DE10054707A1 - Electro-hydraulic brake system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremssystem mit einem Bremsdruckgeber (1) und einer Pumpe (2), die mit ihrer Saugseite an einem Druckmittelvorratsbehälter (3) und mit ihrer Druckseite an einem Hochdruckspeicher (4) angeschlossen ist, der wie die Pumpe (2) über elektromagnetische Druckmodulationsventile (5) mit einer Radbremse (6, 7) verbindbar ist, mit einem Trennventil (8) zur Unterbrechung der hydraulischen Verbindung des Bremsdruckgebers (1) mit den Radbremsen (6, 7) in der Betriebsbremsstellung, so dass das Druckmittel des Bremsdruckgebers (1) in eine Simulatorkammer (9) gelangt, wobei zur Erfassung des Radbremsdrucks Drucksensoren (10, 11) und zur Erfassung der Betriebsstellung des Bremsdruckgebers und des Hochdruckspeichers Wegsensoren (12, 13) vorgesehen sind. In dem den Hochdruckspeicher (4) mit den Druckmodulationsventilen (5) verbindenden Druckmittelpfad (14) ist ein Druckminderventil (15) angeordnet.The invention relates to an electrohydraulic brake system with a brake pressure sensor (1) and a pump (2) which is connected with its suction side to a pressure medium reservoir (3) and with its pressure side to a high pressure accumulator (4) which, like the pump (2) electromagnetic pressure modulation valves (5) can be connected to a wheel brake (6, 7), with a isolating valve (8) to interrupt the hydraulic connection of the brake pressure sensor (1) to the wheel brakes (6, 7) in the service brake position, so that the pressure medium of the brake pressure sensor (1) enters a simulator chamber (9), pressure sensors (10, 11) being provided for detecting the wheel brake pressure and displacement sensors (12, 13) being provided for detecting the operating position of the brake pressure transmitter and the high pressure accumulator. A pressure reducing valve (15) is arranged in the pressure medium path (14) connecting the high pressure accumulator (4) to the pressure modulation valves (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremssystem, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug- Bremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electro-hydraulic brake system, especially for slip-controlled motor vehicle Brake systems, according to the preamble of claim 1.
Aus der WO 99/39954 ist bereits ein derartiges elektrohy draulisches Bremssystem für Kraftfahrzeuge bekannt geworden, mit einer Pumpe, mit einem drucklosen Vorratsbehälter und mit einer von einer elektronischen Steuereinheit ansteuerba ren, mehrere Druckmodulationsventile aufweisenden Hydrau liksteuerung zur Beaufschlagung von Radbremsen mit dem Druck der Pumpe, wobei die Hydrauliksteuerung während eines Brems vorgangs wahlweise die Radbremsen über entsprechende hydrau lische Verbindungen mit der Pumpe oder mit dem Druckmittel vorratsbehälter verbindet. Bei einem derartigen Bremssystem erfolgt die Bremsenaktivierung im Normalfall, d. h. bei in takter Funktion der Bremsanlage ausschließlich per Fremd kraft, wozu mittels der eingangs erwähnten Pumpe und einem geeigneten Hochdruckspeicher die Bremskrafterzeugung in den Radbremsen realisiert wird. Die Ausführung des Hochdruck speichers variiert, wobei der Betriebsdruck des Hochdruck speichers bei etwa 150 bis 200 bar liegt, um sicherzustel len, dass das Fahrzeug in jeder Situation optimal abgebremst werden kann. Im Betrieb der Bremsanlage steht somit am ein lassseitigen Druckmodulationsventil einerseits der relativ hohe Druck des Hochdruckspeichers an, andererseits herrscht unter bestimmten Betriebsbedingungen ein relativ niedriger Bremsdruck in den Radbremsen, so dass es infolge des großen Druckunterschieds am einlassseitigen Druckmodulationsventil zu einem partiellen Druckabfall mit entsprechend großen Strömungsgeschwindigkeiten kommt, die u. a. unerwünschte Be gleiterscheinung wie Schaumbildung, Geräusche usw. im Be reich des Druckmodulationsventils verursachen können. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß die Druckdiffe renz am Einlassventil das Ventilschaltverhalten beeinflusst. Weiterhin ist zu bedenken, dass der permanent an den Ein lassventilen anstehende Druck des Hochdruckspeichers als auch die Beanspruchung des Hochdruckspeichers selbst sehr hohe Anforderungen an die Dichtheit der beaufschlagten Bau teile stellt.Such an electrohy is already known from WO 99/39954 drastic braking system for motor vehicles has become known, with a pump, with a pressureless reservoir and with a controllable by an electronic control unit hydraulic system with several pressure modulation valves lik control to apply pressure to wheel brakes the pump, the hydraulic control during braking process optionally the wheel brakes via appropriate hydraulic connections with the pump or with the pressure medium storage container connects. With such a braking system the brake is activated normally, d. H. at in cycle function of the brake system only by third parties force, for which purpose by means of the pump mentioned at the beginning and a suitable high-pressure accumulator the braking force generation in the Wheel brakes is realized. The execution of the high pressure memory varies, with the operating pressure of the high pressure memory is around 150 to 200 bar to ensure ensure that the vehicle brakes optimally in every situation can be. In operation of the brake system is therefore on inlet pressure modulation valve on the one hand the relative high pressure of the high pressure accumulator on, on the other hand there is relatively low under certain operating conditions Brake pressure in the wheel brakes so that it is due to the large Pressure difference at the pressure modulation valve on the inlet side to a partial pressure drop with a correspondingly large one Flow rates that u. a. unwanted loading gliding phenomena such as foam formation, noises etc. in the loading range of the pressure modulation valve can cause. On Another disadvantage arises from the fact that the pressure differences limit on the inlet valve influences the valve switching behavior. It should also be borne in mind that the permanently on the pressure pending pressure of the high pressure accumulator as the stress on the high-pressure accumulator itself is also very high high demands on the tightness of the loaded construction parts.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrohydraulisches Bremssystem der eingangs genannten Art mit möglichst kostengünstigen, einfachen und dennoch funkti onssicheren Mitteln derart zu verbessern, dass vorgenannte Nachteile weitgehend vermieden werden.It is therefore the object of the present invention to provide a electro-hydraulic brake system of the type mentioned with the most cost-effective, simple yet functi to improve onsafe means in such a way that the aforementioned Disadvantages are largely avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein elektrohydrauli sches Bremssystem der angegebenen Art mit den kennzeichnen den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is inventively for an electrohydrauli Mark the brake system of the specified type with the solved the features of claim 1.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im nachfolgenden anhand einer Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert.Other features, advantages and possible uses of the Invention will become apparent from a description below several embodiments explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan für einen Bremskreis ei nes elektrohydraulischen Bremssystems mit einem einzigen, stromabwärts des Hochdruckspeichers an geordneten Druckminderventils, Fig. 1 is a hydraulic circuit diagram for one brake circuit ei nes electrohydraulic brake system with a single, downstream of the high-pressure accumulator to parent pressure reducing valve,
Fig. 2 eine Abwandlung des Hydraulikschaltplans nach Fig. 1 mit jeweils einem unmittelbar stromaufwärts des stromlos geschlossenen Druckmodulationsventils für eine Radbremse angeordnetes Druckminderventil, Fig. 2 shows a modification of the hydraulic circuit diagram of FIG. 1 with one immediately upstream of the normally closed pressure modulation valve arranged for a wheel brake pressure reducing valve,
Fig. 3 einen Konstruktionsvorschlag für ein Druckminder ventil. Fig. 3 shows a design proposal for a pressure reducing valve.
