DE3723875A1 - Sicherheitseinrichtung fuer ein mit einem antiblockiersystem ausgeruestetes strassenfahrzeug - Google Patents
Sicherheitseinrichtung fuer ein mit einem antiblockiersystem ausgeruestetes strassenfahrzeugInfo
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- B60T8/4208—Debooster systems
- B60T8/4225—Debooster systems having a fluid actuated expansion unit
Description
Die Erfindung betrifft ein Antiblockiersystem für ein
Straßenfahrzeug mit einer hydraulischen Mehrkreis-Bremsan
lage, die mindestens einen geschlossenen Bremskreis umfaßt,
der an einen Ausgangsdruckraum eines Bremsgeräts ange
schlossen ist, in dem ein zur Betätigungskraft propor
tionaler Ausgangsdruck erzeugt wird, der über ein Einlaß
ventil in eine Primärkammer eines Druckmodulators einkoppel
bar ist, die einen Druckausgang hat, an welchen ein zu der
bzw. den Radbremse(n) führender Bremsleitungszweig des
statischen Bremskreises angeschlossen ist, der mindestens
ein elektrisch ansteuerbares, z. B. als 2/2-Wege-Magnet
ventil ausgebildetes Bremsdruck-Regelventil umfaßt, mittels
dessen zur Steuerung von Druckaufbau-, Druckabbau- bzw.
Druckhalte-Phasen der Antiblockierregelung die der Regelung
unterwerfbare(n) Radbremse(n) mit dem Ausgang der Primär
kammer verbindbar bzw. gegen diese absperrbar ist bzw. sind,
und mit den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
genannten, gattungsbestimmenden Merkmalen.
Ein Antiblockiersystem dieser Art ist Gegenstand der
eigenen, älteren - nicht vorveröffentlichten - Patentan
meldung P 36 37 781.3-21.
Bei dem dort beschriebenen Antiblockiersystem ist der dem
geschlossenen Bremskreis, z. B. dem Vorderachs-Bremskreis
zugeordnete Druckmodulator in der Art einer hydraulisch
angetriebenen Pumpe ausgebildet, deren Förderdruckraum - die
Primärkammer - durch den Modulatorkolben gegen die Sekundär
kammer - den Antriebsdruckraum - beweglich abgegrenzt ist.
Der Antriebsdruckraum ist mittels eines ABS-Funktions-
Steuerventils alternativ an den Hochdruckausgang einer
Hilfsdruckquelle anschließbar, wodurch der Modulatorkolben
gegen die Wirkung einer kräftigen Rückstellfeder in seine
mit minimalem Volumen der Primärkammer verknüpfte, eine
Endstellung gedrängt wird. In dieser Endstellung des Kolbens
ist ein als Kugel-Sitzventil ausgebildetes Einlaß-Ventil
mittels eines sich an der Ventilkugel einerseits und am
Kolben andererseits abstützenden Stößels in seiner Offen-
Stellung gehalten, wodurch der Ausgangsdruckraum des Brems
geräts mit der Primärkammer in kommunizierender Verbindung
steht. An einen Ausgang der Primärkammer sind über je ein als
2/2-Wege-Magnetventil ausgebildetes Bremsdruck-Regelventil
die beiden Vorderradbremsen angeschlossen. Im normalen, d.
h. einer Antiblockierregelung nicht unterworfenen Betriebs
zustand der Bremsanlage ist der hohe Ausgangsdruck der
Hilfsdruckquelle in den Antriebsdruckraum des Druckmodula
tors eingekoppelt und dessen Kolben dadurch in der mit
minimalem Volumen der Primärkammer verknüpften Endstellung
gehalten, wobei der Kolben und die Hilfsdruckquelle so
dimensioniert sind, daß der Kolben in der genannten Stellung
auch dann bleibt, wenn mit dem maximalen Bremsdruck gebremst
wird, der über das offene Einlaßventil, die Primärkammer und
die in ihren Grundstellungen befindlichen Bremsdruck-
Regelventile in die Radbremsen eingekoppelt wird. Tritt an
einem der gebremsten Räder eine Blockiertendenz auf, die
eine Druckabsenkung in der Radbremse erfordert, so wird das
Bremsdruck-Regelventil der anderen Radbremse in seine
Sperrstellung gesteuert, und es wird das ABS-Steuerventil in
eine erregte Stellung gesteuert, in welcher sich der zuvor in
den Antriebsdruckraum des Druckmodulators eingekoppelte
Steuerdruck zum drucklosen Vorratsbehälter der Hilfs
druckquelle hin entspannen kann. Dadurch erfährt der Kolben
- unter dem Einfluß der Rückstellfeder und des in die
Primärkammer eingekoppelten Bremsdruckes - eine Verschiebung im
Sinne einer Volumvergrößerung der Primärkammer, wobei nach
einem kleinen Anfangshub des Kolbens in dieser Richtung das
Einlaßventil in seine Sperrstellung gelangt und mit der
weiteren Volumvergrößerung der Primärkammer eine Druckab
senkung an der zu regelnden Bremse erzielt wird. Der
Druckmodulator ist so dimensioniert, daß auch dann, wenn
zuvor nahezu der maximal mögliche Bremsdruck in die Rad
bremsen eingesteuert war und dieser durch die Regelung weit
gehend abgebaut werden muß, der maximale Druckabsenkungshub
des Modulatorkolbens hierfür ausreichend ist, ein derartiger
Druckabbau - innerhalb eines Kolbenhubes - jedoch nicht mehr
möglich ist, wenn die Regelung im angesprochenen Sinne an
beiden Radbremsen wirksam wird. In einer solchen Situation,
die beispielsweise dadurch erkannt wird, daß sich das für
die Kolbenposition charakteristische Ausgangssignal eines
zur Erfassung der Kolbenposition vorgesehenen Stellungs
gebers nicht mehr ändert, die Regelung aber weiterhin eine
Druckabsenkung an den Radbremsen "verlangt", werden die
Bremsdruck-Regelventile beider Radbremsen in ihre Sperr
stellung gesteuert, und es wird in den Antriebsdruckraum des
Druckmodulators erneut der hohe Ausgangsdruck der Hilfs
druckquelle eingekoppelt, wodurch der Modulatorkolben
nunmehr eine Verschiebung im Sinne einer Verkleinerung des
Volumens seiner Primärkammer erfährt, wobei durch den in der
Primärkammer sich aufbauenden Druck das seinem Aufbau nach
einem Rückschlagventil entsprechende Einlaßventil öffnet und
Bremsflüssigkeit aus der Primärkammer in den Tandem-Haupt
zylinder zurück verdrängt wird. Der Druckmodulator arbeitet
in dieser Phase wie die Rückförderpumpe bekannter Anti
blockiersysteme. Nach Abschluß eines solchen "Rückförder
hubes" des Druckmodulators kann der Druckabsenkungsbetrieb -
durch erneute Verschiebung des Kolbens im Sinne einer Ver
größerung des Volumens der Primärkammer - im vorstehend
erläuterten Sinne wieder fortgesetzt werden. Damit die
Bremsanlage - unter Verzicht auf die Antiblockier-Regel
funktionen - funktionsfähig bleibt, wenn die Hilfsdruck
quelle ausgefallen ist und der Kolben des Druckmodulators in
seine mit maximalem Volumen der Primärkammer entsprechende
Endstellung ausweicht, ist ein ebenfalls als Kugel-Sitz
ventil ausgebildetes Bypass-Ventil vorgesehen, das einen
zweiten, vom Bremsgerät zur Primärkammer des Druckmodulators
führenden Druckmittel-Strömungspfad freigibt, sobald der
Kolben eine dem größten Teil seines maximalen Hubes ent
sprechende Mindestentfernung von der Ventilkugel erreicht
hat, die bis dahin von einem federbelasteten Schließglied in
ihre Sperrstellung gedrängt war, das jedoch ab einem
Mindesthub des Kolbens von diesem mitgenommen wird, sodaß
die Kugel den Ventilsitz freigeben kann. Ungeachtet zahl
reicher vorteilhafter funktioneller Eigenschaften dieses
Antiblockiersystems gegenüber dem Stand der Technik ent
sprechenden Antiblockiersysteme ähnlicher Bauart ist eine
ungünstige Eigenschaft desselben insoweit erkennbar, als es
z. B. für den Fall, daß die Hilfsdruckquelle zwar nicht
"völlig" ausgefallen ist, sondern lediglich einen redu
zierten Ausgangsdruck liefert, möglich ist, daß der Modula
torkolben durch Druckbeaufschlagung seines Antriebsdruck
raumes nicht mehr bis in seine mit minimalem Volumen der
Primärkanmer verknüpfte, auch für den nicht geregelten
Bremsbetrieb ausgenutzte, Endstellung geschoben werden kann,
mit der Folge, daß der Kolben unter dem Einfluß des in die
Primärkammer eingekoppelten Bremsdruckes etwas ausweicht,
wodurch das Einlaß-Steuerventil auch beim normalen Brems
betrieb in seine Sperrstellung gelangen kann, was zumindest
zu einer Begrenzung des ausnutzbaren Bremsdruckes führt, was
natürlich nicht hingenommen werden kann.
Noch ungünstiger ist natürlich der Fall, daß der
Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle nicht mehr ausreicht, um
den Kolben gegen die Rückstellkraft der - kräftigen - Rück
stellfeder wenigstens soweit bis in die Nähe seiner mit
minimalem Volumen der Primärkammer verknüpften Endstellung
zu bringen, daß die Ventilkugel des Einlaßventils wenigstens
um einen Teil ihres normalen Öffnungshubes von ihrem Ventil
sitz abgehoben wird, das Bypass-Ventil durch die noch zu
einem Teil mögliche Verschiebung des Modulatorkolbens aber
in seiner Sperrstellung gehalten bleibt. In diesem Falle
kann mit dem an den Druckmodulator angeschlossenen Brems
kreis überhaupt nicht mehr gebremst werden. Als ein zwar
weniger gravierender Nachteil kann auch der relativ kompli
zierte mechanische Aufbau des Druckmodulators einschließlich
des Einlaß- und des Bypass-Ventils angesehen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Antiblockiersystem
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es
bei gleichwohl einfachem Aufbau weniger störanfällig ist und
insbesondere gewährleistet ist, daß bei einem Ausfall der
Hilfsdruckquelle die Bremsanlage funktionsfähig bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich
nenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die hiernach vorgesehene Ausbildung des Einlaß-
Steuerventils als Magnetventil kann dieses gleichsam unab
hängig von der Momentanposition des Modulatorkolbens jeweils
in die situationsgerechte Funktionsstellung gesteuert werden
wodurch sichergestellt ist, daß in jeder möglichen
Position des Kolbens gebremst werden kann. Dem durch das
Magnetventil bedingten zusätzlichen technischen Aufwand
steht eine erhebliche Vereinfachung des Aufbaues des
Druckmodulators gegenüber, da sowohl ein mechanisches Einlaß
ventil und ein mechanisches Bypass-Ventil und die zu ihrer
Steuerung erforderlichen Betätigungs- bzw. Schließglieder
entfallen, und dadurch der Druckmodulator wesentlich
billiger und auch mit kleineren räumlichen Abmessungen her
stellbar ist.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist eine bevorzugte
Gestaltung des erfindungsgemäßen Antiblockiersystems
angegeben, bei dem anhand einfacher logischer Verknüpfungen
die Ansteuerung des Magnetventils in regelungsgerechter Folge
und Dauer möglich ist.
