DE10114298A1

DE10114298A1 - Bremsanlage

Info

Publication number: DE10114298A1
Application number: DE10114298A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Briesewitz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einer Einrichtung zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes und/oder zur Fahrdynamikregelung, mit einem Drucksensor (1), welcher derart über mehrere Druckanschlüsse (2) an die Bremsleitung (18) angeschlossen ist, dass sowohl der hydraulische Druck des Hauptzylinders (3) als auch der Druck in der Radbremse (4) bestimmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einer Einrich tung zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes und/oder zur Fahrdynamikregelung nach dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.

Aus der DE 195 23 946 A1 ist bereits eine derartige Bremsan lage mit einer Einrichtung zur Regelung des Brems- und An triebsschlupfes als auch zur Fahrdynamikregelung bekannt. Diese Bremsanlage weist einen Hauptzylinder auf, der über Bremsleitungen mit mehreren Radbremsen verbunden ist, in die elektromagnetisch betätigbare Trennventile als auch Einlass ventile eingesetzt sind. Die Radbremsen sind über elektroma gnetisch betätigbare Auslassventile und Niederdruckspeicher mit der Saugseite einer Pumpe verbunden, in die auch eine Saugleitung einmündet, die zwischen dem Hauptzylinder und dem Trennventil an die Bremsleitung angeschlossen ist. In die Saugleitung ist ein Umschaltventil eingesetzt, das in seiner Grundstellung die Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptzylinder und der Saugseite der Pumpe unterbricht. Zur Erfassung des Hauptbremszylinderdrucks befindet sich an je der Bremsleitung ein Drucksensor. Zur Erfassung der Drücke in den Radbremsen und dem am Niederdruckspeicher anstehenden Druck werden gleichfalls Drucksensoren benötigt, so dass ei ne Vielzahl von Drucksensoren erforderlich ist, die abgese hen vom Platzbedarf auch einen erheblichen Aufwand bezüglich der elektrischen Kontaktierung verursachen.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage der angegebenen Art derart zu verbessern, dass vorgenannte Nachteile vermieden werden. Das Ziel der Erfin dung ist es somit, Möglichkeiten für eine einfache sowie zu verlässige und kostengünstige Drucksensierung für eine Brems anlage aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Bremsanlage der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten der Er findung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand mehrerer Zeichnungen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan für eine Bremsanlage mit einer Einrichtung zur Fahrdynamikregelung,

Fig. 2a eine konstruktive Ausführungsform der in Fig. 1 symbolisch gezeigten Elemente zur Drucksensierung mit einer ersten Funktionsstellung eines zur Drucksensierung verwendeten Regelkolbens,

Fig. 2b ein Diagramm zur Darstellung des vom Drucksensor erfaßten Messdrucks,

Fig. 2c den in Fig. 2a vorgestellten Regelkolben in einer weiteren Funktionsstellung,

Fig. 2d ein Diagramm zur Darstellung des vom Drucksensor erfaßten Absolut- als auch Differenzdrucks.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Bremsan lage mit einer Einrichtung zur Fahrdynamikregelung, die ei nen Hauptzylinder 3 mit einem Druckmittelvorratsbehälter 12 aufweist. Am Hauptzylinder 3 schließt sich für jeden Brems kreis jeweils eine Bremsleitung 18 an einem paar Radbremsen 4 an, in die jeweils ein Trennventil 13 und ein elektroma gnetisch betätigbares Einlassventil 14 eingesetzt sind. An den Radbremsen 4 schließen sich für jeden Bremskreis Rück laufleitungen 17 an, in die elektromagnetisch betätigbare Auslassventile 15 und Niederdruckspeicher 16 eingesetzt sind, die über die Rücklaufleitungen 17 jeweils mit einer Saugseite einer Pumpe 19 verbunden sind. Zwischen dem Nie derdruckspeicher 16 und der Pumpe 19 mündet in die Rücklauf leitung 17 eines jeden Bremskreises eine Saugleitung 20 ein, die zwischen dem Hauptzylinder 3 und dem Trennventil 13 an jede der Bremsleitungen 18 angeschlossen ist. In der Saug leitung 20 befindet sich ein elektrisch betätigbares Um schaltventil 21, das in seiner Grundstellung die Druckmit telverbindung zwischen dem Hauptzylinder 3 und der Saugseite der Pumpe 19 unterbricht.

