DE3508319A1

DE3508319A1 - Blockierschutzbrems- und antriebsschlupfschutzanlage

Info

Publication number: DE3508319A1
Application number: DE19853508319
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11
Also published as: FR2578500B1; FR2578500A1; US4662687A; SE463091B; JPS61207260A; SE8601064D0; SE8601064L

Description

Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage möglich. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 geben ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel an. Die Weiterbildung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 hat den Vorteil, daß auch beim Auftreten von starkem Reibwertschwund in Radbremsen beispielsweise infolge einer Abbremsung aus Höchstgeschwindigkeit oder einer Paßabfahrt praktisch keine Erhöhungen von Bremspedalbetätigungskräften erforderlich sind. Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 4 und 5 geben jeweils hierfür vorteilhafte Ausführungsbeispiele an.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage 2 hat eine Druckversorgungseinrichtung 3, ein Ventil 4 zum Steuern von Bremsdrücken, ein Bremspedal 5, einen Fühlkolben 6, einen Verstärkerzylinder 7, einen Verstärkerkolben 8, einen Hauptzylinder 9 mit wenigstens einem Hauptzylinderkolben 10, wenigstens einen geschlossenen Bremskreis 11 mit Blockierschutzventilen 12, 13 und Radbremsen 14, 15 und eine Umschaltventilanordnung 16. Der Hauptzylinder 9 kann auch in nicht dargestellter Weise zwei Hauptzylinderkolben in an sich bekannter Tandemanordnung enthalten.

Das Bremspedal 5 ist an einem Bremspedalhebel 17 befestigt und wirkt über diesen, eine Gelenkstange 18, einen Arm 19 und eine Wegsimulatorfeder 20 und einen Federteller 21 auf einen Steuerschieber 22, der Bestandteil des Ventils 4 ist. Das Ventil 4 kann beispielsweise aus dem allgemein bekannten Stand der Technik entnommen werden.

Die Druckversorgungseinrichtung 3 enthält eine Pumpe 23 und einen Druckspeicher 24, die beide beispielsweise aus dem Stand der Technik entnommen werden können. Das Ventil 4 wird über Leitungen 25 und 26 von der Druckversorgungseinrichtung 3 mit Druckmittel versorgt. Von dem Ventil 4 führen Rücklaufleitungen 27 und 28 zur Druckversorgungseinrichtung 3. Im wesentlichen in der Verlängerung der Gelenkstange 18 ist an dem Arm 19 ein Pedalstößel 29 befestigt. In seiner Verlängerung ist mit ihm der Fühlkolben 6 vereinigt. Der Fühlkolben 6 hat einen kleineren Durchmesser als der Pedalstößel 29 und wird von einem relativ zu ihm verschiebbaren Arretierkolben 30 umgeben. Der Arretierkolben 30 ist innerhalb eines Arretierkolbenzylinders 31 längsverschiebbar angeordnet. Der Arretierkolbenzylinder 31 ist permanent mit dem Ventil 4 verbunden und bildet zusammen mit dem Arretierkolben 30 eine Beaufschlagungskammer für den Fühlkolben 6. In der Verlängerung des Fühlkolbens 6 ist ein Notbremsstößel 32 angeordnet, der in den Verstärkerzylinder 7 eintauchbar und gegen den Verstärkerkolben 8 gerichtet ist. Der Verstärkerzylinder 7 befindet sich in der Verlängerung des Arretierkolbenszylinders 31 und ist von diesem durch eine Wand 33 getrennt, in der sich eine Öffnung 34 zum Hindurchschieben des Notbremsstößels 32 befindet.

Der Hauptzylinder 9 ist in der Verlängerung des Verstärkerzylinders 7 koaxial zu diesem ausgerichtet und nimmt den Hauptzylinderkolben 10 und eine Rückstellfeder 10a auf. Der Hauptzylinderkolben 10 und der Verstärkerkolben 8 sind über eine beispielsweise kegelig ausgebildete Kolbenstange 35 miteinander verbunden. Der Hauptzylinder 9 hat eine Schnüffelbohrung 39 und eine Nachlaufbohrung 40 und kommuniziert über diese

ίο Bohrungen mit einem Nachfüllbehälter 41.