In der Fig. 1 ist der prinzipielle Schaltungsaufbau eines Bremskreises für ein elektrohydraulisches Bremssystem ge zeigt, mit einem Bremsdruckgeber 1 und einer Pumpe 2, die mit ihrer Saugseite an einem Druckmittelvorratsbehälter 3 und mit ihrer Druckseite an einem Hochdruckspeicher 4 ange schlossen ist. Der Hochdruckspeicher 4 ist wie die Pumpe 2 über elektromagnetische, in Grundstellung geschlossene Druckmodulationsventile 5 (Einlassventile) mit zwei Radbrem sen 6, 7 eines Bremskreises verbindbar. Über weitere, in der Grundstellung geschlossene elektromagnetische Druckmodulati onsventile 5' sind die Radbremsen 6, 7 auslaßseitig mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 verbindbar. Da es sich im Re gelfall um eine Zweikreisbremsanlage handelt, ist der Aufbau des zweiten Bremskreises identisch mit dem abbildungsgemäßen ersten Bremskreis. Zur Unterbrechung der hydraulischen Ver bindung des Bremsdruckgebers 1 mit den Radbremsen 6, 7 ist stromaufwärts zu den radeinlaßseitigen Druckmodulationsven tilen 5 ein Trennventil 8 vorgesehen, das in der Bremsbetä tigungsstellung seine Sperrstellung einnimmt, so dass das Druckmittel des Bremsdruckgebers 1 in eine Simulatorkammer 9 gelangt. Zur Erfassung des Radbremsdrucks sind ferner Druck sensoren 10,11 an den zu den Radbremsen 6, 7 führenden Brems leitungsabschnitten vorgesehen. Weiterhin befinden sich Drucksensoren 12, 28 sowohl am Ausgang der Pumpe 2 als auch am Ausgang des Bremsdruckgebers 1. Ferner befinden sich am Hochdruckspeicher 4 als auch am Bremsdruckgeber 1 Wegsenso ren 12, 13. Erfindungsgemäß ist in dem den Hochdruckspeicher 4 mit den Druckmodulationsventilen 5 (Einlaßventile) verbin denden Druckmittelpfad 14 ein Druckminderventil 15 angeord net, das die an den Druckmodulationsventilen 5 anstehende Differenzdrücke reduziert. Der den Hochdruckspeicher 4 mit den Druckmodulationsventilen 5 und den Radbremsen 6, 7 ver bindende Druckmittelpfad 14 ist stromabwärts zum Druckmin derventil 15 sowohl in Richtung der Druckmodulationsventile 5 als auch zum Ausgang der Pumpe 2 als Druckmittelverzwei gung ausgeführt. Zwischen den einlass- und auslassseitigen Druckmodulationsventilen 5, 5' der Radbremsen 6, 7 ist eine mit einem Wechselventil 17 versehene Druckmittelverbindung 18 angeordnet, die über das als Rückschlagventil dargestell te Wechselventil 17 mit einer ersten Steuerdruckleitung 19 des Druckminderventils 15 verbindbar ist. Ferner besteht über ein in Grundstellung geöffnetes Druckausgleichsventil 20 eine Verbindung zwischen den beiden Radbremsen 6, 7, die bei einer Bremsbetätigung durch das Druckausgleichsventil 20 elektromagnetisch sperrbar ist. Im Bremsbetrieb ist jeweils die zwischen den beiden. Radbremsen 6, 7 bestehende Druckmit telverbindung 18, die das geringere Druckniveau aufweist, durch das Wechselventil 17 in Richtung der ersten Steuer druckleitung 19 abschnittsweise getrennt, während die mit dem relativ größeren hydraulischen Druck beaufschlagte Rad bremse 6 oder 7 über das den zylinderförmigen Abschnitt der Druckmittelverbindung 18 freigebende Wechselventil 17 an der ersten Steuerdruckleitung 19 angeschlossen ist. In der Steu erdruckleitung 19 wirkt der relativ höhere Radbremsdruck über das Wechselventil 17 zur Druckreduzierung auf das Druckminderventil 15, während der Druck in einer am Ausgang des Druckminderventils 15 angeschlossenen zweiten Steuer druckleitung 29 der Druckminderung entgegenwirkt.In Fig. 1, the basic circuit structure of a brake circuit for an electrohydraulic braking system shows ge, with a brake pressure sensor 1 and a pump 2 , which is connected with its suction side to a pressure medium reservoir 3 and with its pressure side to a high pressure accumulator 4 . The high-pressure accumulator 4 , like the pump 2, can be connected to two wheel brakes 6 , 7 of a brake circuit via electromagnetic pressure