DE4213621A1

DE4213621A1 - Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE4213621A1
Application number: DE19924213621
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Ing Schiel; Vincenzo Dipl Ing Cappucci
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1993-10-28

Description

Die Erfindung betrifft eine blockiergeschützte hydrau lische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Betäti gungseinheit, bestehend aus einem Bremskraftverstärker und einem ihm nachgeschalteten zweikreisigen Hauptbremszylin der, an dessen Druckräume zu den Radbremsen führende hy draulische Kreise angeschlossen sind, mit in den hydrau lischen Kreisen eingefügten Einlaßventilen, mit Entspan nungsräumen, die in einem Regelfall einen Abbau des in den Radbremsen herrschenden Druckes ermöglichen, mit einer Modulatoreinheit, die im Regelfall Änderungen des den Radbremsen zugeführten Druckes durchführt, sowie mit Radsensoren und einem elektronischen Regler zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und Erzeugung von elektrischen Brems drucksteuersignalen.

Derartige, als "geschlossene Systeme" arbeitende hydrau lische Bremsanlagen gehören seit Jahren zum Stand der Tech nik. Bei einer bekannten Bremsanlage ist die Modulatorein heit durch eine elektrisch angetriebene zweikreisige Pumpe gebildet, deren Sauganschlüsse über elektromagnetisch be tätigbare Auslaßventile und Drosseln mit den Radbremsen sowie direkt mit den Radbremsen zugeordneten, als Ent lastungsräume dienenden Niederdruckspeichern verbunden sind. Die Druckseite der Pumpe ist dabei an die Abschnitte der hydraulischen Kreise angeschlossen, die die Hauptbrems zylinder-Druckräume mit den vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Einlaßventilen verbinden, denen Drosseln Vor- und Rückschlagventile parallelgeschaltet sind und die als stromlos offene 2/2-Wegeventile bei der Betätigung einen Druckaufbau in den Radbremsen ermöglichen.

Als nachteilig anzusehen ist bei der vorbekannten blockier geschützten Bremsanlage vor allem der hohe Fertigungs- und Montageaufwand. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, daß die Modulatoreinheit als Bestandteil der einzelnen Bremskreise anzusehen ist und mit den Druckräumen des Hauptbremszylinders in Verbindung steht, so daß am Betä tigungs- bzw. Bremspedal Pulsationen spürbar sind, deren Dämpfung weitere Kosten verursacht. Problematisch erschei nen auch die Volumenauslegung der erwähnten, den einzelnen Bremskreisen zugeordneten Niederdruckspeicher sowie der Einsatz eines Hauptbremszylinders mit hochdruckfesten Zen tral-Regelventilen, die sehr empfindlich gegen Verunreini gung und deshalb störanfällig sind. Erhebliche Gesamtko sten sind schließlich auch auf einen Wegsensor zurückzu führen, mit dem die Lage der beweglichen Wand des dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Unterdruckbremskraftver stärkers überwacht wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine hy draulische blockiergeschützte Bremsanlage der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, die bei einer erheblichen Senkung der Fertigungs- und Montagekosten im Regelfall eine Entkopplung der Radbremsen von der Betätigungseinheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Radbremsen direkt an die Entspannungsräume angeschlos sen sind, die in Entspannungszylindern mittels Kolben von hydraulischen Kammern getrennt sind, deren Verbindungen mit der Modulatoreinheit durch die Trennventile absperrbar bzw. freigebbar sind und daß die Einlaßventile durch die Kolben betätigbar sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Modulatoreinheit als ein pneumatisch betätigbarer hydraulischer Zylinder ausgebildet ist. Durch diese Maßnahmen wird die Verwendung einer einfachen, be währten Technologie ermöglicht, die sehr zuverlässig ar beitende Produkte liefert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er findung ist dem Zylinder eine pneumatische Einheit vorge schaltet, die durch eine erste Kammer, eine zweite Kammer sowie eine die Kammern voneinander trennende Membranwand gebildet ist, die der Wirkung einer pneumatischen Druck differenz ausgesetzt ist. Dadurch wird erreicht, daß die erfindungsgemäße Bremsanlage in einem mit einem Otto motor ausgestatteten Kraftfahrzeug ohne eine zusätzliche Energiequelle arbeiten kann.

Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn eine pneumatische Ventilanordnung vorgesehen ist, die ein Evakuieren bzw. Belüften der ersten Kammer ermöglicht, während die zweite Kammer in ständiger Verbindung mit der Atmosphäre steht.

