DE102006011893A1 - Brake system for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Eine Bremsanlage (10, 110) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Hauptzylinder (24, 26, 28), mittels dem ein Bremsdruck an einem Bremsfluid (32) zum Betätigen mindestens eines Bremselements (20) erzeugbar ist, ist erfindungsgemäß durch ein Sicherheitsventil (40, 140) gekennzeichnet, welches fluidleitend mit dem Hauptzylinder in Verbindung steht und bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung ein Entweichen des Bremsfluids (32) aus dem Hauptzylinder (24, 26, 28) erleichtert.A brake system (10, 110) for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with a master cylinder (24, 26, 28), by means of which a brake pressure can be generated in a brake fluid (32) for actuating at least one brake element (20), is according to the invention characterized by a safety valve (40, 140) which is fluidly connected to the master cylinder and facilitates an escape of the brake fluid (32) from the master cylinder (24, 26, 28) in the event of an accident-related vehicle deceleration.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Hauptzylinder, mittels dem ein Bremsdruck an einem Bremsfluid zum Betätigen mindestens eines Bremselements erzeugbar ist. Ein derartiges mittels dem vom Hauptzylinder erzeugten Bremsdruck betätigbares Bremselement kann etwa eine über einen Radzylinder betätigbare Scheiben- oder Trommelbremse sein.The The invention relates to a brake system for a vehicle, in particular for a Motor vehicle, with a master cylinder, by means of which a brake pressure on a brake fluid for actuation at least one braking element can be generated. Such a means of the can brake element actuated by the master cylinder actuated brake element about one over a wheel cylinder operable Disc or drum brake.
Bei einer unfallbedingten Fahrzeugerzögerung, wie etwa bei einer unfallbedingten Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug, Gegenstand oder Körper werden in der Regel im Motorraum gelagerte Bauteile im Bezug auf die Fahrthauptrichtung des Fahrzeugs nach hinten verschoben. Bei dieser Bewegung kann es vorkommen, dass manche dieser Bauteile, wie etwa die Fahrzeugbatterien, das Getriebe, der Motor, eine Pumpe, ein Turbolader etc., an den Hauptzylinder der Bremsanlage anstoßen und eine erhebliche Kraft auf diesen ausüben. Diese auf den Hauptzylinder ausgeübte Kraft kann zunächst von dem Hauptzylinder auf den Bremskraftverstärker übertragen werden. Da ein Bremskraftverstärker in der Regel ein dünnwandiges Gehäuse aufweist, hält dieses der einwirkenden Kraft oft nicht stand und bricht. Dabei übt eine die mit dem Hauptzylinder in Verbindung stehende Druckstange des Bremskraftverstärkers eine Kraft auf den Hauptzylinder aus und erzeugt damit einen Druck im Bremsfluid des Hauptzylinders. Die aus der Erzeugung dieses Drucks resultierende Reaktionskraft wird je nach baulicher Anordnung des Hauptzylinders auf das Armaturenbrett des Fahrzeugs oder auch auf entsprechende Bauteile im Fußbereich des Fahrers übertragen. Dies kann dazu führen, dass diese Bauteile entsprechend verschoben werden und damit Verletzungen des Fahrers hervorrufen. Die Reaktionskraft des Hauptzylinders kann auch dazu führen, dass die zum Herunterdrücken des Bremspedals notwendige Kraft erheblich ansteigt und damit von dem ausgestellten Bremspedal eine erhebliche Verletzungsgefahr für den Fahrer ausgeht.at an accidental vehicle delay, such as at a accidental collision of the vehicle with another vehicle, Object or body are usually in the engine compartment mounted components in relation to shifted the driving main direction of the vehicle to the rear. at This movement may cause some of these components, such as the vehicle batteries, the gearbox, the engine, a pump, a turbocharger, etc., abut the master cylinder of the brake system and to exert a significant force on it. This on the master cylinder practiced Power can be first be transferred from the master cylinder to the brake booster. As a brake booster in usually a thin walled one casing has, holds this force often does not stand and breaks. It exercises a the pressure rod of the brake booster communicating with the master cylinder Force on the master cylinder and thus generates a pressure in Brake fluid of the master cylinder. Those from the generation of this pressure resulting reaction force is depending on the structural arrangement of the Master cylinder on the dashboard of the vehicle or even on corresponding components in the foot area transmitted by the driver. This can cause that these components are moved accordingly and thus injuries of the driver. The reaction force of the master cylinder can also cause that to press down the force required by the brake pedal increases significantly and thus of the issued brake pedal a significant risk of injury to the driver emanates.
