DE3922947A1 - Hydraulische fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch eine Druckschrift der Firma Sumitomo Electric Industries, LTD., Automotive Division, Ja­ pan, ist eine für das Verhindern des Blockierens von Fahrzeugrädern bestimmte hydraulische Fahrzeugbremsanlage gemäß der Gattung des Hauptanspruchs bekannt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Servodruckquelle einer solchen Fahrzeugbremsanlage plötzlich ver­ sagt, und daß die Ventile, die zur Steuerung des wenigstens einen Bremsdruckmodulators bestimmt sind, beispielsweise infolge von Ver­ schmutzung nach unsachgemäß durchgeführter Wartung oder durch Abrieb beispielsweise von Gummidichtungen nicht dicht schließen. In einem solchen Fall wird während einer Bremsung der in dem Bremsdruckmodu­ lator verschiebliche Kolben hydraulisch nicht mehr ausreichend vom Servodruckmittel abgestützt und kann deshalb dem Bremsdruck auswei­ chen. Dadurch wird das Bremspedal nach unten sacken mit der Gefahr, daß der gewünschte Bremsdruck und damit die gewünschte Bremsverzö­ gerung gegebenenfalls nicht mehr zustande kommen. Sind mehrere Bremsdruckmodulatoren vorgesehen, so können gegebenenfalls alle diesen zugeordnete Kolben in nachteiliger Weise ausweichen. Denn in die Servodruckquelle gelangter Schmutz kann sich in alle Ventile verteilen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sich die Fahrzeug­ bremsanlage selbsttätig auf Dichtheit prüft und im Falle von erkann­ ter Undichtheit, die durch verschmutzte Ventile bedingt sein kann, den Fahrer warnt. Die erfindungsgemäße Verbesserung erfordert wenig technischen Aufwand, insbesondere wenn das ohnehin benötigte Steuer­ gerät in üblicher Weise unter Verwendung eines programmierten Rech­ ners aufgebaut wird. Es brauchen dann lediglich im Programmspeicher diejenigen Befehle abgelegt zu werden, die ein automatisches Um­ schalten von Ventilen und das zugeordnete Beobachten eines Drucksen­ sors bewirken. Selbstverständlich wird das Steuergerät so program­ miert, daß eine normale Bremsung und ein notwendig gewordener Blockierschutzbetrieb Vorrang vor der automatischen Prüfung auf Dichtheit haben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen hydraulischen Fahrzeugbremsanlage möglich.

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 geben ein Ausführungs­ beispiel an, das deshalb besonders preisgünstig ist, weil ein ohne­ hin zur Steuerung der Servodruckquelle benötigter Drucksensor als Meßgerät zur Prüfung auf Dichtheit weiterverwendet wird. Die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 haben den Vorteil, daß übliche auf zwei oder drei Schwellenwerte ansprechende Druckschalter ver­ wendbar sind. Das Ausführungsbeispiel mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 4 hat den Vorteil, daß bereits kleine Druckände­ rungen dem Steuergerät erkennbar sind. Infolgedessen kann der Beo­ bachtungszeitraum zur Beobachtung von gegebenenfalls stattfindenden Druckänderungen sehr kurz gehalten werden. Deshalb kann eine erste Prüfung auf Dichtheit, die mit dem Drehen eines Zündschlüssels eines mit dieser Fahrzeugbremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs ausgelöst werden kann, schon beendet sein, bevor der Fahrer die Maßnahmen be­ endet hat, die zum in Bewegung Setzen des Fahrzeugs unumgänglich nötig sind. Das Ausführungsbeispiel mit den kennzeichnenden Merkma­ len des Anspruchs 5 hat den Vorteil, daß ein für die besondere Aus­ gestaltung der Fahrzeugbremsanlage notwendiger Bremsdrucksensor, der zur Bremsdruckregelung auf sehr kleine Druckänderungen reagiert, zur Prüfung auf Dichtheit weiterverwendbar ist. Insoweit entstehen mit Ausnahme der Programmierung des Rechners keine zusätzlichen Kosten für das Prüfen auf Dichtheit. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Aus­ führungsbeispiels besteht darin, daß Undichtheiten, die gegebenen­ falls an der zugeordneten Radbremse oder einem Bremsschlauch vorhan­ den sind, ebenfalls vom Steuergerät erkannt und gemeldet werden. Die Weiterbildung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 hat den Vorteil, daß die Zylinder-Kolben-Anordnung im Falle einer Un­ dichtheit der Radbreme eine Entleerung der Servodruckquelle vermei­ det. Außerdem kann durch die Wahl ungleicher Durchmesser auf der Primärseite und der Sekundärseite des in der Zylinder-Kolben-Anord­ nung verschiebbaren Kolbens eine beispielsweise auch für den Not­ bremsbetrieb vorteilhafte Bremsdruckübersetzung erzielt werden. Die Weiterbildung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 hat den Vorteil, daß bei der Prüfung auf Dichtheit ein Fehler wenigstens einer der Zylinder-Kolben-Anordnung nachgeordneten Radbremse er­ kennbar ist. Dies verbessert weiterhin die Sicherheit, mit der Fehler in der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage erfaßbar und an­ zeigbar sind. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 ergeben den Vorteil, daß auch eine gegebenenfalls erst während eines Be­ triebs des zugeordneten Fahrzeugs auftretende Undichtheit angezeigt wird.

Die Weiterbildung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9 hat den Vorteil, daß Prüfungen auf Dichte in verkürzten Zeitspannen durchführbar sind. Dies ist beispielsweise vorteilhaft bei der Inbetriebnahme eines mit dieser Fahrzeugbremsanlage ausgerüsteten Fahrzeugs.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schema­ tisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 2 hat einen vorzugsweise zweikreisig ausgebildeten Hauptbremszylinder 3 mit einem Vorratsbe­ hälter 4, ein Bremspedal 5, Radbremsen 6, 7, 8, 9, Bremsdruckmodula­ toren 10, 11, 12, Raddrehungssensoren 13, 14, 15, 16, ein Steuerge­ rät 17 und eine Servodruckquelle 18.

