DE102005017203A1

DE102005017203A1 - Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem

Info

Publication number: DE102005017203A1
Application number: DE102005017203A
Authority: DE
Inventors: Axel Hinz; Uwe Greiff
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem mit Bremsschlupfregelung, dessen Hauptbremszylinder (3) entweder mit dem Vorderrad- oder mit dem Hinterradbremskreis (2, 4) verbunden ist, wobei einer der beiden Bremskreise, der nicht mit dem Hauptbremszylinder (3) verbunden ist, zur unabhängigen Betätigung beider Bremskreise an einen weiteren Hauptbremszylinder (7) angeschlossen ist und wobei abhängig vom manuell einleitbaren Bremsdruckaufbau in wenigstens einem der beiden Hauptbremszylinder (3, 7) die Bremsschlupfregelung bremskreisindividuell beeinflußbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 43 34 838 A1 ist bereits ein pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem mit Bremsschlupfregelung bekannt, bei dem die Betätigung beider Bremskreise über einen einzigen Hauptbremszylinder erfolgt. Ein derartiges Bremssystem ist ausschließlich für die Verwendung in einem Kraftwagen geeignet.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges, funktionssicheres Kraftfahrzeugbremssystem mit Bremsschlupfregelung zu entwickeln, das sich besonders gut für den Einsatz in Krafträdern eignet.

Diese Aufgabe wird für ein pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand zweier Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 die Anordnung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremssystems in schematischer Darstellung zur individuellen Regelung des Bremsschlupfes an der Vorderrad- und der Hinterradbremse eines Kraftrads,
2 eine bevorzugte Ausführungsform des in 1 abgebildeten Niederdruckspeichers in Verbindung mit einem Sensor.
Die 1 zeigt den Schaltplan für ein pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem mit Bremsschlupfregelung, das zur Verwendung in einem Kraftrad geeignet ist. Zur hydraulischen Beaufschlagung einer an einem Vorderradbremskreis 2 angeschlossen Radbremse 5 ist ein über einen Handbremshebel 21 manuell betätigbarer erster Hauptbremszylinder 3 vorgesehen, sowie mit einem über einen Fußbremshebel 22 betätigbaren zweiten Hauptbremszylinder 7, der eine individuelle Betätigung einer an einem Hinterradbremskreis 4 angeschlossen Radbremse 14 ermöglicht. Zur Druckmittelversorgung der beiden Hauptbremszylinders 3, 7 weist jeder Hauptbremszylinder einen Bremsflüssigkeits-Ausgleichsbehälter 6 auf, wobei selbstverständlich auch mittels eines einzigen Ausgleichsbehälters die Druckversorgung beider Hauptbremszylinder sichergestellt werden kann.
Zur Bremsschlupfregelung im Vorderrad- als auch im Hinterradbremskreis 2, 4 sind elektromagnetisch aktivierbare Ein- und Auslassventile 17, 18 in den Bremskreisen vorgesehen, wozu jeweils ein Einlassventil 17 stromaufwärts der Radbremse 5, 14 in den Vorder- als auch Hinterradbremskreis 2, 4 eingesetzt ist, während das Auslassventil 18 jeweils stromabwärts zum Einlassventil 17 in einen Druckmittelrücklauf eingefügt ist, der jeweils von der dem Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 2, 4 zugehörigen Radbremse 5, 14 zu einem Niederdruckspeicher 1 führt. Der Niederdruckspeicher 1 steht über ein in Richtung des Hauptbremszylinders 3, 7 öffnendes Rückschlagventil mit dem Vorder- bzw. Hinterradbremskreis in Verbindung.
Die in die beiden Bremskreisen eingesetzten Niederdruckspeicher 1 sind mit Sensoren 10 versehen, um anhand des durch die Sensoren 10 ermittelten Niederdruckspeicherfüllzustandes auf die in den beiden Hauptbremszylindern 3, 7 zur Bremsbetätigung verfügbare Druckmittelmenge schließen zu können. Zur Ermittlung der in den beiden Hauptbremszylindern 3, 7 verfügbaren Druckmittelmenge werden u.a. auch in jedem Bremskreis die zur Regelung des Bremsschlupfes erforderliche Schaltaktivitäten des Ein- und Auslassventils 17, 18 erfasst, so dass anhand der genannten Überwachungsmaßnahmen mittels einer in einem Steuergerät 19 abgelegten Software auf die Volumenbilanz in jedem Bremskreis geschlossen werden kann.
Die vorgenannten Teile des Bremssystems befindet sich in einem symbolisch dargestellten Hydraulikaggregat 8, an dem das symbolisch gezeigte Steuergerät 19 angebracht ist.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, jeweils einen der beiden Hauptbremszylinder 3 wahlweise mit dem Vorderrad- oder dem Hinterradbremskreis 2, 4 zu verbinden, so dass abhängig vom manuell einleitbaren Bremsdruckaufbau in wenigstens einem der beiden Hauptbremszylindern 3, 7 die Bremsschlupfregelung bremskreisindividuell vom Fahrer frei aus wählbar ist.
Der am Niederdruckspeicher 1 angeordnete Sensor 10 ist bevorzugt als Induktionsgeber ausgeführt, dessen Aufbau in Verbindung mit dem Niederdruckspeicher 1 in 2 nachfolgend dargestellt ist.
Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Sensor 10, dessen Induktionsgeber durch den hydraulisch beaufschlagten Kolben 9 des Niederdruckspeichers 1 gebildet ist. Der Kolben 9 ist innerhalb einer Induktionsspule 11 axial beweglich geführt. Zwischen dem Kolben 9 und der Induktionsspule 11 ist eine in Richtung der Induktionsspule 11 flüssigkeitsdicht ausgebildete Hülse 12 angeordnet, deren von der Induktionsspule 11 abgewandter Hülsenabschnitt offen ist und einen radial erweiterten Kragen 13 aufweist, der in einem blockförmigen Gehäuseabschnitt 15 des Hydraulikaggregats 8 druckmitteldicht befestigt ist. Der Kolben 9 ist axial beweglich sowie über einen im Bereich des Kragens 13 angeordnete Dichtring 23 flüssigkeitsdicht in der Hülse 12 als auch in einer Speicherbohrung 20 im Gehäuseabschnitt 15 geführt, wobei das von der Hülse 12 abgewandte Kolbenende dem in die Speicherbohrung 20 abgelassenen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist. Zwischen dem flüssigkeitsdicht ausgebildeten Endbereich der Hülse 12 und dem Kolben 9 ist eine Feder 16 angeordnet, wodurch der Kolben 9 in einer dem Flüssigkeitsdruck entgegenwirkenden Grundstellung in der Speicherbohrung 20 positionierbar ist. Der Kolben 9 ist somit ein funktionell als auch baulich notwendiges Bestandteil für den Niederdruckspeicher 1 und den Sensor 10.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Kolben 9 eine Nadel eines Nadellagers verwendet. Dies hat den Vorteil, dass die in Großserie mit geringem Aufwand und in vielerlei Größen hergestellten Nadeln ohne weitere Bearbeitungsschritte die eingangs beschriebene Funktion des Kolbens 9 übernehmen. Die für die Lagerherstellung verwendeten Nadeln zeichnen sich durch hohe Präzision, Verschleißfestigkeit und hohe Oberflächengüte aus, so dass auch die an den Kolben 9 gestellten Voraussetzungen bei Verwendung von Lagernadeln oder Zylinderrollen sicher erfüllt werden.
In der 2 sind die hinter der Induktionsspule 11 verdeckt in einer Reihe angeordneten Ventilspulen der Ein- und Auslassventile 17, 18 über das Steuergerät 19 elektromagnetisch betätigbar, das zwecks elektrischer Kontaktierung auf die Ventilspulen und die Induktionsspule 11 aufgesteckt wird.
Die Erfindung sieht vor, dass die Bremsschlupfregelung bedienungsabhängig auf den Vorderrad- und/oder Hinterradbremskreis 2, 4 angewendet werden kann, wonach das in den beiden Hauptbremszylindern 3, 7 verfügbare sowie ausschließlich manuell in die beiden Bremskreise verdrängbare Bremsflüssigkeitsvolumen den Druckaufbau im Vorderrad- als auch Hinterradbremskreis 2, 4 abhängig von der Aktivierung des Ein- und Auslassventils 17, 18 und des Füllzustandes der beiden Niederdruckspeicher 1 bestimmt.
Die Überwachung des in den Niederdruckspeichern 1 befindlichen Bremsflüssigkeitsvolumens erfolgt vorteilhaft anhand der Erfassung der Position des hydraulisch beaufschlagten Kolbens 9, der außer der Zwischenspeicherung der aus der Radbremse 5, 14 abgelassenen Bremsflüssigkeit gleichzeitig durch die jeweils repräsentative Kolbenstellung in der Induktionsspule 11 die Funktion des Induktionsgebers über nimmt, um durch geeignete Ansteuerung des Ein- und Auslassventils 17, 18 im erschöpfungsgefährdeten Bremskreis ein quantitativer Mangel an Bremsflüssigkeit in den beiden Hauptbremszylindern 3, 7 zu vermeiden.
Zur Auswertung der Signale des Sensors 10 ist das elektronische Steuergerät 19 mit einer geeigneten Auswerteschaltung versehen, wobei abhängig vom Ergebnis der Auswertung der Signale des Sensors 10 mittels des Steuergeräts 19 ggf. eine Modifikation der für das Ein- und Auslassventil 17, 18 vorgesehenen Regelalgorithmen derart erfolgt, dass das Bremsflüssigkeitsvolumen in den Hauptbremszylindern 3, 7 während der Bremsschlupfregelung wohl dosiert und damit nicht vorzeitig über das Ein- und Auslassventil 17, 18 in den Vorderrad- und Hinterradbremskreis 2, 4 verdrängt werden kann.
Grundsätzlich gilt:

1. Eine Blockierneigung einer der beiden Radbremsen 5, 14 wird mittels geeigneter Raddrehzahlsensoren und deren Signalauswertung im Steuergerät 19 sicher erkannt. Das Einlassventil 17 wird – wie eingangs erwähnt – jeweils über das Steuergerät 19 elektromagnetisch geschlossen, um einen weiterer Druckaufbau im hydraulisch beaufschlagten Vorderrad- und/oder Hinterradbremskreis 2, 4 zu unterbinden.
2. Sollte zur Reduzierung der Blockierneigung zusätzlich ein weiterer Druckabbau im Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 2, 4 erforderlich sein, so wird dies durch das Öffnen des mit dem Niederdruckspeicher 1 verbindbaren, normalerweise stromlos geschlossenen Auslassventil 18 in jedem Bremskreis erreicht. Das Auslassventil 18 wird wieder geschlossen, sobald die Radbeschleunigung wieder über ein bestimmtes Maß hinaus anwächst. In der Druckabbauphase bleibt das Einlassventil 17 geschlossen, so dass sich der vom Handbremshebel bzw. dem Bremspedal erzeugte Hauptzylinderdruck nicht auf den Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 2, 4 fortpflanzen kann.
3. Wenn die ermittelten Schlupfwerte wieder einen Druckaufbau in dem jeweils hydraulisch betätigten Bremskreis 2, 4 erlauben, wird das Einlassventil 17 entsprechend der Anforderung eines im Steuergerät 19 integrierten Schlupfreglers zeitlich begrenzt geöffnet. Das für den Druckaufbau erforderliche Bremsflüssigkeitsvolumen wird vom Druckraum des jeweils manuell betätigten Hauptbremszylinders 3, 7 entnommen. Hierbei verändert sich je nach entnommenem Volumen der Arbeitskolbenhub, d.h. der jeweils manuell betätigte Hauptbremszylinder 3, 7 ersetzt in den Druckaufbauphasen eine Förderpumpe zur Druckversorgung für den daran angeschlossenen Bremskreis 2, 4.

Weil das in jedem Hauptbremszylinder 3, 7 vorhandene Bremsflüssigkeitsvolumen begrenzt ist, wird nach Auswertung des Signals des Sensors 10 ggf. durch eine Modifikation der Regelalgorithmen des Schlupfreglers der Volumenverbrauch in den Hauptbremszylindern 3, 7 minimiert. Durch die Modifikation der Regelalgorithmen ergibt sich ein entsprechend wirtschaftlicher Umgang mit dem begrenzten Bremsflüssigkeitsvolumen in den Arbeitskammern der Hauptbremszylinder 3, 7.
Da der in jedem Bremskreis 2, 4 angeordnete Sensor 10 die Position des Kolbens 9 im Niederdruckspeicher permanent erfasst, lässt sich das im Rahmen der Bremsschlupfreglung „verbrauchte" Volumen jederzeit mittels des Steuergeräts 19 errechnen und der Schlupfregler wird im Grenzfall vor dem Erreichen einer Druckmittelerschöpfung in den Hauptbremszylindern 3, 7 abgeschaltet.
Das in den Arbeitskammern vorhandene Reservevolumen ist in der Regel derart gewählt, dass ein voller Druckaufbau bzw. die für Krafträder gesetzlich vorgeschriebene Mindestverzögerung des Bremssystems gewährleistet ist.

