DE68923798T2 - Anpassungsfähiges bremssystem mit einem hydraulischen verstärker und einem rückförderungssystem. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein ein adaptives Bremssystem für Achse/Achse und Diagonalaufteilung und insbesondere ein adaptives Bremssystem, das von einem hydraulischen Verstärker voller Leistung vom Nachfülltyp in Kombination mit einer Pumpenrückförderung Gebrauch macht.
• Viele adaptive Bremssysteme für Fahrzeuge sind bereits bekannt. DE-A-3 743 588 und JP-A-61-196852 schildern Systeme vom Nachfülltyp, die den abgebauten Radbremsdruck zu Reservoirs mit niedrigem Druck zurückführen. EP-A-0 268 440 offenbart ein adaptives Bremssystem vom Nachfülltyp des Antischlupfsystems, das von einem hydraulischen Bremsverstärker voller Leistung Gebrauch macht, wobei der Verstärkerdruck vom hydraulischen Bremsverstärker nicht nur zum normalen Bremsen, sondern auch für die Antischlupf-Bremsmodulation verwendet wird. Wird während der Antischlupfregelung Druck an den Bremsen abgebaut, so soll der Druck zum Reservoir zurückgefördert werden. Andere adaptive Bremssysteme benutzen eine Pumpenrückförderung, die von einem Unterdruckverstärker und einem Haupt Zylinder in Kombination mit einer Pumpe Gebrauch macht, die den Druck zu den jeweiligen Radbremsen über elektrisch betätigte Ventile liefert, die zum Ausführen der Antischlupf-Bremsmodulation im Betrieb sind. Die Pumpe liefert nicht Druck am Hauptzylinder, wohingegen bei dem vorgenannten Nachfüllsystem der hydraulische Bremsverstärker mit voller Leistung den Druck von einer Pumpe über einen Speicher erhält.
• Es ist wünschenswert, ein adaptives Bremssystem vorzusehen, das von einem hydraulischen Bremsverstärker voller Leistung Gebrauch macht, aber auch eine Pumpenrückförderung aufweist, um Druck an den elektrisch betätigten Ventilen zu ergänzen, die die Antischlupf-Druckregulierung ausführen.
• Ein derartiges adaptives Antischlupf-Bremssystem eignet sich für Systeme mit Diagonalaufteilung und Achse/Achse mit 1 bis 4 Kanälen, wobei minimale Abänderungen erforderlich sind, um von einem System zum anderen überzugehen.
• Die Erfindung besteht aus einem adaptiven Bremssystem für ein Fahrzeug mit zwei Achsen, mit je zwei Rädern und Bremsen an jeder Achse und ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems für Achse/Achse-Aufteilung mit einem Kanal;
• Fig. 2 einen Schnitt eines elektrisch betätigten Ventils, das erfindungsgemäß verwendet werden kann;
• Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Systems mit Achse/Achse-Aufteilung mit zwei Kanälen;
• Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Systems mit Achse/Achse-Aufteilung und drei Kanälen;
• Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Systems mit Diagonalaufteilung und zwei Kanälen und
• Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Systems mit Diagonalaufteilung und vier Kanälen.
• Das erfindungsgemäße adaptive Bremssystem ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10 in Fig. 1 bezeichnet. Alle hier geschilderten Bremssysteme werden mit einem Elektronik-Steuergerät 90 gesteuert, das Signale von Rad-Drehzahlsensoren (nicht gezeigt) erhält und die elektrisch betätigten Ventile 70 und den Pumpenmotor 80 ansteuert. Das System 10 besitzt einen hydraulischen Bremsverstärker 12 "mit voller Leistung" mit einem typischen Ventil 14, das anspricht, wenn der Fahrer das Bremspedal 16 und damit den Stößel 18 betätigt. Das Ventil 14 sorgt dafür, daß Druckmittel vom Speicher 20 in den Verstärker strömt und die Kolben 24 und 26 druckmittelbetätigt, die den Bremsdruck in den Kammern 28 und 30 aufbauen, Jede Kammer 28 und 30 steht mit einem Reservoir 40 über Ausgleichsventile 31 und 32 in Verbindung. Der hier geschilderte Bremsverstärker 12 kann entsprechend dem in US-PS 4,514,981 offenbarten Bremsverstärker aufgebaut sein oder kann auch ein Bremsverstärker von einem unterschiedlichen Typ sein, der die gleiche Bremsverstärkerfunktion ausführt. Die erste Kammer 28 liefert Bremsdruckmittel über die Leitung 50 zu den Vorderradbremsen 52 und 54. Die zweite Kammer 30 führt Druckmittel durch die Bremsleitung 60 zu den hinteren Bremsen 62 und 64 über elektrisch betätigte Ventile 70. Die Leitungen 50 und 60 sind an einen