Durch die gemäß Anspruch 3 vorgesehene Art der Ansteuerung
des Einlaßventils wird erreicht, daß der Druck in der
Primärkammer schnellstmöglich an den vom Fahrer mittels des
Bremsgeräts erzeugten Steuerdrucks angeglichen wird, sowohl
im Sinne eines Bremsdruckaufbaues als auch im Sinne eines
Druckabbaus.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 4
eine über Rückschlagventile an die Radbremsen angeschlos
sene Bypass-Leitung vorgesehen ist, über die, wenn der
Fahrer das Bremspedal während einer Regelphase "zurück
nimmt", Bremsdruck rasch abgebaut werden kann.
Durch die Merkmale des Anspruchs 5 wird mit einfachsten
technischen Mitteln die Möglichkeit geschaffen,
Änderungsraten des Bremsdruckes in Druckabbau- und Druck
aufbau-Phasen der Antiblockierregelung in eine optimale
Relation zueinander zu setzen. Durch ein gemäß Anspruch 6 im
Rahmen der Hilfsdruckquelle vorgesehenes weiteres Funktions-
Steuerventil können auf einfache Weise Druckhalte-Phasen der
Antiblockierregelung und gleichzeitig die Aufladung eines
im Rahmen der Hilfsdruckquelle vorgesehenen Druckspeichers
gesteuert werden, und es ist mit Hilfe dieses Ventils auch
ein schonender Betrieb der Speicherladepumpe durch Über
brückung des Druckbegrenzungsventils, durch dessen
Öffnungsdruck das Speicherdruckniveau bestimmt wird,
möglich.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 sind einfache Gestal
tungen des Modulatorkolbens und eines zu seiner Positions
überwachung geeigneten Stellungsgebers angegeben, die eine
genaue Feststellung der Momentan-Position des Kolbens wie
auch seiner Bewegungsgeschwindigkeit ermöglichen.
Durch die gemäß Anspruch 8 vorgesehene Gestaltung des
Modulatorkolbens und Anordnung der Rückstellfeder kann
erreicht werden, daß diese auch in der mit maximalem Volumen
der Primärkammer des Druckmodulators verknüpften Endstellung
seines Kolbens noch eine vor Spannung erwünschten Betrages
entfaltet.
Wenn gemäß Anspruch 9 eine zusätzliche Rückstellfeder vor
gesehen ist, die eine - erhebliche - Rückstellkraft nur in
einem der mit minimalem Volumen der Primärkammer verknüpften
Endstellung unmittelbar benachbarten Hubbereich des Kolbens
entfaltet und die beiden Rückstellfedern eine geeignete
Dimensionierung haben, vorzugsweise der durch den Anspruch 10
angegebenen Dimensionierungs-Relation genügen, so ist das
Ausgangssignal des Stellungsgebers, jedenfalls im Endbereich
seines Druckaufbau-Hubes, ein Maß für den im Antriebs
druckraum herrschenden Druck, sodaß beispielsweise dessen
Anstiegsrate zur Funktionsüberprüfung der Hilfsdruckquelle
ausgenutzt werden kann.
Durch die Merkmale des Anspruchs 11 ist eine zweckmäßige
Gestaltung der zusätzlichen Rückstellfeder angegeben.
Durch die gemäß Anspruch 12 vorgesehene Auslegung des
Antiblockiersystems mit je einem Druckmodulator für jede der
Regelung unterwerfbaren Radbremse kann auch "gegenphasig"
geregelt werden, das heißt an der einen Radbremse Bremsdruck
aufgebaut werden, während an der anderen Radbremse
Bremsdruck abgebaut wird.
Zusätzliche Funktionssicherheit des Antiblockiersystems und
der Bremsanlage insgesamt kann auch durch das gemäß Anspruch 12
vorgesehene weitere, als Bypass-Ventil geschaltete Magnetventil
erzielt werden.
Durch einen gemäß Anspruch 13 vorgesehenen, in dem Modulator
kolben des jeweiligen Druckmodulators des erfindungsgemäßen
Antiblockiersystems integrierte Drucksensor, der auf einfache
Weise gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 oder des Anspruchs
15 realisiert sein kann, werden weitere vorteilhafte
Steuerungsmöglichkeiten hinsichtlich einer bedarfsgerechten
Steuerung von Bremsdruck-Regelphasen der Antiblockierregelung
erzielt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Bescheibung spezieller
Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte, im wesentlichen auf den Vorderachs-
Bremskreis eines Straßenfahrzeuges bezogene, schema
tische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antiblockier
sytemes mit nur einem zur Bremsdruck-Regelung an den
beiden Radbremsen dieses Bremskreises vorgesehenen
Druckmodulator,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit den der Regelung unter
werfbaren Radbremsen je einzeln zugeordneten Druck
modulatoren, in einer der Fig. 1 entsprechenden Dar
stellung,
Fig. 3 ein seinem grundsätzlichen Aufbau nach dem ABS gemäß
Fig. 1 entsprechendes ABS mit einem Druckmodulator mit
mechanischem Einlaßventil und elektrisch steuerbarem
Bypass-Ventil und
Fig. 4 eine spezielle Gestaltung eines im Rahmen der Anti
blockiersysteme gemäß den Fig. 1 bis 3 einsetzbaren
Druckmodulators.
In der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrücklich ver
wiesen sei, sind die funktionswesentlichen Elemente eines
insgesamt mit 10 bezeichneten, erfindungsgemäßen Anti
blockiersystems für ein Straßenfahrzeug mit hydraulischer
Zweikreis-Bremsanlage dargestellt, dessen Vorderradbremsen
11 und 12 in einem Vorderachs-Bremskreis I und dessen, der
Einfachheit halber nicht dargestellte, Hinterradbremsen in
einem Hinterachs-Bremskreis II zusammengefaßt sind, der in
der Darstellung der Fig. 1 lediglich durch seine sich zu
den Hinterradbremsen hin verzweigende Hauptbremsleitung 13
repräsentiert ist. Die beiden Bremskreise I und II sind als
statische Bremskreise vorausgesetzt. Als Bremsgerät ist bei
dem in der Fig. 1 dargestellten speziellen Ausführungs
beispiel ein Tandem-Hauptzylinder 14 üblicher Bauart vorge
sehen, der über einen Bremskraftverstärker 16, z.B. einen
Vakuum-Bremskraftverstärker, mittels des Bremspedals 17
betätigbar ist. Der Vorderachs-Bremskreis I ist, wie üblich,
an den Primär-Ausgangsdruckraum 18, der Hinterrad-Bremskreis
II an den Sekundär-Ausgangsdruckraum 19 des Tandem-Haupt
zylinders 14 angeschlossen.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei angenommen, daß das
Antiblockiersystem sowohl an der Hinterachse wie auch an der
Vorderachse des Fahrzeuges nach jeweils denselben kon
struktiven Prinzipien realisiert ist, so daß es ausreichend
ist, konstruktive und funktionelle Details des Antiblockier
systems 10 lediglich mit Bezug auf die Vorderachse zu erläu
tern. Dabei versteht es sich, daß das Antiblockiersystem an
der Hinterachse auch nach einem anderen, für sich bekannten
Prinzip, z. B. dem Rückförderprinzip, realisiert sein könnte.
Soweit in der nachfolgenden Beschreibung und/oder in den
Zeichnungsfiguren Buchstaben-Indizes verwendet werden, dann
bezeichnet der Index "V" die Vorderachse, der Index "H" die
Hinterachse, der Index "L" die linke Fahrzeugseite und der
Index "R" die rechte Fahrzeugseite.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten, speziellen Aus
führungsbeispiel ist als zentrales Funktionselement des an
der Vorderachse wirksamen Funktionsteils des Antiblockier
systems 10 ein insgesamt mit 21 bezeichneter Druckmodulator
vorgesehen, mittels dessen im Verlauf eines an einer bzw. den
Radbremse(n) 11 und/oder 12 des Vorderachs-Bremskreises I
ablaufenden Antiblockier-Regelzyklus Bremsdruckabbau- und
Bremsdruckaufbau-Phasen steuerbar sind.
Der Druckmodulator 21 ist als Stufenzylinder ausgebildet,
dessen Gehäuse 22 zwei über eine radiale Stufe 23 gegen
einander abgesetzte bzw. an einander anschließende, bezüg
lich der zentralen Längsachse des Modulatorgehäuses 22
koaxiale Bohrungssstufen 26 und 27 hat, gegen die ein
entsprechend gestufter, insgesamt mit 28 bezeichneter
Modulatorkolben mittels je einer kolbenfesten Ringdichtung
29 bzw. 31 abgedichtet ist.
Durch den dem Durchmesser nach kleineren Kolbenflansch 32
des Modulatorkolbens 28 ist innerhalb der kleineren Boh
rungsstufe 26 beweglich und durch eine diese Bohrungsstufe
26 nach außen abschließende Endstirnwand 33 gehäusefest ein
nachfolgend als Primärkammer 34 bezeichneter Funktionsraum
des Druckmodulators 21 in axialer Richtung begrenzt, der
einen Druckeingang 36 hat, der über ein beim dargestellten,
speziellen Ausführungsbeispiel als 2/2-Wege-Magnetventil
ausgebildetes Steuerventil 37 an den dem Vorderachs-
Bremskreis I zugeordneten Primär-Druckausgang 38 des Tandem-
Hauptzylinders 14 angeschlossen ist, sowie einen Druck
ausgang 39, an den die sich zu den Radbremsen 11 und 12 hin
verzweigende Hauptbremsleitung 41 des Vorderachs-
Bremskreises I angeschlossen ist. Durch die größere,
ringflanschförmige Kolbenstufe 42 des Modulatorkolbens 28
und die die Gehäusebohrung 27, gegen welche die größere
Kolbenstufe 42 des Modulatorkolbens abgedichtet ist, nach
außen abschließende Endstirnwand 43 des Modulatorgehäuses 22
ist in axialer Richtung ein Antriebsdruckraum 44 begrenzt,
der über ein ABS-Steuerventil 46 alternativ an einen auf
hohem Druckniveau gehaltenen Ausgang 47 einer insgesamt mit
48 bezeichneten hydraulischen Hilfsdruckquelle anschließbar
bzw. zu deren - drucklosem - Vorratsbehälter 41 hin ent
spannbar ist.
Das ABS-Steuerventil 46 ist als 2/3-Wegemagnetventil ausge
bildet, in dessen Grundstellung 0 der Antriebsdruckraum 44
des Druckmodulators 21 an den Druckausgang 47 der
Hilfsdruckquelle 48 angeschlossen, jedoch gegen deren Vor
ratsbehälter 49 abgesperrt ist, und in dessen erregter
Stellung I der Antriebsdruckraum 44 des Druckmodulators 21
mit dem Vorratsbehälter 49 der Hilfsdruckquelle 48 ver
bunden, gegen den Druckausgang 47 derselben jedoch abge
sperrt ist.
