nachdem, ob eine Rampe oder ein Nocken vorgesehen ist, folgt ein etwas unterschiedlicher Pedalrückstellme chanismus. Auf jeden Fall wird aber vermieden, daß im Falle einer Schlupfregelung das Pedal über die gesamte mögliche Betätigungsstrecke zurückgeschoben wird.

Obwohl die Ansteuerung des Ventils mit Hilfe des Arbeits kolbens Vorteile bringt, kann das Ventil auch von anderen Teilen der Hydraulikanlage, so z.B. vom Verstärkerkolben bzw. vom Pedal, angesteuert werden. Es muß lediglich ge währleistet sein, daß diese Teile gemeinsam mit dem Ar beitskolben verschoben werden.

Der Erfindungsgedanke läßt sich auch auf eine Zweikreis bremsanlage übertragen, wobei der Bremsdruckgeber von einem Tandemhauptzylinder gebildet wird und jeweils eine Pumpe für jeden Bremskreis vorgesehen ist. In diesem Fall werden zwei Ventile vorgesehen, wobei das eine Ventil vom Druckstangenkolben und das andere Ventil vom Schwimmkol ben betätigt wird.

Der Erfindungsgedanke soll anhand zweier Figuren illu striert werden.

Fig. 1 zeigt eine Übersicht über das Bremssystem, teilweise in geschnittener Ansicht, teil weise in schematischer Darstellung.

Fig. 2 zeigt eine Alternative zur Ansteuerung des Sperrventils, wie sie in Fig. 1 darge stellt ist.

Das Bremssystem besitzt als Bremsdruckgeber einen Tandem hauptzylinder 1, der fußkraftbetätigt wird. Die Fußkraft kann durch einen nicht dargestellten pneumatischen oder hydraulischen Verstärker unterstützt werden. Der Tandem hauptzylinder 1 besteht aus einem Gehäuse 2 mit einer Längsbohrung 3. Die Längsbohrung 3 führt dichtend einen Druckstangenkolben 4 und einen Schwimmkolben 5. Die Kol ben 4 und 5 sind in ihrem mittleren Teil eingeschnürt, so daß jeweils ein Ringraum 6 entsteht, der über eine Boh rung 7 und einen Anschluß 8 mit dem Vorratsbehälter 9 in Verbindung steht. Die Kolben 4 und 5 begrenzen zwei Ar beitsräume 10 und 11. Die Arbeitsräume 10 und 11 stehen über Zentralventile 12, 13, die in den Kolben 5,6 angeord net sind, mit dem jeweiligen Ringraum 6 in Verbindung. Die Zentralventile 12, 13 werden im wesentlichen von einem Schließkörper 14, einem Stößel 15 und einem gehäusefesten Stift 16 gebildet. In der Bremslösestellung (Grund stellung), die in der Figur dargestellt ist, liegt der Stößel 15 am gehäusefesten Stift 16 an und hält den Schließkörper 14 in seiner Offenstellung, so daß eine Druckmittelverbindung zwischen dem jeweiligen Arbeitsraum 10 oder 11 und dem Ringraum 6 und damit mit dem Vorrats behälter 9 besteht. Beide Zentralventile 12, 13 sind gleich gestaltet. Beim Betätigen der Bremse wird zunächst der Druckstangenkolben 4 verschoben, wodurch sich der Stößel 15 vom Stift 16 trennt und nicht länger in der Lage ist, das Schließglied 14 in der Offenstellung zu halten. Das Zentralventil schließt, so daß zunächst bei weiterer Verschiebung des Druckstangenkolbens 4 im Ar beitsraum 10 ein Druck aufgebaut wird, der eine Verschie bung des Schwimmkolbens 5 zur Folge hat. Nun schließt auch das Zentralventil 12, und im Arbeitsraum 11 wird ein Druck aufgebaut.

Die Arbeitsräume 10, 11 stehen über Druckleitungen 17, 18 mit den Radbremsen in Verbindung. In diesem Ausführungs beispiel wurden die Radbremsen der Vorderräder VR und VL dem Arbeitsraum 11 und die Radbremsen der Hinterräder HL und HR dem Arbeitsraum zugeordnet. Jede Radbremse verfügt über ein Ein- und Auslaßventil 19, 20, die von einer Schlupfregelanlage angesteuert werden und die wahlweise eine Verbindung der Radbremse mit der Druckleitung 17 bzw. 18 und der Entlastungsleitung 21, die in den Vor ratsbehälter 9 mündet, herstellen.