Der Bremskreis 11 ist als geschlossener Bremskreis mit Zweigen 11a und 116 ausgebildet und an den Hauptzylinder 9 angeschlossen. Die in die Bremskreiszweige 11a und 116 eingebauten Blockierschutzventile 12 und 13 sind als elektromagnetisch steuerbare 2/2-Ventile ausgebildet und in ihren Normalstellungen offen. Mit Hilfe von Elektromagneten 42 und 43 sind diese Blokkierschutzventile 12 und 13 bedarfsweise in Sperrstellungen steuerbar. Die Radbremsen 14 und 15 sind an die Blockierschutzventile 12 und 13 angeschlossen und in an sich bekannter Weise als Scheibenbremsen oder Trommelbremsen ausgebildet. Den Radbremsen 14 und 15 sind Raddrehungssensoren 44,45, die ebenfalls aus dem Stand der Technik entnehmbar sind, zugeordnet.

Die Umschaltventilanordnung 16 enthält ein erstes elektromagnetisch steuerbares 3/2-Ventil 46 und ein ebenfalls elektromagnetisch steuerbares 3/2-Ventil 47. Das 3/2-Ventil 47 verbindet in seiner Grundstellung das Ventil 4 mit dem 3/2-Ventil 46. In einer Schaltstellung verbindet das 3/2-Ventil 47 das 3/2-Ventil 46 über eine Rücklaufleitung 48 mit der Rücklaufleitung 28. In seiner Grundstellung verbindet das 3/2-Ventil 46 das 3/2-Ventil 47 mit dem Verstärkerzylinder 7. In einer weiteren Stellung, einer sogenannten Schaltstellung, verbindet das 3/2-Ventil 46 den Verstärkerzylinder 7 mit der Druckversorgungseinrichtung 3. Dabei ist der Verstärkerzylinder 7 von dem Ventil 4 und dem Arretierkolbenzylinder 31 getrennt. Zusätzlich zu dem 3/2-Ventil 47 und dem Arretierkolbenzylinder 31 ist an das Ventil 4 noch ein Drucksensor 49 angeschlossen.

Funktionsweise

Wenn das Bremspedal 5 nicht betätigt ist, wird es von der Wegsimulatorfeder 20 in seine Ausgangsstellung gedrückt bzw. in dieser gehalten. Die Rückstellfeder 10a schiebt den Hauptzylinderkolben 10 und den Verstärkerkolben 8 in Richtung des Notbremsstößels 32 in eine Ausgangsposition. In dieser Ausgangspositon kommuniziert, wie bereits angedeutet, der Nachfüllbehälter 41 durch die Schnüffelbohrung 39 und den Hauptzylinder 9 mit dem Bremskreis 11. Die Nachlaufbohrung 40 ist ebenfalls offen, so daß eine an die Kolbenstange 35 angrenzende Seite des Hauptzylinderkolbens 10 ebenfalls Druckmittel aus dem Nachlaufbehälter 41 zugeführt bekommt.

Wird bei ausgeschalteter Druckversorgungseinrichtung 3 das Bremspedal 5 betätigt, so wird über den Bremspedalhebel 17, die Gelenkstange 18, den Pedalstößel 29 und den Fühlkolben 6 der Notbremsstößel 32 tiefer in den Verstärkerzylinder 7 eingetaucht und trifft dabei gegen den Verstärkerkolben 8 und verschiebt diesen in Richtung des Hauptzylinders 9. Infolgedessen wird der Hauptzylinderkolben 10 verschoben, wobei er die Schnüffelbohrung 39 überfährt und Bremsdruck aufbaut, der sich durch die Bremskreiszweige 11a und 116 und durch die Blockierschutzventile 12 und 13 in die Radbremsen 14 und 15 fortplanzt. Loslassen des Brems-

pedals 5 bewirkt, daß sowohl dieses als auch der Hauptzylinderkolben 10 in ihre Ausgangsstellungen, die bereits beschrieben sind, zurückkehren.