Die Bremsdruck-Regelventile 51 und 52, mittels derer die
Bremsleitungszweige 41′ und 41′′ des Vorderachs-Bremskreises I
zur Steuerung von Druckabbau- und Druckhalte- und Druck
aufbau-Phasen der Antiblockierregelung einzeln oder - zeit
weise - gemeinsam gegen den Druckausgang 39 des Druckmodula
tors 21 absperrbar sind, sind als 2/2-Wege-Magnetventile
ausgebildet, deren Grundstellung die Durchflußstellung und
deren erregte Stellung die Sperrstellung ist.
Des weiteren sind die Radbremsen 11 und 12 über je ein Rück
schlagventil 53 bzw. 54 an eine Bypass-Leitung 56 angeschlos
sen, welche ihrerseits unmittelbar an den Primärdruckausgang
38 des Tandem-Hauptzylinders 14 bzw. einen von diesem zu dem
Steuerventil 37, mittels dessen dieser Primär-Druckausgang 38
gegen den Druckeingang 36 des Druckmodulators 21 absperrbar
ist, führenden Bremsleitungsabschnitt 41′′′, des Vorderachs-
Bremskreises I angeschlossen ist.
Die Rückschlagventile 53 und 54 sind durch höheren Druck in
den Radbremszylindern der Vorderradbremsen 11 und 12 als in
der Bypass-Leitung 56 bzw. im Primär-Ausgangsdruckraums 18
des Tandem-Hauptzylinders 14 in Öffnungsrichtung
beaufschlagt, sodaß auch dann, wenn das Einlaß-Steuerventil
37 in seiner Sperrstellung "hängen" sollte, Bremsdruck
über die Bypass-Leitung 56 abgebaut werden kann, wenn der
Fahrer die Pedalbetätigungskraft zurücknimmt.
Der Modulatorkolben 28 ist mit einer zentralen Sackbohrung
57 versehen, deren in Richtung der zentralen Längsachse 24
gemessene Tiefe annähernd der Länge der dem Durchmesser nach
kleineren Kolbenstufe 32 entspricht, wobei diese Sackbohrung
57 zur Primärkammer 34 des Druckmodulators 21 hin offen ist.
Am Grund 58 dieser Sackbohrung 57 einerseits und an der
Endstirnwand 33, welche die kleinere Bohrungsstufe 26 nach
außen hin abschließt, andererseits, ist eine "kräftige"
Rückstellfeder 59 abgestützt, welche den Modulatorkolben 28
aus seiner dargestellten Stellung, welche annähernd der mit
minimalem Volumen der Primärkammer 34 verknüpften End
stellung des Kolbens 28 entspricht, in dessen andere End
stellung zu drängen sucht, die mit maximalem Volumen der
Primärkammer 34 bzw. minimalem Volumen des Antriebsdruck
raumes 44 verknüpft ist, wobei sich der Modulatorkolben 28
in dieser, gemäß Fig. 1 linken, Endstellung an der die
größere Bohrungsstufe 27 nach außen hin abschließenden End
stirnwand 43 des Modulatorgehäuses 22 abstützt.
Bevor nachfolgend auf weitere bauliche Einzelheiten des
Druckmodulators 21 und deren Funktion Bezug genommen wird,
sei zunächst darauf eingegangen, wie mit den insoweit
erläuterten Funktionskomponenten des ABS 10 an den
Vorderradbremsen 11 und 12 für die Antiblockierregelung
erforderliche Druckaufbau-, Druckhalte- und Druckabbauphasen
steuerbar sind.
Solange die Antiblockierregelung nicht angesprochen hat,
nehmen das Einlaß-Steuerventil 37, das ABS-Steuerventil 46
und die Bremsdruck-Regelventile 51 und 52 ihre dargestellten
Grundstellungen ein. Der Kolben 28 des Druckmodulators 21
ist auf seiner der Querschnittsfläche seiner größeren
Kolbenstufe 42 entsprechenden Fläche F 1 mit dem - hohen -
Ausgangsdruck P A der Hilfsdruckquelle 48 beaufschlagt, der
über das in seiner Grundstellung 0 befindliche ABS-Steuer
ventil 46 in den Antriebsdruckraum 44 des Druckmodulators 21
eingekoppelt wird.
Auf seiner der Querschnittsfläche der kleineren Kolbenstufe
32 entsprechenden Fläche F 2 ist der Modulatorkolben 28 mit
dem über das in seiner Grundstellung 0 befindliche Einlaß-
Steuerventil 37 in die Primärkammer 34 eingekoppelten,
mittels des Bremsgeräts 14 erzeugten Bremsdruck p B
beaufschlagt, der über die an den Druckausgang 39 des
Modulators 21 angeschlossenen Bremsdruck-Regelventile 51 und
52 auch in die Radbremsen 11 und 12 des Vorderachs-Brems
kreises I eingekoppelt ist.
Das Verhältnis F 1/F 2 der wirksamen Kolbenflächen des Modula
torkolbens 28 ist hinreichend groß gewählt, daß der Kolben
28, auch dann, wenn in die Primärkammer 34 der maximale,
durch Betätigung des Bremsgeräts 14 erzielbare Bremsdruck P B
eingekoppelt ist, durch die Druckbeaufschlagung seiner
größeren Kolbenstufe 42 mit dem Ausgangsdruck P A der
Hilfsdruckquelle 48 - gegen die zunehmende Rückstellkraft
der Rückstellfeder 59 - in seine mit minimalem Volumen der
Primärkammer 34 verknüpfte, gemäß Fig. 1 rechte Endstellung
geschoben und in dieser gehalten werden kann und bleibt,
solange der Steuerdruckraum 44 an den Hochdruck-Ausgang 47
der Hilfsdruckquelle 48 angeschlossen ist.
Tritt im Verlauf einer Bremsung, z. B. am linken Vorderrad
eine Blockiertendenz auf, so wird eine in diesem Fall
erforderliche einleitende Druckabbau-Phase eines
Antiblockier-Regelspiels dadurch erzielt, daß das zwischen
den Druckausgang 38 des Bremsgerätes 14 und den Druckeingang
36 des Druckmodulators 21 geschaltete Steuerventil 37 in
seine erregte Stellung I - die Sperrstellung -, das ABS-
Steuerventil 46 ebenfalls in seine erregte Stellung I - die
den Antriebsdruckraum 44 mit dem drucklosen Vorratsbehälter
der Hilfsdruckquelle 48 verbindende Durchflußstellung - und
das Bremsdruck-Regelventil 52 der rechten Vorderradbremse 12
ebenfalls in dessen erregte Stellung I - die Sperrstellung -
geschaltet werden, während das Bremsdruck-Regelventil 51,
das der Radbremse 11 zugeordnet ist, an welcher der
Bremsdruck abgesenkt werden soll, in seiner Grundstellung 0
- der Durchflußstellung - bleibt.
Die Druckabsenkung kommt dadurch zustande, daß der Modu
latorkolben 28 wegen der Druckentlastung des Antriebs
druckraumes 44 nunmehr durch die Rückstellfeder und den in
der Primärkammer 34 herrschenden Druck im Sinne einer
Volumvergrößerung der Primärkammer 34 verschoben wird,
so daß Bremsflüssigkeit aus der Radbremse 11 in die Primär
kammer 34 des Druckmodulators 21 überströmen kann. Auf
analoge Weise werden Druckabsenkungsphasen an der rechten
Radbremse bzw. an beiden Vorderradbremsen 11 und 12 erfor
derliche Druckabsenkungsphasen gesteuert.
Soll nach einer Druckabsenkungsphase der Bremsdruck an der
bzw. den der Regelung unterworfenen Radbremse(n) gehalten
werden, so werden, während das Steuerventil 37 in seiner
Sperrstellung bleibt, die beiden Bremsdruck-Regelventile 51
und 52 in ihre Sperrstellungen I gesteuert und das ABS-
Steuerventil 46 wieder in seine Grundstellung 0 zurückge
schaltet, wodurch im Antriebsdruckraum 44 wieder der Aus
gangsdruck P A der Hilfsdruckquelle 48 ansteht, eine Ver
schiebung des Kolbens 28 im Sinne eines Bremsdruckaufbaus
jedoch nicht erfolgen kann, da die Primärkammer 34 des
Druckmodulators 21 sowohl gegen den Tandem-Hauptzylinder 14
als auch gegen die Radbremsen 11 und 12 abgesperrt ist.
Zu einer hiernach erforderlichen Druckaufbauphase wird das
Bremsdruck-Regelventil 51 und/oder 52 der jeweiligen
Radbremse 11 und/oder 12, während das dem Druckeingang 36
des Druckmodulators 21 vorgeschaltete Steuerventil 37 noch
in seiner Sperrstellung I gehalten bleibt, wieder in die
Grundstellung 0 zurückgeschaltet. Unter dem Einfluß des in
den Antriebsdruckraum 44 des Druckmodulators 21 eingekoppel
ten Ausgangsdruckes P A der Hilfsdruckquelle 48 erfährt der
Modulatorkolben 28 nunmehr eine Verschiebung im Sinne einer
Verkleinerung seiner Primärkammer 34, wodurch Bremsflüssig
keit, die zuvor aus der bzw. den der Regelung im Sinne eines
Druckabbaues unterworfenen Radbremse(n) 11 und/oder 12 von
der Primärkammer 34 aufgenommen worden war, nunmehr wieder -
im Sinne des Druckaufbaues - in die Radbremse(n) 11 und/oder
12 zurückverdrängt wird. Tritt nach einer in dieser Weise
gesteuerten Druckaufbau-Phase der Antiblockierregelung eine
Blockiertendenz an der Vorderachse nicht mehr auf, so wird
das "zwischen" den Tandem-Hauptzylinder 14 und den Druckmo
dulator 21 geschaltete Steuerventil 37 wieder in seine
Grundstellung 0 zurückgeschaltet, sodaß für einen weiteren
Bremsdruckaufbau nunmehr wieder der Ausgangsdruck P B des
Tandem-Hauptzylinders 14 zur Verfügung steht.
Die für die regelungsgerechte Funktionssteuerung der Steuer
ventile 37 und 46 sowie der Bremsdruck-Regelventile 51 und
52 erforderlichen Ansteuersignale werden nach bekannten
Kriterien von einer in der Fig. 1 lediglich schematisch
angedeuteten elektronischen ABS-Steuereinheit 61 erzeugt, im
wesentlichen aus einer vergleichenden sowie differenzieren
den Verarbeitung der Ausgangssignale von Raddrehzahl-
Sensoren 62 und 63, die zur überwachung des Bewegungsverhal
tens der Fahrzeugräder vorgesehen sind und für deren
Umfangsgeschwindigkeiten charakteristische elektrische
Ausgangssignale abgeben.
