DE8915650U1 - Vorrichtung zur rückwirkungsfreien ABS- und gleichzeitigen ASR-Regelung - Google Patents

Description

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02.03.1989

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 10

Vorrichtung sur rückwirkungsrrsien ABS- und gleichzeitigen ASR-Reijelung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Verwendung sogenannter Plunger-Systeme, die in der Lage sind, einen ABS-Betrieb ohne fühlbare Rückwirkung im Bremspedal des Hauptbremszylinders zu realisieren, ist in vielfältiger Form bekannt, beispielsweise aus Bosch Technische Berichte 7 (1980), Seite 76, Bild 14b, wo eine Plunger-Betriebspumpe mit eigenem Vorrat angegeben ist, die wahlweise auch zur Mitversorgung eines Bremskraftverstärkers herangezogen werden kann.

In letzter Zeit wird ferner häufig gerade bei solchen Fahrzeugen, die schon über eine ABS-Regelung mit den entsprechenden Sensoren, Schaltungskomponenten, Regelaggregaten und einer zugeordneten Steuerelektronik verfügen, ergänzend eine sogenannte ASR-Regelung (Anti-

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schlupfregelung) eingeführt, die unter teilweiser Ausnutzung der ABS-Komponenten dann kostengünstig realisiert werden kann* Die Grunifunk¹ Lon einer solchen ASR-Regelung besteht darin, daß umgekehrt wie bei der Realisierung von ABS-Funktionen (Einsatz eines Antiblockiersystems bei Bremsvorgangen) bei einem durchaus von den gleichen Sensoren erfaßbaren Durchdrehen der Räder dem jeweiligen Radzylinder Bremsdruck unabhängig von einer "rsmsenbetätigung durch die Bedienungsperson des Fahrzeugs zugeführt wird.

Hierdurch kommt es zu einem Abbremsen eines durchdrehenden Rades, so daß sich etwa nach Art einer elektronischen Differentialsperre eine Vergleichmäßigung des Arbeitens der Räder der angetriebenen Achse bei einem Kraftfahrzeug ergibt, wirksam beispielsweise als Anfahrhilfe, beim Betrieb auf glattem Untergrund, wo unter Umständen ein Rad bei Stillstand des anderen zum Durchdrehen neigt, beim Kurvenfahren u.dgl. Es ist sinnvoll, eine im Bereich einer ABS-Regelung realisierte ASR-Regelung durch eine Drehmomentbegrenzung im Antriebsbereich 7.U ergänzen.

Problematisch kann hier die Anpassung der noch erforderlichen ASR-Komponenten auf das Antiblockiersystem sein, beispielsweise wenn dieses zur Erzielung eines rückwirkungsfreien ABS-Betriebs mit sogenannten Plunqer-Kolben arbeitet, die zusammen mit Absperrventilen und gegebenenfalls den erforderlichen ABS-Regelventilen ein gemeinsames Hydroregelaggregat in der gewünschten, auch mehrkanaligen Ausführung bilden können.

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Solche Hydroregelaggregate sind bekannt und deren Grundfunktion zur Erzielung eines rückwirkungsfreien ABS-Betriebs unter Einbeziehung von Flunger-Kolben läßt sich beispielsweise ^em Aufsatz "Mehr Sicherheit beim Bremsen", Zeitschrift fluid, Januar 1984, Seite 10 entnehmen. Dieses bekannte Hydroregelaggregat für eine Antibiockiervorrichtung umfafst in der üblichen Weise Radsensoren, eine Regel- und Steuerelektrode sowie das hydraulische Regelaggregat, welches in der Verbindungsleitung zwischen dem pedalbetätigten Hauptbremszylinder und den jeweiligen Radbremszylindern ein Rückschlagventil vorsieht sowie pa»'?llel hierzu und hinter dem Rückschlagventil angeschlossen einen Plunger-Kolben, der bei Ansteuerung im ABS-Betrieb Druckmittelvolumen aus der Leitung und den angeschlossenen Radb_emszylindern abzieht, hierdurch das Rückschlagventil zum Hauptbremszylinder schließt und dann unabhängig zu diesem die ABS-Funktionen entsprechend den Betriebsanforderungen realisiert. Die Steuer- und Regelelektronik sorgt dabei dafür, daß sich mitteis vorgegebener Druckgradienten im Bremssystem der Druck einstellt, der die verschiedenen Straßenzustände berücksichtigt. Bei Zurücknahme der Pedalkraft am Hauptbremszylinder kann das Rückschlagventil wieder öffnen, so daß die Leitung zwischen diesem und den angeschlossenen Radbremszylindern wieder frei wird.

Es ist ferner bekannt, in vergleichbarer Weise gesteuert« Rückschlagventile zwischen Hauptbremszylinder und der Kombination aus Radbremse und Plunger-Zylinder anzuordnen (DE-OS 2 045 689), wobei die Betätigung des Plunger-Zylinders über einen Hilfsdruck mittels eines Magnetventils erfolgt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer rückwirkungsfreinn ABS-Regelung mit gleichzeitiger Einbeziehung von ASR-Funktionen bei hydraulischen Bremsen dafür zu sorgen, daß trotz der Verwendung eines in seiner Druckhöhe beliebig gestalteten Betätigungs- oder Steuerdrucks für die Umschaltung auf ABS-Funktion dieser Steuerdruck in gleicher Weise für die Realisierung der ASR-Regelung herangezogen werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß für die spezielle Art der hier vorgesehenen ABS-Recelung eine Kochdruckladepumpe erforderlich ist, die sich aufgrund der Erfindung in gleicher Weise zur Versorqunq des Brems ventils bei einem hydraulischen Bremskraftverstärker und zum Einspeisen bei ASR-Betrieb heranziehen läßt. Dabei gelingt es, den Gesamtaufwand im Hinblick darauf, daß insgesamt ein rückwirkungsfreies System geschaffen werden kann, im Vergleich gering zu halten, wobei darüber hinaus geschlossene Bremskreise realisiert werden können.

