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Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULIC BRAKING SYSTEM WITH ANTI-LOCK CONTROL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/013742
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic braking system with anti-lock control, especially for motor vehicles, with a brake pressure sender unit (18), at least one wheel brake (5), an auxiliary pressure pump (1), a low-pressure store (22) and an isolating and outlet valve (12, 7) for controlling the braking pressure. The arrangement of defined restrictors (3, 4) in the region of an actuated differential piston (2) provides a permanent hydraulic connection between the auxiliary pressure pump (1), the wheel brake (5) and the electromagnetic outlet valve (12). By minimising the basic circuitry and especially the electrical control structure it is possible to do away with the need for electromagnetic inlet valves allocated to the wheel brakes without having to accept any penalties with respect to pedal operating convenience and the reliability of the braking system if the auxiliary pressurising system should break down.

Inventors:
MAAS JOACHIM (DE)
MICHAELIS KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/000135
Publication Date:
August 20, 1992
Filing Date:
January 23, 1992
Export Citation:
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Assignee:
TEVES GMBH ALFRED (DE)
International Classes:
B60T8/48; B60T8/42; B60T8/50; (IPC1-7): B60T8/42; B60T8/50
Foreign References:
GB2126673A1984-03-28
EP0043686A11982-01-13
GB2109069A1983-05-25
US4618189A1986-10-21
Other References:
See also references of EP 0524276A1
Attorney, Agent or Firm:
AlFRED TEVES GMBH (Frankfurt am Main 90, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, ins¬ besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremsdruckgeber, mindestens einer Radbremse, einer Hilfsdruckpumpe, einem Druckspeichersystem, sowie mit wenigstens einem Ausla߬ ventil zum Regeln des Bremsdruckes und einem Trennventil zum Absperren des Bremsdruckgebers von der Radbremse, wo¬ bei in eine Hauptdruckleitung, die den Bremsdruckgeber mit der Radbremse verbindet, das Trenn und das Einla߬ ventil eingesetzt sind und in die Rücklaufleitung, welche die Radbremse mit einem Niederdruckspeicher verbindet, das Auslaßventil eingefügt ist, wobei die Hilfsdruckpumpe Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher entnimmt und wo¬ bei ein in einer entsprechend gestuften Gehäusebohrung geführter, mit einem Fortsatz behafteter Stufenkolben derart mit dem Trennventil zusammenwirkt, daß der Fort¬ satz die Druckmittelverbindung zwischen dem Bremsdruckge¬ ber und der Radbremse zu steuern vermag, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der von der Hilfsdruckpumpe (1) beaufschlagte Stufenkolben (2) eine mit definierten Drosselstellen (3,4) versehene hydraulische Verbindung aufnimmt, die zur an der Radbremse (5) angeschlossenen Hauptdruckleitung (6) und zur das Auslaßventil (7) auf¬ weisenden Rücklaufleitung (8) führt.
2. Hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Ausbildung der Drosselstellen (3, 4) der Stufenkolben (2) und dessen Fortsatz (9) gegenüber der gestuften Gehäuse¬ bohrung (10) ein definiertes Spaltmaß aufweisen.
3. Hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stufenkolben (2) und dessen Fortsatz (9) zumin¬ dest von einem Druckmittelkanal (11) im wesentlich axial durchdrungen sind, so daß eine hydraulische Verbindung zwischen dem von der Hilfsdruckpumpe (1) beaufschlagten, den Stufenkolben (2) aufnehmenden Gehäuseabschnitt (10') und zu einem an das Trennventil (12) angrenzenden weite¬ ren Gehäuseabschnitt (10'') besteht.
4. Hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den beiden Ge¬ häuseabschnitten (10', 10'') eine Gehäuseverengung vorge¬ sehen ist, die eine am Fortsatz (9) anliegende Ringdich¬ tung (13) aufnimmt.
5. Hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der den Stufen¬ kolben (2) aufnehmende Gehäuseabschnitt (10') sowohl mit einem vor und hinter dem Stufenkolben (2) gelegenen Druckmittelanschluß (14,15) jeweils eine Druckmittelver¬ bindung zur Hilfsdruckpumpe (1) aufweist und daß der un¬ ter Wirkung einer Feder (16) stehende Bereich des Gehäu¬ seabschnittes (10') mit einem in den Druckmittelanschluß (15) eingesetzten, in Richtung der Hilfsdruckpumpe (1) öffnenden Rückschlagventil (17) versehen ist.
Description:
Hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist bereits in der Patentanmel¬ dung P 39 34 624 beschrieben. Hierbei handelt es sich um ei¬ ne sogenannte geschlossene ABS-Anlage, die im Gegensatz zu dem bekannten offenen ABS-System keinen direkten Anschluß de Hilfsdruck- und Rücklaufsystem am hauptzylinderseitig angebrachten drucklosen Nachlaufbehälter aufweist. Das Hilfsdrucksystem entnimmt während der Bremsschlupfregelung dem an der Rücklaufleitung zur Pumpe angeordneten Nieder¬ druckspeicher das erforderliche DruckmitteIvolumen und för¬ dert dieses in die Hauptdruckleitung. Gleichzeitig wird überschüssiges Druckmittel einem im Abzweig zur Hilfsdruck¬ leitung angeordneten, einen Stufenkolben aufweisenden Hoch¬ druckspeicher zugeführt, dessen Fortsatz zum Zwecke der Ent¬ kopplung des Hauptzylinders von der angeschlossenen Radbrem¬ se mit einem Ventilkörper zusammenwirkt. In Abhängigkeit von der elektromagnetischen Ansteuerung der in der Hauptdruck¬ leitung und der Rücklaufleitung angeordneten Einlaß- und Auslaßventile erfolgt sodann die Blockierschutzregelung in den zugehörigen Radbremsen, während der HauptZylinder durch den die Hauptdruckleitung verschließenden Ventilkörper von den geregelten Radbremsen getrennt ist.

