DE4101597A1

DE4101597A1 - Schaltungsanordnung fuer eine elektronisch gesteuerte blockiergeschuetzte bremsanlage

Info

Publication number: DE4101597A1
Application number: DE19914101597
Authority: DE
Inventors: Gunther Buschmann; Frank Jourdan
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1991-01-21
Publication date: 1991-08-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine elektronisch gesteuerte blockiergeschützte Bremsanlage mit in die Bremsleitungen eingefügten Einlaßventilen und Auslaß ventilen, die zur Blockierschutzregelung ansteuerbar sind, mit einem Hauptzylinder und mit mindestens einer Pumpe, die im Regelfall einschaltbar ist und Druckmittel aus einem Aus gleichsbehälter in die Arbeitskammern des Hauptzylinders fördert.

Eine derartige Bremsanlage ist z. B. aus der DE 36 27 000 A1 bekannt. Weiterhin sind bekannt und werden in Kraftfahr zeugen bereits verwendet Verfahren, bei denen jeweils der Bremsdruck der zum Blockieren neigenden Räder mit Hilfe der Ein- und Auslaßventile sowie der elektronischen Schaltkreise geregelt wird. Der Bremsdruck an den Rädern, die keine Blockierneigung zeigen, bleibt unbeeinflußt.

In den meisten Fällen sind die bekannten Regelverfahren zum Betreiben einer oben beschriebenen Bremsanlage auch sehr effektiv und garantieren ein sicheres Bremsen und Be herrschen des Kraftfahrzeugs. Unter extremen Bedingungen kommt es jedoch zu einer unerwünschten Situation.

Wird beispielsweise auf schneebedeckter Fahrbahn eine leich te Bremsung eingeleitet, d. h. das Bremspedal nur ein kleines Wegstück getreten, und zeigt dann ein Rad, etwa VR, Blockierneigung, so werden die Pumpen angetrieben und för dern Druckmittel aus dem Ausgleichsbehälter in die Brems kreise. An dem Blockierneigung zeigenden Rad VR wird der Bremsdruck geregelt. Da die Pumpen so ausgelegt sind, daß sie auch bei Regelung an allen Rädern genug Druckmittel in die Bremskreise zurückfördern, fördern sie bei Regelung an nur einem Rad soviel Druckmittel in die Bremskreise, daß dort der Druck steigt. Auf den auf dem Bremspedal stehenden Fuß des Fahrers wirkt durch den auch im Hauptzylinder er höhten Druck eine höhere Kraft zurück. Da ein durchschnitt licher Fahrer jedoch das Bremspedal nicht kraftproportional, sondern wegproportional betätigt, wird er dem höheren Druck erst nach einigen Sekunden nachgeben und erst dann das Pedal zurücknehmen.

In der Zwischenzeit, d. h. nach der Druckerhöhung und vor der Pedalrücknahme passiert folgendes: Durch den erhöhten Bremsdruck können auch die bisher nicht blockiergefährdeten Räder die Blockiergrenze erreichen und werden dann entsprechend dem herrschenden hohen Bremsdruck niveau geregelt. Ein so starkes Bremsen ist vom Fahrer nicht gewollt und er kann erschrecken. Fährt ein anderes Fahrzeug hinter einem solchen unerwartet heftig gebremsten Kraftfahr zeug her, so kommt es möglicherweise zu einem Unfall.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, dem oben beschriebenen Mangel abzuhelfen. Dies gelingt in überraschend einfacher Weise dadurch, daß die Schaltungsanordnung bei Blockiernei gung mindestens eines Rades zunächst alle Einlaßventile schließt und daß sie während der Regelung des Bremsdrucks in der Radbremse des Blockierneigung zeigenden Rades die Ein laßventile der übrigen Räder durch pulsweise Ansteuerung mit vorgebbarem Puls-Pausen-Verhältnis öffnet bzw. schließt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Bremsdruckaufbau an den nicht blockiergefährdeten Rädern leicht verzögert er folgt und somit an diesen Rädern der Bremsdruck während der Reaktionszeit des Fahrers, die er benötigt, um wegen des er höhten Drucks das Pedal zurückzunehmen, nur mäßig ansteigt.