Ein noch geringerer Gesamtaufwand ist dann erforderlich, wenn bei Bremssystemen mit einem offenen Bremskreis dieser die Antriebsräder versorgt. Dabei ist ferner von Vorteil, daß sich die durch die Erfindung möglichen Lösungen zur ASR-Regelung nicht nur in einem separaten ASR/ABS-Hydroaggregat, sondern auch in einem integrierten ASR/ABS-Bremskraftverstärker sinnvoll einsetzen lassen.

Ein weiterer Vorteil vorliegender Erfindung liegt darin, daß sowohl·für die Hydroteilaggregate im ABS-Bereich

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als auch für Modifikationen dieser Hydroteilaggregate, die für den ASR-Betrieb eingesetzt werden, Plunger-Lösungen verwendet werden können, wobei die Umschaltung zwischen Normalbremsbetrieb und der Realisierung von ABS-Funktionen bzw. ASR-Funktionen durch Ansteuerung eines hydraulisch betätigten Absperrventils durch den von einer Hochdruckladepumpe erzeugten und gespeicherten Bremsmitteldruck erfolgt; es ist also der Druck der Hochdruckladepumpe, der für sämtliche Umschaltungen von Steuerventilen sowie die Ansteuerung der zugeordneten Plunger-Systeme sowohl im ABS-Betrieb als auch im ASR-Betrieb verantwortlich ist und der daher als einziger Ansteuer- oder Betätigungsdruck im System vorgesehen ist. Dieser Druck kann ferner unabhängig vom Druck im Hauptbremszylinder sein, da es gelingt, durch spezielle Ausgleichsflächen im Bereich von ABS-Hydroteilaggregaten eine Kompensation zwischen dem gesteuerten und dem ungesteusrten Betätigungsdruck, was für den ABS-Betrieb wesentlich ist, zu bewirken - mit anderen Worten: Im Bereich des Absperrventils ergibt sich ein hydraulischer Axialkraftausgleich.

Dabei liec^t ein weiterer besonderer Vorteil vorliegender Erfindung darin, daß dann, wenn einer rückwirkungsfreien ABS-Regelung bzw. einem rückwirkungsfreien ASR-Betrieb der Vorzug gegeben wird, eine Zuordnung und Kombination für beliebige Bremsvarianten und Bremskraftverstärker im geschlossenen oder offenen Bremskreis möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüchen und in diesen niedergelegt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich-

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nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisiert das Hydraulikschaltschema für ein Plunger-System für separates ABS und ASR bei achsweiser Bremskreisaufteilung, zwei geschlos-

aggregate;

Fig. 2 die spezielle Ausführungsform eines Absperrventils mit Plunger für die Realisierung der ASR-Funktion, welches modifiziert ist gegenüber dem in

Fig. 3 gezeigten Hydroteilaggregat als Kombination eines hydraulisch betätigten Absperrventils mit einem Plunger-Kolben für die Realisierung von ABS-Funktionen;

Fig. 4 zeigt das hydraulische Schaltschrma eines erfindungsgemäßen Plunger-Systems für separates ABS und ASR bei diagonaler Bremskraftaufteilung

Fig. 5 zeigt schließlich ein Plunger-System für ABS und ASR im separaten Hydroaggregat für eine Zweikreisbremse mit einem dynamischen Kreis.

Beschreibung der Ausführuncjfsbeispiele

In Fig. 1 ist ein separates 4-Kanal-Hydroaggregat für ein Plunger-ABS mit hydraulisch betätigten Absperrventilen dargestellt, welches ferner durch zusätzliche Komponenten zur gleichzeitigen Realisierung eines auf dem Plunger-Prinzip basierenden ASR-Betriebs ausgebildet ist. Das separate Hydroaggregat der Fig. 1 umfaßt vier ABS-Hydroteilaggregate 10a, 10b, 10c und 10d. jeweils mit zugeordneten ABS-Magnetventilen 11a.

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11b, 11c und 11d, die in der üblichen Form als 3/3-Wege-Magnetventile ausgebildet sind und von einer gemeinsamen, in der Darstellung der Fig. 1 nicht gezeigten Steuerelektronik angesteuert sind, der mindestens Eingangssignale von Radsensoren zugeführt sind. Die vier Hydroteilaggregate 10a, 10b, 10c, 1Od sind an eine gemeinsame Hochdruckpumpe 2 angeschlossen, die aus einem eigenen Reservoir 3 saugt und deren Betrieb durch ein Druckbegrenzungsventil 4 sowie einen Hochdruckspeicher 5 mit zugeordnetem Druckschalter 6 vervollständigt

wird. Mindestens mit Einsetzen der ABS-Itegelung erfolgt der Anlauf der Punpe.

Der Ausgang jedes der dargestellten ABS-Hydroteilaggregate ist mit einem zugeordneten Radbremszylinder RZH, RZI2, RZIH und RZII2 verbunden, wobei das Bezugszeichen I auf einen ersten gemeinsamen (geschlossenen) Bremskreis und das Bezugszeichen II auf einen zweiten, zu diesem unabhängigen (geschlossenen) Bremskreis hinweist.

Im folgenden wird zunächst zum besseren Verständnis der Erfindung anhand der Darstellung der Fig. 3 genauer der Aufbau zunächst eines ABS-Hydroteilaggregats 10 erläutert. Dieser Aufbau ist für sämtliche in Fig. 1 und in den nachfolgenden Figuren dargestellten und jeweils entsprechend beschalteten ABS-Hydroteilaggregaten identisch, so daß die anhand der Darstellung der Fig. 3 gegebene Erläuterung für alle Ausführungsformen zutreffend ist, wobei ferner in den Fig. 1, 4 und 5 aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit mindestens einige dieser Hydroteilaggregate 10 lediglich noch in der Umrißform dargestellt sind.