Bei dem ABS 10 gemäß Fig. 1 sind verschiedene Regelphasen
an den beiden Vorderradbremsen 11 und 12 insoweit möglich,
als an der einen Radbremse 11 oder 12 der Bremsdruck gehal
ten werden kann, während er an der anderen Vorderradbremse
12 bzw. 11 erniedrigt oder erhöht wird. Eine "gegenphasige"
Bremsdruckänderung an den beiden Vorderradbremsen 11 und 12
in dem Sinne, daß an der einen Radbremse 11 oder 12 der
Bremsdruck erhöht und an der anderen Radbremse 12 oder 11
gleichzeitig erniedrigt wird, ist nicht möglich.
Eine "gegenphasige" Bremsdruck-Regelung an den Vorderrad
bremsen 11 und 12 ist jedoch bei dem in der Fig. 2, auf
deren Einzelheit nunmehr verwiesen sei, dargestellten Aus
führungsbeispiel dadurch möglich, daß für jeden der von der
Verzweigungsstelle 64 des Vorderachs-Bremskreises I aus
gehenden, insgesamt mit 66 bzw. 67 bezeichneten Vorderachs-
Bremskreiszweige je ein anhand der Fig. 1 seinem grund
sätzlichen Aufbau nach erläuterter Druckmodulator 21, ein
Anschluß-Steuerventil 37 und ein ABS-Steuerventil 46 der
bereits geschilderten Art vorgesehen sind, die je einer der
beiden Vorderradbremsen 11 bzw. 12 zugeordnet sind, wobei
die Hilfsdruckquelle 48 in der aus der Fig. 2 ersichtlichen
hydraulischen Beschaltung für beide Bremskreiszweige 66 und
67 ausnutzbar ist.
Die für die Möglichkeit einer "gegenphasigen" Regelung eines
Bremsdruckes an den Vorderradbremsen 11 und 12 erforderliche
Auslegung der elektronischen Steuereinheit 61′ des ABS 10′
gemäß Fig. 2 ist dem Fachmann bei Kenntnis des Regelungs
zweckes aufgrund seiner voraussetzbaren Fachkenntnis ohne
weiteres möglich, sodaß diesbezügliche Erläuterungen ent
behrlich erscheinen.
Soweit im übrigen in der Fig. 2 dargestellte Funktionsele
mente mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in der
Fig. 1, soll hierdurch auf die zu der Fig. 1 gehörenden
Beschreibungsteile verwiesen sein, auch bezüglich solcher in
der Fig. 1 dargestellter Bau- und Funktionselemente, die
erst nachfolgend erläutert werden.
Die Fig. 3, auf deren Einzelheiten nunmehr verwiesen sei,
zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines dem Erfindungs
gedanken unterfallenden Antiblockiersystems 10′′, das
funktionell weitgehend dem in der Fig. 1 dargestellten
entspricht, sich von diesem jedoch durch die spezielle
Gestaltung des Druckmodulators 21′ in Verbindung mit dem
hier als mechanisches Ventil ausgebildeten, die Druckein
speisung vom Bremsgerät 14 in die Primärkammer 34 des
Druckmodulators 21′ vermittelnden Druckeinlaß-Ventils 37′
unterscheidet und weiter dadurch, daß ein zusätzliches,
elektrisch ansteuerbares, als 2/2-Wege-Magnetventil ausge
bildetes Bypass-Ventil 68 vorgesehen ist, mittels dessen der
Ausgangsdruck des Tandem-Hauptzylinders 14 auch dann in die
Radbremsen 11 und 12 des Vorderachs-Bremskreises I einkoppel
bar ist, wenn das Einlaßventil 37′ aufgrund einer
Fehlfunktion in seine Sperrstellung gelangt sein sollte,
sowie dadurch, daß ein zusätzliches Funktions-Steuerventil
69 vorgesehen ist, mittels dessen unter anderem in Kombi
nation mit dem ABS-Steuerventil 46 die Steuerdruck-Ein
speisung in den Antriebsdruckraum 44 des Druckmodulators 21′
steuerbar ist.
Soweit Bau- und Funktionselemente des ABS 10′′ gemäß Fig. 3
mit denselben Bezugszeichen versehen sind, wie Elemente des
ABS 10 gemäß Fig. 1, soll hierdurch wieder, um Wieder
holungen zu vermeiden auf die diesbezüglichen Beschrei
bungsteile zu Fig. 1 verwiesen sein. Die Beschreibung des
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 wird daher auf die dieses
vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unterscheidenden Bau-
und Funktionselemente beschränkt.
Das Druckeinlaß-Ventil 37′ ist beim dargestellten, spe
ziellen Ausführungsbeispiel als Kugel-Sitzventil ausgebil
det, dessen Ventilsitz 71 durch eine an der Außenseite der
die Primärkammer 34 in axialer Richtung gehäusefest begren
zenden Endstirnwand 33 des Modulatorgehäuses 22 angeordnete
konische Fase des Druckeingangskanals 36 gebildet ist, und
auf dessen Ventilkugel 72 durch eine vorgespannte Ventil
feder 73 ständig eine Kraft ausgeübt wird, welche die
Ventilkugel 72 in die Sperrstellung des Einlaßventils 37′ zu
drängen sucht.
Das Einlaßventil 37′ umfaßt ein an die Außenseite der
Endstirnwand 33 des Druckmodulatorgehäuses 22 druckdicht
angesetztes, topfförmiges Ventilgehäuse 74, das eine - in
der Offenstellung des Einlaßventils 37′ - mit der Primär
kammer 34 des Druckmodulators 21′ in kommunizierender Ver
bindung stehende Ventilkammer 76 begrenzt, die einen
Druckeingang 77 hat, der über den Abschnitt 41′′′ der
Hauptbremsleitung des Vorderachs-Bremskreises I an den
diesem zugeordneten Druckausgang 38 des Tandem-Hauptzylin
ders 14 angeschlossen ist, und einen Druckausgang 78, von
dem der Bypass-Strömungspfad 79 ausgeht, der - unter Über
brückung des Kugel-Sitzventils 37′ - zum Ausgang 39 des
Druckmodulators 21′ bzw. der an diesen angeschlossenen
Hauptbremsleitung 41 des Vorderachs-Bremskreises I führt.
In der Grundstellung 0 des Bypass-Ventils 68 ist dieser
Bypass-Strömungspfad 79 offen, in der erregten Stellung I
des Bypass-Ventils 68 gesperrt.
Der Kolben 28 des Druckmodulators 21′ ist mit einem zen
tralen, langgestreckt-stabförmigen, schlanken Stößel 81
versehen, der in der dargestellten Grundstellung des Modula
torkolbens 28, die dieser einnimmt, solange das ABS 10′′
nicht aktiviert ist, durch den die Primärkammer 34 des
Druckmodulators 21′ mit der Ventilkammer 76 verbindenden
Druckeingangskanal 36 mit seinem freien Endabschnitt hin
durchtritt und dadurch die Ventilkugel 72 in ihrer vom
Ventilsitz 71 abgehobenen Stellung - der Offen-Stellung des
Ventils 37′ - hält.
Gelangt das Einlaßventil 37′ z. B. aufgrund eines Ausfalls
der Hilfsdruckquelle 48 in seine Sperrstellung, so kann über
den in der Grundstellung 0 des Bypass-Ventils 68 offenen
Bypass-Strömungspfad 79 dennoch an der Vorderachse gebremst
werden.
Das im Rahmen der Hilfsdruckquelle 48 vorgesehene,
zusätzliche Funktions-Steuerventil 69 ist beim
dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als 2/4-Wege-
Magnetventil ausgebildet, das "zwischen" einen Druckspeicher
82 der Hilfsdruckquelle 48 und deren Ausgang 47 einerseits,
sowie andererseits "zwischen" den Hochdruck-Ausgang 83 einer
zur Aufladung des Druckspeichers 82 vorgesehenen
Speicherladepumpe 84 und den - drucklosen - Vorratsbehälter
86 der Hilfsdruckquelle 48 geschaltet ist.
In der Grundstellung 0 dieses Funktionssteuerventils 69 ist
der Druckspeicher 82 über einen Durchflußpfad 87 des
Funktions-Steuerventils 69 und das Ausgangs-Rückschlagventil
88 an den Druckausgang 47 der Hilfsdruckquelle 48 ange
schlossen und der Druckausgang 83 der Speicher-Ladepumpe 84,
gegen eine zum Vorratsbehälter 86 führende Rücklaufleitung
88, über die in der erregten Stellung I des ABS-Steuer
ventils 46 Druckmedium aus dem Antriebsdruckraum 44 des
Druckmodulators 21′ zum Vorratsbehälter 86 der
Hilfsdruckquelle hin abströmen kann, abgesperrt.
In der erregten Stellung I des Funktions-Steuerventils 69
der Hilfsdruckquelle 48 ist deren Druckspeicher 82 gegen den
Druckausgang 47 abgesperrt. Da hier aber nunmehr der
Druckausgang 83 der Speicher-Ladepumpe 84 über einen
Durchflußpfad 91 des Funktions-Steuerventils 69 an die
Rücklaufleitung 89 bzw. den Vorratsbehälter 86 der
Hilfsdruckquelle 48 angeschlossen ist, ist in dieser
Funktionsstellung I des Ventils 69 somit das zwischen
den Vorratsbehälter 86 bzw. die Rücklaufleitung 89
einerseits und den Druckausgang 83 der Speicher-Ladepumpe 84
bzw. den Druckspeicher 82 andererseits geschaltete Druck-
Begrenzungsventil 92 durch einen über den Durchflußpfad 91
des Funktions-Steuerventils 69 führenden Bypass-
Strömungspfad überbrückt, was den Vorteil hat, daß die
Speicher-Ladepumpe 84 im Umwälzbetrieb, d. h., wenn die
Pumpe 84 aktiviert ist, der Speicher 82 aber nicht geladen
werden muß, nicht gegen den den maximalen Speicherdruck
bestimmenden Öffnungsdruck des Druck-Begrenzungsventils 92
arbeiten muß.
Durch ein Umschalten des Funktions-Steuerventils 69 in
dessen erregte Stellung II kann auch eine Druckaufbauphase
der Antiblockierregelung, in deren Verlauf der Kolben 28 des
Druckmodulators 21′ eine Verschiebung im Sinne einer Ver
kleinerung seiner Primärkammer 34 erfährt, gleichsam "unter
brochen", d. h. der Modulatorkolben 28 in einer Position
zwischen seinen möglichen Endstellungen "angehalten" werden.
Insoweit ist das Funktions-Steuerventil 69 auch ein funk
tionswesentliches Element des ABS 10′′. Um die vorgenannte
Funktion beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zu erzielen,
müssen dort, während das Einlaß-Steuerventil 37 schon seine
Sperrstellung I einnimmt, die beiden Bremsdruck-Regelventile
51 und 52 gleichzeitig in ihre Sperrstellungen I gesteuert
werden.
Die beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erforderliche
Abwandlung der elektronischen Steuereinheit 61′′, welche die
für die regelungsgerechte Ansteuerung des ABS-Steuerventils
46 des Bypass-Ventils 68, des Funktions-Steuerventils 69
sowie der Bremsdruck-Regelventile 51 und 52 geeigneten
Ansteuersignale erzeugt, ist dem Fachmann bei Kenntnis des
Regelungszweckes aufgrund des voraussetzbares Fachwissens
ohne weiteres möglich, sodaß diesbezügliche Erläuterungen
nicht erforderlich sind.