Die Bremsanlage weist weiterhin zwei Pumpen auf, die Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 9 über Einströmlei tungen 24, 25 in die Druckleitung 17, 18 (erster Druck mittelweg) fördern. In die Druckleitungen 24, 25 sind Rückschlagventile 26, 27 eingeschaltet, die zu den Pumpen hin sperren. Die Pumpen werden von einem gemeinsamen Motor M angetrieben. An den Pumpenausgängen zweigen Druckmittelleitungen 28, 29 ab, die zu den Sperrventilen 30, 31 führen, die am Tandemhauptzylindergehäue 2 angeord net sind (zweiter Druckmittelweg). Das eine Ventil 31 ist nur schematisch angedeutet, hat aber den gleichen Aufbau wie das noch näher zu beschreibende Ventil 30. Die Druck mittelleitung 29 mündet zunächst in einen Vorraum 32, der mit einem Auslaßraum 33 über einen Durchlaß 34 in Verbindung steht. Der Auslaßraum 33 wiederum steht über einen Gehäusekanal 35 mit dem Ringraum 6 in Verbindung. Im Vorraum 32 ist eine Ventilkugel 36 angeordnet, die von einer Feder 37 dichtend auf den Durchlaß 34 gedrückt wird. Der Federkraft entgegengesetzt wirkt ein Stößel 37, der mit den Kolben 4 bzw. 5 zusammenarbeitet. Der Kolben ist im Bereich des Ringraums 6 mit verschiedenen Durch messern versehen. In einem ersten Bereich 38 ist der Durchmesser so groß, daß der dort anliegende Stößel 37 so weit in Richtung auf die Ventilkugel 32 verschoben ist, daß diese vom Durchlaß 34 abgehoben ist und eine Druck mittelverbindung zwischen den Räumen 33 und 32 besteht. In einem weiteren Teil 39 ist der Durchmesser des Kolbens so gewählt, daß der Stößel nicht zur Anlage an die Ven tilkugel 32 gelangt. Im Übergang an den beiden Bereichen 38, 39 ist eine Rampe 40 ausgebildet.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht der Ausfüh rungsform nach Fig. 1. An den Kolben 5 und 6 ist aber le diglich ein Nocken 41 ausgebildet, wodurch der Stößel 37 stets in Abstand von der Ventilkugel 36 gehalten wird. Lediglich wenn der Kolben 4 bzw. 5 so weit verschoben ist, daß der Nocken 41 den Stößel 37 berührt, wird die Ventilkugel 36 im Sinne einer Öffnung des Durchlasses 34 verschoben.

Die schlupfgeregelte Bremsanlage arbeitet nach dem fol genden Schema.:

In der Bremslösestellung befinden sich alle Teile des Hauptzylinders in den dargestellten Positionen und die Ventile in den dargestellten Schaltzuständen. Beim Betä tigen der Bremse wird der Druckstangenkolben 4 verscho ben, so daß, wie schon beschrieben, die Zentralventile 12, 13 schließen und in den Arbeitsräumen 10, 11, entspre chend der Fußkraft ein Druck aufgebaut wird, der über die Druckleitungen 17, 18 zu den Radbremsen geführt wird. Wird nun von der nicht dargestellten Schlupfüberwachungsein richtung festgestellt, daß eines der Räder droht zu blockieren, so wird der Motor M eingeschaltet und die Pum pen 22, 23 fördern in die Leitungen 24, 25.

Bezogen auf die Fig. 1, sind nun zwei Fälle zu unter scheiden:

Erfolgt die Bremsung bei niedrigen Reibwerten, d.h. bei geringen Drücken im Hauptzylinder 1, entsprechend gerin gen Verschiebungswegen der Kolben 4 und 5, so befindet sich der Stößel 37 noch in der Anlage am Bereich 38, so daß die Sperrventile 30, 31 geöffnet sind. Die Pumpen för dern Druckmittel in einen offenen Umlauf, nämlich über die Einströmleitung 24, der Druckmittelleitung 29, den Vorraum 32, den Auslaßraum 33, den Kanal 35, den Ringraum 6, der Bohrung 7, den Auslaß 8, in den Vorratsbehälter 9 (zweiter Druckmittelweg). Von dort wird das Druckmittel wieder zum Pumpeneingang gefördert.