Das Hydroteilaggregat 10 der Fig. 3 umfaßt ein hydrau-

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lisch betätigtes Absperrventil 12 und eine zugeordnete und mit dem Absperrventil 12 zusammenwirkende Plunger-Kolbenanordnung 13, wobei zu diesen beiden Teilaggre-Cj-aten noch das übliche ABS-Ventil 11 gehört in der ebenfalls üblichen 3/3-Wegeausbildung mit den Schaltpositionün "Druckerhöhen" = A, "Druckhalten" = B und "Druckablassen¹¹ = C. Alle oder nur bestimmte Teilaggregai ·:■ können in einem gemeinsam oder jeweils in getrennten Gehäusen angeordnet sein; bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind das hydraulisch betätigte Absperrventil 12 Uiid der Bereich des Plunger-Kolbens 13 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet dargestellt.

Am Hydroteilaggregat 10 der Fig. 3 sind insgesamt vier Anschlüsse nach außen vorgesehen, nämlich ein erster Anschluß 15, der von einem bei 16 angedeuteten Hauptbremszylinder mit Betätigungspedal 16a kommt, ein zweiter Auslaßanschluß 17, der zxi jeweils einem oder mehreren angeschlossenen Radbremszylindern führt, die mit 18 bezeichnet und in Fig. 3 lediglich angedeutet sind; ein dritter Schalteingangsanschluß 19, der mit dem Bereich einer Hochdruckpumpe verbunden ist und schließlich ein vierter Steuereingangsanschluß 20, der vom Auslaß des 3/3-Wege-ABS-Regelventils 14 gebildet ist. Das hydraulisch betätigte Absperrventil 12 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein 3/2-Wege-Umschaltventil und hat die Aufgabe, bei einsetzenden ABS-Funktionen die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 16 und dem oder den jeweils angeschlossenen Radbremszylindern zu unterbrechen und den Bereich der Radbremszylinder auf das Plunger-Kolbensystem zu schalten, welches über die ABS-Regelung mit ABS-Ventil 11 entsprechend beaufschlagt wird und die jeweilige ABS-Funktion realisiert.

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Hierzu verfügt das Absperrventil 13 über einen Schaltoder Betätigungskolben 21, der gleitverschieblich in einer abgetreppten Zylinderbohrung 22 des für das Absperrventil und dem Plunger-Kolben gemeinsame·:: Gehäuse 23 sitzt und über eine kolbenstangenartige Verlängerung 21a verfügt, die sich in der Zeichenebene der Fig. 3 nach links bis in den eigentlichen Ventilbereich 24 erstreckt. Die kolbenstangenartige Verlängerung wird im folgenden als B->äcigunc~stange 21a bezeichnet; diese durchsetzt einen stacior .en Dichtungsstopfen 25 mil innerer Gleitführungsboi. .ang für c?e Betätigungsstange 21a i :id trennt den Ventilbereich 24 von dem Umschaltbetätigungsfcereich 26 mit des; ~-iätigungskolben 21. Der abg<>setzte vordere Endbereich der Betätigungsstange 21a - abgesetzt uuch deshalb, damit der Zu- und Abfluß über die Verbindung'leitung 27 und den Ringkanal 28 vom Plunger-Kolben zum Ventilbereich sichergestellt ist bestimmt die jeweilige Ventilposition einer insofern losen Ventilkugel 29, der in der axialen Richtung des Absperrventils gesehen zwei einander gegenüberliegende Ventilsitze zugeordnet sind und die daher zwei Schließstellungen einnehmen kann, nämlich in Anlage an einen ersten Ventilsitz 30 zur Absperrung der vom Hauptbremszylinder 16 kommenden Zuleitung und einen zweiten Ventilsitz 31 zur Absperrung der Verbindung zwischen Radbremszylinder und Plunger-Kolben. Diese letztere Ventilsitzposition, also in Anlage an den Ventilsitz 31 ist die Normalbremsposition oder ABS-Funktion.

Man erkennt, daß in diesem Fall die Verbindung vom Einlaßanschluß 15 vom Hauptbremszylinder 16 über die Leitung 32, die inneren Verbindungskanäle 33 mit Längskanal 34, längs des Ventilsitzes 30 mit Querkanal J5 zum

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Verbindungskanal 36 über den Auslaßanschluß 17 zum Radbremszylinder 18 offen ist. Die andere Schaltposition gestimmt sich durch die Anlage der Ventilkugel 39 am Sitz 30, wobei der Hub der Von'.iikugel 23 zwischen diesen beiden Ventilsitzen vorzugsweise nur sehr gering ist und beim Ausführungsbeispiel, dieses aber nicht einschränkend, lediglich ein oder zwei Millimeter beträgt.

Dabei ist in dieser anderen Sitzposition der Verbindung^ kanal 27 über den Ringkanal 28, entlang des Sitzes 31 und wieder zum Auslaßkanal 36 zum Radbremszylinder 18 offen, während die Verbindung zum Hauptbremszylinder vollkommen geschlossen ist. Da diese andere Sitzposition der Realisierung von ABS-Funktionen dient, erkennt man, daß es sich' hier um eine rückwirkungsfreie ABS-Regelung handelt, bei welcher der Regelvorgang (Druckschwingungen des hydraulischen Druckmediums im Bereich Plunger-Kolber. bis Radbremszylinder) nicht im dem Hauptbremszylinder 16 zugeordneten Bremspedal 16a fühlbar ist, und zwar bei keiner Ausbildungsform des Hauptbremszylinders, auch nicht in der Ausführungsform als Bremsdruckverstärker mit Bremsdruckventil.