Zur Erläuterung weiterer baulicher und funktioneller Einzel
heiten, die bei jedem der Ausführungsbeispiele
vorgesehen sind, sei nunmehr, der Einfachheit halber, wieder
auf die Fig. 1 Bezug genommen.
Der Druckmodulator 21 ist mit einem Weg- bzw. Stellungsgeber
92 ausgerüstet, der ein mit Auslenkungen des Modulator
kolbens 28 stetig variierendes und für die jeweilige Kolben
position charakteristisches Ausgangssignal erzeugt, das als
zusätzliche Informations-Eingabe der elektronischen Steuer
einheit 61 des ABS 11 zugeleitet ist. Dieser Weggeber 92,
der in für sich bekannter Bauweise als Widerstandsgeber oder
als induktiver Geber ausgebildet sein kann, erfaßt beim
dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel die in
radialer Richtung veränderbare Position eines Betäti
gungsstiftes 93, der mit seinem freien Ende an einer koni
schen Mantelfläche 94 des Modulatorkolbens 28 abgestützt
ist, die sich zwischen den jeweils gegen die kleinere Boh
rungsstufe 26 bzw. die größere Bohrungstufe 27 abgedichteten
Flanschbereichen 32 bzw. 42 der kleineren und der größeren
Kolbenstufe des Modulatorkolbens 28 erstreckt und sich zur
größeren Kolbenstufe 42 hin, wie der Fig. 1 entnehmbar,
verjüngt.
Die axiale Ausdehnung und Anordnung dieser konischen Mantel
fläche 94 ist so getroffen, daß das Ausgangssignal des
Stellungsgebers 92 in jeder der zwischen den beiden Endstel
lungen des Kolbens 28 möglichen Zwischenstellungen desselben
in eindeutiger Weise mit der Kolbenposition korreliert ist.
Zweckmäßigerweise ist der Stellungsgeber im übrigen so aus
gebildet, daß sein Ausgangssignal in Proportionalität zu
Änderungen der Kolbenposition variiert. Das Ausgangssignal
dieses Stellungsgebers 94 kann,worauf beispielhaft noch
eingegangen wird, in vielfältiger Weise zur Funktions-Über
wachung und Funktions-Steuerung des ABS 10 ausgenutzt
werden.
Zusätzlich zu der im gesamten Hubbereich H wirksamen Rückstell
feder 59 ist eine zweite Rückstellfeder 96 vorgesehen, die eine
Rückstellkraft nur auf einem kleinen Bruchteil h ≈ H/4 - H/6
des gesamten Hubes eine relativ große Rückstellkraft entfaltet.
Diese zweite Rückstellfeder 96 ist beim dargestellten, speziellen
Ausführungsbeispiel als Tellerfeder ausgebildet, über die der
Modulatorkolben 28 mit seiner größeren Kolbenstufe 42 an der
Gehäusestufe 23 abstützbar ist, welche die größere Bohrungs
stufe 27 gegen die kleinere Bohrungsstufe 26 des Modulatorge
häuses 22 absetzt. Diese zweite Rückstellfeder 96 entfaltet
ihre maximale Rückstellkraft in der mit minimalem Volumen der
Primärkammer 34 verknüpften Endstellung des Modulatorkolbens
und trägt, sobald der Modulatorkolben 28 im Sinne einer Ver
größerung des Primärkammer-Volumens um den Hubabschnitt h oder
mehr aus dieser Endstellung ausgelenkt ist, nicht mehr zu der
dann noch auf den Kolben 28 wirkenden Rückstellkraft bei.
Diese Rückstellfeder 96 ist so dimensioniert, daß die Summe
der - jeweils maximalen - Rückstellkräfte, die von der
Rückstellfeder 59 und von der Rückstellfeder 96 in der mit
minimalem Volumen der Primärkammer 34 verknüpften End
stellung des Kolbens 28 entfaltet werden, um einen kleinen
Bruchteil von z. B. 5% - 10% kleiner ist als diejenige
Kraft, die auf den Kolben 28 wirkt, wenn dessen Antriebs
druckraum 44 mit dem maximalen Ausgangsdruck der Hilfs
druckquelle 48 beaufschlagt ist. Bei dieser Auslegung der
Rückstellfedern 59 und 96 kann das Ausgangssignal des
Stellungsgebers 92 in einem Prüfzyklus, bei dem die Bremsan
lage nicht betätigt wird, der Antriebsdruckraum 44 aber mit dem
Ausgangsdruck der Hilfsdruckquelle 48 beaufschlagt wird, zur
Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Hilfsdruckquelle 48
ausgenutzt werden.
Abweichend von der im Maßstab nicht einheitlichen Dar
stellung der Fig. 1 sind das Bremsgerät 14 und der Druckmo
dulator 21 so dimensioniert, daß die Volumenvergrößerung V,
welche die Primärkammer 43 erfährt, wenn der Modulatorkolben
37 aus seiner minimalem Volumen der Primärkammer 34 ent
sprechenden Endstellung in seine maximalem Volumen der
Primärkammer 34 entsprechende Endstellung zurückgeschoben
wird, wesentlich kleiner ist als das Volumen V Bmax der
jenigen Bremsflüssigkeitsmenge, die bei einer Betätigung des
Bremsgeräts 14 mit der maximal möglichen Pedalkraft aus dem
Primär-Ausgangsdruckraum 18 des Bremsgeräts 14 in den
Vorderachs-Bremskreis I hinein verdrängbar ist.
Eine diesbezüglich vorteilhafte Dimensionierungs-Relation
ist durch die Beziehung:
0,25 = V/V Bmax = 0,5 (1)
und vorzugsweise durch die Beziehung:
V/V Bmax 1/3 (2)
gegeben.
Diese Dimensionierung des Druckmodulators 21 hat zur Folge,
daß die bei dem Ansprechen der Antiblockierregelung durch
einen einzigen Kolbenhub des Druckmodulators 21 erreichbare
Druckabsenkung an der bzw. den der Regelung unterworfenen
Radbremse(n) 11 und/oder 12 nicht in jedem Falle mehr aus
reichend ist, um die Blockiertendenz zu beendigen.
Eine derartige Bremssituation ergibt sich beispielsweise
dann, wenn die Bremsung auf einem Fahrbahnbereich mit hohem
Kraftschlußbeiwert zwischen der Fahrbahn und den Fahrzeug
rädern begonnen worden ist, dabei die Betätigungskraft - und
damit auch der Bremsdruck - auf nahezu den jeweiligen Maxi
malwert gesteigert worden ist und das Fahrzeug hierauf auf
einen Fahrbahnbereich mit sehr niedrigem Kraftschlußbeiwert,
z. B. von 0,3, zwischen der Fahrbahn und den Reifen gelangt.
Die in diesem Fall sehr stark gebremsten Fahrzeugräder
neigen dann entsprechend "schnell" zum Blockieren. Die
Regelung spricht an, wobei in dieser Situation eine große
Bremsflüssigkeitsmenge aus den Radbremsen abgelassen werden
muß, um die für eine Beendigung der Blockiertendenz erfor
derliche Bremsdruckabsenkung zu erzielen. Gelangt hierbei
der Modulatorkolben in seine mit maximalem Volumen der Pri
märkammer 34 verknüpfte Endstellung oder zumindest in unmit
telbare Nähe derselben, was von der elektronischen Steuer
einheit 61 des ABS 10 aus dem Stellungsgeber-Ausgangssignal
erkannt wird, während gleichzeitig die Blockiertendenz
weiter anhält, was die elektronische Steuereinheit aus der
Verarbeitung der Raddrehzahlsensor-Ausgangssignale erkennt,
so werden zum einen die Bremsdruck-Regelventile 51 und 52 in
deren Sperrstellungen I gesteuert und das ABS-Steuerventil
46 sowie das Einlaß-Steuerventil 37 in deren Grundstellungen
0 zurückgeschaltet, mit der Folge, daß nunmehr Bremsflüssig
keit, die zuvor von der Primärkammer aus der bzw.den der
Regelung unterworfenen Radbremse(n) 11 und/oder 12 aufge
nommen worden war, durch die aus der Druckbeaufschlagung des
Antriebsdruckraumes 44 resultierende Verschiebung des
Modulatorkolbens 28 im Sinne einer Reduzierung des Primär
kammervolumens in den Primär-Ausgangsdruckraum 18 des
Tandem-Hauptzylinders 14 zurückverdrängt wird. Der Druck
modulator 21 arbeitet in dieser Phase der Antiblockierre
gelung wie eine Rückförderpumpe, sodaß, weil Bremsflüssig
keit in den Tandem-Hauptzylinder verdrängt wird, auch eine
Pedalreaktion auf die Aktivierung der Antiblockierregelung
spürbar wird. Spätestens dann, wenn der Modulatorkolben 28
seine mit minimalem Volumen der Primärkammer 34 verknüpfte
Endstellung erreicht hat, was wiederum durch das positions
charakteristische Ausgangssignal des Stellungsgebers 92
erkannt wird, wird vom "Rückförderbetrieb" des Druckmodula
tors 21 wieder auf dessen Druckabsenkungsbetrieb umgeschal
tet, derart, daß das bzw. die Bremsdruck-Regelventil(e) 51
und/oder 52, derjenigen Radbremse(n) 11 und/oder 12, an wel
cher weiterhin Bremsdruck abgebaut werden soll, wieder in
die Grundstellung 0 zurückgeschaltet wird bzw. werden und
das Einlaß-Steuerventil 37 wieder in dessen Sperrstellung I
gesteuert wird und das ABS-Steuerventil wieder in dessen den
Druckabbau im Antriebsdruckraum vermitteltende erregte
Stellung I.
Die hiernach innerhalb des möglichen Kolbenhubes H des
Druckmodulatorkolbens 28 erreichbare Bremsdruckabsenkung in
der bzw. den der Regelung unterworfenen Radbremse(n) 11
und/oder 12 wird in aller Regel ausreichen, um eine an den
zugeordneten Fahrzeugrädern zuvor aufgetretene Blockierten
denz zu beendigen.
Der Durchflußpfad 98, über den in der Grundstellung 0 des
ABS-Steuerventils 46 der Speicher 82 der Hilfsdruckquelle 48
an den Antriebsdruckraum 44 des Druckmodulators 21 ange
schlossen ist, ist mit einer Drossel 99 versehen, durch die
in Druckaufbauphasen der Antiblockierregelung, die durch
Verschiebung des Modulatorkolbens 28 im Sinne einer Vermin
derung des Volumens der Primärkammer 34 des Druckmodulators
21 gesteuert werden, eine Begrenzung der Anstiegsrate des
Druckes in der Primärkammer 34, d. h. des zeitlichen
Anstieges des Ausgangsdruckes des Druckmodulators 21 erzielt
wird. Der Strömungswiderstand dieser Drossel 99 wird zweck
mäßigerweise so gewählt, daß zwar eine für eine empfindliche
Regelung hinreichend große "Änderungsgeschwindigkeit" des
Ausgangsdruckes des Druckmodulators erzielbar ist, die
Geschwindigkeit, mit der sich der Kolben 28 in einer Druck
aufbauphase der Antiblockierregelung bewegt, jedoch hin
reichend niedrig ist, um mit guter Genauigkeit durch den
Stellungsgeber 92 erfaßt und im Sinne einer optimalen
Steuerung von Druckaufbau-, Druckhalte- und ggf. wieder
erforderlich werdenden Druckabbau-Phasen der Antiblockierre
gelung ausgewertet werden zu können.
