DE102004060080A1

DE102004060080A1 - Kraftfahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE102004060080A1
Application number: DE102004060080A
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Gottfried Dehio; Axel Hinz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: DE102004060080B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einem Umschaltventil (1), das als Proportionalregelventil ausgeführt ist, um dessen Öffnungsquerschnitt zur Reduzierung der hydraulischen Rückwirkung einer Pumpe (2) auf den Hauptzylinder (3) variabel einstellen zu können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 1 068 122 B1 ist bereits eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage der angegebenen Art bekannt, die mit Blockierschlupf-, Antriebsschlupf- und Fahrdynamikregelung ausgerüstet ist. Diese Bremsanlage weist einen Hauptzylinder auf, der über eine Bremsleitung mit einem paar Radbremsen verbindbar ist, wobei in die Bremsleitung ein elektrisches Trennventil und stromabwärts zum Trennventil ein paar Einlassventile eingesetzt sind. Ferner ist an der Bremsleitung stromabwärts der Einlassventile eine Rücklaufleitung angeschlossenen, die in den Abzweigungen der Rücklaufleitung ein paar Auslassventile aufnimmt. Stromabwärts der Auslassventile ist ein Niederdruckspeicher an die Rücklaufleitung angeschlossen, die mit der Saugseite einer von einem Elektromotor angetriebene Pumpe angeschlossen ist, deren Druckseite die zwischen dem Trenn- und den Einlassventilen in die Bremsleitung einmündet, sowie mit einer Leitungsverbindung des Hauptzylinders mit der Saugseite der Pumpe, wobei die Leitungsverbindung einen Saugspeicher und ein Umschaltventil aufweist.

In einer Antriebsschlupf- oder Fahrdynamikregelung steht die Saugseite der Pumpe über das geöffnete Umschaltventil mit dem Hauptzylinder in Verbindung, wobei es durch die Betäti gung des Bremspedals (Einbremsvorgang) zu einer hydraulischen Rückwirkung der Pumpe auf das Bremspedal kommt. Hieraus resultiert ein unerwünschtes Pedalgefühl sowie ein Bremsdruckregelgeräusch.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage der angegebenen Art derart zu verbessern, dass vorgenannte Nachteile vermieden werden.