1: Niederdruckspeicher
2: Vorderradbremskreis
3: Hauptbremszylinder
4: Hinterradbremskreis
5: Radbremse
6: Ausgleichsbehälter
7: Hauptbremszylinder
8: Hydraulikaggregat (HCU)
9: Kolben
10: Sensor
11: Induktionsspule
12: Hülse
13: Kragen
14: Radbremse
15: Gehäuseabschnitt
16: Feder
17: Einlassventil
18: Auslassventil
19: Steuergerät (ECU)
20: Speicherbohrung
21: Handbremshebel
22: Fußbremshebel
23: Dichtring

Claims

Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem mit Bremsschlupfregelung, mit einem manuell betätigbaren Hauptbremszylinder zur hydraulischen Beaufschlagung von wenigstens einer Radbremse, die an einem Vorderrad- oder Hinterradbremskreis angeschlossen ist, mit einem am Hauptbremszylinder angeschlossenen Bremsflüssigkeits-Ausgleichsbehälter zur Druckmittelversorgung des Hauptbremszylinders, mit wenigstens einem zur Bremsschlupfregelung im Vorderrad- als auch im Hinterradbremskreis aktivierbaren Ein- und Auslassventil, wozu das Einlassventil jeweils stromaufwärts der Radbremse in den Vorder- als auch Hinterradbremskreis eingesetzt ist, während das Auslassventil jeweils stromabwärts zum Einlassventil in einen Druckmittelrücklauf eingesetzt ist, der jeweils von der dem Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis zugehörigen Radbremse zu einem Niederdruckspeicher führt, der mit einem Sensor versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (3) entweder mit dem Vorderrad- oder dem Hinterradbremskreis (2, 4) verbunden ist, und dass einer der beiden Bremskreise, der nicht mit dem Hauptbremszylinder (3) verbunden ist, zur unabhängigen Betätigung beider Bremskreise an einen weiteren Hauptbremszylinder (7) angeschlossen ist, und dass abhängig vom manuell einleitbaren Bremsdruckaufbau in wenigstens einem der beiden Hauptbremszylindern (3, 7) die Bremsschlupfregelung bremskreisindividuell beeinflußbar ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Hauptbremszylin der (3) mittels einer Handkraft betätigbar und der weitere Hauptbremszylinder (7) mittels einer Fußkraft betätigbar ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (3), der am Vorderradbremskreis angeschlossen ist, durch Handkraft betätigbar ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Hauptbremszylinder (7), der am Hinterradbremskreis angeschlossen ist, durch Fußkraft betätigbar ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der am Niederdruckspeicher (1) angeordnete Sensor (10) einen Induktionsgeber aufweist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktionsgeber durch einen hydraulisch beaufschlagten Kolben (9) gebildet ist, der innerhalb einer Induktionsspule (11) axial beweglich geführt ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (9) und der Induktionsspule (11) eine in Richtung der Induktionsspule (11) flüssigkeitsdicht ausgebildete Hülse (12) angeordnet ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Induktionsspule (11) abgewandte Ende der Hülse (12) offen ist und einen radial erweiterten Kragen (13) aufweist, der in einem vorzugsweise blockförmigen Gehäuseabschnitt (15) druckmitteldicht befestigt ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) axial beweglich sowie flüssigkeitsdicht in der Hülse (12) geführt ist, wobei das von der Hülse (12) abgewandte Kolbenende dem in den Niederdruckspeicher (1) abgelassenen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem flüssigkeitsdicht ausgebildeten Bereich der Hülse (12) und dem Kolben (9) eine Feder (16) angeordnet ist, wodurch der Kolben (9) in einer dem Flüssigkeitsdruck entgegenwirkenden Grundstellung positionierbar ist.
Pumpenloses Kraftfahrzeugbremssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und Auslassventile (17, 18) mittels mehrerer neben der Induktionsspule (11) angeordneten Ventilspulen elektromagnetisch betätigbar sind, wobei die Ventilspulen und die Induktionsspule (11) zur Auswertung von Signalen der Induktionsspule (11) und zur Ansteuerung der Ein- und Auslassventile (17, 18) mit einem Steuergerät (19) verbindbar sind, das auf die Induktionsspule (11) und die Ventilspulen aufsetzbar ist.