DE3808902C2 - Hydraulische, schlupfgeregelte Fahrzeug-Bremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische, schlupfgeregelte Fahrzeug-Bremsanlage mit einem Bremsdruckgeber der in seiner Grundstellung drucklos und an den Vorratsbehälter angeschlossen ist, mindestens einem Radbremszylinder, zur Erzeugung eines Bremsmomentes an den angetriebenen Rädern, einer Bremsleitung zum Verbinden des Bremsdruckgebers mit den Radbremszylinder, in die ein erstes Sperrventil eingeschaltet ist, einer Entlastungsleitung die an die Radbremszylinder angeschlossen und in die ein zweites Sperrventil eingeschaltet ist, einer Druckmittelpumpe mit einem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß, wobei der erste Anschluß an die Entlastungsleitung und der zweite Anschluß an den Bremsdruckgeber angeschlossen ist.

Eine derartige Bremsanlage ist in der DE 34 38 401 A1 beschrieben. Die dort beschriebene Möglichkeit zur Regelung des Radbremsdruckes besteht darin, Druckmittel aus den Radbremsen eines blockiergefährdeten Rades in einen Vorratsbehälter abzulassen, um es zum Wiederbeschleunigen des Rades mittels einer Pumpe in die Radbremsen zurückzufördern. In den Druckmittelwegen zum Vorratsbehälter und zur Pumpe sind je ein Sperrventil eingeschaltet, die die jeweilige Leitung öffnen oder schließen, je nachdem wie dies von der Regeleinrichtung zur Einstellung eines optimalen Bremsschlupfes gefordert wird. Dabei kann das Sperrventil in der Leitung zur Pumpe als Einlaßventil und das Sperrventil in der Leitung zum Vorratsbehälter als Auslaßventil angesprochen werden. In die Leitung zur Pumpe ist weiterhin ein Regelventil eingeschaltet, das den Druck am Ausgang der Pumpe auf einen fußkraftproportionalen Wert einstellt.

Zur Regelung eines Antriebsschlupfes wird den Radbremszylindern der angetriebenen Räder Druckmittel zugeführt, um ein Bremsmoment entgegengesetzt zum Antriebsmoment zu erzeugen. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Antriebsräder beim Anfahren oder auf glattem Grund durchdrehen. Um eine Überkompensation des Antriebsmoments zu verhindern, besteht die Möglichkeit Druckmittel aus den Radbremsen abzulassen. Gemäß älteren Vorschlägen wird während einer Antriebsschlupfregelung den Radbremsen unter Umgehung des Bremsdruckgebers Druckmittel aus der Pumpe zugeführt. Dazu sind weitere Ventilmittel vorgesehen, die einen Rückfluß des Druckmittelstroms aus der Pumpe in den Bremsdruckgeber, der bei Nichtbetätigung an den Vorratsbehälter angeschlossen ist, erfolgt. Alternativ zu diesem Lösungsvorschlag wird in der genannten Offenlegungsschrift beschrieben, das Druckmittel aus der Pumpe nicht unter Umgehung des Bremsdruckgebers, sondern über die Entlastungsleitung den Radbremsen zuzuführen. Dadurch erhält das Sperrventil in der Entlastungsleitung die Funktion eines Einlaßventils während das Sperrventil in der Leitung zur Pumpe bzw. zum Bremsdruckgeber die Funktion eines Auslaßventils bekommt. Auf diese Weise wird die Bremsanlage zwar einfacher im Aufbau trotz allem kann aber nicht auf Ventilmittel verzichtet werden, die die Entlastungsleitung alternativ an den Vorratsbehälter oder an den Ausgang der Pumpe anschließen.

In der nicht vorveröffentlichten DE 39 06 141 A1 ist eine schlupfgeregelte Bremsanlage beschrieben, bei welcher eine mit den Radbremszylindern verbundene, steuerbare Hydraulikpumpe vorgesehen ist, die bei inaktiver Brems­ schlupfregelung die Funktion der Bremskraftverstärkung und bei aktiver Bremsschlupfregelung die Funktion eines Druckmodulators übernimmt. Die bei einer Bremspedal­ betätigung selbsttätig einschaltbare, steuerbare Hydrau­ likpumpe ist als nicht nur bezüglich ihrer Förderlei­ stung, sondern auch bezüglich ihrer Förderrichtung steuerbare Flügelzellenpumpe ausgebildet und jeweils in die vom Bremsdruckgeber zu den Radbremszylindern führende Bremsleitung zwischengeschaltet, wobei ihre Förderrich­ tung mittels eines hydraulisch verschiebbaren Hubringes verstellbar ist und während normaler Bremsbetätigung in Richtung der Radbremse und bei regelnd wirksamer Brems­ schlupfregelung zum Druckabbau in Richtung des Brems­ druckgebers weist. Da die Flügelzellenpumpe in die Brems­ leitung eingefügt ist, besteht bei Ausfall des Pumpenan­ triebs keine Möglichkeit, eine Bremsung durchzuführen.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Aufgabe, eine gattungsgemäße Bremsanlage noch weiter zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Förderrichtung der Pumpe umkehrbar ist, wobei während einer Regelung des Bremsschlupfes Druckmittel von ersten Anschluß zum zwei­ ten Anschluß und während einer Antriebsschlupfregelung vom zweiten Anschluß zum ersten Anschluß gefördert wird.