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

Weitere Merkmale, Vorteile und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand einer Zeichnung hervor.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung den Schaltungsaufbau einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage in Verbindung mit den noch detailliert zu erläuternden erfindungswesentlichen Merkmalen.
An einem blockförmig skizzierten Hydraulikaggregat 10 der Bremsanlage sind ein Hauptzylinder 3 und zwei Radbremsen 8 angeschlossen, die über eine kanalförmig das Hydraulikaggregat 10 durchdringende Bremsleitung 5 miteinander verbunden sind. Innerhalb des Hydraulikaggregats 10 ist vor der Verzweigung der Bremsleitung 5 auf ein paar den beiden Radbremsen 8 vorgeordnete Einlassventile 11 ein elektrisch schließendes Trennventil 12 in die Bremsleitung 5 eingesetzt. Ferner ist innerhalb des Hydraulikaggregats 10 zwischen jedem Einlassventil 11 und der zugehörigen Radbremse 8 an der verzweigten Bremsleitung 5 eine Rücklaufleitung 13 angeschlossenen, die von dem in den Zweigen der Rücklaufleitung 13 angeordneten Auslassventilen 14 normalerweise verschlossen ist. Die Rücklaufleitung 13 ist stromabwärts zu den beiden Auslassventilen 12 mit einem Niederdruckspeicher 15 und mit der Saugseite einer im Hydraulikaggregat 10 integrierten Pumpe 2 verbunden, deren Druckseite zwischen dem Trenn- und den Einlassventilen 12, 11 in die für den Bremskreis vorgesehenen Bremsleitung 5 einmündet. Die Druckseite der Pumpe verfügt über eine Geräuschdämpfungskammer 16 und eine Blende, die in unmittelbarer Nähe der Pumpe 2 im Hydraulikaggregat 10 integriert sind. Ferner ist ein Saugspeicher 7 zwischen einem elektrisch betätigbaren Umschaltventil 1 und der Saugseite der Pumpe 2 angeordnet, der im Tieftemperaturbetrieb zur Verbesserung der Ansaugleistung der Pumpe 2 beiträgt. Das in eine Leitungsverbindung 6 eingesetzte Umschaltventil 1 ist als symbolisch dargestelltes Zweistufenventil mit einer Drossel- und Hauptstufe versehen.
Zwecks Reduzierung der hydraulischen Rückwirkung der Pumpe 2 auf den Hauptzylinder 3 sieht die Erfindung vor, dass das Umschaltventil 1 als Proportionalregelventil ausgeführt ist, dessen Öffnungsquerschnitt abhängig von der Betätigung des Bremspedals 17 am Hauptzylinder 3 variabel einstellbar ist. Ein Drucksensor 4 überwacht die Betätigung des Bremspedals 17 und erfasst auch die Druckschwingungen der Pumpe 2 im Pumpenbetrieb auf den Hauptzylinder 3. Abhängig von den vom Drucksensor 4 erfassten Drucksignalen erfolgt die stufenlose Verstellung des Umschaltventils 1 derart, dass die unerwünschte hydraulische Rückwirkung der Pumpe 2 auf den Hauptzylinder 3 vermieden wird.
Der Drucksensor 4 ist grundsätzlich stromaufwärts zum Umschaltventil 1 entweder unmittelbar am Hauptzylinder 3 oder wie abgebildet bevorzugt an der am Hauptzylinder 3 angeschlossenen Bremsleitung 5 angeordnet. Alternativ ist der Drucksensor 4 auch direkt an der Leitungsverbindung 6 anschließbar, die den Hauptzylinder 3 über die Bremsleitung 5 mit der Pumpe 2 verbindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umschaltventil 1 mittels eines Proportionalmagneten elektrisch stufenlos regelbar. Bei Wunsch oder Bedarf ist es auch möglich, das Umschaltventil mittels alternativer Proportionalversteller, beispielsweise mittels eines Linearantriebs oder mittels eines hydraulischen Vorsteuerventils stetig zu verstellen.
Zur Reduzierung der hydraulischen Rückwirkung der Pumpe 2 auf den Hauptzylinder 3 ist daher vorgesehen, dass während der durch die Pumpe 2 initiierten Druckmittelentnahme aus dem Saugspeicher 7 der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils 1 zunächst stetig verkleinert, vorzugsweise auf ein Minimum einreguliert wird, wodurch die von der Pumpe 2 verursachten Druckschwankungen auf den zwischen dem Umschaltventil 1 und der Pumpe 2 vorgesehenen Leitungsabschnitt beschränkt bleiben.
Erfolgt jedoch nach der Entnahme von Druckmittel aus dem Saugspeicher 7 mittels der Pumpe 2 anschließend eine Druckmittelabgabe zur Radbremse 8, dann ist der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils 1 bevorzugt soweit stufenlos zu vergrößern und auf ein Öffnungsmaximum einzuregulieren, dass in Anbetracht der Zeitspanne, in der das Umschaltventil 1 sein Öffnungsmaximum einnimmt, eine möglichst drosselfreie vollständige Befüllung des Saugspeichers 7 gewährleistet ist.
Zur Verbesserung der Förderleistung ist die Pumpe 2 bevorzugt als Stufenkolbenpumpe ausgeführt, deren Stufenkolben bei der Bewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt Druckmittel aus dem gefüllten Saugspeicher 7 entnimmt. Der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils 1 ist entsprechend dem erläuterten Wirkprinzip der Erfindung soweit stufenlos auf ein Minimum einregulierbar, dass keine unerwünschte hydraulische Rückwirkung der Pumpendruckpulsationen auf den Hauptzylinder 3 wahrnehmbar ist. Bei einer Umkehrung der Kolbenbewegung, in welcher der Stufenkolben vom oberen zum unteren Totpunkt gelangt, ist der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils 1 zur Befüllung des Saugspeichers 7 aus dem Hauptzylinder 4 auf ein Öffnungsmaximum einregulierbar.
Die stufenlose Einregulierung des jeweils erforderlichen Öffnungsquerschnitt am Umschaltventil 1 erfolgt entweder unmittelbar in Abhängigkeit des in Richtung des Hauptzylinders 3 zurückwirkenden Hydraulikdrucks, der vom Drucksensor 4 permanent überwacht wird, oder mittelbar in Abhängigkeit der Arbeitsposition der Pumpe 2, wozu in der Regel die Kolbenposition erfasst wird. Die Kolbenposition lässt sich beispielsweise aus der elektrischen Leistungsaufnahme des die Pumpe 2 antreibenden Elektromotors 9 hinreichend genau zur Regelung des Umschaltventils 2 bestimmen. Im konkreten Anwendungsfall wird daher bevorzugt über die Stromaufnahme des Elektromotors 9 die Pumpendrehzahl und der Zeitpunkt ermittelt, an dem die Druckaufbauphase der Pumpe 2 endet. Der Pumpenkolben befindet sich am Ende seines Druckaufbaus im oberen Totpunkt, woran sich die zuvor beschriebenen stufenlose Regelung des Umschaltventils 1 orientiert.
Durch die stufenlose Regelbarkeit des Umschaltventils 1 ergibt sich unter allen Bremsdruckregelvorgängen bei denen ein Einbremsen über den Hauptzylinder 3 erfolgt, ein rückwirkungsfreie Pedalbetätigung mit gleichzeitig geräuscharmer Bremsdruckregelung infolge der bedarfgerechten Analogverstellung des Umschaltventils 1.