Mittels des Bremspedals 5 können über eine Pedalstange 19 in zwei nicht dargestellten Arbeitskammern des an sich bekannten Hauptbremszylinders 3 allein mittels Fußkraft Bremsdrücke erzeugt werden, die in zwei Bremskreise I und II gelangen. Zur Unterstützung der Fußkraft des Fahrers kann dem Hauptbremszylinder 3 ein an sich bekannter Vakuumbremskraftverstärker 20 zugeordnet sein. Alternativ könnte auch ein hydraulischer Bremskraftverstärker angeordnet wer­ den, weil ohnehin eine hydraulische Servodruckquelle 18 bereits vor­ handen ist.

Zum Bremskreis I gehören die beiden Bremsdruckmodulatoren 10 und 11, die sich zwischen dem Hauptbremszylinder 3 und den Radbremsen 6 und 7 befinden. Den Radbremsen 6 und 7 sind beispielsweise die beiden nicht dargestellten Vorderräder eines Fahrzeuges zugeordnet.

Der Bremskreis II endet an den Radbremsen 8 und 9, die dann zu Hinterrädern des Fahrzeugs gehören. Der Bremsdruckmodulator 12 be­ findet sich zwischen diesen Radbremsen 8 und 9 und dem Hauptbrems­ zylinder 3.

Die Bremsdruckmodulatoren 10 und 11 sind identisch aufgebaut und haben je einen Zylinder 21 mit einem darin verschiebbaren Kolben 22 und an den Zylinder 21 angesetzt ein Bremsleitungssperrventil 23. Gegenüberliegend zum jeweiligen Bremsleitungssperrventil 23 hat der Zylinder 21 einen Steueranschluß 24. Jeder Steueranschluß 24 ist über ein eigenes erstes Ventil 25 beziehungsweise 26 mit der Servo­ druckquelle 18 verbindbar. Diese beiden ersten Ventile 25 und 26 sind vorzugsweise in Form von elektromagnetisch steuerbaren Rück­ schlagventilen ausgebildet in der Weise, daß sie im stromlosen Zu­ stand von der Servodruckquelle 18 aus zum jeweiligen Steueranschluß 24 durchströmbar sind, aber unter Strom, der vom Steuergerät 17 lie­ ferbar ist, dicht gegen den Druck der Servodruckquelle 18 schließen. Zusätzlich ist je ein zweites Ventil 27 bzw. 28 mit dem jeweiligen Steueranschluß 24 verbunden. Diese Ventile 27 und 28 sind ebenfalls steuerbar mittels des Steuergerätes 17. Stromlos nehmen die zweiten Ventile 27 und 28 ihre Sperrstellungen ein. Von den zweiten Ventilen 27 und 28 gehen Rücklaufleitungen 29 bzw. 30 aus, die zur Servo­ druckquelle 18 führen. Von der Servodruckquelle 18 führen Leitungen 31 bzw. 32 zu den ersten Ventilen 25 bzw. 26 und weitere Leitungen 33 bzw. 34 zu den Bremsleitungssperrventilen 23 der beiden Brems­ druckmodulatoren 10 und 11.

Die Bremsleitungssperrventile 23 sind in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß sie geöffnet sind, wenn sich die zugeordneten Kol­ ben 22 in ihren Normalstellungen bei den Bremsleitungssperrventilen befinden. Dadurch bestehen frei durchgängige Verbindungen zwischen dem Hauptbremszylinder 3 und den Radbremsen 6 und 7. Wenn die Kolben 22 in Richtung des jeweils zugeordneten Steueranschlusses 24 ver­ schoben werden, schließen sich die Bremsleitungssperrventile 23. Da­ durch werden die Radbremsen 6 bzw. 7 von dem Hauptbremszylinder 3 getrennt, so daß ein im Hauptbremszylinder 3 gegebenenfalls anstei­ gender Druck keine Druckerhöhung in diesen Radbremsen 6 und 7 bewir­ ken kann.

Desweiteren sind diese Bremsleitungssperrventile 23 so ausgebildet, daß sie sich mit Druck aus dem Hauptbremszylinder 3 dann öffnen las­ sen, wenn die Servodruckquelle 18 keinen Druck liefert und deshalb über die Leitungen 33 und 34 keine Drücke in Steueranschlüsse 35 der Bremsleitungssperrventile 23 gehen. Dann überwiegt die aus dem Bremsdruck entstehende Verschiebekraft und bewirkt das erwähnte Öff­ nen des jeweiligen Bremsleitungssperrventils 23.

Die beiden Bremsdruckmodulatoren 10 und 11 dienen der Verhinderung von Radblockiergefahr durch Absenken von Bremsdrücken in den Rad­ bremsen 6 bzw. 7.

Der Bremsdruckmodulator 12 ist ebenfalls zum Verhindern von Rad­ blockiergefahr bestimmt und zusätzlich zum Betrieb als sogenannter elektrisch gesteuerter Bremskraftverstärker geeignet. Zusätzlich ist dieser Bremsdruckmodulator 12 noch geeignet zum Begrenzen von An­ triebsschlupf an antreibbaren Rädern, sofern diese Räder den ange­ sprochenen Radbremsen 8 und 9 zugeordnet sind.