Die Erfindung sieht vor, dass ein Drucksensor 1 derart ange ordnet ist, dass während einer Normalbremsung sowohl der hy draulische Druck des Hauptzylinders 3 als auch der Druck der Radbremse 4 von einem einzigen Drucksensor 1 erfaßt werden kann. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass auf die zusätz liche Anordnung von Drucksensoren im Bereich der Radbremsen zur Erfassung der jeweils vorherrschenden Radbremsdrücke verzichtet werden kann, so dass sich die Anzahl der erfor derlichen Drucksensoren entsprechend der Abbildung nach Fig. 1 auf den an den Druckanschlüssen 2 parallel zum Trennventil 13 angeordneten Drucksensor 1 beschränkt. Die Druckanschlüs se 2 befinden sich demnach jeweils unmittelbar an den strom auf- und stromabwärts zum Trennventil 13 gelegenen Abzwei gungen der Bremsleitung 18.

Die Fig. 2a zeigt hierzu eine zweckmäßige Konstruktion der Bremsanlage im Bereich der Druckanschlüsse 2, die im wesent lichen zu einem Regelkolben 5 führen, der mit unterschied lich großen, hydraulisch beaufschlagten Wirkflächen versehen ist. Durch die Position des Regelkolbens 5 kann vorteilhaft sowohl mittels des vorbezeichneten Drucksensors 1 der Abso lut- als auch Relativdruck in der Bremsleitung 18 bestimmt werden. Die Druckanschlüsse 2 sind hierzu über Kanäle mit einer Stufenbohrung 6 verbunden, die vom Drucksensor 1 ver schlossen ist. Der Regelkolben 5 ist als Stufenkolben trans versal im Gehäuse 7 der Bremsanlage beweglich.

Das vom hydraulischen Druck P1 der Radbremse 4 beaufschlagte erste Stirnflächenpaar A1 am Regelkolben 5 entspricht der Flächensumme der von dem ersten Stirnflächenpaar A1 abge wandten, vom Druck P2 des Hauptzylinders 3 beaufschlagten zweiten und dritten Stirnfläche A2, A3, wobei die zweite Stirnfläche A2 unmittelbar und die dritte Stirnfläche A3 mittelbar über eine Drosselbohrung 8 dem Druck P2 des Hauptzylinders 3 ausgesetzt sind. Die zweite Stirnfläche A2 ist infolge der Kolbenstufe 9 am Regelkolben 5 als Ringflä che ausgeführt, während die dritte, über die Drosselbohrung 8 beaufschlagbare Stirnfläche A3 durch den von der Kolben stufe 9 definierten, sich in das Kernloch der Stufenbohrung 6 erstreckenden Schaft des Regelkolben 5 gebildet ist. Der Regelkolben 5 ist zur leckagefreien Abdichtung in der Stu fenbohrung 6 beiderseits seiner Kolbenstufe 9 mit Dichtrin gen 10 versehen. Ferner ist die erste Stirnfläche A1 von ei ner Druckfeder 11 beaufschlagt, deren Vorspannkraft derart bemessen ist, dass in der Bremslösestellung geringe Druck differenzen zwischen dem Druck P2 des Hauptzylinders 3 und dem Druck P1 der Radbremse 4 unter Berücksichtigung der Gleitreibung am Regelkolben 5 kompensiert werden können.

Die Idee der Erfindung basiert somit auf die geeignete An ordnung von Druckanschlüssen 2 für einen Drucksensor 1, wozu zwischen den Druckanschlüssen 2 ein Regelkolben 5 vorgesehen ist, der die Messung des Absolutdrucks ermöglicht und der auch zur Bestimmung eines Differenzdrucks im Bremssystem ge eignet ist. Hierzu weist der Regelkolben 5 unterschiedlich große Wirkflächen auf, die bei Druckbeaufschlagung zu unter schiedlichen Kolbenpositionen mit entsprechenden Messergeb nissen des Drucksensors 1 führen. Die Messung des Absolut drucks erfolgt über das sich am Regelkolben 5 einstellende hydraulische Gleichgewicht, während die Anschlagposition des Regelkolbens 5 in der Stufenbohrung 6 zur Bestimmung eines Druckdifferenzbetrages verwendet werden kann.

Wie bereits aus der Beschreibung des Regelkolbens 5 nach Fig. 2a hervorgegangen ist, befindet sich demnach der Regel kolben 5 beiderseits hydraulisch beaufschlagt unter der Wir kung der Drücke P1, P2, und P3, wobei der Messdruck P3 am Drucksensor 1 bei der abbildungsgemäßen Kolbenstellung dem Druck P2 entspricht.

Die Druckfeder 11 übt in der abbildungsgemäßen Grundstellung eine leichte Vorspannung auf den Regelkolben 5 aus, da er fahrungsgemäß der Druck P2 des Hauptzylinders 3 immer etwas größer ist als der Druck P1 in der Radbremse 4. Somit ist im links zum Regelkolben 5 gelegenen Druckraum die gesamte Stirnfläche A1 vom Druck P1 der Radbremse 4 und von der Druckfeder 11 beaufschlagt, während auf der entgegengelege nen rechten Stirnseite des Regelkolbens 5 die ringförmige Stirnfläche A2 als auch der verkleinerte Kernquerschnitt an der Stirnfläche A3 des Regelkolbens 5 vom Druck P2 des Hauptzylinders beaufschlagt sind. Der rechts der Stirnfläche A3 gelegene, verkleinerte Druckraum wird vom Drucksensor 1 verschlossen. In diesem Druckraum kann der Druck P2 vom Hauptzylinder 3 ausschließlich über eine Schnüffelbohrung bzw. Drosselbohrung 8 zugeführt werden.