Besonders günstig ist es, wenn die Schaltungsanordnung die Einlaßventile an den nicht blockiergefährdeten Rädern etwa viermal so lange schließt, wie sie sie öffnet. Bei diesem Puls-Pausen-Verhältnis erfolgt der Druckaufbau in den Rad bremsen der nicht blockiergefährdeten Räder einerseits ver zögert, aber andererseits schnell genug, um jederzeit ein sicheres, zügiges Abbremsen des Fahrzeugs zu gewährleisten.

In vorteilhafter Weise schließt die Schaltungsanordnung die Einlaßventile an den nicht blockiergefährdeten Rädern je weils für 28 Millisekunden und öffnet sie dann für 7 Milli sekunden. Dieses Öffnen und Schließen wird zyklisch fortge setzt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Bremsanlage, bei der die er findungsgemäße Schaltungsanordnung eingesetzt werden kann und in Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf des Bremsdrucks an einem geregelt und einem ungeregelt gebremsten Rad sowie zum Vergleich der Pumpenzustand dargestellt.

In Fig. 1 erkennt man den Tandemhauptzylinder 1 mit dem vor geschalteten Unterdruckbremskraftverstärker 2. Über eine Druckstange 3 wird in bekannter Weise die auf ein Bremspedal 4 ausgeübte Pedalkraft F auf den Unterdruckbremskraftver stärker 2 und von diesem hilfskraftunterstützt auf die Ar beitskolben 5 und 6 des Tandemhauptzylinders 1 übertragen.

In der gezeigten Lösestellung der Bremse sind die Druckkam mern 7, 8 des Hauptzylinders 1 über offene Zentralregel ventile 9, 10 und über hydraulische Leitungen 11, 12 mit einem Ausgleichsbehälter 13 verbunden. Über die beiden Hauptbrems leitungen 40, 41 und die Zweigleitungen 36, 37, 38 und 39, in die elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung auf Durchlaß geschaltete Einlaßventile 14, 15, 16 und 17 eingefügt sind, sind die beiden Druckkammern 7 und 8 mit den Radbrem sen 18, 19, 20 und 21 verbunden. Die parallel geschalteten Radbremsen 18 und 19 bzw. 20 und 21 sind den Diagonalen zu geordnet.

Die Radbremsen 18 bis 21 sind außerdem an elektromagnetisch betätigbare, in der Grundstellung gesperrte Auslaßventile 22, 23, 24 und 25 angeschlossen, die über eine hydraulische Rückflußleitung 26 einerseits mit dem Ausgleichsbehälter 13 und andererseits über die Saugleitung 27 mit den Saugseiten der Pumpen 28 und 29 in Verbindung stehen. Es handelt sich um elektromotorisch (Motor M) angetriebene Hydraulikpumpen. Die elektrischen Anschlüsse "m" und "Masse" sind ebenfalls symbolisch angedeutet. Außerdem ist eine elektrisch arbei tende Funktionsüberwachungsvorrichtung 30 vorgesehen, mit der die Arbeisweise des Motors M überprüfbar ist.

Die Fahrzeugräder VR, VL, HR und HL sind mit induktiven Sensoren S₁ bis S₄ ausgerüstet, die elektrische Signale erzeugen, die das Raddrehverhalten, d. h. die Radgeschwindig keit und deren Änderung erkennen lassen. Diese Signale wer den über die Eingänge E₁ bis E₄ der elektronischen Schaltungsanordnung 31 zugeführt, die Bremsdrucksteuer signale erzeugen, mit denen bei Erkennen einer Blockiernei gung die Ein- und Auslaßventile 14 bis 17 und 22 bis 25 zeitweise umgeschaltet und dadurch der Bremsdruck konstant gehalten, abgebaut und zur gegebenen Zeit wieder erhöht wird. Über die Ausgänge A₁ bis A₄ werden hierzu die Be tätigungsmagnete der Ein- und Auslaßventile 14-17 und 22- 25 angesteuert; die elektrischen Verbindungsleitungen zwi schen den Anschlüsen A₁ bis A₄ und den Wicklungen der Ventile 14 bis 17 und 22 bis 25 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Die elektronische Schaltungsanordnung 31 kann in bekannter Weise durch fest verdrahtete Schaltkreise oder durch pro grammierbare elektronische Bausteine wie Mikrocomputer oder Mikrocontroller realisiert werden.

