DE10030031B4

DE10030031B4 - Elektrohydraulische Bremsanlage

Info

Publication number: DE10030031B4
Application number: DE10030031A
Authority: DE
Inventors: Stefan A. Drumm
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-06-17
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2020-06-18
Also published as: DE10030031A1

Abstract

Elektrohydraulische Bremsanlage mit – einem pedal- sowie fremdbetätigbaren Hauptbremszylinder, – einer Fremddruckquelle zum Bereitstellen eines Fremddruckes, – einer nach dem Rückförderprinzip arbeitenden hydraulischen Steuereinheit, an die Radbremsen eines Kraftfahrzeuges angeschlossen sind, wobei – die hydraulische Steuereinheit eine durch den von der Fremddruckquelle (2) aufgebrachten Druck betätigbare Einrichtung zum Rückfördern von überschüssigem Druckmittelvolumen in den Hauptbremszylinder aufweist mit mindestens zwei Druckmittelaufnahmeräumen, die abwechselnd ein anfallendes Druckmittelvolumen aufnehmen und danach das angefallene Druckmittelvolumen durch die Wirkung des Fremddruckes im Sinne einer Rückförderung verdrängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Rückfördern von überschüssigem Druckmittelvolumen durch mindestens zwei Niederdruckspeicher (13a, 14a, 13b, 14b, 113a, 114a, 113b, 114b) gebildet ist, die zur Rückförderung des angefallenen Druckmittelvolumens auf ihrer den Niederdruck-Anschlüssen abgewandten Seite mit dem von der Fremddruckquelle aufgebrachten Druck beaufschlagt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine elektrohydraulische Bremsanlage ist z. B. aus der internationalen Patentanmeldung WO 97/18116 bekannt. Obwohl die hydraulische Steuereinheit, die in der Beschreibung der Anmeldung als ABS-Modulator bezeichnet wird, lediglich schematisch angedeutet ist, ohne daß deren Aufbau näher erläutert wird, ist dem Fachmann bekannt, daß sie in der Regel eine mittels eines Elektromotors angetriebene Rückförderpumpe umfaßt. Abgesehen davon, daß die Verwendung der erwähnten Rückförderpumpe mit einem nicht vernachlässigbaren Kostenaufwand verbunden ist, erzeugt die Rückförderpumpe im Betrieb Geräusche bzw. Vibrationen, die vom Fahrer eines mit der elektrohydraulischen Bremsanlage ausgestatteten Kraftfahrzeuges als störend empfunden werden.
Die DE 43 27 208 A1 beschreibt eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage mit einem Niederdruckspeicher je Bremskreis zur Aufnahme von aus den Radbremsen abgelassenem Druckmittel, der mit der Saugseite einer elektromotorisch angetriebenen Rückförderpumpe verbunden ist.
In der DE 35 38 839 A1 wird eine Bremsanlage mit zwei hydraulischen Pumpen offenbart, welche von einem hydraulischen Motor angetrieben werden.
Eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder, einem hydraulischen Kraftverstärker, einer Fremddruckquelle und einem Rückförderzylinder geht aus der DE 195 47 542 A1 hervor.
Eine gattungsgemäße Bremsanlage geht aus der DE 38 19 812 A1 hervor. Die Bremsanlage umfasst eine Fördereinrichtung, die ein unter Druckabbau zurückströmendes Druckmittel aufnehmen kann und in Richtung zur Bremsleitung zurückfördert, wobei die Fördereinrichtung als Kolbenpumpe ausgebildet ist. Als nachteilig wird der relativ aufwendige und damit kostenintensive Aufbau der Fördereinrichtung angesehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrohydraulische Bremsanlage der vorhin genannten Art vorzuschlagen, die kostengünstig herstellbar ist und die einen weitgehend geräuscharmen Betrieb gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Nach der Erfindung ist die Einrichtung zum Rückfördern von überschüssigem Druckmittelvolumen durch mindestens zwei Niederdruckspeicher gebildet, die abwechselnd ein anfallendes Druckmittelvolumen aufnehmen bzw. das angefallene Druckmittelvolumen durch die Wirkung des Fremddruckes im Sinne einer Rückförderung verdrängen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zwei Gruppen von Niederdruckspeichern vorgesehen, wobei jedem der Bremskreise je ein Niederdruckspeicher der ersten sowie ein Niederdruckspeicher der zweiten Gruppe zugeordnet wird und diese zyklisch nach dem Schema:

– Rückfördern der ersten Gruppe
– kein Rückfördern
– Rückfördern der zweiten Gruppe

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Niederdruckspeicher Stufenkolben aufweisen, deren größere Fläche mit dem Fremddruck beaufschlagbar ist.
Eine vorteilhafte Ansteuerung der vorhin erwähnten Niederdruckspeicher wird bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, daß die Fremddruckquelle mit einer Ventilanordnung zusammenwirkt, die abwechselnd den Fremddruck bzw. Atmosphärendruck für die Niederdruckspeicher bereitstellt.
Die Ventilanordnung besteht dabei vorzugsweise aus vier Ventilen, die in Form einer H-Brückenschaltung geschaltet sind und die als elektromagnetisch bzw. mechanisch betätigbare Ventile ausgeführt sind.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, bei der die Fremddruckquelle durch eine mittels eines Antriebsmotors antreibbare Pumpe sowie einen Hochdruckspeicher gebildet ist, sind die Ventile durch den Antriebsmotor betätigbar.
Eine besonders kompakte Ausführung des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich schließlich dadurch aus, daß die hydraulische Steuereinheit mit der Ventilanordnung eine Baugruppe bildet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung hervor, wobei für die gleichen Einzelteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Schaltbild einer elektrohydraulischen Bremsanlage,
2 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsanlage in einer 1 entsprechenden Darstellung, und
3 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsanlage in einer 1 bzw. 2 entsprechenden Darstellung.
Es soll zunächst auf die 1 Bezug genommen werden. Die darin dargestellte elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus einem Bremsdruckgeber bzw. einem Hauptbremszylinder 1, der in diesem Ausführungsbeispiel als Tandem-Hauptzylinder ausgeführt ist, einer mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Fremddruckquelle sowie einer durch ein gestricheltes Rechteck angedeuteten, nach dem Rückförderprinzip arbeitenden hydraulischen Steuereinheit 3, an die Radbremsen 4, 5, 6, 7 eines Kraftfahrzeuges angeschlossen sind. Der Hauptbremszylinder 1, an dessen nicht dargestellte Druckräume ein erster Bremskreis I sowie ein zweiter Bremskreis II angeschlossen sind, ist sowohl mittels eines Betätigungspedals 8 als auch mittels der vorhin erwähnten Fremddruckquelle 2 betätigbar, die vorzugsweise durch eine mittels eines Antriebsmotors 9 antreibbare hydraulische Pumpe 10 sowie einen an die Druckseite der Pumpe 10 angeschlossenen Hochdruckspeicher 11 gebildet ist. Die Saugseite der Pumpe 10 steht mit einem Druckmittelvorratsbehälter 12 in Verbindung, der z. B. durch einen dem Hauptbremszylinder 1 zugeordneten Nachlaufbehälter gebildet sein kann. Die hydraulische Steuereinheit 3 enthält den Fahrzeugbremsen 4 bis 7 zugeordnete Ein- und Auslaßventile 24 bzw. 34, 25 bzw. 35, 26 bzw. 36 und 27 bzw. 37, je einem Bremsenpaar 4, 5 bzw. 6, 7 zugeordnete Niederdruckspeicher 13, 14, die das während einer ABS, ASR oder ESP-Regelung angefallene Druckmittelvolumen aufnehmen, sowie eine Einrichtung 15 zum Rückfördern des erwähnten überschüssigen Druckmittelvolumens in den Hauptbremszylinder 1. Die Rückfördereinrichtung 15 ist als eine zweikreisige