modulation valves 5 (inlet valves) which are closed in the basic position. On further, in the basic position closed electromagnetic pressure modulation valves 5 ', the wheel brakes 6 , 7 can be connected on the outlet side to the pressure medium reservoir 3 . Since it is usually a dual-circuit brake system, the structure of the second brake circuit is identical to the first brake circuit shown in the illustration. To interrupt the hydraulic connection of the brake pressure transducer 1 with the wheel brakes 6 , 7 upstream of the wheel inlet pressure modulation valves 5 a separating valve 8 is provided, which takes its blocking position in the brake actuation position, so that the pressure medium of the brake pressure transducer 1 enters a simulator chamber 9 . To detect the wheel brake pressure, pressure sensors 10 , 11 are also provided on the line leading to the wheel brakes 6 , 7 brake sections. Furthermore, pressure sensors 12 , 28 are located both at the outlet of the pump 2 and at the outlet of the brake pressure sensor 1 . Furthermore, 1 Wegsenso ren 12 , 13 are located on the high pressure accumulator 4 and the brake pressure sensor. According to the high pressure accumulator 4 with the pressure modulation valves 5 (inlet valves) connec denden pressure medium path 14, a pressure reducing valve 15 is net angeord, which reduces the pressure pending at the pressure modulation valves 5 . The high-pressure accumulator 4 with the pressure modulation valves 5 and the wheel brakes 6 , 7 ver binding pressure medium path 14 is executed downstream of Druckmin derventil 15 both in the direction of the pressure modulation valves 5 and to the outlet of the pump 2 as a pressure medium branch. Between the inlet and outlet-side pressure modulation valves 5 , 5 'of the wheel brakes 6 , 7 , a pressure medium connection 18 provided with a shuttle valve 17 is arranged, which can be connected to a first control pressure line 19 of the pressure reducing valve 15 via the shuttle valve 17 shown as a check valve. There is also a connection between the two wheel brakes 6 , 7 which is open electromagnetically when the brake is actuated by the pressure compensation valve 20 via a pressure compensation valve 20 which is open in the basic position. In braking mode, the one between the two is in each case. Wheel brakes 6 , 7 existing Druckmit telverbindung 18 , which has the lower pressure level, separated by the shuttle valve 17 in the direction of the first control pressure line 19 , while the pressurized with the relatively greater hydraulic pressure wheel brake 6 or 7 via the cylindrical portion of the pressure medium connection 18 releasing shuttle valve 17 is connected to the first control pressure line 19 . In the control pressure line 19, the relatively higher wheel brake pressure acts via the shuttle valve 17 to reduce the pressure on the pressure reducing valve 15 , while the pressure in a pressure control valve 29 connected to the outlet of the pressure reducing valve 15 counteracts the pressure reduction.
Der stromaufwärts des Druckminderventils 15 angeordnete Hochdruckspeicher 4 ist konstruktiv als Metallfaltenbalg speicher ausgeführt. Er weist zum Schutz gegen unbeabsich tigtes Entleeren ein Sicherheitsventil 16 auf, das als fe derbelastetes, in Grundstellung offenes 2/2-Wegeventil aus geführt ist, das beim Erreichen des durch die Pumpe 2 initi ierten Ladezustandes vom Metallfaltenbalg in die Sperrstel lung bewegt wird.The upstream of the pressure reducing valve 15 arranged high pressure accumulator 4 is designed as a metal bellows accumulator. It has a safety valve 16 to protect against unintentional emptying, which is designed as a spring loaded, open 2/2-way valve in the basic position, which is moved from the metal bellows into the locking position when the charge state initiated by the pump 2 is reached.