Das Einschaltsignal zum Inbetriebsetzen des Motors M der Pumpen 28, 29, der während einer Schlupfregelung laufen muß, wird über den Anschluß m an den Motor M angelegt. Die Bremsanlage arbeitet wie folgt: Bei Bremsbetätigung wird die Pedalkraft F, unterstützt durch den Unterdruck im Brems kraftverstärker 2, auf die Arbeitskolben 5 und 6 übertragen. Die Zentralregelventile 9 und 10 schließen, so daß sich nun mehr in den Druckkammern 7 und 8 und damit in den Haupt bremsleitungen 40 und 41 Bremsdruck aufbauen kann, der über die geöffneten Einlaßventile 14 bis 17 zu den Radbremsen 18 bis 21 gelangt.

Wird nun mit Hilfe der Sensoren S₁ bis S₄ und der elektronischen Schaltungsanordnung 31 eine Blockierneigung an einem oder an mehreren Rädern erkannt, so setzt die Schlupfregelung ein. Der Motor M der Pumpen 28, 29 wird ein geschaltet, wodurch sich in den beiden Versorgungsleitungen 32 und 33 ein Druck aufbaut, der sich einerseits über die Rückschlagvetile 34, 35 und die Zweigleitungen 36, 37, 38 und 39 bis zu den nunmehr geschlossenen Einlaßventilen 14 bis 17 fortpflanzt und andererseits die Druckkammern 7 und 8 des Tandemhauptzylinders 1 beaufschlagt. Ein weiteres Verschie ben der Arbeitskolben 5, 6 in Richtung der Pedalkraft F sowie eine Entleerung der Druckkammern 7 und 8 wird verhindert, da nunmehr Druckmittel von den Pumpen 28, 29 über die Versor gungsleitungen 32, 33, die geöffneten Rückschlagventile 34, 35 und die Hauptbremsleitungen 40, 41 in die Druckkammern 7 und 8 einströmt und die Kolben 5 und 6 in ihre Ausgangsstellung zurückzudrücken versucht.

Der tatsächliche Bremsdruckverlauf in den Radbremsen 18 bis 21 wird bei Rädern, die nicht zum Blockieren neigen, durch ein regelmäßiges Öffnen und Schließen der Einlaßventile 14 bis 17 an das nunmehr im Hauptzylinder 1 herrschende Brems druckniveau angeglichen und an den zum Blockieren neigenden Rädern durch Öffnen der Ein- und Auslaßventile 14-17 und 22-25 entsprechend den von der elektronischen Schaltungs anordnung 31 abgegebenen Steuersignalen geregelt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Einlaßventile 14 bis 17 noch durch parallelgeschaltete Rückschlagventile 42, 43, 44 und 45 abgesichert. Diese Rückschlagventile 42 bis 45 ermöglichen in besonderen Fällen, insbesondere bei Pedal rücknahme, nach Druckerniedrigung in den Bremskreisen eine Beendigung der Bremsdruckregelung bzw. ein Lösen der Rad bremsen. Da auch bei geschlossenen Einlaß- und Auslaß ventilen 14 bis 17 und 22 bis 25 eine geringe Menge Druck mittel aus den Radbremsen 18 bis 21 in die Druckkammern 7 und 8 zurückströmen kann, wenn die Arbeitskolben 5 und 6 des Tandemhauptzylinders durch Rücknahme der Pedalkraft F zurückbewegt werden bzw. wenn sich die Zentralregelventile 9 und 10 in der Offenstellung befinden.