Der Bremsdruckmodulator 12 besitzt einen Zylinder 36 mit einem darin verschiebbaren Kolben 37, der zwei Dichtungsringe 38, 39 trägt, so­ wie eine Rückstellfeder 40, die den Kolben 37 in Richtung einer Aus­ gangsstellung belastet. An einem Ende 41 des Zylinders 36, an dem der Kolben 37 in seiner Ausgangsstellung anliegt, befindet sich ein Primäranschluß 42. Im Bereich des Endes 42 besitzt der Zylinder 36 eine vom Kolben 37 begrenzte Primärkammer 43. Am gegenüberliegenden Ende 44 des Zylinders 36 befinden sich ein Sekundäranschluß 45 sowie eine Sekundärkammer 46. Desweiteren besitzt der Zylinder 36 im Be­ reich seines Umfangs einen Nachfüllanschluß 47, der mit dem Vorratsbehälter 4 verbunden ist. Dem Bremsdruckmodulator 12 ist ein Wegsensor 48 zugeordnet, mittels dem Verschiebungen des Kolbens 37 dem Steuergerät 17 angezeigt werden. Mit dem Primäranschluß 42 ist wiederum ein erstes Ventil 49 verbunden, das über eine Leitung 50 mit Druck aus der Servodruckquelle 18 versorgt wird. Dieses erste Ventil 49 ist ebenfalls elektrisch steuerbar und im stromlosen Zu­ stand geschlossen. Ein zweites Ventil 51 ist ebenfalls elektrisch steuerbar. Es ist im stromlosen Zustand ebenfalls geschlossen und einerseits mit dem Primäranschluß 42 verbunden. Andererseits ist das zweite Ventil 51 über eine Rücklaufleitung 52 an den drucklosen Vor­ ratsbehälter 4 und die Servordruckquelle 18 angeschlossen. Der Pri­ märanschluß 42 ist über ein weiteres elektromagnetisch steuerbares Ventil 53 an den Bremskreis II und dadurch an den Hauptbremszylinder 3 angeschlossen. Dieses Ventil 53 ist normalerweise offen und elek­ trisch in seine Sperrstellung steuerbar.

Zum Bremsdruckmodulator 12 gehören noch ein erster Bremsdrucksensor 54 und ein zweiter Bremsdrucksensor 55. Der erste Bremsdrucksensor 54 ist permanent mit dem Hauptbremszylinder 3 verbunden und wird als ein Sollwertgeber verwendet. Der zweite Bremsdrucksensor 55 ist per­ manent mit dem Sekundäranschluß 45 verbunden und bildet einen Ist­ wertgeber. Beide Bremsdrucksensoren 54 und 55 sind an das Steuerge­ rät 17 angeschlossen, das bezüglich des Bremsdruckmodulators 12 ei­ nen Regler bildet zum Einregeln von Bremsdrücken am Sekundäranschluß 45 in Abhängigkeit von Bremsdrücken, die mittels des Bremspedals 5 in den Hauptbremszylinder 3 eingesteuert werden.

Zwischen dem Sekundäranschluß 45 und jeder der Radbremsen 8 und 9 kann ein eigenes Radbremseauswahlventil 56 bzw. 57 angeordnet sein. Die Radbremseauswahlventile 56 und 57 sind elektrisch schließbar.

Ein Schließen bewirkt, daß in der Sekundärkammer 46 des Bremsdruck­ modulators 12 stattfindende Druckänderungen sich nicht in diejenige Radbremse fortpflanzen, deren Radbremseauswahlventil elektrisch geschlossen ist.

Die Servodruckquelle 18 besitzt einen Druckspeicher 58, einen Drucksensor 59, eine Pumpe 60, ein Sicherheitsventil 61 und einen Antriebsmotor 62 für die Pumpe 60. Der Drucksensor 59 ist beispiels­ weise als ein auf drei Druckschwellen ansprechender Druckschalter ausgebildet und dient dazu, dem Steuergerät 17 einen niedrigsten Druck anzuzeigen, ab dem das Steuergerät den Antriebsmotor 62 der Pumpe 60 einzuschalten hat. Desweiteren zeigt der Drucksensor 59 dem Steuergerät 17 an, wenn der Druckspeicher 58 soweit gefüllt ist, daß ein Weiterarbeiten der Pumpe 60 nicht nötig ist. Diese Schalt­ schwelle liegt unterhalb eines Druckes, bei dem sich das Sicher­ heitsventil 61 öffnet und dadurch die Pumpe 60 und den Druckspeicher 58 vor Überlastung schützt. Im Betrieb versorgt sich die Pumpe 60 mit Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 4.

Funktion der Fahrzeugbremsanlage

Durch Betätigung des Bremspedals 5 wird ein Schalter 63, der ein Bremslichtschalter sein kann und mit dem Steuergerät 17 verbunden ist, betätigt und über die Pedalstange 19 der Vakuumbremskraftver­ stärker 20 aktiviert, so daß in dem Hauptbremszylinder 3 Bremsdruck entsteht, der in die Bremskreise I und II gelangt. Befindet sich das Fahrzeug zum Abbremsen auf einer Fahrbahn mit hohem Reibwert und wird dabei das Bremspedal nur schwach bis mäßig betätigt, so reichen im Hauptbremszylinder 3 erzeugte Bremsdrücke nicht aus, um mit den Radbremsen 6, 7, 8, 9 gekuppelte nicht dargestellte Räder in Blockiergefahr zu bringen.