Gemäß der in Fig. 2a abgebildeten Position des Regelkolbens 5 herrscht ein Druckgleichgewicht. Leckageeinflüsse werden im vorliegenden Beispiel durch die Verwendung einer Ring dichtung 10 am Schaft des Regelkolbens 5 verhindert, so dass eine leckagefreie Abdichtung des Regelkolbens 5 in der Stu fenbohrung 6 gewährleistet ist.

In der folgenden Kennliniendarstellung nach Fig. 2b ist ent lang der Ordinate der Messdruck P3 des Drucksensors 1 und entlang der Abszisse die Betätigungskraft F des Fahrers am Hauptbremszylinder aufgetragen. Bis zum Erreichen des Aus steuerpunktes X der Kennliniengeraden liegt folglich ein Druckgleichgewicht zwischen den aus Fig. 2a bekannten Druck räumen beiderseits des Regelkolbens 5 vor, so dass der Re gelkolben die aus Fig. 2a bekannte Stellung eingenommen hat. Die Druckfeder 11 gleicht hierbei die geringe Druckdifferenz zwischen dem Druck P2 des Hauptzylinders 3 und dem Rad bremsdruck P1 (Verluste durch Reibung) aus und sorgt für ei ne definierte Lage des Regelkolbens 5.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Auslegung des Regel kolbens 5 derart, dass die Stirnflächen A2 und A3 gleich groß sind und zusammen genauso groß sind wie das Stirnflä chenpaar A1. Man misst folglich mit dem einen Drucksensor 1 den am Regelkolben 5 anstehenden Druck P2 des Hauptzylinders 3 und den Druck P1 der Radbremse 4, die bei der schlupffrei en Normalbremsung identisch sind.

Hiervon abweichend zeigt im nachfolgenden die Fig. 2c einen Betätigungsfall des Regelkolbens 5, bei dem der Aussteuer punkt X erreicht wird, bei dem der Druck P2 des Hauptzylin ders 3 beispielsweise niedriger ist als der Druck P1 in der Radbremse 4. Folglich gleitet der Regelkolben 5 im vorlie genden Ausführungsbeispiel nach rechts, so dass die Drossel bohrung 8 verschlossen ist. Damit ist zwischen der Stirnflä che A3 und dem Drucksensor 1 ein Volumen eingespannt, dessen Druck P3 durch die an den drei Stirnflächen A1, A2, A3 wirk same Druckkräfte bestimmt ist. Unter Berücksichtigung des im Ausführungsbeispiel gewählten Flächenverhältnisses ergibt sich somit, dass der Druck P1 in der Radbremse 4 die Hälfte vom gemessenen Druck P3, zuzüglich dem Druck P2 aus dem Hauptbremszylinder 3 beträgt.

Der Druck P2 im Hauptzylinder ist mittels einer geeigneten Elektronik anhand der Steigung der Kennlinie des Hauptzylin derdrucks rechnerisch zu bestimmen (vergl. Kennliniendia gramm nach Fig. 2b). Aufgrund der konstruktiv vorgegebenen Flächenverhältnisse am Regelkolben 5 ist nämlich auch das sich jeweils am Regelkolben 5 einstellende hydraulische Druckverhältnis und der Aussteuerpunkt X bekannt und vom Drucksensor 1 erfaßbar. Wie aber auch bereits aus dem Kenn liniendiagramm nach Fig. 2b ersichtlich ist, verläuft die Kennlinie auch über den Aussteuerpunkt X hinaus als Lineare, so dass die Größen bezüglich des hydraulischen Drucks P3 so wie die Betätigungskraft F auch über den Aussteuerpunkt X hinaus mathematisch vorbestimmbar sind. Vor dem Erreichen des Aussteuerpunkts X entspricht am Regelkolben 5 der Druck P2 des Hauptzylinders 3 dem Druck P1 in der Radbremse 4. Steigt der Druck P2 über den Aussteuerpunkt X weiter an, bis die Kolbenstufe 9 des Regelkolben 5 am Gehäuse 7 anschlägt, erfolgt mittels des Drucksensors 1 eine Messung der hydrau lischen Druckdifferenz in der Stufenbohrung 6. Da (wie be reits oben erwähnt) auch der weitere Verlauf der Betäti gungskraft F rechnerisch bestimmbar ist, läßt sich sodann auch der weitere Verlauf des Drucks P1 in der Radbremse 4 aufgrund den bereits aus den eingangs erläuterten geometri schen Beziehungen errechnen.