Besonders interessant sind derartige Lösungen auch für Bremsanlagen wie sie in der DE 36 01 914 A1 beschrieben ist. Im Gegensatz zu der Bremsanlage der DE 34 38 401 A1 kennt diese Anlage keinen Speicher, der von der Pumpe geladen wird. Die Pumpe wird vielmehr nur eingeschaltet, wenn eine Schlupfregelung notwendig ist. Sie fördert in den Hauptbremszylinder, wobei die Zentralventile, die die Verbindung der Arbeitsräume des Hauptbremszylinders zum Vorratsbehälter herstellen, als Regelventile arbeiten und einen fußkraftproportionalen Druck in den Bremsleitungen einstellen.

Im Falle einer Antriebsschlupfregelung muß dieser Druckmittelweg unterbrochen werden. Dies geschieht mit Hilfe zweier Sperrventile, die in die Bremsleitungen eingesetzt sind.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag kann nun auf diese Sperrventile verzichtet werden, da im Falle einer Antriebsschlupfregelung die Pumpe wegen der Umkehr ihrer Förderrichtung nicht mehr in die Bremsleitung sondern in die Entlastungsleitung fördert. Dies läßt sich in einfacher Weise durch die Umkehrung der Polarität der Stromversorgung des Motors erreichten, was durch einfachste elektrische Hilfsmittel billig realisiert werden kann. Die Kostenaufwendungen stehen in keinem Verhältnis zu den Aufwendungen für zusätzliche Ventile.

Die Idee läßt sich sowohl für geschlossene als auch für offene Systeme realisieren. Unter geschlossenen Systemen soll hier verstanden werden, daß die Pumpe im Falle einer Bremsschlupfregelung lediglich die Druckmittelmenge, die aus den Radbremsen abgelassen wird, wieder aufnimmt und in den Hauptbremszylinder zurückfördert. Beim offenen System besteht eine zusätzliche Verbindung über ein Rückschlagventil zwischen der Entlastungsleitung und einem Vorratsbehälter. Die Pumpe fördert daher bei einer Bremsschlupfregelung nicht nur das Druckmittel, das aus den Radbremsen abgelassen wird, sondern auch zusätzliches Mittel aus dem Vorratsbehälter. Dies macht es möglich, den Hauptbremszylinder zu positionieren und während der Bremsschlupfregelung in eine definierte Position zu bringen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee soll anhand eines Ausführungsbeispiels noch einmal verdeutlicht werden.

In der Figur ist schematisch eine Bremsanlage dargestellt, die aus einem Bremsdruckgeber 1 besteht, der sich wiederum aus einem Hauptbremszylinder 2 und einem Unterdruckverstärker 3 zusammensetzt. Zum Betätigen der Anlage wird das Pedal 4 mit einer Kraft beaufschlagt. Diese Kraft wird unterstützt durch die Hilfskraft des Unterdruckverstärkers 3 auf den Druckstangenkolben 5 des Hauptbremszylinders 2 übertragen. Unter Einwirkung der Kraft wird der Druckstangenkolben 5 verschoben, wodurch das Zentralventil 6 schließt. In der Arbeitskammer 7 wird ein Druck aufgebaut, der auf den Schwimmkolben 9 übertragen wird. Unter Einwirkung dieses Drucks verschiebt sich der Schwimmkolben 9, wodurch das Zentralventil 10 schließt und in der Arbeitskammer 11 ebenfalls ein Druck aufgebaut wird. An die Arbeitskammern 7 und 11 sind Bremsleitungen 8 und 12 angeschlossen. Die Bremsleitung 12 ist gem. diesem Ausführungsbeispiel an die angetriebenen Vorderräder des Fahrzeuges angekoppelt. Dazu teilt sich die Bremsleitung 12 in zwei Zweigleitungen 12′, 12′′ auf, an die jeweils ein Einzelrad der Vorderachse angeschlossen ist. In die Zweigleitungen 12′, 12′′ sind je ein stromlos offenes Sperrventil EV1 bzw. EV2 eingesetzt. Die Radbremsen stehen weiterhin über eine Entlastungsleitung 14, in dessen Zweigleitungen 14′, 14′′ je ein stromlos geschlossenes Auslaßventil AV1 bzw. AV2 eingesetzt ist, mit einer Vorkammer 15 in Verbindung. Diese wiederum steht über ein Rückschlagventil 16 mit dem Vorratsbehälter 13 in Verbindung. Das Rückschlagventil 16 sperrt zum Vorratsbehälter 13 hin. Auf diese Zweigleitung zum Vorratsbehälter kann je nach Ausgestaltung der Bremsanlage verzichtet werden.