Durch diesen Aufbau gestattet es die vorbeschriebene Brems- anläge nicht, möglichst kompaktbauend und damit unter Ver-

zieht auf die in den Hauptdruckleitungen erforderlichen elektromagnetischen Einlaßventilen eine Bremsdruckregelung durchzuführen.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Bremsanlage mit den vorbeschriebenen Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des An¬ spruchs 1 derart zu verbessern, daß möglichst durch Minimie¬ rung des schaltungstechnischen, insbesondere steuerungselek¬ trischen Grundaufbaus, auf das Erfordernis der den Radbrem¬ sen zugeordneten elektromagnetischen Einlaßventilen verzich¬ tet werden kann, ohne Einbußen hinsichtlich des Pedalkom¬ forts sowie der Funktionsfähigkeit der Bremsanlage bei Aus¬ fall des Hilfsdruckversorgungssystems akzeptieren zu müssen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wonach durch die Anordnung von definierten Drosselstellen im Bereich des Hilfsdruck- speichers eine permanente hydraulische Verbindung zwischen der Hilfsdruckpumpe, der Radbremse und dem elektromagneti¬ schen Auslaßventil erfolgt. Durch die kompakte Anordnung der hydraulischen Steuerwege innerhalb des Hochdruckspeichers kann der erforderliche Elektronikanteil minimiert werden, ohne den Bedienungskomfort und die Funktionssicherheit der Anlage zu beeinträchtigen.