Bei zunehmend kräftigerer Betätigung oder, wenn das Fahrzeug von einem Fahrbahnbereich mit hohem Reibwert über einen Bereich mit geringem Reibwert gerät, kann der Bremsdruck ausreichen, um die Fahrzeugräder so stark zu bremsen, daß unzulässig hoher Bremsschlupf oder gar Radblockiergefahr entsteht. Die Folge davon ist, daß die Raddrehungssensoren 13 bzw. 14, 15, und/oder 16 in charakteristisch länger werdenden Zeitabständen Raddrehungssignale dem Steuergerät 17 zuführen. Innerhalb des Steuergeräts 17 werden die zeitlichen Abstände der Raddrehungssignale logisch ausgewertet; und entspre­ chend den logischen Auswerteergebnissen erzeugt das Steuergerät 17 elektrische Steuersignale für die Ventile. Wird beispielsweise über den Raddrehungssensor 13 erkannt, daß ein mit der Radbremse 6 gekop­ peltes Fahrzeugrad zu blockieren droht, so schließt das Steuergerät 17 das erste Ventil 25 gegen den Druck der Servodruckguelle 18 ab und öffnet das zweite Ventil 27. Folglich ist der Steueranschluß 24 des Bremsdruckmodulators 10 von der Servodruckquelle 18 getrennt und mit der Rücklaufleitung 29 verbunden. Dies hat zur Folge, daß Druck­ mittel aus dem Zylinder 21 abfließt und sich der Kolben 22 in Rich­ tung des Steueranschlusses 24 bewegt. Dadurch vermag durch den Steu­ eranschluß 35 dem Bremsleitungssperrventil 23 zugeführter Druck die­ ses Bremsleitungssperrventil 23 zu schließen, so daß die Radbremse 6 vom Hauptbremszylinder 3 hydraulisch getrennt ist. Bei weiterer Ver­ schiebung des Kolbens 22 in Richtung des Steueranschlusses 24, die durch den zunächst noch zu hohen Bremsdruck in der Radbremse 6 und dem gegenüber niedrigeren Druck im Steueranschluß 24 bedingt ist, sinkt der Bremsdruck in der Radbremse 6 ab, und die Radbremse 6 bremst das zugeordnete Rad weniger, so daß es durch den Kontakt mit der Fahrbahn eine Drehbeschleunigung erfährt. Die dadurch in kürzer werdenden Zeitabständen von dem Raddrehungssensor 13 dem Steuergerät 17 gemeldeten Raddrehungssignale werden ebenfalls wieder logisch ausgewertet. Ergibt die Auswertung, daß nunmehr eine Blockiergefahr beseitigt ist, so kann das Steuergerät 17 das zweite Ventil 27 in die Sperrstellung zurückkehren lassen und dadurch einen am Steueran­ schluß 24 herrschenden Druck konstant halten mit der Folge, daß über den verschiebbaren Kolben 22 der in der Radbremse 6 herrschende Bremsdruck ebenfalls beibehalten wird. Ergibt sich ein weiterer An­ stieg der Drehzahl des Rades in der Weise, daß das Steuergerät 17 die Möglichkeit einer Bremsdruckerhöhung als zulässig erkennt, so macht es das erste Ventil 25 stromlos, so daß mittels Druck aus der Servodruckquelle 18 der Kolben 22 in Richtung des Bremsleitungs­ sperrventils 23 verschoben wird und dadurch den Druck in der Rad­ bremse 6 erhöht. Je nach den vorliegenden Verhältnissen kann dadurch über das Bremsleitungssperrventil wieder eine Verbindung der Rad­ bremse 6 mit dem Hauptbremszylinder 3 stattfinden.

Weil, wie bereits erwähnt, der Bremsdruckmodulator 11 identisch aus­ gebildet ist wie der Bremsdruckmodulator 10, erübrigt sich eine Er­ klärung von dessen Arbeitsweise bezüglich der Radbremse 7.