Die Pumpe P weist einen ersten Anschluß 17 und einen zweiten Anschluß 19 auf, wobei der erste Anschluß 17 über eine Leitung 18 mit der Vorkammer 15 verbunden ist. Der zweite Anschluß 19 steht über eine Leitung 20 mit der Bremsleitung 12 in Verbindung.

Die Pumpe P wird von einem Motor M angetrieben.

Die Drehrichtung des Motors M ist umkehrbar. Dazu ist ein Umschalter U vorgesehen, der die Stromanschlüsse des Motors M je nach gewünschter Drehrichtung des Motors M an die Pole einer Spannungsquelle 22 anlegt. Der Umschalter U ist Teil einer Elektronikeinheit E, die die Schlupfsignale S der Räder empfängt, sowie Schaltsignale V an die Ventile EV1, AV1, EV2, AV2 gibt.

Die Figur zeigt die Bremse in einer nichtbetätigten Stellung. Die Arbeitsräume 7 und 11 stehen über die offenen Zentralventile 10 und 6 mit dem Vorratsbehälter 13 in Verbindung. Durch Betätigen des Pedals 4 wird in der schon beschriebenen Weise in den Arbeitsräumen ein Druck aufgebaut, der unter anderem auch über die Bremsleitung 12 an die angetriebenen Räder der Vorderachse weiterleitet. Der Druck in den Bremsleitungen und damit in den Radbremsen wird bestimmt von der Pedalkraft.

Während einer Bremsung wird das Raddrehverhalten der Bremsen dauernd überwacht, so daß sofort festgestellt werden kann, wann eines der Räder droht zu blockieren. In diesem Fall werden entsprechende Schaltsignale an die Sperrventile EV1, AV1, EV2, AV2 gegeben sowie an den Umschalter U. Der erste Regelschritt besteht darin, daß das Einlaßventil EV1 bzw. EV2 des blockiergefährdeten Rades geschlossen wird, so daß kein weiterer Druckaufbau in der angeschlossenen Radbremse möglich ist. Zur Druckabsenkung wird das Auslaßventil AV1 bzw. AV2 geöffnet, wodurch Druckmittel aus der Radbremse abgelassen und in die Vorkammer 15 geleitet wird. Gleichzeitig wird der Pumpenantrieb M eingeschaltet, und zwar mit einer Drehrichtung, die einen Pumpenförderstrom vom Anschluß 17 zum Anschluß 19 ermöglicht. Die Pumpe nimmt das Druckmittel aus der Vorkammer 15 bzw. falls ein Anschluß an dem Druckmittelvorratsbehälter 13 besteht aus diesen und fördert es in die Bremsleitung 12.

Sobald das blockiergefährdete Rad wieder genügend beschleunigen konnte, wird das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet, so daß erneut Druckmittel in die Radbremsen gelangen kann und Druck aufgebaut wird. Die Regelung besteht darin, daß durch wiederholten Druckauf- bzw. Druckabbau die Räder in einen bestimmten Schlupfbereich eingestellt werden, wodurch maximale Bremskräfte bei gleichzeitiger Lenkbarkeit des Fahrzeugs übertragen werden.

Dies war die Beschreibung einer Bremsschlupfregelung. Eine Antriebsschlupfregelung läuft nach folgendem Schema ab.

Insbesondere bei Anfahrvorgängen, aber auch bei Fahrt auf glatter Oberfläche, kommt es häufiger vor, daß das Antriebsmoment größer ist, als die Kräfte, die von den Reifen auf die Fahrbahn übertragen werden können. Dies hat zur Folge, daß die Räder durchdrehen und nicht in der Lage sind Seitenkräfte zu übertragen, was wiederum Voraussetzung für eine gute Lenkbarkeit des Fahrzeuges ist. So wurde daher schon vorgeschlagen, daß überschüssige Antriebsmoment, durch ein entsprechendes Bremsmoment zu kompensieren.