Wenn die Druckversorgungseinrichtung 3 eingeschaltet ist und genügend Druck liefert und durch Betatigen des Bremspedals 5 über die Wegsimulatorfeder 20 der Steuerschieber 22 verschoben wird, dann strömen Teilmengen von mittels der Druckversorgungseinrichtung 3 bereitgehaltenem Druckmittel in den Drucksensor 49 und den Arretierkolbenzylinder 31 und durch die beiden 3/2-Ventile 47 und 46 auch in den Verstärkerzylinder 7. Dies bewirkt in dem Verstärkerzylinder 7 einen Druckanstieg, der den Verstärkerkolben 8 beaufschlagt. Infolge der Beaufschlagung wird der Verstärkerkolben 8 den Hauptzylinderkolben 10 an der Schnüffelbohrung 39 vorbei verschieben und dadurch Bremsdrücke in den Bremskreiszweigen lla und Hb erzeugen. Loslassen des Bremspedals 5 bewirkt, daß der Verstärkerzylinder 7, der Arretierkolbenzylinder 31 und der Drucksensor 49 druckentlastet werden, wodurch Bremsdrücke in den Bremskreiszweigen 11a und 11 b absinken.

Wird während einer Bremsung, wenn die Druckversorgungseinrichtung 3 genügend Druck liefert und dadurch mit Verstärkung gebremst wird, der Bremsdruck in einer der beiden Radbremsen 14 oder 15 oder gar in beiden Radbremsen so gesteigert, daß Blockiergefahr auftritt, so wird das 3/2-Ventil 47 in seine Druckabsenkstellung gesteuert. Infolgedessen wird, wie bereits angedeutet, der Verstärkerzylinder 7 von dem Ventil 4 getrennt und mit der Rücklaufleitung 48 verbunden. Dadurch sinkt der Druck in dem Verstärkerzylinder 7. und der Verstärkerkolben 8 sowie der Hauptzylinderkolben 10 können in Richtung ihrer Ausgangspositionen wandern, wodurch der Bremsdruck absinkt. Liegt der Fall vor, daß beide Radbremsen 14 und 15 Blockiergefahr bewirken, was mittels der Raddrehungssensoren 44 und 45 feststellbar ist, so bleiben beide Blockierschutzventile

12 und 13 geöffnet, so daß in beiden Radbremsen 14 und 15 die Bremsdrücke sinken. Erzeugt dagegen nur eine der beiden Radbremsen 14 oder 15 zu hohe Bremskräfte, so wird das eine der beiden Blockierschutzventile 12,

13 offengehalten und das andere geschlossen. Offen bleibt das Blockierschutzventil derjenigen Radbremse, die Biockiergefahr bewirkt. Das Blockierschutzventil der anderen Radbremse, die keine Blockiergefahr verursacht, wird geschlossen, so daß in dieser Radbremse der Bremsdruck beibehalten wird. Ist die Biockiergefahr beseitigt, dann wird das 3/2-Ventil 47 in seine Grundstellung zurückgesteuert, so daß mittels Druck aus dem mittels des Bremspedals 5 gesteuerten Ventil 4 erneut über den Verstärkerkolben 8 Bremsdrücke in den Bremskreiszweigen lla und Wb aufbaut.Tritt nochmals Blockiergefahr auf, so wird das 3/2-Ventil 47 erneut in seine bremsdruckabsenkende Stellung gesteuert.