Die konkrete Ausgestaltung der Erfindung gemäß den An¬ sprüchen 2 und 3 sieht vor, den Stufenkolben und dessen Fortsatz im Gegensatz zu der bisher vorgesehenen Abdich¬ tungsmaßnahme spielbehaftet in der gestuften Gehäusebohrung anzuordnen, so daß ein definierter Volumenstrom zwischen dem Hilfsdrucksystem und der Radbremse, sowie auch zum Ausla߬ ventil gegeben ist. Damit kann im Zusammenwirken mit dem variabel pulsbaren Auslaßventil die Bremsdruckhaltephase

nachgebildet werden, ohne eine zusätzliche elektromagneti¬ sche schaltbare Druckmittelverbindung zwischen dem Hilfs- drucksystem und der Radbremse anordnen zu müssen. Die dros¬ seistromgeregelte DruckmittelVerbindung kann konstruktiv über einen den Stufenkolben und dessen Fortsatz durchdrin¬ genden Verbindungskanal hergestellt werden.

Zur präzisen Führung des Stufenkolbens in der Gehäusebohrung und damit zur Einhaltung des erforderlichen Spaltmaßes zwi¬ schen dem Stufenkolben bzw. dem Fortsatz und der Gehäuseboh¬ rung sieht die Erfindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 vor, eine Gehäuseverengung vorzusehen, in der der Fortsatz geführt ist.

Weiterhin ist gemäß Anspruch 5 vorgesehen, daß der den Stu¬ fenkolben aufnehmende Gehäuseabschnitt sowohl mit einem vor und hinter dem Stufenkolben gelegenen Druckmittelanschluß jeweils eine Druckmittelverbindung zur Hilfsdruckpumpe auf¬ weist, wobei der unter Wirkung einer Feder stehende Bereich des Gehäuseabschnittes mit einem in den Druckmittelanschluß eingesetzten, in Richtung der Hilfsdruckpumpe öffnenden Rückschlagventil versehen ist. Das in Richtung der Hilfs¬ druckpumpe öffnende Rückschlagventil sorgt nach Beendigung der Bremsdruckmodulation und damit auch bei stillstehender Hilfsdruckpumpe für eine rasche Druckabsenkung in dem die Feder mit dem Stufenkolben aufnehmenden Gehäuseabschnitt.

Nachfolgend soll anhand eines Ausführungsbeispieles die Funktion der blockiergeschützten Bremsanlage erläutert wer¬ den.

Gemäß Figur 1 besteht die Bremsanlage aus einem Bremsdruck¬ geber 18, der mit einer Hauptdruckleitung 6 an einem Trenn-

ventil 12 angeschlossen ist. Das Trennventil 12 ist Bestand¬ teil einer gestuften Gehäusebohrung 10, die ferner einen Niederdruckspeicher 22, bestehend aus einem mit einem Fort¬ satz 9 versehenen Stufenkolben 2 aufnimmt. Das Trennventil 12 weist einen Ventilkörper 19 auf, der mittels einer Druck¬ feder den weiteren Durchfluß in der Hauptdruckleitung 6 in Richtung der Radbremse 5 steuert. Auf die Darstellung der übrigen Radbremsen einer in der Regel mehrkreisigen Bremsan¬ lage wurde hinsichtlich der Analogie verzichtet. Der Ventil¬ körper 19 liegt in der Grundstellung durch die Wirkung der zugehörigen Feder 16 am Fortsatz 9 an, der sich bis in die Öffnung des dem Ventilkörper 19 zugeordneten Ventilsitzes 20 erstreckt. Damit ist eine ungehinderte Druckmittelverbindung zwischen dem Bremsdruckgeber 18 und der Radbremse 5 gewähr¬ leistet. Das Trennventil 12 verharrt geöffnet. Im Endbereich des Fortsatzes 9 befindet sich die das Auslaßventil 7 mit dem mittleren Gehäuseabschnitt 10'' verbindende Rücklauflei- tung 8. Die dem Trennventil 12 nachgeschaltete Hauptdruck¬ leitung 6 weist eine permanente hydraulische Verbindung zur Rücklaufleitung 8 auf, die zwecks Anordnung einer Drossel¬ stelle 4 aus einem am Fortsatz 9 angeformten Bund 21 gebil¬ det ist. Die Rücklaufleitung 8 nimmt in Reiheschaltung ein in der Grundstellung geschlossenes elektromagnetisches Aus¬ laßventil 7 und eine Hilfsdruckpumpe 1 auf. Dazwischen be¬ findet sich in einem Abzweig ein Niederdruckspeicher 22. Die Druckseite der Hilfsdruckpumpe 1 weist an dem den Stufenkol¬ ben 2 aufnehmenden Gehäuseabschnitt 10' zwei Druckmittelan¬ schlüsse 14, 15 auf. Davon mündet jeweils ein Druckmittelan¬ schluß 14, 15 vor und hinter dem Stufenkolben 2 in die Ge¬ häusebohrung 10 ein. Auf der dem Fortsatz 9 abgewandten Stirnflächenseite des Stufenkolbens 2 bestimmt eine Feder 16 die Kolbenposition bei nichtaktivierter Hilfsdruckpumpe 1. Der die Feder 16 aufnehmende Gehäuseabschnitt 10' weist im