Die Hydraulikschaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Darstellung des Bremssystems nach Fig. 1 dadurch, dass jeweils ein Druckminderventil 15 unmittelbar stromaufwärts des radeinlassseitigen Druckmodulationsventils 5 in die zur Radbremse 6, 7 führende Druckmittelverbindung eingesetzt ist. Ein erster Steuerdruckanschluss 19 ist jeweils zur Betäti gung des Druckminderventils 15 in die Druckreduzierstellung unmittelbar stromabwärts des radeinlassseitigen Druckmodula tionsventils 5 an die zur Radbremse 6, 7 führende Druckmit telverbindung angeschlossen, während ein zweiter Steuer druckanschluss 29 des Druckminderventils 15 stromaufwärts des radeinlassseitigen Druckmodulationsventils 5 am Ausgang des Druckminderventils 15 angeschlossen ist. Ansonsten ent spricht der Aufbau der hydraulischen Schaltung nach Fig. 2 den zuvor beschriebenen Einzelheiten des Bremssystems nach Fig. 1.The hydraulic circuit according to FIG. 2 differs from the representation of the brake system according to FIG. 1 in that in each case a pressure reducing valve 15 is inserted directly upstream of the pressure modulation valve 5 on the wheel inlet side into the pressure medium connection leading to the wheel brake 6 , 7 . A first control pressure connection 19 is in each case for the actuation of the pressure reducing valve 15 in the pressure reducing position immediately downstream of the wheel inlet-side pressure modulation valve 5 connected to the pressure brake leading to the wheel brake 6 , 7 , while a second control pressure connection 29 of the pressure reducing valve 15 upstream of the wheel inlet pressure modulation valve 5 at the outlet of the pressure reducing valve 15 is connected. Otherwise, the structure of the hydraulic circuit according to FIG. 2 corresponds to the previously described details of the braking system according to FIG. 1.
Gemäß der Fig. 3 ist das aus den Fig. 1 und 2 bekannte Druckminderventil 15 im wesentlichen aus einem in einem Ge häuse 21 des Bremssystems axial beweglichen, von einer Druckfeder 22 vorgespannten Steuerkolben 23 gebildet, dessen von der Druckfeder 22 permanent beaufschlagte Stirnfläche gleichzeitig immer über die erste Steuerdruckleitung 19 dem hydraulischen Druck der Radbremsen 6, 7 ausgesetzt. Die von der Druckfeder 22 abgewandte Stirnfläche am Steuerkolben 23 ist über die Druckmittelverbindung 27 dem in Richtung des Einlaßventils (Druckmodulationsventil 5) wirksamen Druck ausgesetzt, der dem Druck in der zweiten Steuerdruckleitung 29 entspricht. In der Mantelfläche des Steuerkolbens 23 be findet sich eine Ringnut 25, die über einen den Steuerkolben 23 durchdringenden Kanal 26 den an der Steuerbohrung 24 im Gehäuse 21 anstehenden Druck des Hochdruckspeichers 4 abhän gig vom Kolbenüberdeckungsgrad gemindert zum Einlaßventil (Druckmodulationsventil 5) leitet. Die Fig. 3 beschreibt so mit eine sinnvolle konstruktive Ausführungsmöglichkeit des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Druckminderventils.According to FIG. 3 which is shown in FIGS. 1 and 2, known pressure relief valve 15 consists essentially of a in a Ge housing 21 of the brake system movable axially, is formed by a compression spring 22 biased control piston 23, which permanently acted upon by the compression spring 22 end face at the same time always exposed to the hydraulic pressure of the wheel brakes 6 , 7 via the first control pressure line 19 . The end face on the control piston 23 facing away from the compression spring 22 is exposed via the pressure medium connection 27 to the pressure effective in the direction of the inlet valve (pressure modulation valve 5 ), which corresponds to the pressure in the second control pressure line 29 . In the lateral surface of the control piston 23 there is an annular groove 25 which, via a control piston 23 penetrating channel 26, the pressure at the control bore 24 in the housing 21, the pressure of the high-pressure accumulator 4 depends on the degree of piston coverage reduced to the inlet valve (pressure modulation valve 5 ). The Fig. 3 describes as having a reasonable possibility of structural design of the pressure reducing valve shown in Figs. 1 and 2.