In Fig. 2a sieht man, daß zu Beginn des Bremsens die Pumpen ausgeschaltet sind und mit Beginn der Regelung zum Zeitpunkt t₂ eingeschaltet werden. Fig. 2b zeigt den Bremsdruckver lauf an einem geregelt gebremsten Rad. Vom Zeitpunkt t₁ an, der den Beginn der Bremsung markiert, steigt der Brems druck etwa exponentiell an. Sobald zum Zeitpunkt t₂ Blockierneigung sensiert wurde, wird er gehalten und danach abgesenkt und schrittweise wieder erhöht, sobald erneut Blockierneigung auftritt, wird weiter abgesenkt und wiederum erhöht. Fig. 2c zeigt den Bremsdruckverlauf an einem ungere gelt gebremsten Rad. Auch hier steigt parallel zum Brems druckverlauf in Fig. 2b der Druck vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂ etwa exponentiell an. Mit Beginn der Rege lung, d. h. zum Zeitpunkt t₂, wird er jeweils kurzzeitig gehalten und ein wenig erhöht, bis ein Maximalwert erreicht ist. Sobald der Fahrer das Pedal zurücknimmt, wird der Druck etwas gesenkt, dies ist in der Fig. der Zeitpunkt t₃.

Bezugszeichenliste

1 Tandemhauptzylinder
2 Unterdruckbremskraftverstärker
3 Druckstange
4 Bremspedal
5 Arbeitskolben
6 Arbeitskolben
7 Druckkammer
8 Druckkammer
9 Zentralregelventil
10 Zentralregelventil
11 hydraulische Leitung
12 hydraulische Leitung
13 Ausgleichsbehälter
14 Einlaßventil
15 Einlaßventil
16 Einlaßventil
17 Einlaßventil
18 Radbremse
19 Radbremse
20 Radbremse
21 Radbremse
22 Auslaßventil
23 Auslaßventil
24 Auslaßventil
25 Auslaßventil
26 hydraulische Rückflußleitung
27 Saugleitung
28 Pumpe
29 Pumpe
30 Funktionsüberwachungsvorrichtung
31 elektronische Schaltungsanordnung
32 Versorgungsleitung
33 Versorgungsleitung
34 Rückschlagventil
35 Rückschlagventil
36 Zweigleitung
37 Zweigleitung
38 Zweigleitung
39 Zweigleitung
40 Hauptbremsleitung
41 Hauptbremsleitung
42 Rückschlagventil
43 Rückschlagventil
44 Rückschlagventil
45 Rückschlagventil
F Pedalkraft
M Motor
m elektrischer Motoranschluß
A_1-4 Ausgang
E_1-4 Eingang
S_1-4 Sensor
t₁ Zeitpunkt, an dem die Bremsung beginnt
t₂ Zeitpunkt, an dem die Regelung beginnt
t₃ Zeitpunkt, an dem der Fahrer das Pedal zurücknimmt

Claims

1. Schaltungsanordnung für eine elektronisch gesteuerte blockiergeschützte Bremsanlage mit in die Bremsleitungen eingefügten Einlaßventilen und Auslaßventilen, die zur Blockierschutzregelung ansteuerbar sind, mit einem Hauptzylinder und mit mindestens einer Pumpe, die im Regelfall einschaltbar ist und Druckmittel aus einem Ausgleichsbehälter in die Arbeitskammern des Hauptzylin ders fördert, dadurch gekennzeichnet, daß diese bei Blockierneigung mindestens eines Rades (z. B. VR) zunächst alle Einlaßventile (14, 15, 16 und 17) schließt und daß sie während der Regelung des Brems drucks in der Radbremse (19) des Blockierneigung zeigen den Rades (VR) die Einlaßventile (14, 16 und 17) der üb rigen Räder (VL, HR und HL) durch pulsweise Ansteuerung mit vorgebbarem Puls-Pausen-Verhältnis öffnet bzw. schließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß sie die Einlaßventile (14, 16 und 17) an den nicht blockiergefährdeten Rädern (VL, HR und HL) etwa viermal so lange schließt, wie sie sie öffnet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß sie die Einlaßventile (14, 16 und 17) an den nicht blockiergefährdeten Rädern (VL,HR und HL) 28 Millisekunden schließt und danach 7 Millisekunden öffnet während eines Zyklusses.