Druckmittelanschluß 15 ein in Richtung der Hilfsdruckpumpe 1 öffnendes Rückschlagventil 17 auf. Zur Führung der Feder 16 ist der Stufenkolben 2 mit einer koaxialen Stufenbohrung versehen, die sich über nahezu die gesamte Länge des Fort¬ satzes 9 erstreckt. Der dem Trennventil 12 zugewandte Endbe¬ reich des im wesentlichen hohlzylinderförmigen Fortsatzes 9 ist zur Betätigung des Ventilkörpers 19 als Druckstift an den Bund 21 angeformt. Der Bund 21 weist mehrere axial ver¬ laufende Bohrungen 23 auf, die eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt 10', 10'' und der zur Radbremse 5 führenden Hauptdruckleitung 6 herstellt.

Funktionsweises

Die Abbildung zeigt alle vorbeschriebenen Teile der Bremsan¬ lage in der Bremslösestellung. Die Bremslösestellung ent¬ spricht bis auf die in der Skizze nicht näher dargestellten Veränderungen hinsichtlich des Radzylinder- und des Brems¬ druckgeberkolbens dem schlupffreien Normalbremsmodus. In der Bremslösestellung sorgt die im Hilfsdruckspeicher eingesetz¬ te Feder 16 infolge ihrer hohen Federsteifigkeit für die Of¬ fenstellung des Trennventils 12, so daß ein ungehinderter Druckausgleich zwischen der Radbremse 5 und dem Bremsdruck¬ geber 18 erfolgen kann. Ursache hierfür ist die gegenüber der relativ schwächeren Druckfeder des Trennventils 17 ent¬ gegengesetzt wirkende größere Verstellkraft der im Hilfs¬ druckspeicher wirksamen Feder 16. Im schlupffreien Normal¬ bremsmodus kann somit über die am offenen Trennventil 12 an¬ geschlossene Hauptdruckleitung 6 ungehindert Bremsdruck der Radbremse 5 zugeführt werden.

Beim Erkennen von Bremsschlupfsignalen mittels der bereits prinzipiell bekannten und daher nicht näher erläuterten

elektrischen Bremsschlupfsignalerfassungs- und Auswerte¬ schaltung wird das elektromagnetische Auslaßventil 7 zum Zwecke der Druckabsenkung in der Radbremse 5 geöffnet. Dabei bestimmt die durch den Bund 21 am Fortsatz 9 gebildete Dros¬ selstelle 4 den Druckabbaugradienten. Durch den sich am Stu¬ fenkolben 2 in Abhängigkeit der Stirnflächenverhältnisse einstellende Differenzdruck erfolgt im Sinne einer Ent¬ lastung des Ventilkörpers 19 eine Rückstellbewegung des Stu¬ fenkolbens 2. Das Trennventil 12 schließt unter Einwirkung der zugehörigen Druckfeder die den Bremsdruckgeber 18 mit der Radbremse 5 verbindende Hauptdruckleitung 6. Die Druck¬ haltephase wird sodann in Abhängigkeit von der Schalt¬ frequenz des Auslaßventils 7 und des von der Hilfsdruckpumpe über die Drosselstellen 3, 4 am Stufenkolben 2 und dem Fort¬ satz 9 geförderten Volumenstrom nachgebildet. Dabei bleibt infolge der am Stufenkolben 2 wirksamen Stirnflächenund da¬ mit Druckdifferenz das Trennventil 12 geschlossen, womit ei¬ ne hydraulische Rückwirkung auf den Bremsdruckgeber 18 ver¬ hindert wird. Das Bremspedal verharrt komfortbetont ruhig.