Durch diese Maßnahmen wird eine wesentliche Konstruktions vereinfachung erreicht, da lediglich eine der beiden pneu matischen Kammern gegenüber der Atmosphäre abzudichten ist.

Eine Anpassung der Bereitschaftsstellung der Modulatorein heit an die bevorzugte Regelphilosophie wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch erzielt, daß die Mem branwand mit einem im Zylinder geführten hydraulischen Kolben in kraftübertragender Verbindung steht, der mittels einer Feder entgegen der Wirkung der pneumatischen Einheit vorgespannt ist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante des Er findungsgegenstandes wird nach der Wegnahme der Betäti gungskraft ein schneller Druckabbau dadurch erreicht, daß die Einlaßventile gleichzeitig als in Richtung von den Radbremsen zum Hauptbremszylinder öffnende Rückschlagven tile ausgebildet sind. Das Absperren der erwähnten Verbin dungen erfolgt dabei mittels hydraulischer Sperrventile, die vorzugsweise als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wegeventile ausgeführt sind.

Um mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage Antriebsschlupf regelvorgänge durchführen zu können sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Rad bremsen der angetriebenen Räder an die Ausgänge von Wech selventilen angeschlossen sind, deren Eingänge mit den Entspannungsräumen bzw. der Modulatoreinheit in Verbindung stehen, wobei die Verbindungen der Wechselventile mit der Modulatoreinheit absperrbar sind.

Eine besonders kompakt bauende Ausführungsform der Erfin dung sieht schließlich vor, daß die Entspannungszylinder, die Trennventile, die Modulatoreinheit, die pneumatische Ventilanordnung sowie der elektronische Regler in einer Baugruppe integriert sind. Bei einer antriebsschlupfregel fähigen Variante der erfindungsgemäßen Bremsanlage sind in der Baugruppe die Sperr- sowie die Wechselventile inte griert.

Die Erfindung wird im nachfolgenden Text an zwei Ausfüh rungsbeispielen im Zusammenhang mit der bei liegenden Zeich nung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfin dungsgemäßen blockiergeschützten Bremsan lage, und

Fig. 2 eine leicht modifizierte Bremsanlage nach Fig. 1 in entsprechender schematischer Dar stellung.

In beiden Figuren der Zeichnung sind einander entsprechen de Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnung zeigt eine blockiergeschützte Kraftfahrzeug bremsanlage mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker 1, dessen Betätigungsstange 3 in bekannter Weise mit einem Bremspedal 4 verbunden ist. Auf der der Betätigungsstange 3 abgewandten Seite des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 1 ist ein Tandem-Hauptbremszylinder 2 vorgesehen, der mit einem Druckmittelvorratsbehälter 5 in Verbindung steht. An die nicht gezeigten Druckräume des Tandem-Hauptbremszylin ders 2 sind ein erster und ein zweiter Bremskreis 6 bzw. 7 angeschlossen.

Der erste Bremskreis 6 verbindet über zwei hydraulisch bzw. mechanisch betätigbare Einlaßventile 13, 14, die gleichzeitig als Rückschlagventile ausgebildet sind, die Radbremszylinder von zwei nur schematisch angedeuteten Radbremsen 20, 21 mit dem ersten (Primär-) Druckraum des Tandem-Hauptbremszylinders 2. Der zweite Bremskreis 7 ver bindet die Radbremszylinder der ebenfalls nur schematisch dargestellten weiteren zwei Radbremsen 22, 23 mit dem zwei ten (Sekundär-) Druckraum des Tandem-Hauptbremszylinders 2 über zwei weitere Einlaßventile, die ebenfalls als Rück schlagventile ausgebildet sind. Es wird angenommen, daß die Radbremsen 20, 22 der angetriebenen Vorderachse und die Radbremsen 21, 23 der Hinterachse zugeordnet sind.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, werden die Einlaßven tile 13, 14, 15, 16 mittels hydraulischer Kolben 34, 35, 36, 37 betätigt, die in Entspannungszylindern 8, 9, 10, 11, mittels Druckfedern 62, 63, 64, 65 vorgespannt, Entspannungsräume 30, 31, 32, 33 von hydraulischen Kammern 38, 39, 40, 41 trennen, die über Verbindungskanäle 47, 48, 49, 50 mit einer pneuma tisch betätigbaren Modulatoreinheit 12 in Verbindung stehen. Die Radbremsen 20, 21, 22, 23 sind dabei direkt an die Entspannungsräume 30, 31, 32, 33 angeschlossen, wobei die Verbindungskanäle 47, 48, 49, 50 mittels vorzugsweise elektromagnetisch betätigbarer Trennventile 42, 43, 44, 45 absperrbar bzw. freigebbar sind. Den Vorder- und Hinterradbremsen 20, 22, 21 und 23 ist jeweils ein Sensor 25, 27, 26, 28 zugeordnet, die über nicht näher bezeichnete Signalleitungen mit einem elektronischen Regler 24 verbunden sind. Die Sensoren 25, 26, 27, 28, die beispielsweise als induktive Meßwertaufnehmer ausgebildet sein können, überwachen das Druckverhalten der Räder und liefern entsprechende Signale an den Regler 24. An den elektronischen Regler 24 sind über nicht näher bezeichnete Steuerleitungen die Sperrventile 42, 43, 44, 45 angeschlossen, um in einem Regelfall in Abhängigkeit von den Sensorsignalen betätigt zu werden.

Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, sind die zu den Entspannungszylindern 8, 9, 10 und 11 führenden Verbindungs kanäle 47, 48, 49 und 50 mit einem Modulatorkreis 46 verbunden, der an einen mit dem Druckmittelvorratsbehälter 5 in Verbindung stehenden hydraulischen Zylinder 19 ange schlossen ist, der zusammen mit einer ihm vorgeschalteten pneumatischen Einheit 29 die vorhin erwähnte Modulatorein heit 12 bildet. Die pneumatische Einheit 29 wird durch zwei pneumatische Kammern 51, 52 gebildet, die durch eine axial bewegliche Membranwand 53 voneinander getrennt sind. Die Membranwand 53 steht dabei in kraftübertragender Ver bindung mit einem im Zylinder 19 geführten, mit einer Fe der 55 zusammenwirkenden Kolben 54. An die erste pneuma tische Kammer 51 ist eine pneumatische Ventilanordnung 61 angeschlossen, die ihr Evakuieren bzw. Belüften ermöglicht, während die zweite Kammer 52 in ständiger Verbindung mit der Atmosphäre steht. Die Ventilanordnung besteht aus zwei vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeven tilen 17,18, die über nicht näher bezeichnete Steuerlei tungen vom elektronischen Regler 24 aktivierbar sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Einlaßventile 13, 14, 15, 16, die Entspannungszylinder 8, 9, 10, 11, die Trennventile 42, 43, 44, 45, die Modulatoreinheit 12 sowie die Ventilan ordnung 17, 18 eine Baugruppe bilden.

In der nachfolgenden Beschreibung der Funktionsweise der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Bremsanlage wird angenommen, daß mit Hilfe des Sensors 27 eine Blockierten denz an dem der Radbremse 22 zugeordneten Rad erkannt wird, so daß eine Regelung eingeleitet wird. Die erste pneumatische Kammer 51 der Modulatoreinheit 12 ist an eine Unterdruckquelle angeschlossen, so daß der Kolben 54 ent gegen der Wirkung der Feder 55 links am Anschlag am Boden des Zylinders 19 gehalten wird. Vom elektronischen Regler 24 erzeugte Steuersignale bewirken ein Umschalten der Ven tile 17, 18 bei kurzzeitigem Öffnen des Trennventils 44, so daß die erste Kammer 51 der pneumatischen Einheit 29 belüftet wird und der Kolben 54 unter der Wirkung der Feder 55 sich nach rechts bewegt, um einen Abbau des in der Radbremse 22 herrschenden hydraulischen Drucks zu ermöglichen. Dabei wird der im Entspannungszylinder 10 geführte Kolben 36 entgegen der Kraft der ihn vorspannen den Feder 64 verschoben, wodurch das Einlaßventil 15 ge schlossen wird und die Radbremse 22 von der Betätigungs einheit 1,2 getrennt wird. Bei einer weiteren Verschiebung des Kolbens 36 erfolgt eine Vergrößerung des Entspannungs raums 32, so daß ein Druckabbau stattfindet.

Meldet der Sensor 27, ggf. nach Ablauf einer Druckhalte phase, ein stabiles Drehverhalten des bisher blockierenden Rades, so erfolgt ein Umschalten der pneumatischen Ventil anordnung 61, das ein Evakuieren der ersten Kammer 51 der pneumatischen Einheit 29 und somit einen Druckaufbau im Modulatorkreis 46 zur Folge hat. Durch anschließendes Öff nen des Trennventils 44 erfolgt eine Druckerhöhung im Ent spannungszylinder 10 bzw. in der hydraulischen Kammer 40, die ein Verschieben des Kolbens 36 und somit ein Öffnen des Einlaßventils 15 bewirkt, so daß eine Verbindung zwi schen der Radbremse 22 und der Betätigungseinheit 1,2 wiederhergestellt ist. Bei dem beschriebenen Regelvorgang ist besonders vorteilhaft, daß die Modulatoreinheit 12 in der Radbremse 22 nur einen Druck erzeugen kann, der dem Betätigungsdruck entspricht.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung der erfindungsge mäßen Bremsanlage sind an die den Radbremsen 20, 22 der angetriebenen Räder zugeordneten Entspannungsräume 30, 32 hydraulische Wechselventile 56, 57 angeschlossen, deren zweite Eingänge über Sperrventile 58, 59 mit dem Modulator kreis 46 verbunden sind. Die Sperrventile 58, 59, die bei spielsweise als elektromagnetisch betätigbare, hydrauli sche 2/2-Wegeventile ausgeführt sein können, sind durch den elektronischen Regler 24 über nicht näher bezeichnete Steuerleitungen aktivierbar.

Wird nun beispielsweise vom Sensor 27 ein Durchdrehen des der Radbremse 22 zugeordneten Rades festgestellt, so er zeugt der elektronische Regler 24 ein Umschaltsignal, das ein Belüften der ersten pneumatischen Kammer 51 der pneu matischen Einheit 29 und somit ein Verschieben des Kolbens 54 in der Zeichnung nach rechts bewirkt. Bei einem an schließenden Evakuieren der ersten Kammer 51, bei dem die Trennventile 42, 43, 44 und 45 geschlossen bleiben, wird im Modulatorkreis 46 ein hydraulischer Druck aufgebaut, der bei kurzzeitigem Öffnen des Sperrventils 59 über das Wechselventil 57 zur Radbremse 22 weitergeleitet wird, wobei die über das Wechselventil 57 führende Verbindung zwischen der Radbremse 22 und dem Entspannungsraum 32 geschlossen bleibt. Dadurch erfolgt ein Abbremsen des durchdrehenden Rades, nach dem das Sperrventil 59 geschlos sen wird. Bei Erreichen eines stabilen Raddrehverhaltens kann die erste pneumatische Kammer 51 wieder belüftet werden, so daß der hydraulische Zylinder 19 sich in einer Ausgangslage befindet, die ein Einleiten des nächsten Antriebsschlupfregelvorgangs ermöglicht.

Die Wechselventile (56, 57), ermöglichen jederzeit ein "Einbremsen" während eines Anti-Schlupf-Regelvorganges, da sie den Durchgang zu den Radbremsen für den jeweils größeren hydraulischen Druck freigeben, bei gleichzeitigem schließen des anderen Eingangs.

Bezugszeichenliste

1 Bremskraftverstärker
2 Hauptbremszylinder
3 Betätigungsstange
4 Bremspedal
5 Nachlaufbehälter
6 Bremskreis
7 Bremskreis
8 Entspannungszylinder
9 Entspannungszylinder
10 Entspannungszylinder
11 Entspannungszylinder
12 Modulatoreinheit
13 Einlaßventil
14 Einlaßventil
15 Einlaßventil
16 Einlaßventil
17 2/2-Wegeventil
18 2/2-Wegeventil
19 Zylinder
20 Radbremse
21 Radbremse
22 Radbremse
23 Radbremse
24 Regler
25 Radsensor
26 Radsensor
27 Radsensor
28 Radsensor
29 pneumatische Einheit
30 Entspannungsraum
31 Entspannungsraum
32 Entspannungsraum
33 Entspannungsraum
34 Kolben
35 Kolben
36 Kolben
37 Kolben
38 Kammer
39 Kammer
40 Kammer
41 Kammer
42 Trennventil
43 Trennventil
44 Trennventil
45 Trennventil
46 Modulatorkreis
47 Verbindungskanal
48 Verbindungskanal
49 Verbindungskanal
50 Verbindungskanal
51 pneumatische Kammer
52 pneumatische Kammer
53 Membranwand
54 Kolben
55 Feder
56 Wechselventil
57 Wechselventil
58 Sperrventil
59 Sperrventil
60 Baugruppe
61 Ventilanordnung
62 Druckfeder
63 Druckfeder
64 Druckfeder
65 Druckfeder