Werden nicht dargestellte Räder, die den Radbremsen 14 und 15 zugeordnet sind und sich beispielsweise auf einer vereisten Fahrbahn befinden, mittels eines nicht dargestellten Antriebsmotors, der beispielsweise mit Kaltleerlaufdrehzahlanhebung arbeitet, über ein automatisches Getriebe derart angetrieben, daß beispielsweise an beiden Rädern Antriebsschlupf auftritt, so wird dieser Antriebsschlupf ebenfalls über die Raddrehungssensoren 44 und 45 erkannt. Liegt Antriebsschlupf vor, so wird das 3/2-Ventil 46 aus seiner Grundstellung in seine Steuerstellung gesteuert. Dadurch trennt dieses 3/2-Ventil 46 den Verstärkerzylinder 7 von dem Ventil 4 und verbindet den Verstärkerzylinder 7 mit der Druckversorgungseinrichtung 3. Infolgedessen strömt Druckmittel aus der Druckversorgungseinrichtung 3 in den Verstärkerzylinder 7 und bewirkt über den Verstärkerkolben 8 Bremsdrücke in den Bremskreiszweigen lla und lla und deren Radbremsen 14 und 15, die nachteilig hohe Antriebsmomente an den angetriebenen Rädern vermindern. Ist die Verminderung so weit fortgeschritten, daß unerwünschter Antriebsschlupf zumindest weitgehend beseitigt ist, dann wird das 3/2-Ventil 46 in seine Grundstellung zurückgesteuert. Dies hat zur Folge, daß der Verstärkerzylinder 7 mit dem anderen 3/2-Ventil 47 verbunden wird. Dadurch erfolgt eine Druckentlastung des Verstärkerzylinders 7 durch das Ventil 4 und die Rücklaufleitungen 27 und 28. Wie bereits für den Blockierschutzfall beschrieben, kann sich der beschriebene Steuervorgang wiederholen. Tritt lediglich an einem der angetriebenen Räder Antriebsschlupf auf, so wird unter Zuhilfenahme eines der Blokkierschutzventile 12 oder 13 dafür gesorgt, daß nur in derjenigen Radbremse 14 bzw. 15 Bremsdruck wirksam wird, an deren zugeordnetem Rad der Antriebsschlupf auftritt.

Weil der Sensor 49 ein Drucksensor ist, dessen Druckanzeige abhängig ist von der Kraft, mit der das Bremspedal 5 betätigt wird, läßt sich indirekt diese Kraft messen. Wie bereits erläutert, dienen die Raddrehungssensoren 44 und 45 der Überwachung von Raddrehzahlen. Hierfür wird eine an sich bekannte und deshalb nicht dargestellte Schaltung benützt. Diese Schaltung gibt u.a. die Geschwindigkeit und auch die Bremsverzögerung des Fahrzeugs an, in das die beschriebene Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage 2 eingebaut ist. In einer nicht dargestellten Steuerschaltung werden die Bremsverzögerungen laufend mit Druckanzeigen aus dem Drucksensor 49 verglichen. Ergeben die Vergleiche, daß beispielsweise bei gleichbleibender Betätigungskraft des Bremspedals 5 die Bremsverzögerungen kleiner werden, oder daß bei gleichbleibenden Bremsverzögerungen immer höhere Kräfte am Bremspedal 5 nötig werden, was normalerweise durch einen Reibwertschwund an Bremsbelägen infolge Erhitzung auftritt, so wird die genannte Steuerschaltung wirksam. Sie steuert die Umschaltventilanordnung 16 in der Weise, daß entsprechend dem Reibwertschwund der Druck in dem Verstärkerzylinder 7 höher ansteigt als in dem Arretierkolbenzylinder 31, von dem aus der Fühlkolben 6 beaufschlagt wird, der auf das Bremspedal 5 zurückwirkt. Dabei wird wie im Antriebsschlupfschutzfall mittels der Umschaltventilanordnung 16 unter Umgehung des Ventils 4 Druckmittel aus Druckversorgungseinrichtung 3 in den Verstärkerzylinder 7 geleitet. Weil zur Verminderung von Antriebsschlupf ohnehin die Umschaltventilanordnung 16 vorhanden ist, ist die Weiterbildung zu einer Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage mit automatischem Reibwertschwundausgleich mit nur geringem technischem Aufwand für eine Steuerschaltung möglich. Diese Weiterbildung bewirkt also beim Auftreten von Reibwertschwund, daß die Anlage 2 als Bremsverzögerungsregler wirkt. Die Sollwertvorgabe für eine gewünschte Bremsverzögerung wird dabei mittels des Bremspedals vorgenommen. Selbstverständlich können anstelle des Drucksensors 49 andere bekannte Mittel zur Messung von auf das Bremspedal 5 wirkenden Kräften angeordnet werden. Ebenso können die Raddrehungssensoren und 45 und eine Auswerteschaltung, die in an sich bekannter Weise wenigstens einen Differenzierer enthält, durch eine seismische Masse, der elastische Aufhängemittel und ein Meßwertgeber zugeordnet sind, er-