Die Druckaufbauphase während der Blockierdruckregelung stellt sich nach dem Schließen des Auslaßventils 7 ein, in¬ dem die Hilfsdruckpumpe 1 zunächst das Druckmittel in den Ringraum 26, d.h. zwischen Stirnringfläche des Stufenkolbens und der begrenzenden Gehäusebohrung des Hilfsdruckspeichers fördert. Durch die Dimensionierung der hydraulisch beauf¬ schlagbaren Stirnflächen bleibt der Stufenkolben 2 entgegen der Wirkung der zugeordneten Feder 16 in einer hydraulisch vorgespannten Stellung auf Federanschlag, während gleichzei¬ tig die durch den radialen Abstand zwischen der Mantelfläche des Stufenkolbens 2 und der Gehäusewand gebildete Drossel¬ stelle 3 einen definierten Volumenstrom in den Federraum 25 und damit anschließend in die Längsbohrung des Fortsatzes 9

zuläßt, um einen gezielten Druckaufbaugradienten in der Rad¬ bremse 5 zu realisieren. Nach dem Passieren der im Bund 21 angeordneten Bohrung 23 ist die ungehinderte hydraulische Verbindung zur radbremsseitigen Hauptdruckleitung 6 herge¬ stellt. Ebenso gelangt ein Teilstrσm über die Drosselstelle 4 des Bundes 21 bis zum in der Rücklaufleitung 8 eingesetz¬ ten Auslaßventil 7, das beim erneuten Einleiten der Druckab¬ bauphase den Niederdruckspeicher 22 auffüllt. Der vorge¬ spannte Niederdruckspeicher 22 entlädt sich, sobald die Hilfsdruckpumpe 1 anläuft.

Beim Ausfall des Hilfsdruckversorgungssystem gelangt der Fortsatz 9 unter Einwirkung der am Stufenkolben 2 vorge¬ spannten Feder 16 erneut zur Anlage am Ventilkörper 19. Die am Stufenkolben 2 und am Bund 21 vorgesehenen Drosselstellen 3,4 begünstigen dabei die Hubbewegung des Kolbens. Das Trennventil 12 wird durch den Fortsatz 9 geöffnet, wodurch manuell Druckmittel vom Bremsdruckgeber 18 zur Radbremse 5 gefördert werden kann.

Zur besseren Überschaubarkeit der Funktionsweise der Brems¬ anlage wurde lediglich die Schaltung für eine Radbremse dar¬ gestellt. Weitere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten zum Erfindungsgedanken ergeben sich beispielsweise durch Verla¬ gerung der vorbeschriebenen Drosselstellen in den Bereich der Stirnfläche des Stufenkolbens, die den Stufenkolben im wesentlichen axial durchdringen können. Ebenso ist es mög¬ lich die Drosselstellen als im wesentlichen den Stufenkolben und/oder den Fortsatz radial durchdringende Drosselbohrungen auszuführen. Dabei stellt das beanspruchte Ausführungsbei- spiel eine besonders vorteilhafte Lösung des Problems dar. Weitere Ausführungsmöglichkeiten sind denkbar, ohne einen gesonderten Anspruch auf detaillierte Darstellungen stellen zu können.

Bezugszeichenliste