Druckdifferenz-Warnschalter 100 angeschlossen. Die elektrisch betätigte Ventileinrichtung 70 besteht hier aus einem einzelnen elektrisch betätigten Ventil, das zwei Öffnungen besitzt, so daß das zu beiden hinteren Bremsen strömende Druckmittel gesteuert werden kann. Die Ventileinrichtung 70 kann auch wie das in der US- PS 4,620,565 geschilderte Dreiwege-Absperrmagnetventil aufgebaut sein, oder wie jedes andere elektrisch betätigte Ventil, das die gleichen Betriebsfunktionen ausführt. Das System 10 besitzt ferner Pumpmittel 80 mit einem Pumpenteil 82, der Druckmittel aus dem Reservoir 40 über die Leitung 42 erhält und durch die Leitung 44 zum Ventil 14 über den von einem Druckschalter 21 gesteuerten Speicher 20 fördert. Der Druckschalter 21 dient zum Betätigen der Pumpe, falls es erforderlich ist, den Druckmitteldruck im Speicher 20 in einem bestimmten Bereich aufrechtzuerhalten. Die Pumpenmittel 80 besitzen ferner einen zweiten Pumpenteil 84, der Druckmittel durch die Leitung 61 in die Leitung 60 und zum elektrisch betätigten Ventil 70 fördert. Der Pumpenteil 84 erhält Druckmittel über die Druckabbau-Rückführleitung 66 und einen Sumpf 68.
• Fig. 2 zeigt einen Schnitt des integrierten Dreiwege-Absperrmagnetventils 70 gemäß US-PS 4,620,565. Das Magnetventil 70 ist an die Bremsleitung 60 angeschlossen, die mit dem Bremsverstärker 12 und den Pumpmitteln 80 in Verbindung ist, so daß Druckmittel in die untere Kammer 72 eintritt und über die Bohrung 74 des Ventilgliedes 73 in die Kammer 75 gelangt und durch die Auslässe 76 zu den Bremsen 62 und 64. Das Ventil 70 besitzt eine Wicklung 77, so daß ein Stößel 78 betätigbar ist, der ein Kugelventil 79 betätigt. Das Kugelventil 79 wird von einer Feder 90 an den Sitz 91 gedrückt. Das Ventilglied 73 wird von der Feder 92 in Richtung Kammer 72 gedrückt. Das Ventilglied 73 weist einen Ventilsitz 93 auf. Arbeitet das Ventil 70 im Druckabbau, so wird die Wicklung 77 erregt und der Stößel 78 geht nach unten und schiebt die Ventilkugel 79 abdichtend an den Ventilsitz 93, so daß Druckmittel in den Bremsen von den Auslässen 76 durch die Kammer 75, am Ventilsitz 91 und Stößel 78 vorbei zum Auslaß 94 strömt, der mit der Druckabbau- Rückführleitung 66 verbunden ist. Arbeitet das Ventil 70 im Druckaufbau, so wird von der Druckdifferenz das Ventilglied 73 nach oben entgegen der Kraft der Federn verschoben, so dar Druckmittel durch die Kammer 72, den Abströmkanal 95, die Öffnung 74, an dem eng bemessenen, offenen Ventilsitz 93 vorbei zu den Auslässen 76 und Bremsen 62 und 64 strömt. Das Ventil 70 arbeitet entsprechend der im US-PS 4,620,565 geschilderten Betriebsweise.
• Beim normalen Bremsen liefert der Verstärker 12 Bremsdruck über die Leitungen 50, 60 und das Ventil 70 zu den jeweiligen Bremsen. Wenn das elektronische Steuergerät mit Hilfe der nicht dargestellten Raddrehzahl-Sensoren einen bevorstehenden Durchdreh- bzw. Schlupfzustand erfaßt, so betätigt das Gerät 90 den Pumpenmotor 80 und schaltet das Ventil 70 in die Abbaustufe, um Bremsdruck an den Radbremsen 62, 64 abzubauen und Radschlupf zu vermeiden und schaltet dann das Ventil 70 in den Druckaufbau, so daß Bremsdruck an die Radbremsen 62 und 64 gelangt. Das Bremsdruckmittel wird vom Ventil 70 über die Abbau-Rückführleitung 66 abgeführt und dann zum Ventil 70 über die Leitungen 61 und 60 "zurückgepumpt", um während eines Druckaufbaues zur Verwendung zu gelangen. Das Steuergerät 90 betätigt das Ventil 70 viele Mal in jeder Sekunde, um das Bremsvermögen und Lenkvermögen maximal zu halten, ein Durchdrehen jedoch zu verhindern.
• Fig. 3 zeigt ein adaptives Bremssystem ähnlich Fig. 1, doch mit einem zweiten elektrisch betätigten Ventil für die vorderen Bremsen des Fahrzeugs. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das adaptive Bremssystem 110 ist mit einem zweiten elektrisch betätigten Ventil 70 versehen, das die Druckmittelverbindung zu den vorderen Bremsen 52 und 54 steuert. Die Schaltungen sind im wesentlichen den für das System 10 in Fig. 1 beschriebenen gleich, mit Ausnahme des zusätzlichen Ventils 70 und Pumpmitteln 80, die einen dritten Pumpenteil 86 aufweisen, der Druckmittel durch die Leitung 51 zur Leitung 50, das Ventil 70 und zu den Vorderradbremsen 52, 54 fördert. Durch eine Druckabbauleitung 56 strömt Druckmittel zum Pumpenteil 86 über einen Zweifachsuinpf 69. Da zwei Ventile 70 vorhanden sind, ist ein Zweikanal-adaptives Bremssystem zum Betätigen der Radbremsen der jeweiligen Achsen vorgesehen.