Rückförderpumpe ausgebildet, die mittels eines Hydromotors 16 angetrieben wird. Der Ausganganschluß des Hydromotors 16 ist an den vorhin erwähnten Druckmittelvorratsbehälter 12 angeschlossen, während sein Eingangsanschluß unter Zwischenschaltung eines elektromagnetisch schaltbaren 2/2-Wegeventils 17 mit der Druckseite der Pumpe 10 bzw. dem Ausgang des Hochdruckspeichers 11 in Verbindung steht. Die Betätigung des Hauptbremszylinders 1 bzw. die Verstärkung einer am Bremspedal 8 einwirkenden Betätigungskraft bzw. die Einleitung einer Fremdbremsung unabhängig von einer Pedalbetätigung durch die vorhin erwähnte Fremddruckquelle 2 erfolgt bei Bedarf mittels einer hydraulischen Leitung 18, deren Druck von einer elektrisch steuerbaren Ventileinrichtung 19, 20 auf den benötigten Wert eingeregelt wird. Stellvertretend ist in 1–3 eine Ausführungsvariante dargestellt, die die Leitung 18 einerseits unter Zwischenschaltung eines stromlos geschlossenen (SG-)2/2-Wegeventils 19 mit dem Hochdruckspeicher 11 und andererseits unter Zwischenschaltung eines stromlos offenen (SO-)2/2-Wegeventils 20 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 12 in Verbindung bringen kann.
Wenn ein nach einer ABS, ASR oder ESP-Regelung von den Niederdruckspeichern 13, 14 aufgenommenes Druckmittelvolumen in den Hauptbremszylinder 1 zurückgefördert werden soll, wird durch Öffnen des Ventils 17 der vorhin erwähnte Hydromotor 16 mit dem von der Fremddruckquelle 2 bereitgestellten Fremddruck beaufschlagt, so daß an die Niederdruckspeicher 13, 14 angeschlossene Rückförderpumpen 21, 22 das überschüssige Druckmittelvolumen in den Hauptbremszylinder 1 zurück verdrängen.
Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführung der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsanlage ist jedem Bremskreis I, II jeweils ein Paar Niederdruckspeicher 13a, 13b; 14a, 14b zugeordnet, wobei in jedem der Bremskreise I und II ein der Gruppe a, sowie ein der Gruppe b zugehöriger Niederdruckspeicher vertreten ist. Die Niederdruckspeicher 13a, 13b, 14a, 14b können auf ihrer den Niederdruck-Anschlüssen abgewandten Seite mit dem von der vorhin erwähnten Fremddruckquelle 2 aufgebrachten hohen Druck beaufschlagt werden, so daß das darin enthaltene Druckmittelvolumen in den Hauptbremszylinder 1 zurückgefördert werden kann. Die Druckbeaufschlagung wird mittels einer der Fremddruckquelle 2 zugeordneten Ventilanordnung 23 derart gesteuert, daß zu jedem Zeitpunkt mindestens ein Niederdruckspeicher pro Bremskreis in der Lage ist, die von den ABS-Ventilen 34, 35 bzw. 36, 37 abgelassene Bremsflüssigkeit aufzunehmen. Die Ventilanordnung 23 besteht dabei vorzugsweise aus vier Ventilen 38, 39, 40, 41, die in Form einer H-Brückenschaltung derart geschaltet sind, daß das Ventilpaar 38, 39 der ersten Niederdruckspeicher-Gruppe 13a, 14a und das Ventilpaar 40, 41 der zweiten Niederdruckspeicher-Gruppe 13b, 14b zugeordnet sind. Durch Umschalten der Ventile 38, 40 werden die Niederdruckspeicher-Gruppen mit dem Fremddruck beaufschlagt, während durch Umschalten der Ventile 39, 41 die Niederdruckspeicher-Gruppen mit dem Druckmittelvorratsbehälter 12, d. h. mit dem Atmosphärendruck, verbunden werden.
Die Ansteuerung der Gruppen erfolgt dabei zyklisch nach dem Schema:

– Rückfördern der ersten Niederdruckspeicher-Gruppe 13a, 14a,
– kein Rückfördern,
– Rückfördern der zweiten Niederdruckspeicher-Gruppe 13b, 14b,
– kein Rückfördern.

Schließlich zeigt 3 eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei der die Niederdruckspeicher 113a, 113b, 114a, 114b Stufenkolben aufweisen, deren größere Fläche mit dem Fremddruck beaufschlagbar ist. Wenn, wie in 3 lediglich angedeutet ist, der hydraulische Hauptbremszylinder einen größeren Kolbenquerschnitt aufweist, kann der von der Fremddruckquelle 2 aufgebrachte, im Hochdruckspeicher 11 bereitzuhaltende Systemdruck niedrig gehalten werden. Die die im Zusammenhang mit 3 erwähnte Ventilanordnung 123 bildenden Ventile 138–141 werden im gezeigten Beispiel mechanisch betätigt. Zu diesem Zweck kann z. B. eine an den Antriebsmotor 9 der Pumpe 10 gekoppelte Nockenwelle zum Einsatz kommen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind selbstverständlich auch zahlreiche Modifikationen denkbar. So kann z. B. die im Zusammenhang mit 2 und 3 erwähnte Ventilanordnung 23 bzw. 123 mit der hydraulischen Steuereinheit 3 eine Baugruppe bilden. Vorstellbar ist auch eine Ausführung, bei der sämtliche, zwischen dem Hauptbremszylinder 1 und den Fahrzeugbremsen 4–7 angeordneten Bauteile bzw. Elemente in einer selbständig handhabbaren Baugruppe, wie in der Zeichnung angedeutet ist, zusammengefaßt sind.

Claims

Elektrohydraulische Bremsanlage mit – einem pedal- sowie fremdbetätigbaren Hauptbremszylinder, – einer Fremddruckquelle zum Bereitstellen eines Fremddruckes, – einer nach dem Rückförderprinzip arbeitenden hydraulischen Steuereinheit, an die Radbremsen eines Kraftfahrzeuges angeschlossen sind, wobei – die hydraulische Steuereinheit eine durch den von der Fremddruckquelle (2) aufgebrachten Druck betätigbare Einrichtung zum Rückfördern von überschüssigem Druckmittelvolumen in den Hauptbremszylinder aufweist mit mindestens zwei Druckmittelaufnahmeräumen, die abwechselnd ein anfallendes Druckmittelvolumen aufnehmen und danach das angefallene Druckmittelvolumen durch die Wirkung des Fremddruckes im Sinne einer Rückförderung verdrängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Rückfördern von überschüssigem Druckmittelvolumen durch mindestens zwei Niederdruckspeicher (13a, 14a, 13b, 14b, 113a, 114a, 113b, 114b) gebildet ist, die zur Rückförderung des angefallenen Druckmittelvolumens auf ihrer den Niederdruck-Anschlüssen abgewandten Seite mit dem von der Fremddruckquelle aufgebrachten Druck beaufschlagt werden.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen (13a, 14a, 113a, 114a) und (13b, 14b, 113b, 114b) von Niederdruckspeichern vorgesehen sind und jedem der Bremskreise (I, II) je ein Niederdruckspeicher der ersten sowie der zweiten Gruppe zugeordnet sind, die zyklisch nach dem Schema: – Rückfördern der ersten Gruppe (13a, 14a, 113a, 114a) – kein Rückfördern – Rückfördern der zweiten Gruppe (13b, 14b, 113b, 114b) angesteuert werden.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckspeicher (113a, 114a, 113b, 114b) Stufenkolben aufweisen, deren größere Fläche mit dem Fremddruck beaufschlagbar ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Fremddruckquelle (2) mit einer Ventilanordnung (23, 123) zusammenwirkt, die abwechselnd Fremddruck oder Atmosphärendruck für die Niederdruckspeicher (13a, 14a; 13b, 14b, 113a, 114a; 113b, 114b) bereitstellt.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (23, 123) aus vier Ventilen (38, 39, 40, 41, 138, 139, 140, 141) besteht, die in Form einer H-Brückenschaltung geschaltet sind.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (38–41) elektromagnetisch betätigbar sind.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (138–141) mechanisch betätigbar sind.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7, wobei die Fremddruckquelle durch eine mittels eines Antriebsmotors antreibbare Pumpe sowie einen Hochdruckspeicher gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (138–141) durch den Antriebsmotor (9) betätigbar sind.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuereinheit (3) mit der Ventilanordnung (23, 123) eine Baugruppe bildet.