Im Bereich des hydraulisch betätigten Absperrventils sind noch zwei Vorspannungsfedern vorgesehen, und zwar eine erste Vorspannungsfeder 37, die auf die Ventiikugal 29 wirkend diese auf ihren Sitz 31 preßt und so den Normalbremszustand mit offener Verbindung zwischen Hauptbremszylinder und Radbremszylinder(n) vorgibt, und eine zweite Vorspannungsfeder 38, die entsprechend den Betätigungskolben 21 mit Betätigungsstange 21a i,n der Zeichenebene nach rechts auf Anschlag an den Zylinderbohrungsgrund drückt, so daß die Vt.ritilkugel 29 auch

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in dieser Sitzposition freigegeben ist. Die Federn in dem System, insbesondere Vorspannungsfeder 38 für den Betätigungskolben sind dabei vorzugsweise so dimensioniert, daß sie ip wesentlichen auftretende Reibungsund Dichtungskräfte überwinden.

Die Piunger-Koibenanordnung IJ umfaßt einen in einer durchgehenden Führungsbohrung 39 des Gehäuses 23 gleitverschieblich gelagerten Plunger-Kolben 40, der über eine Vorspannungsfeder 41 in seine in der Zeichnung der Fig. 3 dargestellte linke Ausgangsposition gedruckt ist. Der Plunger-Kolben 40 teilt die zylindrische Führungsbohrung 39 in zwei Arbeitsräume, in einen linken, mit dem Radbremszylinder 18 bei entsprechend geschaltetem Absperrventil verbundenen Arbeitsraum 41 und in den rechten Arbeitsraum 42, der über eine Drossel 43 mit dem vom ABS-Ventil 14 geschalteten Steuerdruckeinlaß 20 in Verbindung steht. Dabei teilt sich die vom Steuerdruckeinlaß 20 kommende (innere) Ver bmdungsleitung 44 in eine Zweigleitung 44a auf, die in den Federraum 45 des hydraulisch betätigten Absperrventils einmündet und insofern die Betätigungskolben-Vorderfläche mit deii vom ABS-Ventil 14 kommenden Steuer druck beaufschlagt. Dabei weist der Betätigungskolben insgesamt vier unterschiedliche Druckflächen auf, nämlich

die Druckfläche 45 der Betätigungsstange vorne (bis in die weiter nach rechts gezogenen abgesetzten Eckbereiche - Dichtung)

die rückstellfederbelastete Vorderseite 46 des Betätigungskolbens 21;

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die Rückseite 47 des Betätigungskolbens 21 und schließlich

eine Ausgleichsflache 48.

Diese Ausgleichsfläche 48 ist gebildet aufgrund einer

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der Fig. 3 rechten Teilbereich des Betätigungskolbens - in Verbindung mit ein^r entsprechenden Abtreppung der Gehäusegleitbohrung 22 - und ist über eine Zweigleitung 15a von dem vom Hauptbremszylinder 16 kommenden Druck ständig beaufschlagt.

Dabei sind folgende Bemessungsregeln einzuhalten: Die Ausgleichsfläche 48 und die Stangenfläche sind gleich groß zu wählen, wodurch sich eine Kompensation der Arbeitsdrücke ergibt, denn damit sind auch die verbleibenden Flächen von Vorderseite und Rückseite des Betätigungskolbens 21 gleich groß, so daß sich der gesteuerte und der unnpst-etiarte RptätinnnnsHriirk knmnen<:iprpn &mdash; _, &mdash; &mdash; &mdash; ^ _, &mdash; ..._c &mdash;

können. Dabei sollen ferner die beiden Sitzflächen der Ventilkugel 29, auf die das vordere Ende der Betätigungsstange des Betätigungskolbens 21 drückt, annähernd gleich der Fläche der Betätigungsstange sein.

Diese Abstimmung der Druckflächen untereinander in Verbindung mit der vom Druck des Hauptbremszylinders bedienten Ausgleichsfläche 48 ermöglicht die Einleitung eines beliebig hohen Schaltdrucks für das hydraulisch zu betätigende Absperrventil, ohne daß es einer Abstimmung auf den vom Hauptbremszylinder erzeugten Drucks im Falle der Realisierung von ABS-Funktionen bedarf, denn normalerweise müßte der für die Umschaltung des Absperrventils benötigte Servodruck gleich dem Hauptbremszylinderdruck sein.

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Dieser Problematik wird hier durch die Druckauskopplung über die Teilleitung 15a vom Hauptbremszylinder auf die Ausgleichsfläche 48 begegnet. So gelangt man zu einem vollständigen Druckausgleich bei geringem Spiel, wobei sich die folgenden Grundfunktionen im Ablauf ergeben, auf die nunmehr genauer eingegangen wird.

Beim Normalbremsbetrieb befindet sich die Ventilkugel 29 auf ihrem rechten Sitz auf Anschlag, wobei die Verbindung vom Hauptbremszylinder zu den Radbremszylincern offen ist und sämtliche anderen Leitungen, Arbeitskammern und Druckflächen drucklos bleiben.