Unter sinnfälliger Ausnutzung des Ausgangssignals des
Stellungsgebers 92 wird damit auf einfache Weise eine
regelungsgerechte Druckzumessung für die im Verlauf eines
Regelzyklus aufeinander folgenden Druckaufbauphasen der
Antiblockierregelung möglich, deren Effektivität dadurch
insgesamt erhöht wird.
Eine diesbezüglich vorteilhafte Art der Steuerung von
Druckaufbauphasen, deren elektronisch-steuerungstechnische
Realisierung dem Fachmann bei Kenntnis des Regelungszweckes
möglich ist, ist beispielsweise die Folge:
Beginnt die Druckaufbauphase in einer Position des Modula torkolbens 28, die maximalem Volumen der Primärkammer 34 des Druckmodulators 21 entspricht, was die elektronische Steuer einheit 61 aus dem Ausgangssignal des Stellungsgebers 92 erkennt, so "wertet" die Steuereinheit 61 dies als ein Indiz dafür, daß die vorausgegangene(n) Druckabbau-Phase(n) zu einer erheblichen Druckabsenkung geführt hatten, mithin das Fahrzeug sich auf "schlechtem", d. h. mit niedrigem Kraft schlußbeiwert zu den Fahrzeugrädern hin behaftetem Untergrund bewegt. In diesem Falle wird dann die Druck aufbau-Phase zweckmäßigerweise durch eine Druckhalte-Phase unterbrochen, nachdem der Kolben 28 eine Druckaufbau-Ver schiebung erfahren hat, die etwa der Hälfte seines maximalen Hubes H entspricht. Hierauf wird anhand der Ausgangssignale der Raddrehzahlsensoren überprüft, ob der Bremsschlupf der der Regelung unterworfenen Fahrzeugräder wieder zunimmt bzw. sich weiter verringert, sodaß der Bremsdruck erneut wieder gesteigert werden kann. Ist dies der Fall, so kann die nächste Druck-Aufbauphase derart "programmiert" sein, daß der Kolben 28 nunmehr eine dem "Rest" seines möglichen Druckaufbau-Hubes entsprechende Bewegung ausführt oder aber, je nach dem Ergebnis der Überprüfung des dynamischen Zustan des der Fahrzeugräder, nur einen Teil desselben.
Beginnt die Druckaufbauphase in einer Position des Modula torkolbens 28, die maximalem Volumen der Primärkammer 34 des Druckmodulators 21 entspricht, was die elektronische Steuer einheit 61 aus dem Ausgangssignal des Stellungsgebers 92 erkennt, so "wertet" die Steuereinheit 61 dies als ein Indiz dafür, daß die vorausgegangene(n) Druckabbau-Phase(n) zu einer erheblichen Druckabsenkung geführt hatten, mithin das Fahrzeug sich auf "schlechtem", d. h. mit niedrigem Kraft schlußbeiwert zu den Fahrzeugrädern hin behaftetem Untergrund bewegt. In diesem Falle wird dann die Druck aufbau-Phase zweckmäßigerweise durch eine Druckhalte-Phase unterbrochen, nachdem der Kolben 28 eine Druckaufbau-Ver schiebung erfahren hat, die etwa der Hälfte seines maximalen Hubes H entspricht. Hierauf wird anhand der Ausgangssignale der Raddrehzahlsensoren überprüft, ob der Bremsschlupf der der Regelung unterworfenen Fahrzeugräder wieder zunimmt bzw. sich weiter verringert, sodaß der Bremsdruck erneut wieder gesteigert werden kann. Ist dies der Fall, so kann die nächste Druck-Aufbauphase derart "programmiert" sein, daß der Kolben 28 nunmehr eine dem "Rest" seines möglichen Druckaufbau-Hubes entsprechende Bewegung ausführt oder aber, je nach dem Ergebnis der Überprüfung des dynamischen Zustan des der Fahrzeugräder, nur einen Teil desselben.
Es versteht sich, daß nicht auf sämtliche hiernach mög
lichen, im Sinne einer wirksamen Antiblockierregelung gün
stigen Regelalgorithmen eingegangen werden kann, die unter
sinngemäßer Ausnutzung der Ausgangssignale des Stellungs
gebers 92 und der Raddrehzahl-Sensorausgangssignale in
Betracht gezogen werden können, daß aber die hier prinzi
piell bestehenden Möglichkeiten durch das vorstehend erläu
terte Regelspiel hinreichend demonstriert sind und daher auf
die Erläuterung weiterer Variationen von Regelspielen ver
zichtet werden kann.
Der Vollständigkeit halber sei jedoch erwähnt, daß das Ein
laß-Steuerventil 37 nicht nur mit dem Abschluß der eines
Antiblockier-Regelzyklus oder für eine Phase desselben, in
welcher der Druckmodulator 21 im "Rückförderbetrieb" arbei
tet, in seine Grundstellung 0 zurückgeschaltet wird, sondern
"innerhalb" eines Antiblockier-Regelzyklus - z. B. in einer
Druckaufbau-Phase desselben - auch dann, wenn der Fahrer
kurzzeitig das Pedal 17 "zurücknimmt" und hiernach sofort
wieder das Bremsgerät 14 betätigt. Diese Situation wird von
der elektronischen Steuereinheit 61 dadurch "erkannt", daß
nach dem dynamischen Verhalten der Fahrzeugräder die
Regelung fortgesetzt werden sollte, die Radverzögerungen
jedoch kurzzeitig abnehmen, weil Bremsflüssigkeit über die
Rückschlagventile 53 und 54 und über die Bypass-Leitung 56
zum Tandem-Hauptzylinder 14 zurückströmen kann. Die
Umschaltung des Einlaß-Steuerventils 37 ist in diesem Falle
vorteilhaft, um anschließend in einem regelungsgerechten
Maße sofort Bremsdruck wieder aufbauen zu können, was nicht,
zumindest nicht in der für die Regelung günstigsten Weise
möglich wäre, wenn zwischenzeitlich das Einlaß-Steuerventil
37 geschlossen gehalten worden wäre.
Das zuvor zur Funktionssteuerung des Einlaß-Steuerventils 37
gemäß Fig. 1 gesagte, gilt sinngemäß auch für eine entspre
chende Ansteuerung des Bypass-Ventils 68 gemäß Fig. 3.
Mit Hilfe der Stellungsgeber-Ausgangssignale können auch
eine Reihe wichtiger, sich auf die Funktionsbereitschaft des
ABS beziehender Prüffunktionen gesteuert werden, die z. B.
im Rahmen eines Testzyklus durchgeführt werden, der mit dem
Einschalten der Zündung automatisch oder mittels eines
eigens dafür vorgesehenen Prüfschalters zu einem vom Fahrer
bestimmten Zeitpunkt ausgelöst werden kann.
Ein möglicher Ablauf eines solchen Zyklus, aus dem sich für
den Fachmann auch die zur Realisierung erforderlichen
schaltungstechnischen Maßnahmen ergeben, ist mit Bezug auf
das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 der folgende:
Zuerst wird das ABS-Steuerventil 46, während gleichzeitig
das Einlaß-Steuerventil 37 und die Bremsdruck-Regelventile
51 und 52 ihre Grundstellungen einnehmen, in seine erregte
Stellung I geschaltet, und in dieser Stellung so lange
gehalten, bis ein im Antriebsdruckraum 44 des Druckmodula
tors 21 zuvor noch bestehender Druck vollständig abgebaut
ist und der Kolben 28 seine mit minimalem Volumen der
Primärkammer 34 verknüpfte, gemäß Fig. 1 linke, Endstellung
erreicht hat. Mit dem hierfür charakteristischen Ausgangs
signal des Stellungsgebers 92 wird, während die übrigen
Ventile 37, 51 und 52 in ihren Grundstellungen bleiben, das
Zurückschalten des ABS-Steuerventils 46 in dessen
Grundstellung ausgelöst, sodaß nunmehr Druck im Antriebs
druckraum 44 des Druckmodulators 21 aufgebaut wird. Während
der Kolben 28 seinen Hub im Sinne einer Verkleinerung der
Primärkammer 34 ausführt, wird, sobald er eine vorgegebene,
durch das Ausgangssignal des Stellungsgebers 92 erkennbare
Position zwischen seinen beiden Endstellungen erreicht hat,
das ABS-Steuerventil 46 kurzzeitig wieder in seine erregte
Stellung I geschaltet. Aus der zeitlichen Korrelation eines
hierbei auftretenden Maximums eines durch Differentiation des
Stellungsgeber-Ausgangssignals gewonnenen Signals mit der
Ansteuerung des ABS-Steuerventils 46 kann dessen Ansprech
zeit erfaßt werden. Ist diese zu groß, so ist dies ein Indiz
dafür, daß das Ventil 46 schwergängig ist und überprüft
werden sollte. Dieser Fehlfunktionsfall kann dem Fahrer
durch eine spezifische Anzeige optisch oder akustisch ange
zeigt werden. Hat die Ansprechzeit einen tolerierbaren
Wert, so wird das ABS-Steuerventil 46 wieder in seine
Grundstellung zurückgeschaltet und dadurch der Kolbenhub bis
in die mit minimalem Volumen der Primärkammer 34 des Druckmo
dulators 21 verknüpfte Endstellung fortgesetzt. Mit dem
hierfür charakteristischen Ausgangssignal des Stellungs
gebers 92 wird wieder - durch Ansteuerung des ABS-Steuerven
tils 46 in dessen erregte Stellung I - die Rückzugsbewegung
des Kolbens in seine andere Endstellung eingeleitet, und es
wird die Zeit gemessen, die der Kolben 28 benötigt, um in
diese Endstellung zu gelangen. Ist diese Zeitspanne zu groß,
so ist dies ein Zeichen dafür, daß der Kolben 28 schwer
gängig ist, eine Fehlfunktion, die dem Fahrer ebenfalls
durch eine spezifische Anzeige signalisiert werden kann.