Wird eine derartige Situation festgestellt, so gibt die Elektronikeinheit E Signale V an die Ein- und Auslaßventile der angetriebenen Räder, wodurch das Ventil EV1 bzw. EV2 in seine Sperrstellung und das Ventil AV1 bzw. AV2 in seine Offenstellung geschaltet wird. Gleichzeitig wird der Pumpenantrieb eingeschaltet, und zwar derart, daß eine Förderung von Druckmittel vom zweiten Anschluß 19 zum ersten Anschluß 17 erfolgt. Der erste Anschluß 19 steht über die Leitung 20, der Bremsleitung 12, der Arbeitskammer 11, dem offenen Zentralventil 10 mit dem Vorratsbehälter 13 in Verbindung. Das geförderte Druckmittel gelangt über den Anschluß 17, der Leitung 18, der Vorkammer 15 in die Entlastungsleitung 14.

Falls eine Verbindung zwischen der Druckkammer 15 und dem Vorratsbehälter 13 vorgesehen ist, wird der Rückfluß von Druckmittel in den Vorratsbehälter 13 durch das Rückschlagventil 16 verhindert. Über das Ventil AV1 bzw. AV2 kann nun Druckmittel der Radbremse zugeführt werden. Das während einer Bremsschlupfregelung als Auslaßventil arbeitende Ventil AV1 bzw. AV2 wirkt nun als Einlaßventil. Wird das Rad überproportional abgebremst, so kann Druckmittel über das Sperrventil EV1 bzw. EV2 abgelassen werden. Das während einer Bremsschlupfregelung als Einlaßventil wirkende Ventil arbeitet nun als Auslaßventil.

Diese ansich bekannte Umkehrung der Funktion der Modulationsventile wird in einfacher Weise durch eine Umkehrung der Förderrichtung der Pumpe hervorgerufen. Auf zusätzliche Ventile kann daher vollständig verzichtet werden.

Claims (6)

1. Hydraulische, schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlage mit einem

• - Bremsdruckgeber (1), der in seiner Grund­ stellung drucklos und an den Vorratsbehälter (13) angeschlossen ist, mindestens einem
• - Radbremszylinder, zur Erzeugung eines Bremsmomentes an den angetriebenen Rädern (VR, VL), einer
• - Bremsleitung (12, 12′, 12′) zum Verbinden des Bremsdruckgebers (1) mit dem Radbremszylinder, in die ein erstes Sperrventil (EV1, EV2) eingeschaltet ist, einer
• - Entlastungsleitung (14, 14′, 14′′) die an die Radbremszylinder angeschlossen, und in die ein zweites Sperrventil (AV1, AV2) eingeschaltet ist, einer
• - Druckmittelpumpe (P) mit einem ersten Anschluß (17) und einem zweiten Anschluß (19), wobei der erste Anschluß (1) an die Entlastungsleitung (14) und der zweite Anschluß (19) an den Bremsdruckgeber (1) angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung der Druckmittelpumpe (P) umkehrbar ist, wobei während einer Regelung des Bremsschlupfes
die Druckmittelpumpe (P) Druckmittel vom ersten Anschluß (17) zum zweiten Anschluß (19) und während einer Antriebsschlupfregelung vom zweiten Anschluß (19) zum ersten Anschluß (17) fördert.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlastungsleitungsleitung (14, 14′, 14′′) sowie der erste Anschluß (17) der Druckmittelpumpe (P) in einen Vorraum (15) münden, wobei der Vorraum (15) über ein Rückschlagventil (16) an den Vorratsbehälter (13) angeschlossen ist und daß das Rückschlagventil (16) zum Vorratsbehälter (13) hin sperrt.

3. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelpumpe (P) von einem Motor (M) angetrieben wird, wobei die Polarität der Stromanschlüsse des Motors (M) durch einen Umschalter (U) vertauschbar sind.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sperrventil (EV1, EV2) in seiner Grundstellung die Bremsleitung (12, 12′, 12′′) offen hält und daß das zweite Sperrventil (AV1, AV2) in seiner Grundstellung die Entlastungsleitung (14, 14′, 14′′) sperrt.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenantrieb nur dann eingeschaltet ist, wenn eine Brems- oder Antriebsschlupfregelung erfolgt.