Der Anlauf der Hochdruckpumpe 11 erfolgt mit Einsetzen der ABS-Regelung. Dadurch allein erfolgt allerdings noch keineUmschaltung des Absperrventils 12, denn die Druckkräfte auf den Flächen 46 und 47 kompensieren sich. Wird dann das ABS-Ventil 14 in die Druckabsenkungsposition C gebracht, erfolgt die Umschaltung des Absperr- \ c in uie anciSjCs rosiv.xcn> !/er iiGCncrucrvpiinipt.'i"

druck wirkt auf die Betätigungskolben-Rückseite 4 7 ein, so daß die Ventilkugel 29 über die Wirkung der Betätigungsstange 21a auf ihren nunmehr anderen Sitz 30 gepreßt wird. Die Verbindung zwischen Hauptbremszylinder 16 und Radbremszylinder 18 wird unterbrochen und die Verbindung zwischen letzterem und dem Plunger-Kolben 40 bzw. dessen vorderen Arbeitsraum 41 freigegeben, über di~* Drossel 4 3 kann verdrängtes Druckmittel aus dem Plungerraum in die Reservoir-Rückleitung 49 abfließen. Die Betätigung des Plunger-Kolbens erfolgt stets durch den Pumpendruck der Hochdruckpumpe 11, wobei die verdrängte Flüssigkeit die Drosselbohrung der Drossel 4 3 in beide Richtungen passieren muß. Hierdurch ist in Verbindung mit den elektronisch hervorgerufenen Schaitbewegungen _des ABS-Ventils 14 eine Beeinflussung der Druckgradien-

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ten in den Radbrems zylindern möglich, wobei davon ausgegangen werden kann, daß im Mittel aufgrund der über das Magnetventil 14 auch in den Zweigkanal 44a und von dort auf die Betätigungskolben-Vorderseite gelangende Druck immer geringer ist als der volle Hochdruckpumpen-Schaltdruck auf die Kolbenrückseite. Hier spielen auch Leitungsquerschnitte und sonstige, zum Teil auch gewollte Drosselwiderstände, etwa in der Teilleitung 44a eine Rolle. Die richtige Abstimmung der Drossel 43 auf das auszurüstende Fahrzeug bleibt daher eine wichtige Applikationsaufgabe. Andererseits sichert aber die Druckgleichheit, die wie erläutert im Bereich des Absperrventils herrscht, die Möglichkeiten des Fahrers, über das Bremspedal 16a und den von ihm im Hauptbremszylinder 16 erzeugten Druck auf das Bremssystem einzuwirken und den im Radbremszylinder herrschenden Druck vorzugeben. Hier ist auch zu berücksichtigen, daß im Fall von ABS-Funktionen und geschlossenem Absperrventil (geschlossen mit Bezug auf die Unterbrechung der Druckleitung zwischen Hauptbremszylinder und Radbremszylinder) auf die Ventilkugel 29 der vom Plunger-Kolben 40 erzeugte Druck wirkt, der auch auf die Stangenfläche rückwirkt - allerdings nur im Falle des Druckaufbaus über das A3S-MagnetventiI 14. Diese Druckgleichgewichte sichern bei vorhandenem Hauptbremszylinderdruck, der dann auch auf die Auscleichsflache 48 wirkt, daß die Ventilkugel 29 unter der Wirkung des Betätigungsskolbens 21 in Schließposition verbleibt - erst wenn der Druck vom Hauptbremszylinder aufgehoben oder unter den Radzylinderdruck abgelenkt wird, erfolgt die Umschaltung, die durch den über das ABS-Ventil 14 auch auf die rückstellfederbelastete Vorderseite des Betätigungsskolbens 21 aufgeleitet wird.

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Es kann davon ausgegangen werden, daß durch d.\e Drosselwirkung im ABS-Ventil im Falle von ABS-Funktionen, axso im dynamischen Ablauf, kein vollständigem Druckgleichgewicht auftreten kann. Mit anderen Worten, der Betätigungskolben-Stirnflächendruck (auf die Rückseite), der ja nicht geschaltet wird, überwiegt und sorgt für die Rückwirkungsfreiheit der eingeleiteten ABS-Funktion.

Man erkennt, daß durch den Einsatz eines solchen Hydroaggregats bzw. Hydroteilaggregats mit Absperrventil und Plunger rückwirkungsfreie ABS-Funktionen bei beliebig erzeugtem Hauptbremszylinderdruck möglich sind, unabhängig zu dem von der Hochdruckpumpe 11 stammenden Servodruck für den ABS-FaIl.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 1 saugt die Hochdruckpumpe 2 Bremsflüssigkeit aus dem eigenen Reservoir 3 und fördert das Druckmittel (Bremsflüssigkeit) in das Leitungssystem, das bei dem in Fig. 1 gezeigten 4-Kanal-Hydroaggregat mit Plunger-System für separates ABS und ASR-Betrieb daher auch über vier erste ABS-Hydroteilaggregate 10a, 10b, 10c und 10d verfügt, wobei der Pumpenhochdruck über die ABS-Ventile 11a, 11b, 11c und 11d zu den Hydroteilaggregaten gelangt. Eine Absicherung der Hochdruckleitung gegen zu hohe Drücke erfolgt über ein Druckbegrenzungsventil 4. Die insgesamt geschlossenen beiden Bremskreise I und II arbeiten auf jeweils eine Achse.

Dieses bisher geschilderte Plunger-System für separates ABS wird ergänzt durch weitere hydraulische Schaltungsmittel für die Realisierung eines ASR-Betriebs unter Mitbenutzung der ABS-Komponenten, wobei in Fig. 1 für die beiden angetriebenen, dem Bremskreis II zugeordneten Räder mit den Radbremszylindern RZIH und RZII2 der angetriebenen Achse ein ASR-Hydrotei!aggregat IQ¹

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noch vorgesehen und mit den beiden ABS-Hydroteilaggregaten 10b und 10d verbunden ist.

2s ist sinnvoll, im folgenden zunächst snhand der Darstellung der Fig. 2 auf den modifizierten Aufbau dieses Ä3R-Hydroteilaggregats 10' einzugehen, welches im grundsätzlichen Aufbau mit einem Sperrventil und ei am zugeorodnet.en Plunger-Kolben dem Aufbau des ABS-Hydroteilaggregates ähnelt, so daß nach Struktur und Aufbau vergleichbare Tiiilkomponenten auch mit gleichen Bezugs?*eichen, zusätzlich mit einem Beistrich oben, versehen sind.

Ein Hauptunterschied zu dem ABS-Hydroteilaggregat 10 besteht darin, daß das Sperrventil 12' in seinem Aufbau nicht auf die Erzielung eines Druckgleichgewichts der von außen angreifenden Drücke ausgelegt ist, sondern im Ventilbereich so arbeitet, daß die Verbindung vom Hauptzylinderanschluß 15' hier zu den jeweils angeschlossenen ABS-Plunger-Hydroteilaggregaten von der Ventilkugel 29' zum entsprechenden Auslaßanschluß 36' entweder freigegeben ist, wie in Fig. 2 gezeigt, oder nach Umschaltung des Sperrventils 12' dieses ASR-Hydroteilaggregats unterbrochen wird bei weiter aufrechterhaltener Verbindung des Auslaßanschlusses 27' des Plunger-Systems 13.

In diesem Fall der erforderlichen Bremsdruckerzeugung durch das Plunger-System 13 und Weiterleitung über das zugeordnete Sperrventil 12' zu den ABS-Plunger-Hydroteilaggregaten ist der Federraum 42' des Plunger-Systems 13 mit dem Sperrventil 12' verbunden, während der durch den Plunger-Kolben 40' abgetrennte zweite

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Arbeitsraum 41' über eine Verbindungsleitung 50 mit dem von der Hochdruckladepumpe 2 erzeugten Druck verbunden ist. Die Zuführung dieses Betätigungs- oder Steuerdrucks erfolgt am Einlaßanschluß 51 &aacgr;&&zgr; ASR-Hydroteiiaggregats 10" über ein weiteres 3/2-Wera-ÄSR-Magnetventil 52 (siehe Fig. U, weiches xm ASR-Betriebsfall angesteuert wird und dann den hohen Steuerdruck auf das ASR-Hydroteilaggregat 10" aufleitet. Durch den Druckschalter 6 und den Hochdruckspeicher 5 ist dafür gesorgt, daß tin ^: &ldquor;tsprechender Stauerdruck ständig zur Verfügung s &ldquor;ht.

Eine weiters Modifikation des hydraulisch betätigten Absperrventils 12' besteht darin, daß die Ventilkugel 29 hier fest mit der Betätigungsstange 21a¹ des Betätigungskolben? 21 verbunden ist, der auf seiner Stirnseite 47' wiederum vom Steuerdruck, auf seiner gegenüberliegenden Seite, also im Bereich des Federraums jedoch über eine Zweigleitung 52 vom HZ-Druck beaufschlagt ist. Hierdurch wird bei fehlendem Steuerdruck, wenn also das 3/2-Wege-ASR-Umschaltventil 52 den entsprechenden Steuerdruckbereich des ASR-Hydroteilaggregats 10' entlüftet, das Absperrventil durch den HZ-Druck in der gewünschten Offen-Position gehalten.

Sobald im Sperrventil 12' auf den ASR-Betrieb umgeschaltet wird, verschließt daher die Ventilkugel 29' den Zufluß vom Hauptzylinder, wobei es sich zur entsprechenden Bremsdruckerzeugung und Weiterleitung zu den ABS-Plungern der ASR-Plunger-Kolben 40' in der Zeichenebene der Fig. 2 nach rechts bewegt, was zu einem entsprechenden Druckaufbau im Bereich der Eingangsanschlüsse 15 der beiden an das ASR-Hydroteilaggregat 10' angeschlossenen ABS-Hydroteilaggregate 10b und 10d

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(Fig. 1) führt, wobei bei diesen ABS-Hydroteilaggregaten 10b und 10d, wie in Fig. 1 gezeigt, die entsprechenden HZ-Eingangsanschlüsse bei vollständiger Beibehaltung der Grundstruktici:· Jer Fig. 3 parallel über die Verzweigungsleitungen 53a, 53b mit dem Auslaß 54 des ASR-Hydroteilaggregats 10' verbunden sind. Eine entsprechende ASR-Regelung ergibt sich unter Einbeziehunc der dann von der zugeordneten Steueitlektronik entsprechend dem ASR-Betriebsfall beaufschlagten, diese Funktion mitübernehmenden ABS-Magnetventile 11b, 11d in Verbindung mit den ABS-Plunger-Systemen dieser Hydroteilaggregate 10b und 10d.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei dem ASR-Hydroteilaggregat der Fig. 2 besteht noch darin, daß der Plunger-Kolben 40' im Ruhezustand durch die Rückstellfeder 40a' in der gezeigten Position gehalten wird. Daher bestimmt die Federkraft dieser Rückstellfeder gleichzeitig auch den Anfangspunkt der Plunger-Kennlinie, so daß eine druckabhängige Abstimmung dor Schließzeitpunkte von Absperrventil und Plunger-Bewegung im Bereich dieses ASR-Hydroteilaggregats 10* möglich ist.

Bei einer diagonalen Bremskreisaufteilung, wie dies in der 7ig. 4 schematisiert angedeutet ist, ist gegenüber der in Fig. 1 getroffenen Bremskreisaufteilung ein zusätzlicher ASR-Plunger mit Umschaltventil in der Form eines weiteren ASR-Hydroteilaggregats 10" erforderlich, wobei die hydraulischen Leitungsverbindungen so wie in Fig. 4 gezeigt ausgebildet sind, d.h. der Druck HZI vom Hauptzylinder HZ des Bremskreises I gelangt auf das ABS-Hydroteilaggregat 10a direkt und auf das auf den Radbremszylinder eines angetriebenen Rades

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arbeitende ABS-Hydroteilaggregats 10' indirekt über die Sperrventil/Plunger-Wirkung des ASR-Hydroteilaggregats 10" und das gleiche gilt für den Bremskreis II, so daß die beide,! der angetriebenen Achse zugeordneten ABS-Hydroteilaggregate 10c und 10d jeweils einem unterschiedlichen geschlossenen Bremskreis I bzw. II zuge-

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Schließlich läßt sich entsprechend der Darstellung der Fig. 5 noch eine für den kombinierten ABS/ASR-Betrieb besonders kostengünstige und daher auch vorteilhafte Lösung eines Plunger-Systems in Form einer Zweikreisbremse mit einem dynamischen Kreis realisieren, wobei ABS-Hydroteilaggregate, die dem geschlossenen Bremskreis I zugeordnet sind, auf die nicht angetriebenen Räder arbeiten, bei einem über die Hinterachse angetrie benen Kraftfahrzeug also auf die Radbremszylinder der Vorderräder, während der vom Bremsventil beaufschlagte, offene dynamische Bremskreis II für jeden der Radbremszylinder RZIII Und RZII2 jeweils eincä der üblichen 3/3-Wege-ABS-Magnetventile 11b', 11c¹ aufweist, mit einem zusätzlichen 3/2-Wege-ASR-Magnetventil 52', welches im ASR-Betriebsfall die Druckversorgung des offenen Bremskreises II auf den Bereich der Hochdruckladepumpe 2 mit Druckspeicher 5 schaltet. Hierdurch ist also bei Versorgung des Bremskraftverstärkers von der ABS/ASR-Druckversorgung her die Erweiterung des offener Kreises II zum ASR-Betrieb durch Hinzufügen zunächst eines weiteren 3/3-Wege-ABS-Magnetventils (als Regelventil für das zweite angetriebene Rad - wenn man zunächst davon ausgegangen ist, daß für die Realisierung von ABS-Funktionen mit nur einem ABS-Regelventil an dieser Achse auszukommen wäre) sowie des ohnehin erforderlichen 3/2-Wege-ASR-Magnetventiis 52' als ASR-

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Einspeiseventil möglich. Ein ASR-Plunger-System entfällt in diesem Fall.

Es versteht sich, daß eine entsprechende Modifikation der Fig. 5 auch ein Dreikreis-Bremssystem ermöglicht, wobei dann lediglich die Heranführung von zwei separaten HZ-Leitüngen an die entsprechenden ÄBS-Hydroteiiaggregate 10a, 10c erforderlich ist, die in der Darstellung der Fig. 5 von dem gleichen Hauptzylinder des Bremskreises I druckversorgt sind.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (1)

R. 227^7 Sp 2227/ot/mü 02.03.1989 ROBERT BOSCH GMBH Ansprüche

1. Vorrichtung zur rückwirkungsfreien ABS- und gleich-

aeiuiyen ÄSR-Reyeiüny &iacgr; Ani.ibluCkiei5yS teiii - A&Pgr; LischlUpf ·

regelung) bei hydraulischen Bremsen für bewegliche Einheiten, Kraftfahrzeuge, Motorräder u.dgl., mit einem pedalbetätigten Hauptbremszylinder und an diesen über den ABS-Eingriff ermöglichende Absperrventile mit zugeordnetem Plunger-Kolben angeschlossene Radbremszylinder,

durch gekennzeichnet, daß eine Druckfläche des die Druckmittelverbindung zwischen Hauptzylinder und den jeweiligen Radbremszylindern unterbrechenden bzw. für die Realisierung von ABS-Funktionen mit einem zugehörigen Plunger-Kolben verbindenden Absperrven-

&pgr; tilS vöin DrUCk einet Hochdruckladepumpe (2) beäüf-

schlagt ist, deren Druck gleichzeitig im ASR-Betriebs-

t; fall über ein entsprechend angesteuertes ASR-Ein-

speiseventil jedem angetriebenen Rad zugeordneten

ABS-Steueraggregaten (3/3-Wege-ABS-Magnetventile 11b¹, 11c¹; ABS-Hydroteilaggregate 10b, 1Od) zugeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (21) des Sperrventils (12)

im ABS-Hydroteilaggregat (10a, 10b, 10c, 1Od) eine Druckausgleichsfläche (48) aufweist, die vom Druck des pedalbetätigten Hauptzylinders beaufschlagt ist.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gakenn-

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kennzeichnet, daß der die Umschaltung zwischen Hauptzylinder und Radbremszylinder einerseits bzw. Plunger-System und Radbremszylinder andererseits im ABS-FaIl bewirkende Betätigungskolben (21) eine Betätigungsstangen-Druckfläche (Stangenfläche 45), eine rückstellfederbelastete Vorderseite (46). eine

&Ogr;&idiagr;&iacgr;/·*1/·&Ogr;&Lgr;&Idigr; 4-A ( A ~7 \ 11r*s3 ^ i ii &Pgr;&Lgr;&Mgr; U SII r»4* ·» t? 1 4 &Pgr;/&iacgr; Ot·/^ »*M/<1/ Uoaitf