Damit das blockiergefährdete Rad wieder neu beschleunigen kann, wird das entsprechende Einlaßventil 19 geschlossen und das Auslaßventil 20 geöffnet, so daß das Druckmittel in dem Vorratsbehälter 9 entspannen kann und das Rad nicht länger druckbelastet ist. Wird von der Schlupfüber wachungseinrichtung festgestellt, daß das blockierge fährdete Rad wiederbeschleunigt ist, so werden die Ven tile 20, 19 umgeschaltet, so daß eine erneute Druckbeauf schlagung des Rades möglich ist. Dazu wird Druckmittel aus dem entsprechenden Arbeitsraum 10, 11 zugeführt, da die Pumpen 22, 23 noch in einen offenen Umlauf fördern. Dies hat zur Folge, daß die Kolben 5, 6 verschoben werden, wodurch sie nach einem oder mehreren Regelzyklen in einen Bereich gelangen, in dem der Stößel 37 über die Rampe 40 hinausgefahren ist und sich nun im Bereich 39 befindet. Das Ventil 30 bzw. 31 wird geschlossen, so daß nun die entsprechende Pumpe 22, 23 nicht länger in den offenen Um lauf fördert, sondern in den Arbeitsraum 10 bzw. 11 bzw. zum Wiederabbremsen eines Rades in den entsprechenden Radbremszylindern. Das in die Arbeitsräume 10, 11 geför derte Druckmittel verschiebt die Kolben wiederum so, daß das Ventil 30 bzw. 31 wieder geöffnet wird, da der Stößel 37 von der Rampe 40 betätigt wird, stellt sich ein Regel spiel ein, wodurch die Kolben 4 und 5 in einer Position, entsprechend der Lage der Rampe 40 verbleiben und das je weils überschüssig geförderte Druckmittel in den zweiten Druckmittelweg zum Vorratsbehälter gefördert wird. Er folgt also die Bremsung bei niedrigen Reibwerten, so fällt das Pedal eine kurze Wegstrecke durch, bis die Position entsprechend der Lage der Rampe 40 erreicht wird.

Erfolgt die Abbremsung auf hohem Reibniveau, d.h. daß die Kolben 4, 5 so weit verschoben sind, daß sich der Stößel 37 im Bereich 39 befindet, also der Ventildurchlaß 34 ge schlossen ist, so wird bei einer beginnenden Schlupfre gelung das geförderte Druckmittelvolumen nicht in Umlauf gefördert, sondern sogleich in die Arbeitsräume 10 und 11, wodurch die Kolben zurückgestellt werden, bis der Stößel 37 von der Rampe 40 betätigt wird. Diese Position des Kolbens wird beibehalten.

Auch nach der Ausführungsform nach Fig. 2 sind zwei Fälle zu unterscheiden. Befindet sich der Stößel 37 bei Beginn der Schlupfregelung noch links (gemäß der Zeichnung) des Nockens 41, so wird Druckmittel aus den Pumpen 22, 23 in die Arbeitsräume 10, 11 gefördert, wodurch die Kolben in ihre Grundposition verschoben werden. Die Zentralventile öffnen, und zwar in eine Drosselstellung, so daß der Druckmittelstrom gerade so ist, daß in den Druckräumen 10, 11 ein fußkraftproportionaler Druck verbleibt.

Befindet sich der Stößel 37 rechts vom Nocken 41, so wird Druckmittel aus den Pumpen 22, 23 in die Arbeitsräume 10, 11 gefördert, wodurch die Kolben 4, 5 bis in die Position entsprechend des Nockens 41 zurückgestellt wer den. In dieser Position öffnen die Ventile 30, 31, wodurch die Pumpen 22, 23 in einen offenen Umlauf fördern und die Kolben 4, 5 in der erreichten Position verbleiben. Die Breite des Nockens 41 ist so zu wählen, daß der Stößel 37 während der Regelung nicht nach links vom Nocken 41 ge langt, wodurch der Kolben vollständig zurückgestellt wür de.