Ergibt der Test insoweit, daß der Modulator 21 einwandfrei
arbeitet, so werden, nachdem der Kolben 28 seine mit maxi
malem Volumen der Primärkammer 34 verknüpfte Endstellung
erreicht hat, das Einlaß-Steuerventil 37 und die Bremsdruck-
Regelventile 51 und 52 in ihre Sperrstellung I geschaltet
und das ABS-Steuerventil 46 wieder in seine Grundstellung 0,
die Druckaufbaustellung, zurückgeschaltet. Führt dies nicht
zu einer Verschiebung des Kolbens, erkennbar am konstanten
Ausgangssignal des Stellungsgebers 92, so ist dies ein
Zeichen dafür, daß Einlaß-Steuerventil 37 und die Brems
druck-Regelventile 51 und 52 - in ihren Sperrstellungen -
hinreichend dicht sind. Zeigt das Ausgangssignal des
Stellungsgebers 92 jedoch an, daß der Kolben 28 eine Ver
schiebung erfährt, so ist dies ein Indiz dafür, daß minde
stens eines der Ventile 37 sowie 51 und/oder 52 mit einer
Undichtigkeit behaftet ist. Ist dies jedoch nicht der Fall,
so kann die weitere Prüfung dahingehend fortgesetzt werden,
daß das Einlaß-Steuerventil 37 und die Bremsdruck-Regel
ventile 51 und 52 einzeln nacheinander jeweils für eine
kurze Zeitspanne in ihre Grundstellungen zurückgeschaltet
und danach wieder in ihre erregten Stellungen geschaltet
werden, wodurch der Kolben 28 jeweils eine geringfügige
Verschiebung in Richtung auf seine mit minimalem Volumen der
Primärkammer 34 verknüpfte, rechte Endstellung erfährt. Aus
der zeitlichen Korrelation der jeweiligen Ansteuersignale
mit den in Reaktion hierzu auftretenden Maxima eines durch
Differentiation des Stellungsgeber-Ausgangssignals gewon
nenen Signals können wiederum die Ansprechzeiten dieser
Ventile 37, 51 und 52 sowohl für das Umschalten in deren
erregte Stellungen I als auch für das Zurückschalten in
deren Grundstellungen 0 ermittelt werden.
Auf analoge Weise können die Ansprechzeiten des Funktions-
Steuerventils 69 ermittelt werden, wenn ein solches im
Rahmen der Hilfsdruckquelle 48 vorgesehen ist.
Zu den vorstehend erläuterten Prüfschritten unter Ausnutzung
des Stellungsgebers 92 analoge Prüfmöglichkeiten sind beim
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 insoweit nur in einge
schränktem Umfang gegeben, als hier die Ventilkammer 76
nicht hermetisch gegen das Bremsgerät 14 absperrbar ist und
die Ventilkugel 72, wenn in der Primärkammer 34 des Druckmo
dulators 21′ Druck aufgebaut wird, von ihrem Sitz 71 abheben
würde. Analoge Prüfmöglichkeiten sind jedoch auch beim Aus
führungsbeispiel gemäß Fig. 3 gegeben, wenn der Fahrer -
bei stehendem Fahrzeug - die Bremsanlage mit großer Kraft
betätigt, um das Einlaßventil 37′ geschlossen zu halten, und
hierbei den Testzyklus auslöst.
Nachfolgend sei zur Erläuterung einer zweckmäßigen
Sicherheitsmaßnahme noch einmal Bezug auf die Fig. 1
genommen, in der mit 101 ein als 2/2-Wege-Magnetventil
bezeichnetes Bypass-Ventil dargestellt ist, das zwischen den
vom Ausgang 39 der Primärkammer 34 des Druckmodulators 21
ausgehenden Abschnitt der Hauptbremsleitung 41 des Vorder
achs-Bremskreises I und dessen Bypass-Leitung 56 geschaltet
ist, die mit dem Druckausgang 38 des Bremsgeräts 14 direkt in
kommunizierender Verbindung steht. Dieses Bypass-Ventil 101
ist jeweils zusammen mit dem Einlaßventil 37 in seine darge
stellte Grundstellung 0 - die Durchflußstellung - und in
seine erregte Stellung I - die Sperrstellung - gesteuert,
so daß auch dann, wenn das Einlaßventil 37 einmal in seiner
Sperrstellung "hängen" bleiben sollte, über das Bypass-
Ventil 101 noch gebremst werden kann.
Abschließend wird nunmehr anhand der Fig. 4, auf deren
Einzelheiten wiederum ausdrücklich verwiesen sei, eine Ab
wandlung der bei den Antiblockiersystemen gemäß den
Fig. 1 und 2 verwendeten Druckmodulatoren 21 erläutert,
deren sinngemäße Anwendung auch bei dem Druckmodulator 21′
des Antiblockiersystems 10′′ gemäß Fig. 3 selbstverständlich
möglich ist.
Soweit für Elemente des Druckmodulators 21 gemäß Fig. 4
dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in der Fig. 1,
soll dies den Verweis auf die anhand der Fig. 1 gegebene
Beschreibung dieser Elemente beinhalten, sodaß die
Erläuterung des Druckmodulators 21 gemäß Fig. 4 auf dessen
Unterschiede zum Druckmodulator 21 gemäß Fig. 1 beschränkt
werden kann.
Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Druckmodulator 21 ist
dessen Kolben 28′ zweiteilig ausgebildet, wobei die ring
flanschförmige, größere Kolbenstufe 42′, die den Antriebs
druckraum 44 beweglich begrenzt und der Kolbenflansch 32′,
der die Primärkammer 34 beweglich begrenzt, je ein Teil
dieses Kolbens 28′ bilden. Das die größere Kolbenstufe bildende
Kolbenteil 42′ ist an seiner dem Kolbenflansch 32′ zugewandten
Seite mit einem kurzen topfhülsenförmigen Führungs-Ansatz 102
versehen, in den ein in axialer Richtung ebenfalls kurzer,
kreiszylindrischer Führungsfortsatz 103 des die Primärkammer
begrenzenden Kolbenflansches 32′ hineinragt. Die beiden Kolben
teile 42′ und 32′ sind, in Richtung der zentralen Längsachse 24
des Druckmodulators 21 gesehen, geringfügig gegeneinander ver
schiebbar.
Innerhalb eines durch die Endstirnfläche 104 des
zylindrischen Führungsfortsatzes 103 des kleineren
Kolbenflansches 32′ und den zentralen Bereich 106 der inneren
Stirnfläche des die größere Kolbenstufe 42′ bildenden Kolbenteils und
dessen zylindrisch-hülsenförmigen Führungsfortsatz 102
begrenzten, kreisscheibenförmigen Raumes 107 ist ein
elektronischer Sensor 108 vorgesehen, der ein elektrisches
Ausgangssignal erzeugt, dessen Pegel ein Maß für die durch
den Pfeil 109 repräsentierte axiale Kraft ist, mit der das
kleinere Kolbenteil 32′ gegen das größere Kolbenteil 42′ des
Kolbens 28′ gedrängt wird.
Dieser Sensor 108, dessen Ausgangssignal somit ein Maß für
den in der Primärkammer 34 des Druckmodulators 21 herrschen
den Druck ist, ist in der vereinfachten Darstellung der Fig. 4
durch ein kreisscheibenförmiges Element repräsentiert, das
zwischen den beiden Kolbenteilen 42′ und 32′ eingespannt ist
und in dem kreisscheibenförmigen Raum je nach dem Betrag der
wirksamen Kraft mehr oder weniger (elastisch) komprimierbar
bzw. in axialer Richtung deformierbar ist, wobei das Aus
gangssignal dieses Sensors 108 seiner jeweiligen axialen
Kompression bzw. Deformation proportional sei.
Ein derartiges Sensorelement kann auf für sich bekannte
Weise mittels eines piezoelektrischen Kristalls, z. B.
einer Quarzplatte oder mittels eines deformations
empfindlichen Widerstandsmaterials oder mit Hilfe von
Dehnungs-Meßstreifen realisiert sein, die z. B. auf einer
peripher unterstützten Platte angeordnet sind, die unter dem
Einfluß der auf den kleineren Kolbenflansch 32′ wirkenden
Kraft 109 eine Wölbungs-Durchbiegung erfährt. Sensoren 108
der vorstehend umrissenen Typen erzeugen das druckproportio
nale Ausgangssignal innerhälb eines sehr kleinen Deforma
tionshubes, können mit günstig geringen räumlichen Abmes
sungen realisiert und daher ohne nennenswerten Beitrag zur
Baugröße des Druckmodulators bzw. seines Kolbens 28′ in dem
durch dessen Kolbenteile 42′ und 32′ begrenzten Raum 107
ohne weiteres untergebracht werden.
Das für den Druck in der Primärkammer 34 des Druckmodulators 21
charakteristische Ausgangssignal des Drucksensors 108 kann,
gegebenenfalls in Kombination mit den Ausgangssignalen der
Raddrehzahlsensoren 62 und 63 in sinnfälliger Weise zur
Steuerung von Druckabbau-Phasen der Antiblockierregelung wie
auch zur Steuerung einer bedarfsgerechten Druckzumessung in
Druckaufbau-Phasen der Antiblockierregelung ausgenutzt werden.
In Betriebssituationen des Antiblockiersystems 10 - Druckab
bau- oder Druckaufbau-Phasen -, in denen der Kolben 28′ sich
in einer Position befindet, in der er sich nicht an der
zusätzlichen Rückstellfeder 96 abstützt, diese somit
entspannt ist, ist das Ausgangssignal des Drucksensors 108
sowohl ein Maß für den in der Primärkammer 34 als auch für
den im Antriebsdruckraum 34 des Druckmodulators 21
herrschende Druck, die in dieser Betriebssituation gleich,
zumindest annähernd gleich sind. Eine derartige Betriebs
situation ist durch das mit dieser verknüpfte Ausgangssignal
des Stellungsgebers 92 erkennbar.
In Kombination mit den Ausgangssignalen des Stellungsgebers 92
ist daher mit Hilfe der Ausgangssignale des Drucksensors 108 eine
sehr feinfühlige Steuerung der Antiblockier-Regelphasen
möglich.