Zusammenfassend hat somit die vorgeschlagene Verwendung und Anordnung eines bzw. mehrerer Druckminderventile 15 für ein mehrkreisiges elektrohydraulisches Bremssystem die Vorteile, dass bei niedrigen Bremsdrücken kein großer Druckunterschied am Einlassventil (Druckmodulationsventil 5) entsteht, so dass keine großen Strömungsgeschwindigkeiten und damit kein gravierendes Druckgefälle im Einlaßventilbereich entsteht. Unerwünschte Begleiterscheinungen, wie Schaumbildung und Ge räusche, können somit wirkungsvoll vermieden werden. Auch der Erregerstrom zum Öffnen des radeinlaßseitigen Druckmodu lationsventil 5 ist nicht mehr in hohem Maße abhängig von den gerade im Druckmodulationsventil 5 vorherrschenden Druckdifferenz. Dies resultiert letztlich in einer Verringe rung der Anforderung bezüglich der Dichtheit der als Radein laßventile wirksamen Druckmodulationsventile 5 und des Hoch druckspeichers 4. In summary, the proposed use and arrangement of one or more pressure reducing valves 15 for a multi-circuit electrohydraulic brake system has the advantages that at low brake pressures there is no great pressure difference at the inlet valve (pressure modulation valve 5 ), so that there are no high flow velocities and therefore no serious pressure drop in the inlet valve area . Undesired side effects, such as foam formation and noise, can thus be effectively avoided. Also, the excitation current to open the radeinlaßseitigen Druckmodu lationsventil 5 is not highly dependent on the prevailing especially in the pressure modulation valve 5 pressure difference. This ultimately results in a reduction of the requirement with regard to the tightness of the pressure modulation valves 5 effective as Radein valves and the high-pressure accumulator 4 .
11
Bremsdruckgeber
Brake pressure sensor
22nd
Pumpe
pump
33rd
Druckmittelvorratsbehälter
Pressure fluid reservoir
44
Hochdruckspeicher
High pressure accumulator
55
, ,
55
' Druckmodulationsventil
'' Pressure modulation valve
66
, ,
77
Radbremse
Wheel brake
88th
Trennventil
Isolation valve
99
Simulatorkammer
Simulator chamber
1010th
Drucksensor
Pressure sensor
1111
Drucksensor
Pressure sensor
1212th
Drucksensoren
Pressure sensors
1313
Wegsensor
Displacement sensor
1414
Druckmittelpfad
Pressure medium path
1515
Druckminderventil
Pressure reducing valve
1616
Sicherheitsventil
Safety valve
1717th
Wechselventil
Shuttle valve
1818th
Druckmittelverbindung
Pressure fluid connection
1919th
Erste Steuerleitung
First control line
2020th
Druckausgleichsventil
Pressure compensation valve
2121
Gehäuse
casing
2222
Druckfeder
Compression spring
2323
Steuerkolben
Control piston
2424th
Steuerbohrung
Control bore
2525th
Ringnut
Ring groove
2626
Kanal
channel
2727
Druckmittelverbindung
Pressure fluid connection
2828
Drucksensor
Pressure sensor
2929
Zweite Steuerdruckleitung
Second control pressure line
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8130 | Withdrawal |