• Fig. 4 zeigt ein Dreikanal-Bremssystem 210 mit Achsenaufteilung. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das System 210 ist im wesentlichen dem adaptiven Bremssystem 110 der Fig. 3 gleich, außer daß der erste Bremskreis, der Druckmittel zu den Vorderradbremsen 52 und 54 führt, ein Doppelventil 170 aufweist. Das Doppelventil 170 besitzt zwei Ventile 70, von denen jedes die Druckmittelzufuhr zu einer Bremse an der Vorderachse steuert. Das Doppelventil 170 besitzt eine Abbauleitung 56 zum Rückführen von Druckmittel zum Pumpenteil 86 über den zweifachsumpf 69. Das adaptive Bremssystem 210 ist ein Dreikanal- System, da das Ventil 170 getrennt die Druckmittelzufuhr zu jeder Vorderradbremse steuert und das Ventil 70 des zweiten Bremskreises gemeinsam den Druck zu beiden Bremsen der Hinterachse führt.
• Fig. 5 zeigt schematisch ein adaptives Bremssystem 310 mit einem zweikanal-Diagonalsystem. Dieses besteht aus zwei elektrisch betätigten Ventilen 70, die beim normalen Bremsen Druckmittel aus den jeweiligen Kammern des hydraulischen Verstärkers 12 erhalten. Jedes Ventil 70 besitzt zwei Auslässe, die mit zwei entgegengesetzt angeordneten Bremsen an den beiden Achsen verbunden sind, Beispielsweise steuert das Ventil 70 des zweiten Bremskreises mit der Leitung 60 die Verbindung von Druckmittel zur rechten Vorderbremse 54 und linken hinteren Bremse 62. Die linke hintere Bremse 62 erhält Druckmittel über ein Zumeßventil 63. Der erste Bremskreis liefert Druckmittel über die Leitung 50 zum zugehörigen Ventil 70, das das Druckmittel zur linken vorderen Bremse 52 und hinteren rechten Bremse 64 führt, die Druckmittel ebenfalls über ein zumeßventil 65 erhält. Jedes Ventil 70 hat auch eine zugehörige Abbau-Rückführleitung 56, 66, die mit den Pumpmitteln 80 über den zweifachsumpf 69 in Verbindung steht. Das adaptive Bremssystem 310 ist ein Zweikanal-Diagonalsystem, weil zwei Ventile 70 an diagonal entgegengesetzt angeordnete Radbremszylinder an den beiden Achsen angeschlossen sind.
• Fig. 6 zeigt ein adaptives Bremssystem 410 ähnlich dem in Fig. 5, doch für ein Vierkanal-Diagonalsystem, das zwei Doppelventile 170 in jedem Bremskreis aufweist. Der erste Bremskreis liefert Druckmittel aus der ersten Kammer 28 durch die Leitung 50 zum Doppelventil 170, das zwei Ventile 70 aufweist, von denen jedes die Druckmittelzufuhr zu dem zugehörigen Radbremszylinder steuert. Die Radbremsen sind die linke vordere Bremse 52 und die rechte hintere Bremse 64. Entsprechend erhält ein Doppelventil 170 Druckmittel über die Leitung 60 aus der zweiten Kammer 30 und besitzt zwei Ventile 70, von denen jedes die Druckmittelzufuhr zu einer zugehörigen Radbremse steuert, nämlich der rechten vorderen Radbremse 54 und der linken hinteren Radbremse 62. Jedes Doppelventil 170 ist an eine zugehörige Druckabbau- Rückführleitung 56, 66 angeschlossen, die mit dem Doppelsumpf 69 in Verbindung steht. Da jede Radbremse getrennt über ein jeweiliges Ventil 70 gesteuert wird, ist das System 410 ein Vierkanal-Diagonalsystem.
• Infolge der Kombination eines hydraulischen Bremsverstärkers voller Leistung vom Nachfülltyp, der Druckmittel von einer Pumpe über einen Speicher erhält, mit einem Rückführ- Pumpensystem, bei dem die Pumpe Druckmittel an den jeweiligen elektrisch betätigten Ventilen ergänzt, die die Antischlupf-Verbindung des Druckmittels zu den jeweiligen Bremsen steuern, besitzt die Erfindung wesentliche Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik. Eine ganze Familie adaptiver Bremssysteme kann damit vorgesehen werden, die für Systeme mit Diagonalaufteilung und Aufteilung Achse/Achse mit einem bis vier Kanälen geeignet sind. Die Systeme können entweder als Anbaugeräte oder als voll integrierte Einheiten zum Anbau an die Fahrzeugtrennwand geliefert werden. Jedes System, ob mit einem bis vier Kanälen oder mit Aufteilung Achse/Achse oder Diagonalaufteilung kann mit geringstmöglicher Abänderung des hier geschilderten Grundprinzips eines adaptiven Bremssystems vorgesehen werden.