Das Kennliniendiagramm nach Fig. 2d zeigt in diesem Zusam menhang zunächst den aus der Fig. 2b bereits bekannten Kenn lienabschnitt zur Messung des Absolutdrucks mittels des Drucksensors 1 bis zum Aussteuerpunkt X, dem in Form einer nicht stetigen Funktion ein zweiter, geometrisch ähnlicher Kennlinienabschnitt folgt, der den vom Drucksensor 1 gemes senen Differenzdruck wiedergibt, der oberhalb des Aussteuer punkts X für unterschiedliche Werte der Betätigungskraft F als vertikale Linien auf der Ordinate graphisch dargestellt ist.

Bezugszeichenliste

1

Drucksensor

2

Druckanschluß

3

Hauptzylinder

4

Radbremse

5

Regelkolben

6

Stufenbohrung

7

Gehäuse

8

Drosselbohrung

9

Kolbenstufe

10

Dichtring

11

Druckfeder

12

Vorratsbehälter

13

Trennventil

14

Einlassventil

15

Auslassventil

16

Niederdruckspeicher

17

Rücklaufleitung

18

Bremsleitung

19

Pumpe

20

Saugleitung

21

Umschaltventil

Claims

1. Bremsanlage mit einer Einrichtung zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes und/oder zur Fahrdyna mikregelung, mit einem Hauptzylinder, der an einem Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen ist, mit einem Drucksensor, mit einer den Hauptzylinder mit einer Rad bremse verbindenden Bremsleitung, die ein Trennventil und ein Einlassventil aufnimmt, mit einer an der Rad bremse angeschlossenen, mit einer mit einem Auslassven til und einem Niederdruckspeicher versehen Rücklauflei tung, die zur Saugseite einer Pumpe führt, mit einer zwischen dem Niederdruckspeicher und der Pumpe in die Rücklaufleitung einmündenden Saugleitung, die zwischen dem Hauptzylinder und dem Trennventil an der Bremslei tung angeschlossen ist, sowie mit einem Umschaltventil in der Saugleitung, das in seiner Grundstellung die Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptzylinder und der Saugseite der Pumpe unterbricht, dadurch gekenn zeichnet, dass der Drucksensor (1) derart über mehrere Druckanschlüsse (2) an die Bremsleitung (18) ange schlossen ist, dass sowohl der hydraulische Druck des Hauptzylinders (3) als auch der Druck in der Radbremse (4) bestimmbar ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (1) über ein paar Druckanschlüsse (2) parallel zum Trennventil (13) an die Bremsleitung (18) angeschlossen ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Druckanschlüsse (2) in ein mit einem Regelkolben (5) versehenes Gehäuse (7) einmünden, und dass der Regelkolben (5) unterschiedlich große hydrau lisch beaufschlagte Wirkflächen aufweist, so dass ab hängig von der Kolbenposition sowohl ein Absolut- als auch Relativdruck mittels des Drucksensors (1) bestimm bar ist.

4. Bremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanschlüsse (2) an eine Stufenbohrung (6) des Gehäuses (7) angeschlossen sind, in die der Regelkolben (5) als Stufenkolben ein gesetzt ist.

5. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom hydraulischen Druck P1 der Radbremse (4) beaufschlagte erste Stirn flächenpaar (A1) des Regelkolbens (5) der Flächensumme der von der ersten Stirnfläche (1) abgewandten, vom Druck des Hauptzylinders (3) beaufschlagten zweiten und dritten Stirnflächen (A2, A3) entspricht, wobei die zweite Stirnfläche (A2) unmittelbar und die dritte Stirnfläche (A3) mittelbar über eine Drosselbohrung (8) dem Druck P2 des Hauptzylinders (3) ausgesetzt sind.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnfläche (A2) infolge der Kolbenstu fe (9) am Regelkolben (5) als Ringfläche ausgeführt ist, und dass sich die dritte Stirnfläche (A3) infolge der Kolbenstufe (9) als im Durchmesser verkleinerter Schaft des Regelkolbens (5) in das Kernloch der Stufen bohrung (6) erstreckt.

7. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkolben (5) beiderseits seiner Kolbenstufe (9) in der Stufenbohrung (6) mit Dichtringen (10) abge dichtet ist.

8. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnflächenpaar (A1) von einer Druckfeder (11) beaufschlagt ist, deren Vorspannkraft derart bemessen ist, dass in der Bremslö sestellung geringe Druckdifferenzen zwischen dem Druck P2 des Hauptzylinders (3) und dem Druck P1 der Radbrem se (4) unter Berücksichtigung der Gleitreibung am Re gelkolben (5) kompensiert sind.