1: Umschaltventil
2: Pumpe
3: Hauptzylinder
4: Drucksensor
5: Bremsleitung
6: Leitungsverbindung
7: Saugspeicher
8: Radbremse
9: Elektromotor
10: Hydraulikaggregat
11: Einlassventil
12: Trennventil
13: Rücklaufleitung
14: Auslassventil
15: Niederdruckspeicher
16: Geräuschdämpfungskammer
17: Bremspedal

Claims

Kraftfahrzeug-Bremsanlage, mit einem Hauptzylinder, der über eine Bremsleitung mit wenigstens einer Radbremse verbindbar ist, wobei in die Bremsleitung ein elektrisches Trennventil und ein Einlassventil eingesetzt ist, mit einer an der Bremsleitung angeschlossenen Rücklaufleitung, die ein Auslassventil, einen Niederdruckspeicher und eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe aufweist, deren Druckseite mit einer Pumpenförderleitung verbunden ist, die zwischen dem Trenn- und Einlassventil in die Bremsleitung einmündet, sowie mit einer Leitungsverbindung des Hauptzylinders mit der Saugseite der Pumpe, wobei die Leitungsverbindung einen Saugspeicher und ein Umschaltventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des Saugspeichers (7) mit Druckmittel aus dem Hauptzylinder (3) ausschließlich über das Umschaltventil (1) erfolgt, das zur Einstellung eines variablen Ventilöffnungsquerschnitts als Proportionalregelventil ausgeführt ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugspeicher (7) zwischen dem Umschaltventil (1) und der Saugseite der Pumpe (2) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Drucksensors (4) eine Erfassung der Rückwirkung der Pumpe (2) im Pumpenbetrieb auf den Hauptzylinder (3) vorgesehen ist.
Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (4) stromaufwärts zum Umschaltventil (1) entweder unmittelbar am Hauptzylinder (3) oder an der am Hauptzylinder (3) angeschlossenen Bremsleitung (5) oder der Leitungsverbindung (6) des Hauptzylinders (3) mit der Pumpe (2) angeordnet ist.
Bremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (1) mittels eines Proportionalmagneten elektrisch stufenlos regelbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der durch die Pumpe (2) initiierten Druckmittelentnahme aus dem Saugspeicher (7) der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils (1) verkleinert, vorzugsweise auf ein Minimum einreguliert ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der durch die Pumpe (2) initiierten Druckmittelabgabe zur Radbremse (8) der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils (1) zur drosselfreien Befüllung des Saugspeichers (7) vergrößerbar, vorzugsweise auf ein Maximum einregulierbar ist.
Bremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) als Stufenkolbenpumpe ausgeführt ist, deren Stufenkolben bei der Bewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt Druckmittel aus dem Saugspeicher (7) entnimmt, wobei der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils (1) verkleinerbar, vorzugsweise auf ein Minimum einregulierbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Umkehrung der Kolbenbewegung, in welcher der Stufenkolben vom oberen zum unteren Totpunkt gelangt, der Öffnungsquerschnitt des Umschaltventils (1) zur Befüllung des Saugspeichers (7) vergrößerbar, vorzugsweise auf ein Maximum einregulierbar ist.
Bremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einregulierung des Öffnungsquerschnitts am Umschaltventil (1) die Position des Stufenkolbens mittels einer Überwachung der elektrischen Leistungsaufnahme des die Pumpe (2) antreibenden Elektromotors (9) erfassbar ist.