Dem Konstrukteur stehen bei der Anwendung des Erfindungs gedankens also zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Ent scheidet er sich für eine Ausführungsform gemäß der Fig. 1, so wird bei einer Regelung das Bremspedal stets in eine mittlere Position gestellt, d.h. daß das Pedal bei Bremsung bei einem geringen Reibwert durchfällt bzw. bei Bremsung auf höheren Reibwerten zurückgestellt wird.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 wird das Pedal stets zurückgestellt, nämlich bei Bremsung auf höheren Reibwerten in eine mittlere und bei Bremsung auf niedri geren Reibwerten in die Grundposition. Die mittlere Position, d.h. die Lage der Rampe 40 bzw. des Nockens 41 ist so zu wählen, daß beim Ausfall der Druckmittelpumpe ein genügendes Reservevolumen in den Arbeitsräumen 10,11 verbleibt, um eine konventionelle Notbremsung durchzu führen. Mit der Konstruktion wird auf jeden Fall vermie den, daß das Pedal über den gesamten möglichen Pedalweg zurückgestellt wird, was bei der Bremsanlage, die im Stand der Technik beschrieben ist, der Fall ist.

Bezugszeichenliste

1 Tandemhauptzylinder
2 Gehäuse
3 Bohrung
4 Druckstangenkolben
5 Schwimmkolben
6 Ringraum
7 Bohrung
8 Anschluß
9 Vorratsbehälter
10 Arbeitsraum
11 Arbeitsraum
12 Zentralventil
13 Zentralventil
14 Schließteil
15 Stößel
16 Stift
17 Druckleitung
18 Druckleitung
19 Einlaßventil
20 Auslaßventil
21 Entlastungsleitung
22 Pumpe
23 Pumpe
24 Einströmleitung
25 Einströmleitung
26 Rückschlagventil
27 Rückschlagventil
28 Druckmittelleitung
29 Druckmittelleitung
30 Sperrventil
31 Sperrventil
32 Vorraum
33 Auslaßraum
34 Durchlaß
35 Kanal
36 Ventilkugel
37 Stößel
38 Bereich großen Durchmessers
39 Bereich kleinen Durchmessers
40 Rampe
41 Nocken

Claims

1. Schlupfgeregelte Bremsanlage mit einem Hauptbremszy linder (1), dessen Arbeitsraum (10, 11) in der Brems lösestellung mit einem Vorratsbehälter (9) verbunden ist, mit einer hydraulischen Pumpe (22, 23), deren Saugseite mit dem Vorratsbehälter (9) verbunden ist und deren Druckseite über einen ersten Druck mittelweg mit dem Arbeitsraum (10, 11) verbunden ist, und mit Radbremsen, die über Ein- und Auslaßventile (19, 25), die von einer Schlupfregeleinrichtung ge steuert sind, entweder an den Arbeitsraum (10, 11) oder an den Ausgleichsbehälter (9) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite der Pumpe (22, 23) über einen zweiten Druckmittelweg, in den ein Sperrventil (30, 31) ein geschaltet ist, an den Vorratsbehälter (9) ange schlossen ist und daß das Sperrventil (30, 31) in Ab hängigkeit von der Position des Arbeitskolbens (4, 5) geöffnet oder geschlossen ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Druckmittelweg ge öffnet ist, wenn der Arbeitskolben (4, 5) zwischen seiner Position in der Bremslösestellung (Grund position) und einer Regelposition (40, 41) ist, die von der Grundposition verschieden ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Druckmittelweg geöffnet ist, wenn der Kolben in einer Regelposition ist, die von der Grundposition verschieden ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperrventil (30, 31) ein Schließglied (32) aufweist, das mit einem ram pen- oder nockenbetätigten Stößel (37) zusammenwirkt.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rampe (40) bzw. der Nocken (41) am Arbeitskolben (4, 5) ausgebildet ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckmittelweg über einen Ringraum (6) am Arbeitskolben (4, 5) führt.

7. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperr ventil (30, 31) am Hauptzylindergehäuse (2) angeord net ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bremsanlage zwei kreisig ausgelegt ist.

9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hauptzylinder als Tandem hauptzylinder (1) ausgebildet ist, in dem zwei Ar beitsräume (10, 11) vorhanden sind, die jeweils an eine Pumpe (22, 23) angeschlossen sind.

10. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß jede Pumpe (22, 23) in einen zweiten Druckmittelweg fördert, der jeweils von einem Sperrventil (30, 31) kontrolliert ist.

11. Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ventil (30) vom Druckstan genkolben (4) und das Ventil (31) vom Schwimmkolben (5) betätigt wird.