Wie bereits erwähnt, dient im Normalbetrieb der Bremsdruckmodulator 12 auch dazu, Verstärkungsarbeit zu leisten. Sobald anläßlich der Einleitung einer normalen Bremsung das Bremspedal 5 gedrückt wird, meldet der Schalter 63 dem Steuergerät 17, daß Verstärkungsbetrieb durchzuführen ist. Zur Durchführung dieses Verstärkungsbetriebs steuert das Steuergerät 17 das Ventil 53 in seine Sperrstellung. In­ folgedessen führt bei weiterer Betätigung des Bremspedals 5 ein im Hauptbremszylinder 3 erzeuger Bremsdruck durch den Bremskreis II zu einem Druckanstieg in dem ersten Bremsdrucksensor 54. Der Brems­ drucksensor 54 meldet die Höhe des Druckes an das Steuergerät 17, während der zweite Bremsdrucksensor 55, der über die zunächst offe­ nen Radbremseauswahlventile 56 und 57 mit den Radbremsen 8 und 9 kommuniziert, den dort vorhandenen Bremsdruck, der zunächst bei null liegt, dem Steuergerät 17 meldet. Das Steuergerät 17 ist eingerich­ tet zum Erkennen von Druckanzeigeunterschieden zwischen den Brems­ drucksensoren 54 und 55. Dabei spielt es im Prinzip keine Rolle, ob die den sensierten Drücken zugeordneten Signale in Form von propor­ tionalen Analogsignalen oder in Form von eng genug stufbaren Digi­ talsignalen dem Steuergerät 17 gemeldet werden. Das angepaßte Steu­ ergerät 17 vergleicht die Signale der beiden Drucksensoren 54 und 55 gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines beliebigen und gegebe­ nenfalls variablen Verstärkungsfaktors für die Signale entweder des Bremsdrucksensors 54 oder des Bremdrucksensors 55 und erzeugt bei Signalungleichheit Steuersignale. Dabei werden die Steuersignale so erzeugt, daß unter Zuhilfenahme der Ventile 49 und 51 eine Anglei­ chung eines von dem zweiten Bremsdrucksensor 55 ausgehenden Signals erfolgt an das von dem ersten Bremsdrucksensor 54 angegebene Soll­ signal, das vom Fahrer willkürlich über das Bremspedal 5 einstellbar ist. Liegt der Sollwert höher als der Istwert, so steuert das Steu­ ergerät 17 das Ventil 49, so daß die Druckquelle 18 mittels ihres Druckes Druckmittel in die Primärkammer 43 drückt und dadurch den Kolben 37 zunächst gegen die Kraft der Rückstellfeder 40 verschiebt. Infolge des begrenzten Aufnahmevermögens der Radbremsen 8 und 9 ent­ steht in diesen und der Sekundärkammer 46 ein Bremsdruck, der von dem zweiten Bremsdrucksensor 55 erfaßt und dem Steuergerät 17 gemel­ det wird. Das Steuergerät 17 läßt das Ventil 49 in seine Schließ­ stellung zurückkehren, wenn der ansteigende Bremsdruck bzw. die Größe des zugeordneten Istsignals, gegebenfalls unter Berücksichti­ gung eines beliebigen und gegebenenfalls variablen Verstärkungsfak­ tors, die Höhe des Sollsignals aus dem Bremsdrucksensor 54 erreicht hat. Wenn nun der Fahrer den Bremsdruck absenken will, so kann er dieses durch Zurücknehmen des Bremspedals 5 erreichen. Infolgedessen sinkt der Druck im Hauptbremszylinder 3 ab und demzufolge auch in dem ersten Bremsdrucksensor 54. Folglich liegt zunächst der Brems­ druck in den Radbremsen 8 und 9 über demjenigen Druck, den der Fah­ rer vorgewählt hat. Über den zweiten Bremsdrucksensor 55 erkennt das Steuergerät 17, daß der Druck in den Radbremsen 8 und 9 zu hoch ist. Das Steuergerät 17 öffnet deshalb das Ventil 51, so daß Druckmittel aus der Primärkammer 43 entweichen kann in Richtung zur Servodruck­ quelle 18 und zum Vorratsbehälter 4. Infolgedessen weicht der Kolben dem in den Radbremsen 8 und 9 und der Sekundärkammer 46 vorhandenen Druck aus in Richtung seiner Ausgangsstellung mit der Folge, daß die Drücke in den Radbremsen 8 und 9 absinken. Das Steuergerät 17 hält das Ventil 51 so lange offen, bis über kleiner werdende Anzeigesig­ nale des zweiten Bremsdrucksensors 55 das Steuergerät 17 erkennt, daß nunmehr der vom Fahrer gewünschte Druck eingestellt ist. Läßt der Fahrer das Bremspedal 5 völlig los, so öffnet das Steuergerät 17 das Ventil 51 bis sich der Kolben 37 in seiner Ausgangsposition be­ findet. Wenn der zweite Bremsdrucksensor 55 fehlerfrei und genau ar­ beitet, würde er dann dem Steuergerät 17 den Wert null melden. An­ dererseits kann aber auch mittels des Wegsensors 48 seitens des Steuergeräts 17 festgestellt werden, daß der Kolben 37 den Nachfüll­ anschluß 47 passiert hat und dadurch die Sekundärkammer 46 und dem­ zufolge auch die Radbremsen 8 und 9 gänzlich druckentlastet sind. Danach schließt das Steuergerät 17 das Ventil 51 und öffnet das Ven­ til 53.

Sollte beispielsweise bei der nächstfolgenden Bremsung das Steuerge­ rat 17 aufgrund von Anzeigen des Drucksensors 59 erkennen, daß die Servodruckquelle 18 ausgefallen ist, so gibt das Steuergerät 17 kei­ nen Steuerbefehl an das Ventil 53. Demzufolge bleibt dieses offen, und in dem Hauptbremszylinder 3 erzeugter Bremsdruck gelangt durch den Bremskreis II in die Primärkammer 43 und erzeugt durch Verschie­ bung des Kolbens 37 Bremsdruck in der Sekundärkammer 46 und schließ­ lich in den Radbremsen 8 und 9. Es ist also erkennbar, daß trotz ausgefallener Servodruckquelle 18 das Abbremsen des dieser Art aus­ gerüsteten Fahrzeugs möglich ist. Für diesen Fall kann wie bereits eingangs erwähnt, dem Kolben 37 primärseitig ein größerer Durchmes­ ser gegeben werden als sekundärseitig.

Gelangt das Fahrzeug beispielsweise bei panikartiger Betätigung des Bremspedals 5 von einer sehr griffigen Fahrbahn auf Glatteis, so werden die mit den Radbremsen 8 und 9 gekuppelten Räder überbremst, was vom Steuergerät 17 über die Raddrehungssensoren 15 und 16 in der bereits beschriebenen Weise erkannt wird und zur Erzeugung von Steu­ ersignalen führt. Es sei angenommen, daß sich zum Zeitpunkt der Blockiergefahr die Ventile 49, 51 und 53 in ihren Schließstellungen befinden, so wird das Steuergerät 17 das Ventil 51 öffnen mit der Folge, daß der Druck in der Primärkammer 43 absinkt und demzufolge auch der Bremsdruck in den Radbremsen 8 und 9. Sobald keine weitere Bremsdruckabsenkung mehr notwendig ist, wird das Ventil 51 in seine Schließstellung gesteuert. Wenn aufgrund des Drehverhaltens der Rä­ der eine Bremsdrucksteigerung zulässig ist, so wird das Steuergerät 17 das Ventil 49 zum Zwecke der Bremsdruckerhöhung öffnen. Bei in­ taktem Steuergerät 17 und bei als intakt gemeldeter Servodruckquelle 18 wird die von den Raddrehungssensoren 15 und 16 mit Signalen ver­ sorgte einprogrammierte ABS-Logik des Steuergeräts 17 über den Fah­ rerwillen dominieren.

Für den Fall, daß beispielsweise lediglich der Raddrehungssensor 15 dem Steuergerät 17 für eine Radblockiergefahr typische Signalfolgen liefert, wogegen das Steuergerät 17 für das mit der Radbremse 9 ge­ koppelte Rad keine Blockiergefahr ausmachen kann, wird das Rad­ bremseauswahlventil 57 geschlossen. Danach kann der bereits be­ schriebene Bremsdruckmodulationsvorgang vom Steuergerät 17 eingelei­ tet und durchgeführt werden. Gleiches gilt, wenn anstelle der Rad­ bremse 8 die Radbremse 9 am zugeordneten Rad eine Radblockiergefahr erzeugt. Es ist also möglich, mittels eines einzigen Bremsdruckmodu­ lators 12 durch Anordnung der beiden Radbremseauswahlventile 56 und 57 nötigenfalls in zwei Radbremsen 8 bzw. 9 Bremsdrücke unterschied­ lich hoch einzustellen.

Die erwähnte Möglichkeit zur Einstellung von unterschiedlichen Drücken in den Radbremsen 8 und 9 ist auch nutzbar zur Begrenzung von Antriebsschlupf, wenn die den Radbremsen 8 und 9 zugeordneten Räder Antriebsräder sind. Unzulässig anwachsenden Antriebsschlupf kann nämlich das Steuergerät 17 infolge seiner Programmierung erken­ nen durch Raddrehungssignale aus den Raddrehungssensoren 15 und 16, wenn diese in charakteristischer Weise von Signalfolgen aus den Rad­ drehungssensoren 13 und 14 von nicht angetriebenen Rädern abweichen, und wenn der Schalter 63 meldet, daß sich das Bremspedal 5 in seiner Ausgangsstellung befindet. Dann schließt das Steuergerät 17 das Ven­ til 53 und öffnet das Ventil 49, so daß die Primärkammer 43 unter Druck gesetzt wird und den Kolben 37 verschiebt zur Erzeugung von Bremsdruck. Dieser Bremsdruck wird, je nach dem, ob eines oder beide Antriebsräder zum Durchdrehen neigen, durch Offenlassen einer oder beider Radbremsauswahlventile 56 und 57 der einen oder anderen der beiden Radbremsen 8, 9 zugeführt. Eine Beendigung eines zur Begren­ zung von Antriebsschlupf eingeleiteten Bremsvorgangs wird durchge­ führt durch Schließen des Ventils 49 und durch Öffnen des Ventils 51. Nach Rückkehr des Kolbens 37 in seine Ausgangsstellung kann das Steuergerät 17 dann das Ventil 53 in seine Ausgangsstellung zurück­ kehren lassen, so daß der Bremsdruckmodulator 12 bereit ist, not­ falls allein unter Druckmittelzufuhr aus dem Hauptbremszylinder 3 Bremsdrücke in den Radbremsen 8 und 9 zu erzeugen.

Wie anläßlich der Funktionsbeschreibung des Bremsdruckmodulators 12 erwähnt, erkennt das Steuergerät 17, wenn die Servodruckquelle 18 ungenügenden oder gar keinen Servodruck liefert. Dann wird eine An­ steuerung der Ventile 25, 26, 27, 28, 49, 51, 53, 56 und 57 unter­ drückt, selbt dann, wenn aufgrund von Raddrehungssensorsignalen eine Radblockiergefahr oder unzulässig ansteigender Antriebsschlupf er­ kannt wird.

Um den Fahrer über den Zustand der sicherheitsrelevanten Ventile 25, 26, 27 und 28 zu unterrichten, ist das Steuergerät 17 eingerichtet zur automatischen Durchführung von Prüfvorgängen. Diese Prüfvorgänge sind durchführbar, solange der Schalter 63 nicht durch Bewegen des Bremspedals 5 betätigt ist. Zur Prüfung insbesondere der Dichtheit der Ventile 25 und 26 wird das Steuergerät 17 diese Ventile 25 und 26 elektrisch in ihre Schließstellungen steuern bzw. je nach innerem Aufbau der Ventile 25 und 26 auf elektrische Weise deren Öffnung in­ folge von Druckunterschieden verhindern. Diese Druckunterschiede sind erzeugbar durch Öffnen der Ventile 27 und 28 bei mehr oder we­ niger stark gefülltem Druckspeicher 58. Während der angegebenen Schaltstellungen der Ventile 25 bis 28 beobachtet das Steuergerät 17, ob sich druckabhängig bedingt eine Änderung der Anzeige des Drucksensors 59 ergibt. Wenn während einer vorbestimmten Beobach­ tungszeitspanne der Drucksensor 59 keine Druckänderung signalisiert, so sind beide Ventile 25 und 26 dicht. Wird aber eine Druckänderung im Steuergerät 17 signalisiert, so kann eines der Ventile 25 oder 26 undicht sein. Dann schaltet das Steuergerät 17 eine Warnlampe 64 und/oder einen akustischen Warner 65 ein.

Anstelle eines auf nur wenige Druckschwellen ansprechenden Drucksen­ sors 59 kann auch ein analog anzeigender Drucksensor von der Bauart der Bremsdrucksensoren 54, 55 eingebaut sein. Wenn ohnehin wegen der Betriebsweise des Bremsdruckmodulators 12 das Steuergerät 17 zum Er­ kennen kleiner Druckunterschiede eingerichtet ist, so können durch Verwendung eines analog anzeigenden Drucksensors 59 in der Servo­ druckquelle 18 langsam ablaufende Druckänderungen schon in relativ kurzen Beobachtungszeitspannen erkannt werden. Dadurch können auto­ matisch ablaufende Prüfzyklen schnell erfolgen. Eine weitere Mög­ lichkeit zur schnellen Prüfung besteht darin, daß zusätzlich zur be­ schriebenen Ansteuerung der Ventile 25, 26, 27 und 28 das Ventil 53 geschlossen und das Ventil 49 geöffnet wird. Dabei bleibt das Ventil 51 geschlossen. Infolgedessen wirkt der Druck der Servodruckquelle 18 über den Bremsdruckmodulator 12 auf den zweiten Bremsdrucksensor 55, der wie bereits beschrieben, zur Anzeige kleiner Druckänderungen ohnehin geeignet ist. Dadurch ist es bei Einbau des Bremsdruckmodu­ lators 12 möglich, innerhalb der Servodruckquelle 18 einen seither üblichen preisgünstigen Drucksensor 59 beizubehalten.