Claims (16)
1. Antiblockiersystem für ein Straßenfahrzeug mit einer
hydraulischen Mehrkreis-Bremsanlage, die mindestens einen
geschlossenen Bremskreis umfaßt, der an einen Ausgangs
druckraum eines Bremsgeräts angeschlossen ist, in dem ein
zur Betätigungskraft proportionaler Ausgangsdruck erzeugt
wird, der über ein Einlaßventil in eine Primärkammer
eines Druckmodulators ankoppelbar ist, die einen Druck
ausgang hat, an welchen ein zu der bzw. den Radbremse(n)
führender Bremsleitungszweig des statischen Bremskreises
angeschlossen ist, der mindestens ein elektrisch an
steuerbares, z. B. als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebil
detes Bremsdruck-Regelventil umfaßt, mittels dessen zur
Steuerung von Druckaufbau- und Druckabbau- bzw. Druck
haltephasen der Antiblockierregelung die der Regelung
unterwerfbare(n) Radbremse(n) mit dem Ausgang der Primär
kammer verbindbar bzw. gegen diese absperrbar ist (sind),
wobei der Druckmodulator als eine hydraulisch angetrie
bene Kolbenpumpe ausgebildet ist, deren Antriebsdruckraum
über ein elektrisch ansteuerbares ABS-Funktionssteuerven
til alternativ an den Druckausgang einer hydraulischen
Hilfsdruckquelle bzw. deren drucklosen Vorratsbehälter
anschließbar ist, wodurch der die Primärkammer gegen den
Antriebsdruckraum abgrenzende Kolben des Druckmodulators,
wenn das Einlaß-Ventil geöffnet ist, durch die Druckbe
aufschlagung des Antriebsdruckraumes gegen die Wirkung
einer kräftigen Rückstellfeder und gegen den in der Pri
märkammer herrschenden Druck bis in seine, eine mit mini
malem Volumen der Primärkammer verknüpfte Endstellung
verschiebbar ist, bzw., wenn der Antriebsdruckraum mit dem
Vorratsbehälter der Hilfsdruckquelle verbunden ist, durch
die Wirkung der Rückstellfeder bis in seine andere, mit
maximalem Volumen der Primärkammer verknüpfte Endstellung
verschiebbar ist, wobei weiter die maximale Volumerwei
terung bzw. -verringerung der Primärkammer zwischen 25%
und 50% des Volumens derjenigen Bremsflüssigkeitsmenge
entspricht, die bei einer Betätigung des Bremsgeräts mit
der maximal aufbringbaren Betätigungskraft in den der
Regelung unterwerfbaren Bremskreis hinein verdrängbar ist
und wobei eine elektronische ABS-Steuereinheit vorgesehen
ist, welche die zur regelungsgerechten Ansteuerung des ABS-
Steuerventils und der Bremsdruck-Regelventile
erforderlichen Ansteuersignale aus einer Verarbeitung
raddrehzahl-proportionaler Ausgangssignale den
Fahrzeugrädern zugeordneter Raddrehzahlsensoren erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (37) als
Umschalt-Magnetventil ausgebildet ist, das im normalen, das
heißt der Regelung nicht unterworfenen, Bremsbetrieb seine
den Anschluß der Primärkammer (34) des Druckmodulators (21)
an den Druckausgang (38) des Bremsgeräts (14) vermittelnde
Grundstellung einnimmt,
für die Dauer von Druckabbau- sowie Druck-Wiederaufbau-
Phasen der Antiblockierregelung, gesteuert durch
Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit (61) des
ABS (10) in seine, die Absperrung der Primärkammer (34) des
Druckmodulators (21) gegen den Druckausgang (38) des
Bremsgeräts (14) vermittelnde erregte Stellung (I)
gesteuert wird
und für die Dauer von Regelphasen, in denen der
Druckmodulator (21), bei gleichzeitiger Ansteuerung der
Bremsdruck-Regelventile (51 und 52) der an den
Druckmodulator (21) angeschlossenen Radbremsen (11 und 12)
in deren Sperrstellung, im Rückförderbetrieb arbeitet, in
seine Grundstellung (0) zurückgeschaltet wird.
2. Antiblockiersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellungsgeber (92)
vorgesehen ist, der für die Position des
Druckmodulatorkolbens (28) charakteristische elektrische
Ausgangssignale erzeugt, die als weitere Informations-
Eingaben der elektronischen Steuereinheit (61) des ABS
zugeleitet werden, und daß das Einlaß-Steuerventil (37)
innerhalb eines gegebenenfalls mehrere Druckabbau-,
Druckhalte- und Druck-Wiederaufbau-Phasen umfassenden
Antiblockier-Regelzyklus in seine Grundstellung
zurückgeschaltet wird, wenn das Funktions-Steuerventil (46)
in seine Grundstellung geschaltet ist, sämtliche
Bremsdruck-Regelventile (51 und 52) des der Regelung
unterworfenen Bremskreises ihre Sperrstellung einnehmen und
das Ausgangssignal des Stellungsgebers (92) anzeigt, daß
der Modulatorkolben (28) sich auf seine minimalem Volumen
der Primärkammer (34) entsprechende Endstellung zubewegt.
3. Antiblockiersystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß-Ventil (37),
nachdem es im Verlauf einer Antiblockier-Regelphase in
seine Sperrstellung I gesteuert worden war, auch dann
wieder in seine Grundstellung zurückgeschaltet wird, wenn
im Verlauf der Regelung die Fahrzeugverzögerung - erkenn
bar durch die Änderung der Ausgangssignale der Raddreh
zahlsensoren - um mehr als einen vorgegebenen Schwellen
wert abnimmt.
4. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die der Antiblockierregelung
unterwerfbare(n) Radbremse(n) über je ein
Rückschlagventil (53 bzw. 54) an eine zum Druckausgang
(36) des Bremsgerätes (14) führende Bypass-Leitung (56)
angeschlossen ist (sind).
5. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der in der Grundstellung (0)
des ABS-Steuerventils (46) den Anschluß des Druckausgangs
(47) der Hilfsdruckquelle (48) an den Antriebsdruckraum
(44) des Druckmodulators (21) vermittelnde Durchflußpfad
(98) dieses Ventils (46) mit einer die Druckmittel-Flußge
schwindigkeit zum Modulator auf einen vorgegebenen Wert
begrenzenden Drossel (99) versehen ist.
6. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres, durch Ausgangs
signale der elektronischen Steuereinheit (61) ansteuer
bares Funktions-Steuerventil (69) vorgesehen ist, in dessen
Grundstellung (0) ein mittels einer Speicher-Ladepumpe
(84) aufladbarer Druckspeicher (82), der auf dem für die
Hilfsdruckquelle (48) erforderlichen, durch den
Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils (92), das
zwischen den Druckausgang (83), der Pumpe (84) und die
zum Vorratsbehälter (86) führende Rücklaufleitung (89)
geschaltet ist, bestimmten Ausgangsdruckniveau gehalten
wird, über das Ausgangs-Rückschlagventil (88) der Hilfs
druckquelle (48) an deren Druckausgang (47) angeschlos
sen, der Hochdruck-Ausgang (83) der Pumpe (84) jedoch
gegen die Rücklaufleitung (88) abgesperrt ist, und in
dessen erregter Stellung (I) der Druckspeicher (82) gegen
den Druckausgang (47) der Hilfsdruckquelle (48) abge
sperrt, dafür aber der Druckausgang (83) der Pumpe (84)
an die Rücklaufleitung (86) der Hilfsdruckquelle (48)
angeschlossen ist.
7. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche ,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (21) als
Stufenzylinder ausgebildet ist, mit über eine Gehäuse
stufe (97) ineinander übergehenden Bohrungsstufen (26 und
27) unterschiedlichen Durchmessers und mit einem ent
sprechend gestuften Modulatorkolben (28), dessen größere
Kolbenstufe (42) die bewegliche Begrenzung des Antriebs
druckraumes (44) und dessen kleinere Kolbenstufe (32) die
bewegliche Begrenzung der Primärkammer (34) des Druck
modulators (21) bilden, und daß der Kolben (28) zwischen
seinen gegen die jeweilige Bohrungsstufe (26 bzw. 27)
abgedichteten, flanschförmigen Bereichen (32 und 42)
einen sich in axialer Richtung verjüngenden Mittelab
schnitt mit einer konischen äußeren Mantelfläche (94)
hat, an der sich ein Betätigungsstift (93) des
Stellungsgebers (92) radial abstützt, der einen Weg-/
Spannungs-Wandler umfaßt, durch den mit axialen
Bewegungen des Kolbens (28) verknüpfte radiale Verschie
bungen des Betätigungsstiftes (93) in mittels der elek
tronischen Steuereinheit (61) des ABS verarbeitbare
Spannungssignale umgesetzt werden.
8. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die den Modulatorkolben (28)
in seine mit maximalem Volumen der Primärkammer (34)
verknüpfte Endstellung drängende Rückstellfeder (59) als
Druck-Wendelfeder ausgebildet ist, die auf einem etwa der
axialen Ausdehnung der kleineren Kolbenstufe
einschließlich des konischen Mittelabschnittes des
Kolbens (28) entsprechenden Abschnitt ihrer Länge von
einer zentralen Sackbohrung (57) des Modulatorkolbens
(28) aufgenommen ist.
9. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Modulatorkolben (28)
mittels einer zusätzlichen Rückstellfeder (96) an dem
Gehäuse des Druckmodulators (21) abstützbar ist, deren
Rückstellkraft in der mit minimalem Volumen der
Primärkammer (34) entsprechenden Kolbenstellung maximal
ist und mit zunehmender Auslenkung des Kolbens (28) aus
dieser Endstellung innerhalb eines Bruchteils h von etwa
1/4 bis 1/8 des Gesamthubes H des Kolbens auf den Wert 0
absinkt.
10. Antiblockiersystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Maximalwerte
R 1max und R 2max der Rückstellkräfte der Rückstellfedern
(59 und 96) und der aus der Beaufschlagung der kleineren
Kolbenstufe (32) mit dem maximalen Ausgangsdruck P Bmax
des Bremsgeräts (14) resultierenden Kraft P Bmax × F 2, die
im Sinne einer Vergrößerung des Primärkammervolumens
gerichtet sind, höchstens und etwa gleich derjenigen
Kraft P A × F 1 ist, die bei einer Beaufschlagung des
Modulatorkolbens (28) mit dem Ausgangsdruck P A der
Hilfsdruckquelle (48) den Kolben (28) in dessen mit mini
malem Volumen der Primärkammer verknüpfte Endstellung
drängt.
11. Antiblockiersystem nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Rückstellfeder
(96) als Tellerfeder ausgebildet ist, die sich einseitig
an der Gehäusestufe (97) des Druckmodulatorgehäuses
abstützt.
12. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für jede Radbremse (11 und
12) des der Regelung unterwerfbaren Bremskreises (I) ein
Druckmodulator (21), ein Einlaßventil (37), ein
Bremsdruck-Regelventil (51 bzw. 52) sowie ein ABS-
Steuerventil (46) vorgesehen sind (Fig. 2).
13. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckausgang
(38) des Bremsgeräts (14) und den vom Druckausgang (39)
der Primärkammer (34) des Druckmodulators (21)
ausgehenden Abschnitt (41) der Hauptbremsleitung des
statischen Bremskreises ein als 2/2-Wege-Magnetventil
(101) ausgebildetes Bypass-Ventil geschaltet ist, das
zusammen mit dem Einlaß-Ventil (37) aus der
Durchlaßstellung - der Grundstellung 0 - in die erregte
Stellung I - die Sperrstellung - steuerbar ist.
14. Antiblockiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Modulatorkolben (28′) mit
einem elektronischen Drucksensor (106) versehen ist, der ein
für den Druck in der Primärkammer (34) des Druckmodu
lators (21) charakteristisches, elektrisches Ausgangssignal
erzeugt.
15. Antiblockiersystem nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Modulatorkolben (26′) ein
die größere Kolbenstufe (42′) und ein die kleinere Kolben
stufe (32′) bildendes Kolbenteil umfaßt, die gegeneinander
verschiebbar angeordnet sind, und daß der Drucksensor (108)
ein zwischen diesen beiden Kolbenteilen (42′ und 32′) einge
spanntes Sensor-Element umfaßt, das durch die aus der
Druckbeaufschlagung des einen Kolbenteils (32′) mit dem in
der Primärkammer (34) des Druckmodulators (21) herrschenden
Druck resultierende Kraft eine Kompression oder Deformation
erfährt und ein mit dieser korreliertes elektrisches Aus
gangssignal erzeugt.
16. Antiblockiersystem nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sensor-Element (108) als ein
kompressions- oder dehnungsempfindlicher elektrischer Wider
stand oder als ein piezoelektrisches Element ausgebildet
ist.
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