Aufgabe und Lösung der Erfindungtask and solution the invention
Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei einem Unfall das Verletzungsrisiko des Fahrers verringert wird.A The problem underlying the invention is a brake system of the type mentioned above to improve that at a Accident the injury risk of the driver is reduced.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Bremsanlage gelöst, die ein Sicherheitsventil aufweist, welches fluidleitend mit dem Hauptzylinder in Verbindung steht und bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung ein Entweichen des Bremsfluids aus dem Hauptzylinder erleichtert. Insbesondere wird das Sicherheitsventil bei einer derartigen unfallbedingten Fahrzeugverzögerung geöffnet.These Task is according to the invention with a generic brake system solved, which has a safety valve, which fluid-conducting with the Master cylinder communicates and in case of accident vehicle deceleration facilitates escape of the brake fluid from the master cylinder. In particular, the safety valve is in such an accidental Vehicle delay opened.
Durch das Erleichtern eines Entweichens des Bremsfluids aus dem Hauptzylinder wird der Druck innerhalb des Bremszylinders verringert, vorzugsweise auf etwa 0 bar. Damit wird durch ein unfallbedingtes Eindringen der Druckstange in den Hauptzylinder keine Reaktionskraft des Hauptzylinders hervorgerufen. Somit werden die vorstehend beschriebenen Wirkungen der Reaktionskraft, wie etwa ein Verletzungen hervorrufendes Verschieben von Armaturen im Fahrzeuginnenraum oder von anderen Bestandteilen der Fahrzeuginnenraumverkleidung vermieden. Weiterhin wird durch das Entweichen des Bremsfluids aus dem Hauptzylinder erreicht, dass der Zylinderinnendruck so gering ist, dass eine sehr kleine vom Fahrer auf das Bremspedal ausgeübte Kraft ausreicht, das Bremspedal durchzudrücken. Damit wird bei einem Unfall der verfügbare Verdichtungsraum vergrößert, wodurch Verletzungen des Fahrers vermieden werden können. Vorteilhafterweise ist das Sicherheitsventil so ausgelegt, dass im Fall einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung das Bremspedal mit einer Kraft von maximal 25 Newton durchgedrückt werden kann. Die Bremsanlage kann als hydraulische oder als pneumatische Bremsanlage ausgelegt sein.By facilitating escape of the brake fluid from the master cylinder the pressure within the brake cylinder is reduced, preferably to about 0 bar. This is caused by an accidental intrusion the push rod into the master cylinder no reaction force of the master cylinder caused. Thus, the effects described above become the reaction force, such as a traumatic displacement of Fittings in the vehicle interior or other components of the Vehicle interior paneling avoided. Furthermore, by the Escape of the brake fluid from the master cylinder reaches that the cylinder internal pressure is so low that a very small of Driver exerted on the brake pedal Power is sufficient to depress the brake pedal. This will be at a Accident the available Compaction space increases, causing Injuries to the driver can be avoided. Advantageously the safety valve is designed so that in case of accident vehicle deceleration the brake pedal can be pushed with a force of maximum 25 Newton can. The brake system can be hydraulic or pneumatic Be designed brake system.
In bevorzugter Ausführungsform weist die Bremsanlage mindestens einen Bremskreis auf, der den Hauptzylinder mit dem mindestens einen Bremselement verbindet, wobei das Sicherheitsventil in dem mindestens einen Bremskreis angeordnet ist oder mittels einer Abzweigungsleitung an dem mindestens einen Bremskreis angeschlossen ist. In der Regel sind bei einem Kraftfahrzeug zwei unabhängige Bremskreise vorgesehen, die dann mit einem Tandemhauptzylinder verbunden sind. Durch die Anordnung des Sicherheitsventils gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Druck in dem Hauptzylinder in kürzester Zeit wirksam reduziert werden.In preferred embodiment the brake system has at least one brake circuit, which is the master cylinder connects to the at least one brake element, wherein the safety valve in which at least one brake circuit is arranged or by means of a Branch line connected to the at least one brake circuit is. As a rule, in a motor vehicle two independent brake circuits provided, which are then connected to a tandem master cylinder. By the arrangement of the safety valve according to the embodiment of the invention For example, the pressure in the master cylinder can be effectively reduced in a short time.
Vorteilhafterweise ist das Sicherheitsventil als 2/2-Wegeventil mit zwei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen oder als 3/2-Wegeventil mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen ausgeführt. Das Sicherheitsventil wird bei Ausführung als 2/2-Wegeventil vorteilhafterweise mittels einer Abzweigungsleitung an dem mindestens einem Bremskreis angeschlossen. Zweckmäßigerweise weist dieses Ventil dann die beiden Schaltstellungen „geöffnet" und „geschlossen" auf. In der geöffneten Stellung kann dann Bremsfluid aus dem Bremskreis entweichen. Im Falle einer Ausführung des Sicherheitsventils als 3/2-Wegeventil ist dieses vorzugsweise in dem mindestens einen Bremskreis angeordnet, wobei das Sicherheitsventil mit einem Eingangsanschluss und einem ersten Ausgangsanschluss in den Bremskreis integriert ist. Bei der ersten Schaltstellung ist der Eingangsanschluss und der erste Ausgangsanschluss durchgängig geschaltet. In der zweiten Schaltstellung wird das Bremsfluid von dem Eingangsanschluss in einen zweiten Ausgangsanschluss umgeleitet, wodurch das Bremsfluid aus dem Bremskreis entweicht und somit der Druck im Hauptzylinder verringert wird.Advantageously, the safety valve is designed as a 2/2-way valve with two connections and two switching positions or as a 3/2-way valve with three connections and two switching positions. The safety valve is advantageously connected at execution as a 2/2-way valve by means of a branch line to the at least one brake circuit. Conveniently, this valve then has the two switching positions "open" and "closed". In the open position, brake fluid can then escape from the brake circuit. In the case of a design of the safety valve as a 3/2-way valve, this is preferably in arranged the at least one brake circuit, wherein the safety valve is integrated with an input terminal and a first output terminal in the brake circuit. In the first switching position, the input terminal and the first output terminal are switched through. In the second switching position, the brake fluid is diverted from the input port to a second output port, whereby the brake fluid escapes from the brake circuit and thus the pressure in the master cylinder is reduced.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Sicherheitsventil derart mit einem Bremsfluidreservoir des Hauptzylinders gekoppelt, dass bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung durch das Sicherheitsventil entweichendes Bremsfluid in das Bremsfluidreservoir zurückgeführt wird. Die Koppelung des Sicherheitsventils mit dem Bremsfluidreservoir geschieht vorteilhafterweise über eine Rückführleitung. Das Bremsfluidreservoir ist zur Aufnahme des Bremsfluids besonders geeignet, da dieses eine erhebliche Aufnahmekapazität aufweist und damit das Bremsfluid ohne die Gefahr eines Rückstaus problemlos aus dem Hauptzylinder abgeführt werden kann. Weiterhin geht das Bremsfluid somit der Bremsanlage des Fahrzeugs nicht verloren und kann ohne zusätzlichen Aufwand weiterverwendet werden.In A further advantageous embodiment is the safety valve coupled to a brake fluid reservoir of the master cylinder, that at an accidental vehicle deceleration through the safety valve escaping brake fluid is returned to the brake fluid reservoir. The coupling of the safety valve with the brake fluid reservoir happens advantageously over a return line. The brake fluid reservoir is particularly for receiving the brake fluid suitable, since this has a considerable capacity and thus the brake fluid without the risk of backlog easily from the Master cylinder dissipated can be. Furthermore, the brake fluid is thus the brake system the vehicle is not lost and can be reused without additional effort become.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Bremsanlage einen Druckspeicher in mindestens einem Bremskreis der Bremsanlage aufweist, wobei das Sicherheitsventil derart mit dem Druckspeicher gekoppelt ist, dass bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung durch das Sicherheitsventil entweichendes Bremsfluid in den Druckspeicher strömt. Ein derartiger Druckspeicher, auch Speicherkammer genannt, ist vorteilhafterweise als Kammer mit elastisch dehnbarem Volumen ausgeführt. So kann die Kammer etwa einen gegen eine Federkraft verschiebbaren Kolben zum Vergrößern des Kammervolumens aufweisen. Vorteilhafterweise weist der Druckspeicher gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Aufnahmevolumen von mindestens 9 cm3 pro Bremskreis unter geringem Druckanstieg auf.It is also advantageous if the brake system has a pressure accumulator in at least one brake circuit of the brake system, wherein the safety valve is coupled to the pressure accumulator, that in an accidental vehicle deceleration through the safety valve escaping brake fluid flows into the pressure accumulator. Such a pressure accumulator, also called storage chamber, is advantageously designed as a chamber with elastically extensible volume. For example, the chamber may have a piston displaceable against a spring force to increase the chamber volume. Advantageously, the pressure accumulator according to the embodiment of the invention has a receiving volume of at least 9 cm 3 per brake circuit with a slight increase in pressure.
In darüber hinaus vorteilhafter Ausführungsform ist der Druckspeicher in einem Rückführabschnitt des Bremskreises angeordnet, mittels dem das Bremsfluid aus dem Bereich des Bremselements zum Verringern des Bremsdrucks am Bremselement, insbesondere unter Verwendung einer Rückführpumpe, abgeführt wird. Damit können bereits im Rahmen eines Antiblockiersystems (ABS), eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) oder eines elektrohydraulischen Bremssystems (EHB) vorgesehene Druckspeicher im Fahrzeugaufprallfall zur Aufnahme des Bremsfluids genutzt werden.In about that In addition, an advantageous embodiment is the accumulator in a return section arranged the brake circuit, by means of which the brake fluid from the Area of the braking element for reducing the brake pressure on the brake element, in particular using a return pump, dissipated becomes. With that you can already in the context of an anti-lock braking system (ABS), an electronic stability program (ESP) or an electrohydraulic braking system (EHB) be used in vehicle crash case for receiving the brake fluid.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Bremsanlage eine Steuereinheit aufweist, die das Sicherheitsventil auf ein Signal eines eine unfallbedingten Fahrzeugverzögerung erkennenden Aufprallsensors öffnet. Als ein derartiger Aufprallsensor kann beispielsweise ein Airbagsensor oder ein Beschleunigungssensor eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP), etc. genutzt werden.Farther it is advantageous if the brake system has a control unit, the safety valve to a signal of an accidental vehicle deceleration recognizing Impact sensor opens. As such an impact sensor, for example, an airbag sensor or an acceleration sensor of an electronic stability program (ESP), etc. are used.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, nach einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Öffnen des Sicherheitsventils dieses automatisch wieder zu schließen, und insbesondere veranlasst, dass daraufhin der Hauptzylinder mittels einer Pumpe des Bremskreises wieder mit Bremsfluid befüllt wird. Damit wird die ursprüngliche Bremsfähigkeit des Fahrzeugs unmittelbar nach dem Unfall automatisch wiederhergestellt. Sollte das Fahrzeug durch den Aufprall noch nicht vollständig zum Stehen gekommen sein, kann das Fahrzeug trotz Auslösen des Sicherheitsventils durch den Fahrer sicher zum Stehen gebracht werden. Durch das Befüllen des Hauptzylinders mit Bremsfluid mittels einer Pumpe nach dem Schließen des Sicherheitsventils wird sichergestellt, dass der reguläre Bremsdruck wieder auf das Bremselement ausgeübt werden kann.Furthermore it is useful if the control unit is adapted to a predetermined Time span after opening the safety valve to close this automatically again, and causes in particular that then the master cylinder means a pump of the brake circuit is refilled with brake fluid. This will be the original braking capability the vehicle automatically restored immediately after the accident. Should the vehicle is not yet fully absorbed by the impact Having come to be standing, the vehicle can be triggered despite the Safety valve to be brought to a safe stop by the driver. By the filling of the master cylinder with brake fluid by means of a pump after closing the Safety valve will ensure that the regular brake pressure can be exercised again on the brake element.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit mit einem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs messenden Geschwindigkeitssensor gekoppelt und dazu eingerichtet, bei einer gemessenen Geschwindigkeit unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs, insbesondere bei Fahrzeugstillstand, das Sicherheitsventil zu schließen. Alternativ kann auch bei einer gemessenen Geschwindigkeit unterhalb der Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs die Öffnung des Sicherheitsventils grundsätzlich blockiert werden. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn nach dem Schließen des Sicherheitsventils der Hauptzylinder mittels einer Pumpe des Bremskreises wieder befüllt wird. Damit ist die Bremsanlage im Stillstand des Fahrzeugs nach vorangegangenem Aufprall sofort wieder einsatzbereit, sollten nicht andere Beschädigungen an der Bremsanlage durch den Aufprall verursacht worden sein.In A further advantageous embodiment is the control unit with a speed sensor measuring the speed of the vehicle coupled and set up at a measured speed below a minimum speed of the vehicle, in particular when the vehicle is at a standstill, close the safety valve. alternative can also be at a measured speed below the minimum speed of the Vehicle the opening the safety valve in principle be blocked. About that In addition, it is advantageous if after closing the safety valve the master cylinder is refilled by means of a pump of the brake circuit. Thus, the brake system is at standstill of the vehicle after the previous Impact immediately ready for use, should not be other damage on the brake system caused by the impact.