Wenn während der beschriebenen Art der Dichtheitsprüfung unter Ver­ wendung des Bremsdrucksensors 55 vom Steuergerät 17 auch noch eine über den Wegsensor 48 gemeldete Verschiebung des Kolbens 37 berück­ sichtigt wird, kann auch erkannt werden, ob eine auf Undichtheit der Dichtung 39 oder der Radbremsen 8 und 9 hinweisende Verschiebung des Kolbens stattfindet. Desweiteren ist es dann auch möglich, be­ dingt durch die Druckmittelaufnahmecharakteristik der Radbremsen 8 und 9 durch entsprechende Ansteuerung der Radbremseauswahlventile 56 und 57 jede Radbremse 8 und 9 einzeln auf Dichtheit und ihren Ent­ lüftungszustand zu Prüfen. Infolge der Anordnung des zweiten Brems­ drucksensors 55 kann natürlich auch durch logische Ansteuerung der Ventile 49, 51 und 53 über den zweiten Bremsdrucksensor 55 erkannt werden, ob die angesprochenen Ventile undicht sind. Unlogisch an­ steigender Druck weist auf Undichtheit des Ventils 49 hin, wogegen unlogisch abfallender Druck auf Undichtheit eines der Ventile 51 und 53 oder aber der Dichtung 38 hinweist.

Aus der Beschreibung ergibt sich, daß zur automatischen Prüfung der sicherheitsrelevanten Komponenten der Fahrzeugbremsanlage gegebenen­ falls nur die Steuerung 17 zur Ausführung der Steuerung von Prüf­ schritten zu programmieren ist. Dies deshalb, weil ohnehin vorhande­ ne Drucksensoren benützbar sind und weil Steuergeräte ohnehin mit wenigstens einer Warneinrichtung versehen sind, die Steuergeräteaus­ fall signalisiert. Der zusätzliche Aufwand besteht also lediglich in einer Vergrößerung des Speichers, der die zur Durchführung des Prüf­ programms nötigen Befehle speichert.

Die beschriebenen Prüfungen werden, wie bereits angedeutet, bei In­ betriebnahme des mit dieser Fahrzeugbremsanlage ausgestatteten Fahr­ zeugs ausgelöst. Dies ist möglich durch Einschalten des Steuerge­ räts 17 über einen ohnehin vorhandenen Zündschalter 66. Vorteilhaf­ terweise werden weitere Prüfungen während des Betriebs des Fahrzeugs dann ausgelöst, wenn das Bremspedal 5 und sein Schalter 63 nicht be­ tätigt sind. Hierfür kann beispielsweise der Zündschalter 66 einen Impulsgeber 67 einschalten, der in Zeitabständen dem Steuergerät 17 Auslöseimpulse zuführt. Alternativ können solche Auslöseimpulse vom Steuergerät 17 per Programmierung seines Rechners erzeugt werden durch wiederholtes Abzählen von Taktimpulsen, die ein zum Rechner gehörender Taktgenerator abgibt. Selbstverständlich ist das Steuer­ gerät 17 so eingerichtet, daß es die Prüfungen abbricht, sobald der Schalter 63 mittels des Bremspedals 5 betätigt ist.

Eine Beschleunigung des Prüfungsverfahrens wird gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken erreicht durch ein dem Druckspeicher 58 nachgeordnetes 2/2-Ventil 68, das in seiner Normalstellung offen ist und dadurch den im Druckspeicher 58 gespeicherten Druck zum Drucksensor 59 und den zu prüfenden Ventilen leitet. Während der für die Dichtheitsprüfungen typischen Druckbeobachtungszeitspannen ist das 2/2-Ventil 68 schließbar, so daß für das Zustandekommen von für Undichtheit typischem Druckverlust der Druckspeicher 58 nicht entleert wird. Infolgedessen erfolgen gegebenenfalls auftretende Druckverluste schneller und sind innerhalb kürzerer Druckbeobachtungszeitspannen erkennbar. Die Steuerung des 2/2-Ventils 68 ist ebenfalls über eine Programmierung des Steuergeräts 17 erreichbar. Eine Überprüfung dieses 2/2-Ventils auf Dichtheit wird automatisch vorgenommen unter Verwendung eines Drucksensors 59 oder 55 und wenigstens eines der Ventile 25, 27, 49, 51, 53, denn sonst besteht die Gefahr, daß während der kurzen Druckbeobachtungszeitspannen unerkannterweise der Druckspeicher 58 diejenigen Druckmittelmengen ersetzt, deren Abfluß zu von dem Drucksensor 59 oder 55 erkennbaren Druckänderungen hätte führen sollen. Diese Art der Beschleunigung der Prüfung ist durchführbar unabhängig davon, in welcher Weise beispielsweise der Drucksensor 59 ausgebildet ist, und wie viele Bremsdruckmodulatoren von beispielsweise der Art des Bremsdruckmodulators 10 und/oder 12 verwendet werden.

Claims (9)

1. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder, mit wenigstens einer Radbremse und mit einer zwischen diesem und dem Hauptbremszylinder verlaufenden Bremsleitung und mit wenigstens ei­ nem Bremsdruckmodulator, zu dem ein Bremsleitungssperrventil gehört und der einen an die Radbremse angeschlossenen Zylinder mit einem dem Druck der Radbremse ausgesetzten verschiebbaren Kolben und einem Steueranschluß und eine aus einem drucklosen Vorratsbehälter sich versorgende Servodruckquelle besitzt sowie ein erstes zwischen der Servodruckquelle und dem Steueranschluß angeordnetes elektrisch schließbares Ventil und ein zweites zwischen dem Steueranschluß und dem Vorratsbehälter angeordnetes elektrisch öffenbares Ventil und ein diese Ventile steuerndes Steuergerät, das eingerichtet ist zur elektrischen Steuerung der Ventile in Abhängigkeit des Drehverhal­ tens wenigstens eines mit der Radbremse gekoppelten Fahrzeugrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (17) eingerichtet ist zur Durchführung von Prüfzyklen zur Überprüfung der Dichtheit außer­ halb der Zeiträume, in denen das Bremspedal (5) betätigt ist, durch vorübergehendes Umschalten der Ventile (25, 26, 27, 28, 49, 53, 57, 56) und durch Beobachtung über einen Drucksensor (59, 55) bei intak­ ter Servodruckquelle (18), ob gemäß den Umschaltungen der Ventile logisch zustandegekommene Drücke sich während einer Beobachtungs­ zeitspanne gegebenenfalls in einer auf Undichtheit hinweisenden typischen Weise ändern, und zur Abgabe eines Fehlersignals, wenn ei­ ne für die Undichtheit typische Druckänderung stattfindet.

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung wenigstens einer Prüfung auf Dichtheit das Steuer­ gerät (17) eingerichtet ist zum Umschalten des wenigstens einen ers­ ten Ventils (25, 26) in seine Sperrstellung und des wenigstens einen zweiten Ventils (27, 28) in seine Öffnungsstellung während einer vorbestimmten Zeitspanne und zur Überwachung eines im Druckspeicher (58) der Servodruckquelle (18) vorhandenen Druckes unter Verwendung eines Drucksensors (59, 55) während einer Beobachtungszeitspanne.

3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (59) permanent mit dem Druckspeicher (58) verbunden ist und einen auf mehrere Druckschwellen ansprechenden Steuerschal­ ter für eine Pumpe (60) zum Laden des Druckspeichers (58) bildet.

4. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (59) permanent mit dem Druckspeicher (58) verbunden ist und einen Analoggeber umfaßt, über den mittels des Steuergeräts (17) eine Pumpe (60) zum Laden des Druckspeichers (59) steuerbar ist.

5. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptbremszylinder und wenigstens einer Radbremse und der Servodruckquelle (18) eine elektrisch steuerbare Ventilanordnung (49, 51, 53) angeordnet ist zur fallweisen Notversorgung der Rad­ bremse (8, 9) mittels Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder (3) und zur Versorgung der Radbremse (8, 9) im Normalbetrieb mit Druckener­ gie aus der Servodruckquelle (18), und daß ein erster an den Haupt­ bremszylinder (3) angeschlossener Bremsdrucksensor (54), der einen Sollwertgeber bildet, und ein der wenigstens einen Radbremse (8, 9) zugeordneter zweiter Bremsdrucksensor (55), der einen Istwertgeber bildet, angeordnet sind, daß das Steuergerät (17) an beide Brems­ drucksensoren (54, 55) angeschlossen ist und einen auf die Ventilan­ ordnung (49, 51, 53) wirkenden Regler bildet zum Einregeln von Bremsdrücken in die Radbremse (8, 9) in Abhängigkeit vom Druck im Hauptbremszylinder (3), und daß der zweite Bremsdrucksensor (55) im Prüfzyklus durch Umschalten der Ventilanordnung (49, 53) den Druck­ sensor zur Beobachtung des Druckes des Druckspeichers (58) bildet.

6. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen die Ventilanordnung (49, 51, 53) und die wenigstens ei­ ne Radbremse (8, 9) eingebauter Bremsdruckmodulator (12) einen Zy­ linder (36) mit einem eine Primärkammer (42) von einer Sekundärkam­ mer (46) trennenden verschiebbaren Kolben (37) und eine den Kolben (37) in Richtung der Primärkammer (43) belastende Rückstellfeder (40) aufweist, daß die Primärkammer (43) an die Ventilanordnung (49, 51, 53) angeschlossen ist zur Aufnahme von Druck aus dem Hauptbrems­ zylinder (3) oder der Servodruckquelle (18), daß die Sekundärkammer (46) mit der Radbremse (8, 9) und dem zweiten Bremsdrucksensor (55) verbunden ist zur Abgabe von Bremsdruck, und daß beim Prüfen auf Dichtheit zum Beobachten des Druckes des Druckspeichers (58) die Primärkammer (43) über die Ventilanordnung (49) mit dem Druckspei­ cher (58) verbindbar ist.

7. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Kolben (37) zugeordneter Wegsensor (48) an das Steuergerät (17) angeschlossen ist zur Anzeige einer Verschiebung des Kolbens (37) während eines Druckbeobachtungszeitraums.

8. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät 17 eingerichtet ist zur Durch­ führung von Prüfzyklen bei Betriebsbeginn und während des Betriebs eines mit der Fahrzeugbremsanlage (2) ausgerüsteten Fahrzeugs.

9. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckspeicher (58) ein elektrisch steuerbares 2/2-Ventil (68) nachgeordnet ist, das in seiner Normalstellung geöffnet ist und vom Steuergerät (17) steuerbar während wenigstens einer Druckbeobachtungszeitspanne den Drucksensor (59, 55) und die zu prüfenden Ventile (25, 26, 27, 28, 49, 53, 57, 56) vom Druckspeicher (58) trennt, und daß das Steuergerät (17) zusätzlich programmiert ist zur Prüfung des 2/2-Ventils (68) auf Undichtheit mittels des Drucksensors (59, 55) und wenigstens eines der Ventile (25, 27, 49, 53).