setzt werden.

Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, daß die
3/2-Ventile 46 und 47 von dem Verstärkerzylinder 7 aus
gesehen in ihrer Reihenfolge vertauscht werden können. Außerdem können diese 3/2-Ventile 46 und 47 beispielsweise durch ein nicht dargestelltes 4/3-Ventil oder
4/4-Ventil ersetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage mit einer Druckversorgungseinrichtung, mit einem an diese angeschlossenen Ventil, das mittels eines Bremspedals betätigbar ist zum Steuern von Bremsdrücken, mit einem Fühlkolben, der mit Drücken aus dem Ventil beaufschlagt wird und mit dem Bremspedal gekoppelt ist, mit wenigstens einem Verstärkerzylinder und einem Verstärkerkolben zum Betätigen eines Hauptzylinders, mit wenigstens einem an den Hauptzylinder angeschlossenen Bremskreis, zu dem Blockierschutzventile und Radbremsen gehören, und mit einer Umschaltventilanordnung zum Erzeugen von Bremsdrücken in wenigstens einem der Bremskreise unter Verwendung von Drücken aus dem mittels des Bremspedals steuerbaren Ventil oder aus der Druckversorgungseinrichtung, dadurch gekenn zeichnet, daß der Fühlkolben (6) in einen vom Verstärkerzylinder (7,8) getrennten Arretierkolbenzylinder (31) eintauchbar ist, der ständig an das per Bremspedal (5) steuerbare Ventil (4) angeschlossen ist, daß die Umschaltventilanordnung (16,46,47) so ausgebildet ist. daß sie in ihrer Grundstellung den Verstärkerzylinder (7) mit dem per Bremspedal (5) steuerbaren Ventil (4) verbindet und in einer Schaltstellung für den Antriebsschlupfschutz den Verstärkerzylinder (7) von dem per Bremspedal (5) betätigbaren Ventil (4) trennt und mit der Druckversorgungseinrichtung (3) verbindet und in einer weiteren Schaltstellung den Verstärkerzylinder (7) in eine Rücklaufleitung (48, 28) druckentlastet, und daß wenigstens derjenige Bremskreis (11,11a, lib), der im Antriebsschlupfschutzfall Bremsdrücke zu Radbremsen (14, 15) leitet, als geschlossener Bremskreis ausgebildet ist.

2. Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltventilanordnung (16) ein erstes elektrisch steuerbares Ventil (46), das als 3/2-Ventil ausgebildet und mit dem Verstärkerzylinder (7) und der Druckversorgungseinrichtung (3) verbunden ist, und ein zweites elektrisch steuerbares Ventil (47) enthält, das als 3/2-Ventil ausgebildet und mit dem ersten 3/2-Ventil (46), dem per Bremspedal (5) steuerbaren Ventil (4) und der für Druckabsenkungen bestimmten und zur Druckversorgungseinrichtung (3) führenden Rücklaufleitung (48.28) verbunden ist.

3. Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremspedalkraftmeßgerät (49) und ein Verzögerungsmeßgerät (44, 45) und eine an die beiden Geräte angeschlossene Steuerschaltung angeordnet sind, und daß diese Steuerschaltung so ausgebildet ist, daß sie bei Betätigung des Bremspedals (5) Bremspedalkräfte und Bremsverzögerungen zum Zweck der Ermittlung von Reibwertschwund in Radbremsen überwacht und bei Überschreiten eines vorwählbaren Grenzwerts die Umschaltventilanordnung (16) so steuert, daß Reibwertschwund kompensiert wird durch Einleiten von Druck aus der Druckversorgungseinrichtung (3) in den Verstärkerzylinder (7).

4. Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremspedalkraftmeßgerät (49) als ein Drucksensor ausgebildet ist, der an das per Bremspedal (5) betätigbare Ventil (4) angeschlossen ist.

5. Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsverzögerungsmeßgerät Raddrehungssensoren (44, 45) und eine Raddrehungssignale auswertende Schaltung enthält.

Beschreibung Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine gattungsgemäße Anlage gemäß der deutschen Patentanmeldung P 34 01 690.2 hat eine Druckversorgungseinrichtung, ein mittels eines Bremspedals betätigbares Ventil zum Steuern von Bremsdrücken, einen mit dem Bremspedal verkoppelten Fühlkolben zum Fühlen von mittels des Ventils gesteuerten Bremsdrücken, einen Verstärkerkolben, einen von diesem betätigbaren Hauptzylinder, an den Bremskreise mit Blockierschutzventilen und Radbremsen angeschlossen sind, und eine Umschaltventilanordnung zum Einsteuern von Druck aus dem mittels des Bremspedals betätigbaren Ventil in die Bremskreise zum Wiederaufbauen von Bremsdrücken nach Bremsdruckabsenkungen, die zur Verminderung von Blockiergefahr vorgenommen wurden. Die Umschaltventilanordnung ist zusätzlich so ausgebildet, daß sie beim Auftreten von unerwünschtem Antriebsschlupf Druckmittel aus der Druckversorgungseinrichtung unter Umgehung des mittels des Bremspedals betätibaren Ventils in die Bremskreise einsteuert. Diese Anlage hat den Vorteil, daß nur diejenigen Drücke auf den Fühlkolben wirken, die mittels des Bremspedals gesteuert werden, d.h., daß Bremsdrücke zur Antriebsschlupfverminderung keine Rückwirkungen auf das Bremspedal haben. Nachteilig ist jedoch, daß alle Bremskreise als sogenannte offenbare Bremskreise ausgebildet sind und deshalb aus Sicherheitsgründen teuere Überwachungseinrichtungen erfordern. Außerdem sind zwischen Bremsleitungsknoten, an denen eingespeist wird, und dem Hauptzylinder Sperrventile nötig, die im Antriebsschlupfschutzfall zu schließen sind. Diese Sperrventile verkomplizieren ebenfalls die Anlage und erhöhen deren Preis.

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40 Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Blockierschutzbrems- und Antriebsschlupfschutzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß wenigstens ein Bremskreis geschlossen ausgebildet und dadurch eigensicher ist. Dies macht eine teuere Überwachungseinrichtung für die Anlage überflüssig. Die erfindungsgemäße Anlage hat außerdem wie die Anlage gemäß der deutschen Patentanmeldung P 34 01 690.2 den Vorteil, daß ein Fahrer, der zufällig während eines Antriebsschlupfschutzfalis bremsen will oder muß, nicht über unerwünschte Beaufschlagungen des Fühlkolbens irritiert wird. Dadurch kann der Fahrer ohne besondere Anstrengung und Irritation Bremsungen einleiten, während beispielsweise ein mit Kaltdrehzahlanhebung arbeitender Fahrzeugantriebsmotor über einen Drehmomentwandler auf Antriebsräder wirkt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten