DE102006033335A1

DE102006033335A1 - Kraftradbremsanlage

Info

Publication number: DE102006033335A1
Application number: DE102006033335A
Authority: DE
Inventors: Günther VOGEL; Alfred Eckert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2007-10-11
Also published as: JP2007276769A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zweikreisige hydraulische Kraftradbremsanlage, deren erster und/oder zweiter Bremskreis () einen Simulator (1) aufweist, der über ein Simulatorventil (27) mit dem hydraulischen Druck des ersten oder des zweiten Hauptbremszylinders (7, 13) beaufschlagbar ist, um einen auf den Bremshebel rückwirkungsfreien Übergang von einer elektrohydraulischen auf eine manuelle Einbremsung zu schaffen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftradbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der JP 2000071963 A ist bereits eine derartige Kraftradbremsanlage bekannt. Die Bremsanlage weist einen hydraulisch betätigbaren Vorderrad- und Hinterradbremskreis auf, in denen gemeinsam als auch unabhängig voneinander über jeweils einen fuß- und handbetätigten Hauptbremszylinder Bremsdruck in den Radbremsen aufgebaut werden kann. Zur Bremsschlupfregelung sind im Vorderrad- als auch im Hinterradbremskreis elektromagnetisch aktivierbare Ein- und Auslassventile sowie eine von einem Elektromotor antreibbare zweikreisige Pumpe eingesetzt. Ferner sind außer den Ein- und Auslassventilen und der Pumpe zusätzlich elektrisch betätigbare Trenn- und Umschaltventile in den beiden Bremskreisen vorhanden, um bei manueller Betätigung von nur einem der beiden Hauptbremszylinder auch Bremsdruck in dem nicht manuell betätigten Bremskreis elektrohydraulisch aufbauen zu können, wozu im nicht manuell betätigten Bremskreis der zugehörige Hauptbremszylinder durch die elektrisch aktivierte Sperrstellung des Trennventils von der zugehörigen Radbremse getrennt und die Pumpe über das elektrisch aktivierte Umschaltventil mit dem Vorratsbehälter am Hauptbremszylinder verbunden ist.
Ein Nachteil dieser Bremsanlage ist das während der elektrohydraulischen Bremsung störend empfundene, stark veränderte Bremsbetätigungsgefühl beim manuellen Einbremsen in den e lektrohydraulisch geregelten Bremskreis.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftradbremsanlage der angegebenen Art derart zu verbessern, dass mit möglichst einfachen und funktionssicheren Mitteln der vorgenannte Nachteil vermieden werden kann, sobald durch die Betätigung des Hauptbremszylinders in den elektrohydraulisch betätigten Bremskreis eingebremst wird.
Diese Aufgabe wird für eine Kraftradbremsanlage 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 hervor.
Die 1 zeigt den Hydraulikschaltplan mit den erfindungswesentlichen Merkmalen für eine Kraftradbremsanlage in schematischer Darstellung. Die Bremsanlage besteht aus einem hydraulisch betätigbaren Vorderrad- und Hinterradbremskreis 4, 10, mit jeweils einem am Vorderradbremskreis 4 angeschlossenen, durch Handkraft betätigbaren Hauptbremszylinder 7 und mit einem fußkraftproportional betätigbaren Hauptbremszylinder 13 an der Hinterradbremse 14.
Zur Bremsschlupfregelung sind im Vorderrad- als auch Hinterradbremskreis 4, 10 elektromagnetisch betätigbare Ein- und Auslassventile 6, 12 angeordnet, wobei jeweils ein in Grundstellung geöffnete Einlassventil 6 in die Bremsleitung des Vorder- als auch des Hinterradbremskreises 4, 10 eingesetzt ist, welche den jeweils zugehörigen Hauptbremszylinder 7, 13 mit der Vorderrad- oder der Hinterradbremse 5, 14 über das in Grundstellung geöffnete Trennventil 19 verbindet. Das in Grundstellung geschlossene Auslassventil 12 ist jeweils in eine Rücklaufleitung 15 eines jeden Bremskreises eingesetzt, welche die Vorder- oder Hinterradbremse 5, 14 mit jeweils einem Niederdruckspeicher 16 und dem Saugpfad 3 einer zweikreisig aufgeteilten Pumpe 9 verbindet, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Die Pumpe 9 steht druckseitig mit den Bremsleitungen 18 beider Bremskreise in Verbindung, sodass in einer Bremsschlupfregelphase eine bedarfsgerechte Rückförderung des jeweils von der Vorder- bzw. Hinterradbremse 5, 14 abgelassenen Bremsflüssigkeitsvolumens in die Bremsleitungen 18 beider Bremskreise gewährleistet ist. Die Pumpkolben der beiden Pumpenkreise werden gemeinsam von einem Elektromotor 2 angetrieben, sodass ohne geeignete Maßnahmen bei einer Betätigung eines der beiden Hauptbremszylinder der Pumpendruck im elektrohydraulisch geregelten Bremskreis ungehindert entweder auf den handbetätigten Bremshebel oder das fußbetätigte Bremspedal zurückwirken würde.
Beide Bremskreise 4, 10 sind entsprechend ihrem schaltungstechnischen Aufbau gemeinsam als auch unabhängig voneinander manuell betätigbar, mit der Besonderheit, dass beispielsweise bei einer manuellen Betätigung des am Vorderradbremskreis 4 angeschlossenen Hauptbremszylinder 7 nicht nur ein Bremsdruckaufbau in der Vorderradbremse 5, sondern gleichzeitig auch ein elektrohydraulischer Bremsdruckaufbau in der Hinterradbremse 14 erfolgt, indem der Elektromotor 2 die Pumpe 9 in Betrieb setzt, sobald infolge der im Hinterradbrems kreis 10 elektrisch initiierten Offenstellung des Umschaltventils 20 die Pumpe 9 Druckmittel vom Hauptbremszylinder 13 entnimmt und zur Hinterradbremse 14 fördert, während das Trennventil 19 im Hinterradbremskreis 10 die Pumpendruckseite vom Hauptbremszylinder 13 trennt.
Das vorgenannten Betätigungsbeispiel lässt sich natürlich auch umkehren, indem abhängig von der manuellen Betätigung des an der Hinterradbremse 10 angeschlossenen Hauptbremszylinders 13 nach gleichem Schema eine elektrohydraulisch initiierte Bremsung an der Vorderradbremse 5 ausgelöst wird. Daraus folgt, dass bei Betätigung eines der beiden Hauptbremszylinder 7, 13 der jeweils vom Fahrer nicht betätigte Bremskreis quasi elektrohydraulisch fremdangesteuert durch die zweikreisige Pumpe 9 unter Druck gesetzt wird, sodass bei einer Einzelbetätigung eines der beiden Hauptbremszylinder immer beide Bremskreise aktiv zur gewünschten Bremsverzögerung beitragen.
Zur Erfassung des vom Hauptbremszylinder 7 in den Vorderradbremskreis 4 eingesteuerten Drucks wird in der Regel ein Drucksensor 21 verwendet. Auch die Überwachung des in den Hinterradbremskreis manuell eingesteuerten Drucks erfolgt mittels eines in der Nähe des Hauptbremszylinders 13 angeordneten Drucksensors 21. Zur Erfassung des Radbremsdrucks und zur Analogregelung der Einlassventile 6 sind beide Bremskreise zusätzlich mit zwei den Radbremsdruck erfassende Drucksensoren 21 versehen.
Bei manueller Betätigung des Vorderradbremskreises 4 bildet der mittels des Drucksensors 21 im Vorderradbremskreis 4 er fasste Hauptbremszylinderdruck die Führungsgröße zur elektrischen Aktivierung der im Hinterrad- und Vorderradbremskreis 10, 4 wirksamen Pumpe 9, die im Zusammenwirken mit dem Ein- und Auslassventil 6, 12, dem Trenn- und Umschaltventil 19, 20 eine elektrohydraulische Bremsdruckregelung im Hinterradbremskreis 10 gemäß einer im Steuergerät 8 abgelegten elektronischen Bremskraftverteilungskennlinie bewirkt, wenn ausschließlich der am Vorderradbremskreis 4 angeschlossene Hauptbremszylinder 7 betätigt wird.
Analog dazu gilt, dass bei ausschließlicher manueller Betätigung des Hinterradbremskreises 10 der am Hauptbremszylinder 13 des Hinterradbremskreises 4 angeordnete Drucksensor 21 die Führungsgröße zur elektrischen Aktivierung der im Vorderradbremskreis 10 eingesetzten Pumpe 9, des Ein-, Auslass-, Umschalt- und Trennventils bildet.
Zur Auswertung der Drucksensorsignale ist eine Logikschaltung im elektronischen Steuergerät 8 vorgesehen, in dem abhängig vom Auswerteergebnis der Drucksensorsignale mittels der elektrisch betätigbaren Pumpe 9 ein Hydraulikdruck erzeugt wird.
Das symbolisch dargestellte Steuergerät 8 bildet vorzugsweise ein integrales Bestandteil einer den Vorder- und Hinterradbremskreis 4, 10 aufweisenden Bremseinheit 11, die baulich als monolithischer Block ausgeführt ist. Das Steuergerät 8 ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform zur elektrischen Kontaktierung auf die in der Bremseinheit 11 integrierten Ein- und Auslassventile 6, 11, Umschalt- und Trennventile 20, 19 aufgesteckt. Die Bremseinheit 11 lässt sich somit aufgrund der besonders kompakten Bauweise in Nähe einer Batterie an einem Kraftradrahmen befestigen.
Grundsätzlich gilt für eine schlupfgeregelte Bremsung:

1. Eine Blockierneigung des Vorder- bzw. des Hinterrades wird mittels Raddrehzahlsensoren und deren Signalauswertung im Steuergerät 8 sicher erkannt. Das im Vorderrad- bzw. im Hinterradbremskreis 4, 10 angeordnete Einlassventil 6 wird über das Steuergerät 8 elektromagnetisch geschlossen, um einen weiteren Druckaufbau im Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 4, 10 zu unterbinden.
2. Sollte zur Reduzierung der Blockierneigung zusätzlich ein weiterer Druckabbau im Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 4, 10 erforderlich sein, so wird dies durch das Öffnen des jeweils mit dem Niederdruckspeicher 16 verbindbaren, normalerweise stromlos geschlossenen Auslassventil 12 erreicht. Das Auslassventil 12 wird geschlossen, sobald die Radbeschleunigung wieder über ein bestimmtes Maß hinaus anwächst. In der Druckabbauphase bleibt das entsprechende Einlassventil 6 geschlossen, so dass sich der im Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 4, 10 erzeugte Hauptbremszylinderdruck nicht auf den Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 4, 10 fortpflanzen kann.
3. Wenn die ermittelten Schlupfwerte wieder einen Druckaufbau im Vorderrad- bzw. Hinterradbremskreis 4, 10 erlauben, wird das Einlassventil 6 entsprechend der Anforderung des im Steuergerät 8 integrierten Schlupfreglers zeitlich begrenzt geöffnet. Das für den Druckaufbau erforderliche Hydraulikvolumen wird von der Pumpe 9 zu Verfügung gestellt.

Unabhängig davon, welcher der beiden Hauptbremszylinder 7, 13 manuell betätigt wird, sieht die Erfindung vor, dass der erste und/oder auch der zweite Bremskreis 4, 10 einen Simulator 1 aufweist, der über ein entsperrbares Simulatorventil 27 mit dem hydraulischen Druck des ersten oder des zweiten Hauptbremszylinders 7, 13 als auch ggf. mit dem während einer elektrohydraulischen Fremdbremsung im Bremskreis aufgebauten Bremsdruck beaufschlagt werden kann, ohne dass eine störende Rückwirkung am Bremshebel spürbar ist.
Die 1 zeigt hierzu in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung den Simulator 1 mit dem Simulatorventil 27 und dem Rückschlagventil 28 am Bremskreis 4 des handbetätigbaren Hauptbremszylinders 7 angeschlossen, da sich der durch den Handbremshebel betätigbare Bremskreis 4 bezüglich dem Betätigungsgefühl beim Übergang von einer elektrohydraulischen auf eine manuell eingesteuerte Bremsung als besonders sensibel erweist. Obwohl nicht abgebildet, ist der Simulator 1 analog dazu ebenso für eine Verwendung am weiteren Bremskreis 10 uneingeschränkt geeignet.
Unabhängig davon, ob nun nur einer oder beide Bremskreise 4, 10 mit einem Simulator 1 ausgestattet sind, ist das Simulatorventil 27 als elektrisch betätigbares, aus Sicherheitsgründen in Grundstellung stromlos geschlossenes 2/2-Wegeventil ausgeführt, zu dem in Parallelanordnung ein in Richtung des Hauptbremszylinders 7 öffnendes Rückschlagventil 28 angeordnet ist, das in der Bremslösestellung immer für eine sichere Entleerung des Simulators 1 sorgt.
Der Simulator 1 besteht aus einer hydraulisch beaufschlagten Simulatorkammer 24 mit einem darin eingesetzten, durch eine Simulatorfeder 25 belasteten Simulatorkolben 26. Die Simulatorfeder 25 stellt das am Bremshebel gewünschte Betätigungsgefühl ein.
Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 1 ist der Simulator 1 mit dem Simulatorventil 27 und dem Rückschlagventil 28 zu einer eigenständig handhabbaren, auf Funktionsfähigkeit vorprüfbaren modularen Baugruppe zusammengefasst, die an der Bremseinheit 11 angebracht ist, welche die Ein- und Auslassventile 6, 15, die Trenn- und Umschaltventile 19, 20, die Pumpe 9 und den Niederdruckspeicher 16 aufnimmt. Durch den geschilderten modularen Aufbau des Simulators 1 erübrigt sich eine spezielle Anpassung der Bremseinheit 11 an den Simulator 1.
Dies schließt jedoch bei Wunsch oder Bedarf nicht die Alternative aus, das Simulatorventil 27 und das Rückschlagventil 28 in der Bremseinheit 11 zu integrieren, sowie auch ggf. die Simulatorkammer 24 an oder in der Bremseinheit 11 aufzunehmen.
Nachfolgend soll die Funktionsweise des Simulators 1 erläutert werden:
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 1 erfasst bei fußkraftproportionaler Betätigung des Hauptbremszylinders 13 der kurz nach dem Hauptbremszylinder 13 am Brems kreis 10 angeschlossene Drucksensor 21 den eingespeisten Bremsdruck, der zur Berechnung des Bremsdrucks in der Vorderradbremse 5 im Steuergerät 8 herangezogen wird.
Anhand des berechneten Bremsdruckwertes erfolgt eine elektrohydraulische Bremsdruckregelung in der Vorderradbremse (Fremdbremsung) durch die elektromotorische Aktivierung der Pumpe 9, die elektromagnetische Aktivierung des Trenn- und Umschaltventils 19, 20 sowie bei Bedarf auch die Aktivierung des Ein- und Auslassventils 6, 12 im Vorderradbremskreis, wobei bereits zu Beginn der Fremdbremsung auch das Simulatorventil 27 elektromagnetisch in seine Offenstellung geschaltet wird, um bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders 7 jederzeit über den Handbremshebel dem Fahrer verzögerungsfrei das gewünschte Bremsgefühl zu vermitteln.
Die Betätigung des Handbremshebels wird durch den am Vorderradbremskreis, stromaufwärts zum Trennventil 19 angeordneten Drucksensor 21 präzise erfasst. Der über den Handbremshebel aufgebaute Bremsdruck gelangt zwangsläufig in die Simulatorkammer 24, wodurch der Fahrer über die am Simulatorkolben 26 wirkende Gegenkraft der Simulatorfeder 25 das gewünschte Bremsbetätigungsgefühl erhält.
Sobald der hydraulische Druck in der Simulatorkammer 24 infolge der Betätigung des Handbremshebels den während der Fremdbremsung im Bremskreis 4 aufgebauten Radbremsdruck erreicht, öffnet das Bypassventil 23 am Trennventil 19, das infolge der Fremdbremsung noch in der elektromagnetisch gesperrten Schaltstellung verharrt. Der weitere Druckaufbau in der Vorderradbremse 5 wird nunmehr durch die Betätigung des Handbremshebels bestimmt, wobei anhand der beiden am Vorderradbremskreis 4 angeordneten Drucksensoren 21 die entsprechende Druckinformation zum Steuergerät 8 weitergeleitet wird, das die Deaktivierung der elektrohydraulischen Fremdbremsung veranlasst. Zur Deaktivierung der Fremdbremsung schaltet das Steuergerät 8 den die Pumpe 9 antreibenden Elektromotor 2 stromlos, das Trennventil 19 in die offene und das Umschaltventil 20 in seine geschlossene Stellung, sowie das Simulatorventil 27 in die Sperrstellung, womit eine auf den Handbremshebel rückwirkungsfreier Übergang von einer elektrohydraulischen Bremsung auf einen manuellen Bremsdruckaufbau in der Vorderradbremse 5 gewährleistet ist.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind in jedem Bremskreis das in Grundstellung geöffnete Trennventil 19, das in Grundstellung geschlossene Umschaltventil 20, das in Grundstellung geöffnete Einlassventil 6 und das in Grundstellung geschlossene Auslassventil 12 als elektrisch betätigbares 2/2-Wegeventil ausgeführt, die auf einfachste Weise jeweils durch eine Feder in ihrer abgebildeten Grundstellung verharren. Ferner ist parallel zu jedem der beiden Trennventile 19 ein in Richtung der Radbremse 5, 14 öffnendes Bypassventil 23 angeordnet, wodurch unabhängig von der Trennventilstellung jederzeit über den angeschlossenen Hauptbremszylinder 7, 13 eine manuelle Bremsdruckeinspeisung erfolgen kann, und zwar unabhängig davon, ob nun in einem der beiden Bremskreise ein elektrohydraulisch gesteuerter Bremsung erfolgt.

1: Messeinrichtung
2: Elektromotor
3: Pumpensaugpfad
4: Vorderradbremskreis
5: Vorderradbremse
6: Einlassventil
7: Hauptbremszylinder
8: Steuergerät
9: Pumpe
10: Hinterradbremskreis
11: Bremseinheit
12: Auslassventil
13: Hauptbremszylinder
14: Hinterradbremse
15: Rücklaufleitung
16: Niederdruckspeicher
17: Druckrückhalteventil
18: Bremsleitung
19: Trennventil
20: Umschaltventil
21: Drucksensor
22: Ausgleichsbehälter
23: Bypassventil
24: Simulatorkammer
25: Simulatorfeder
26: Simulatorkolben
27: Simulatorventil
28: Rückschlagventil

Claims

Kraftradbremsanlage mit einem ersten hand- oder fußkraftbetätigten Hauptbremszylinder zur hydraulischen Betätigung eines ersten Bremskreises und mit einem zweiten hand- oder fußkraftbetätigten Hauptbremszylinder zur hydraulischen Betätigung eines zweiten Bremskreises, mit einem zur Bremsschlupfregelung in jeder Radbremse eines jeden Bremskreises vorgesehenen Ein- und Auslassventils, mit einem in jedem der beiden Bremskreise angeordneten Niederdruckspeicher, der jeweils stromabwärts des Auslassventils an einer Rücklaufleitung angeschlossen ist, die in jedem Bremskreis zur Saugseite einer Pumpe führt, deren Pumpendruckseite an dem ersten und zweiten Bremskreis angeschlossen ist, sowie mit einem Trennventil in jedem Bremskreis, das in der Offenstellung jeweils den zugehörigen Hauptbremszylinder mit der Pumpendruckseite verbindet, mit einem Umschaltventil in jedem Bremskreis, das in seiner Offenstellung jeweils den zugehörigen Hauptbremszylinder mit der Saugseite der Pumpe verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Bremskreis (4, 10) einen Simulator (1) aufweist, der über ein Simulatorventil (27) mit dem hydraulischen Druck des ersten oder des zweiten Hauptbremszylinders (7, 13) beaufschlagbar ist.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (27) als elektrisch betätigbares, in Grundstellung geschlossenes 2/2-Wegeventil ausgeführt ist, zu dem in Parallelanordnung ein in Richtung des Hauptbremszylinders (7) öffnendes Rückschlagventil (28) angeordnet ist.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulator (1) aus einer Simulatorkammer (24) mit einem darin eingesetzten, durch eine Simulatorfeder (25) belasteten Simulatorkolben (26) besteht.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Simulator (1) mit dem Simulatorventil (27) und dem Rückschlagventil (28) zu einer eigenständig handhabbaren, auf Funktionsfähigkeit vorprüfbaren modularen Baugruppe zusammengefasst ist, die an einer Bremseinheit (11) angebracht ist, welche die Ein- und Auslassventile (6, 15), die Trenn- und Umschaltventile (19, 20), die Pumpe (9) und den Niederdruckspeicher (16) aufnimmt.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (27) und das Rückschlagventil (28) in einer Bremseinheit (11) integriert sind, welche die Ein- und Auslassventile (6, 15), die Trenn- und Umschaltventile (19, 20), die Pumpe (9) und den Niederdruckspeicher (16) aufnimmt.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des von einem der beiden Hauptbremszylinder (7, 13) in den Bremskreis (4, 10) eingespeisten Bremsdrucks wenigstens ein Drucksensor (21) stromaufwärts zum Trennventil (19) angeordnet ist.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei manueller Betätigung eines der beiden Hauptbremszylinder (13) der manuell nicht betätigte Hauptbremszylinder (7) über das geöffnete Simulatorventil (27) an der Simulatorkammer (24) angeschlossen ist.
Kraftradbremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zusätzlichen manuellen Betätigung des ursprünglich nicht betätigten Hauptbremszylinders (7) über eine Simulatorfeder (25) eine für die Abbremsung des Kraftrades geeignete Gegenkraft auf den Bremshebel des zusätzlich betätigten Hauptbremszylinders (7) erzeugbar ist.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen des Radbremsdrucks in der Simulatorkammer (24) das vom Hauptbremszylinder (7) verdrängbare Druckmittel über ein parallel zum Trennventil (19) angeordnetes Bypassventil (23) zur Radbremse (5) gelangt, wenn das Trennventil (19) gesperrt ist.
Kraftradbremsanlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht betätigter Bremsanlage das Simulatorventil (27) gesperrt ist und die Simulatorkammer (24) über das Rückschlagventil (28) in Richtung des angeschlossenen Hauptbrems zylinders (7) entleerbar ist.