Claims

1. Blockiergeschützte hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einer Betätigungseinheit, beste hend aus einem Bremskraftverstärker und einem ihm nachgeschalteten zweikreisigem Hauptbremszylinder, an dessen Druckräume zu den Radbremsen führende hydrau lische Kreise angeschlossen sind, mit in den hydrau lischen Kreisen eingefügten Einlaßventilen, mit den Radbremsen zugeordneten Trennventilen, mit Ent spannungsräumen, die in einem Regelfall einen Abbau des in den Radbremsen herrschenden Druckes ermög lichen, mit einer Modulatoreinheit, die im Regelfall Änderungen des den Radbremsen zugeführten Druckes durchführt, sowie mit Radsensoren und einem elektro nischen Regler zur Ermittlung des Raddrehverhaltens und Erzeugung von elektrischen Bremsdrucksteuersig nalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen (20, 21, 22, 23) direkt an die Entspannungs räume (30, 31, 32, 33) angeschlossen sind, die in Entspannungszylindern (8, 9, 10, 11) mittels Kolben (34, 35, 36, 37) von hydraulischen Kammern (38, 39, 40, 41) getrennt sind, deren Verbindungen (47, 48, 49, 50) mit der Modulatoreinheit (12) durch die Trennventile (42, 43, 44, 45) absperrbar bzw. freigebbar sind und daß die Einlaßventile (13, 14, 15, 16) durch die Kolben (34, 35, 36, 37) betätigbar sind.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Modulatoreinheit (12) als ein pneumatisch betätigbarer hydraulischer Zylinder (19) ausgebildet ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Zylinder (19) eine pneuma tische Einheit (29) vorgeschaltet ist, die durch eine erste Kammer (51), eine zweite Kammer (52) sowie eine die Kammern (51, 52) voneinander trennende Mem branwand (53) gebildet ist, die der Wirkung einer pneumatischen Druckdifferenz ausgesetzt ist.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine pneumatische Ventilanord nung (17, 18) vorgesehen ist, die ein Evakuieren bzw. Belüften der ersten Kammer (51) ermöglicht, während die zweite Kammer (52) in ständiger Verbindung mit der Atmosphäre steht.

5. Bremsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Membranwand (53) mit einem im Zylinder (19) geführten hydraulischen Kolben (54) in kraftübertragender Verbindung steht, der mit tels einer Feder (55) entgegen der Wirkung der pneu matischen Einheit (29) vorgespannt ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einlaßventile (13, 14, 15, 16) gleichzeitig als in Richtung von den Radbremsen (20, 21, 22, 23) zum Hauptbremszylinder (2) öffnende Rückschlagventile ausgebildet sind.

7. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hauptbremszylinder mit einem Druckmittel vorratsbehälter ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen (20, 22) der angetriebenen Räder an die Ausgänge von Wechselventilen (56, 57) angeschlossen sind, deren Eingänge mit den Entspannungsräumen (30, 32) bzw. der Modulatoreinheit (12) in Verbindung stehen, wobei die Verbindungen der Wechselventile (56, 57) mit der Modulatoreinheit (12) absperrbar sind und der hydraulische Zylinder (19) der Modulatoreinheit (12) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (5) verbunden ist.

8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungen der Wechselven tile (56, 57) mit der Modulatoreinheit (12) mittels hydraulischer Sperrventile (58, 59) absperrbar sind, die als elektromagnetische "2/2"-Wegeventile ausgeführt sind.

9. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungszy linder (8, 9, 10, 11), die Trennventile (13, 14, 15, 16) die Modulatoreinheit (12), die pneumatische Ventilanordnung (17, 18) sowie der elektronische Regler (24) in einer Baugruppe (60) integriert sind.

10. Bremsanlage nach Anspruch 8 und 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sperr- (58, 59) sowie die Wechselventile (56, 57) in der Baugruppe (60) integriert sind.

11. Bremsanlage nach Ansprüche 7, 8 oder 10, wobei der Hauptbremszylinder mit einem Druckmittelvorratsbehälter ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Zylinder (19) der Modulatoreinheit (12) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (5) verbunden ist.