Claims (10)

1. Adaptives Bremssystem für ein Fahrzeug mit zwei Achsen, mit zwei Rädern und Bremsen an jeder Achse, wobei das System (10, 110, 210, 310, 410) einen von einem Fahrer betätigbaren hydraulischen Bremsverstärker (12) erste (28) und zweite (30) Kammern besitzt, in denen hydraulischer Bremsdruck erzeugt wird, wenn vom Fahrer eine Bremsung durchgeführt wird, mit einem ersten Bremskreis (50), der hydraulisch die erste Kammer (28) mit mindestens einer Bremse für ein Rad an einer der Achsen verbindet, mit einem zweiten Bremskreis (60), der die zweite Kammer (30) mit mindestens einer Bremse für ein Rad an der anderen Achse hydraulisch verbindet, mit ersten elektrisch betätigten Ventilmitteln (70, 170) im zweiten Bremskreis (60) und zum Steuern der hydraulischen Verbindung zu der jeweiligen Bremse, mit einem Steuergerät (90), das auf die Rotation der Räder anspricht und die eine Bremse der anderen Achse durch Betätigen der elektrisch betätigten Ventilmittel (70, 170) ansteuert, wenn ein bevorstehender Durchdrehzustand festgestellt wird, und mit Pumpmitteln (80), die hydraulisches Druckmittel an den Bremsverstärker (12) zum normalen Bremsen und an die eine Bremse der anderen Achse liefern, wenn eine Ansteuerung der einen Bremse von dem Steuergerät (90) entsprechend dem bevorstehenden Durchdrehzustand erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulischer Druck an der einen Bremse abgebaut wird und direkt zu den Pumpmitteln (80) zum Rücklauf an die eine Bremse während des bevorstehenden Durchdrehzustandes geliefert wird und daß die direkte Verbindung zu den Pumpmitteln (80) eine Verbindung mit einem Tank (68, 69) aufweist, der von jeglichem Reservoir (40) für den Bremsverstärker getrennt ist.

2. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpmittel (80) einen Pumpabschnitt aufweisen, der aus einem Reservoir (40) hydraulisches Strömungsmittel erhält und den Strömungsmitteldruck an den hydraulischen Bremsverstärker (12) über einen Speicher (20) liefert.

3. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner zweite elektrisch betätigte Ventilmittel (70, 170) aufweist, die im ersten Bremskreis (50) angeordnet sind und die hydraulische Verbindung mit der einen Bremse (52) steuern, wobei die Pumpmittel (80) den fehlenden Druck zu der einen Bremse (52) an der einen Achse liefern.

4. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektrisch betätigten Ventilmittel (70, 170) mit beiden Bremsen (52, 54; 62, 64) der jeweiligen Achse in Verbindung stehen.

5. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch betätigten Ventilmittel (70, 170) des ersten Bremskreises (50) eine Abbaurücklaufleitung (56) zur Verbindung des hydraulischen Druckmittels von dem Bremsen (52, 54) der einen Achse zu den Pumpmitteln (80) über einen Tank (69) aufweisen.

6. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (69) in den Abbaurücklaufleitungen (56, 66) zwischen den Ventilmitteln (70, 170) und den Pumpmitteln (80) angeordnet sind.

7. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten elektrisch betätigten Ventilmittel (70, 170) des ersten Bremskreises (50) eine Doppelventileinrichtung aufweisen, bei der jedes Ventil mit jeweils einer Bremse der einen Achse in Verbindung steht.

8. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektrisch betätigten Ventilmittel (70, 170) Druckmittel an die Bremsen (52, 64; 62, 54) an entgegengesetzten Achsen führt.

9. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektrisch betätigten Ventilmittel (70) die Verbindung von Druckmittel zu einer zugehörigen Bremse (62, 64) der anderen Achse über Proportionalventile (63, 65) steuert.

10. Adaptives Bremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektrisch betätigten Ventilmittel (70, 170) doppelte Ventileinrichtungen (170) aufweisen, bei denen jedes Ventil (70) der jeweiligen Doppelventileinrichtung (170) mit je einer Bremse (52, 54; 62, 64) in Verbindung steht.