Um die Sicherheit bei einem Fahrzeugunfall weiter zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn die Bremsanlage einen Zusatzdruckerzeuger aufweist, mittels dem im Bereich des Bremselementes bei geöffnetem Sicherheitsventil ein zum Betätigen des Bremselementes ausreichender Bremsdruck erzeugt werden kann. Insbesondere bewirkt die Steuereinheit, dass der Zusatzdruckerzeuger den Bremsdruck am Bremselement erzeugt, sobald das Sicherheitsventil geöffnet wird. Damit wird sichergestellt, dass trotz dem Auslösen des Sicherheitsventils die Bremselemente ihre Bremsfunktion während dem Unfall wahrnehmen. Das heißt, das Fahrzeug wird aufgrund des vom Zusatzdruckerzeuger erzeugten Bremsdrucks automatisch abgebremst. Gleichzeitig lässt sich aber das Bremspedal aufgrund der Druckentlastung des Hauptzylinders durchdrücken, wodurch die Verletzungsgefahr des Fahrers vermindert wird.In order to further increase safety in a vehicle accident, it is advantageous if the brake system has an additional pressure generator, by means of which in the region of the brake element with the safety valve open, a sufficient brake pressure for actuating the brake element can be generated. In particular, the control unit causes the additional pressure generator generates the brake pressure at the brake element as soon as the safety valve is opened. This ensures that despite the triggering of the safety valve, the brake elements perform their braking function during the accident. That is, the vehicle is due to the automatically decelerated by the additional pressure generator generated brake pressure. At the same time, however, the brake pedal can be pressed due to the pressure relief of the master cylinder, whereby the risk of injury to the driver is reduced.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Bremsanlage einen Drucksensor zum Messen des Betriebsdrucks in dem Bremsfluid aufweist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, bei einem vom Aufprallsensor erkannten unfallbedingten Fahrzeugverzögerung das Sicherheitsventil nur dann zu öffnen, wenn der vom Drucksensor gemessene Betriebsdruck einen Mindestdruck aufweist oder überschreitet. Damit wird ein unnötiges Öffnen des Sicherheitsventils vermieden. Ist der durch den Unfall im Hauptzylinder hervorgerufene Betriebsdruck unterhalb dem Mindestdruck, ab dem erst eine Verletzung des Fahrers während dem Unfall zu befürchten ist, wird davon abgesehen, den Bremsdruck durch Öffnen des Sicherheitsventils zu verringern. Damit wird sichergestellt, dass bei einem Unfall, bei dem keine Gefahr für den Fahrer besteht, das Bremsverhalten des Fahrzeugs in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird.Furthermore It is advantageous if the brake system a pressure sensor for measuring the operating pressure in the brake fluid, wherein the control unit is set up at an accidental detected by the impact sensor vehicle deceleration to open the safety valve only when the pressure sensor measured operating pressure has a minimum pressure or exceeds. This will unnecessarily open the Safety valve avoided. Is that by the accident in the master cylinder caused operating pressure below the minimum pressure, from only a violation of the driver during the accident is to be feared, This is apart from the brake pressure by opening the safety valve to reduce. This ensures that in the event of an accident, with no danger for the driver is the braking behavior of the vehicle in any Way impaired becomes.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Bremsanlage für ein Fahrzeug anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:following Become embodiments of a brake system according to the invention for a Vehicle based on the attached schematic drawings closer explained. It shows:
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispieledetailed Description of the embodiments
In
Der
Tandemhauptzylinder
Im
Normalbetriebszustand wird das vom Tandemhauptzylinder
Zwischen
dem jeweiligen Auslassventil
In
In
einem in
In
einen in
In
Die
in den
Claims (11)
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