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U.Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ABS-FaIl die Stangenfläche (45) von dem im Bereich R3dbrs;r!sz"lindsr'zvj^scrdnstc P lim^sr-* Kolben = Arbeitsraum (41) herrschenden vom Schaltverhalten des ABS-Regelventils (14) abhängigen Druck beaufschlagt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ' r _j ²^, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (21) im ABS-Hydroteilaggregat mit einer Betätigungsstange (21a) das als Ventilkugel (29) ausgebildete Ventilglied des 3/2-Wege-Absperrventils in seiner Position bestimmt und daß die Ventilkugel (29) in axialer Richtung einander gegenüberliegende erste und zweite Sitze (21, 30) aufweist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die im Falle von ABS-Funktionen von der Betätigungsstange (21a) des Betätigungskolbens (21) auf einen ersten Sitz (30) gepreßte, lose gelagerte Ventilkugel (29) die Verbindung zwischen Hauptbremszylinder und jeweils angeschlossenem Radbremszylinder rückwirkungsfrei unterbricht und gleichzeitig durch Abheben von ihrem zweiten Sitz (31) die Verbindung zwischen der zugeordneten Arbeitskammer (41) des Plunger-Kolbens (40) und dem Radbremszylinder herstellt, wobei das mit der Ventilkugel (29) in Wirkverbindung stehende vordere Ende der Betätigungsstange (21a) von dem Betätigungskolben getrennt und durch einen stationären Zwischenstopfen (25) abgedichtet geführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Einsetzen der ABS-Regelung anlaufende Hochdruckpumpe (2) mit zugeordnetem Druckbegrenzungsventil (4) aus einem zugeordneten Druckmittelreservoir (13a) ansaugt und das geforderte Druckmittel der Betätigungskolbenrückseite unmittelbar und der federbelasteten Vorderseite (46) in Abhängigkeit zu der jeweiligen Schaltfunktion (A, B,

C) des 3/3-Wege-ABS-Magnetregelventil (14) zuführt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der den ihm vom ABS-Regelventil (14) zugeführten Druck im wesentlichen im gleichen Verhältnis (1 : 1) übersetzende und dem Radbremszylinder im Falle einer Druckerhöhung zuführende Plunger-Kolben (40) im gleichen Gehäuse wie das Absperrventil (12) angeordnet ist, mit entsprechenden inneren Verbindungskanälen (27, 44a) zwischen dem Bereich des "***«*"&mdash;&Igr;^&lgr;&Igr; &Kgr;&eeacgr;&pgr;&ogr; t» ·■» j*3 s3ai*i iker»äfrtiar»l· &iacgr; 1

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9- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d_a_ durch gekennzeichnet, daß in der Beaufschlagungssaite zwischen Plunger-Koiben (40) und dem AE.-Regeiventil (14) eins Drossel (43) angeordnet ist zur Feinabstimmung der ABS-Rö

10. "'orrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 daaurch gekennzeichnet, daß auf die Ventilkugel (29) des Absperrventils (12) eine diese auf ihren zweiten Sitz (21) pressende und die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem jeweils angeschlossenen Radbremszylinder offenhaltende Vorspannungsfeder (37) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ¹ bis ¹0> dadurch gekennzeichnet, daß eine den Betätigungskolben (21) mit Betätigungsstange (21a) in seine ABS-regelfreie Position zurückführende Vorspannungsfeder (38) in einem sich durch die Verjüngung des Betätigungskolbens in seine Betätigungsstange gebildeten und durch den Zwischenstopfen (25) abgeschlossenen Freiraum (45) befindet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines 4-Kanal-Hydroaggregats mit zwei geschlossenen Bremskreisen (I, II) insgesamt vier aus Absperrventil, Plunger-Koiben und zugeordnetem ABS-Regelventil (14a, 14b, 14c, 14d) gebildete Hydroteilaggregate (10a, 10b, 10c, 10d) vorgesehen sind, wobei jeweils zwei der Teilaggregate (10a, iöc, iöb, Iod) von der gleichen Hauptzylinderleitung (HZI, HZII) beaufschlagt sind.

13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche ¹ bis ¹²» da-

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durch gekennzeichnet, daß die den Rädern einer angetriebenen Achse zugeordneten ABS-Hydroteilaggregate auf ihrer Einlaßseite gemeinsam mit dem Auslaß eines ASR-Hydroteilaggregats (10¹) bei achsweiser Bremskreisaufteilung bzw. jeweils mit einem zugeordneten eigenen ASR-Hydroteilaggregat (10'. 10") bei diagonaler Bremskreisaufteilung verbunden sind.

14. vorrichtung - >ch eine der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, laß das die Verbindung zum Hauptzylinder im ASR-:fttrieb starrende Absperrventil 12') im ASR-Hydroteilaggregat (10·, 10") eine ständige Verbindung der angaseri jsenen ABS-Plunger-Systeme .'.n den entsprechenden Hydroteilaggregaten zu dem ASR-Plungdr-Diuckraum (42') aufrechterhält und bei Umschaltung i : ASR-Betriebsfall durch den auf die Stirnfläche seines Betätigungskolbens (21') einwirkenden Hochdruckladepumpen-Steuerdrucks lediglich den Zulauf zum Hauptzylinderanschluß unterbricht.

15. vorrichtung nach Anspruch ^1l*> dadurch gekennzeichnet, daß auf den Plunger-Kolben (40*) im ASR-Hydroteilaggregat (10', 10") der gleiche Hochdruckladepumpen-Steuerdruck wirkt, wobei der Plunger-Kolben in der Ruhelage durch eine Rückstellfeder (40a¹) in Position gehalten ist, deren Federkraft gleichzeitig den Anfangspunkt der Plunger-Kennlinie bestimmt derart, daß eine druckabhängige Abstimmung der Schließzeitpunkte von Absperrventil und Plunger-Bewegung im Bereich des ASR-Hydroteilaggregats (10¹, 10") möglich ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das sowohl mit

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dem Bremsventil bei einem hydraulischen Bremskraftverstärker als auch mit dem Steuerdruck der Hochdruckladepumpe verbundene ASR-Einspeiseventil ausganasseitig lediglich mit j weils jedem Radbremszylinder der angetriebenen Achse zugeordnete 3/3-Wege-ABS-Hagnetventile (11b¹, 11c') verbunden ist.