DE102008057582A1

DE102008057582A1 - Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102008057582A1
Application number: DE102008057582A
Authority: DE
Inventors: Ronald Kley
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2008-11-15
Filing date: 2008-11-15
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage 1 mit mehreren Hydraulikkreisen und mit wenigstens einer Verdrängerpumpe 9 je Hydraulikkreis, wobei die Verdrängerpumpen 9 sämtlicher Hydraulikkreise von einem elektrischen Antrieb angetrieben werden. Um mit nur einem gemeinsamen Antrieb insbesondere für regenerative Bremssysteme eine einfache pumpenindividuelle Einstellung zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass eine Überbrückungsvorrichtung 12 mit einem elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil 13 in einem Pumpensaugpfad derart vorgesehen ist, dass das Schaltventil 13 während eines Verdrängungshubs der Verdrängerpumpe 9 zumindest zeitweise derart in eine Öffnungsstellung schaltbar ist, dass zumindest ein Teilfördervolumen von dem Verdrängungshub als Leckage in den Pumpensaugpfad gefördert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für Kraftfahrzeugbremsanlagen, die mit einem Fahrdynamikregelsystem versehen sind, wird in der Regel eine aus der DE 102 04 567 A1 bekannte Hydraulikschaltung verwendet, die über ein elektrisch betätigbares Saugventil verfügt. Im Unterschied zu differenzdruckgesteuerten Rückschlagventilen einer konventionellen Verdrängerpumpe wird eine Möglichkeit eröffnet, die Fördermenge der Verdrängerpumpe durch Regulierung von deren Ansaugvolumen zu dosieren. Dadurch wird der Füllgrad der Fördervorrichtung beeinflusst. Man bezeichnet den genannten Vorgang als Saugdrosselung oder Saugregelung. Insbesondere in der Luft- und Raumfahrttechnik stellt eine Saugregelung ein grundsätzlich bekanntes und praktiziertes Mittel zur Fördermengenregelung dar.
In Hinblick auf Fahrzeugbremsanlagen, die nicht mit Öl sondern mit hygroskopischer Bremsflüssigkeit betrieben werden, sind zusätzliche Besonderheiten maßgeblich. Einerseits können Fördervorrichtungen zur Abdeckung sämtlicher Funktionsanforderungen konstruktiv mit vergleichsweise großem Verdrängungsvolumen ausgelegt sein, so dass es erforderlich ist, die Fördermenge unabhängig von konstruktiven Größen, wie Kolbendurchmesser, Kolbenhub und Antriebsdrehzahl für alle Anwendungsfälle zu regulieren.
Andererseits besitzt Bremsflüssigkeit hygroskopische Eigenschaft, also eine Neigung, Wasser aufzunehmen. Unter diesen Umständen ist eine Saugdrosselung bei Fahrzeugbremsanlagen stets mit der Gefahr verbunden, dass im Drosselzustand – beispielsweise bei gänzlich verschlossenem Saugventil – Unterdruck im Saugpfad entsteht, wodurch Kavitation, also ein Ausgasen von normalerweise gelösten Wasseranteilen, erfolgen kann. Dadurch wird das Bremsbetätigungsgefühl schwammig, und der betroffene Hydraulikkreis ist gewissermaßen Luftverseucht, so lange der kritische Unterdruck vorherrscht.
Aus der DE 10 2006 000 216 A1 ist ein Fahrzeugbremssystem bekannt, das eine Luftblasenbildung prinzipiell zulässt, und wobei nachgeschaltete Mittel vorgesehen sind, die nach Bildung einer Luftblase deren Beseitigung erlauben, indem eine Verbindung mit atmosphärischem Druck oder positivem Druck hergestellt wird.
Aus der DE 101 47 180 A1 ist ein elektronisch initiierter Reinigungsprozess, insbesondere zur Beseitigung von eingeschleppter Luft, bei einem Bremssystem bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für eine gattungsgemäße Fahrzeugbremsanlage eine Lösung anzugeben, die es ermöglicht, das Ausgasen frühzeitig zu vermeiden, und gleichzeitig eine Förderstromregelung ermöglicht.
Zur Lösung des Problems wird eine Vorrichtung mit einem elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil im Pumpensaugpfad vorgeschlagen, das eine Betätigungsmethodik derart aufweist, dass das Schaltventil während eines Verdrängungshubs der Fördervorrichtung zumindest zeitweise geöffnet geschaltet ist, um eine Druckmittelverdrängung in einen Pumpendruckpfad zu verringern oder zu unterbinden. Durch die angegebene Maßnahme wird es ermöglicht, dass ein definierbares Fördervolumen nicht in den Druckpfad verdrängt, sondern in den Pumpensaugpfad zurück gelangt, wodurch die Fördermenge der Verdrängerpumpe reguliert wird.
Im Ergebnis wird gewissermaßen ein Leerlauf der betreffenden Fördervorrichtung ermöglicht, indem ein Verdrängungsraum der betroffenen Verdrängerpumpe im Druckhub zumindest temporär in Richtung Saufpfad gezielt geöffnet geschaltet wird. Ein maßgeblicher Vorteil der beschriebenen Lösung besteht darin, dass keine individuellen Antriebsmotoren erforderlich sind, und dass die vorgeschlagenen Maßnahmen vergleichsweise einfach und kostengünstig in einem Aufnahmekörper der Fördervorrichtung vorgesehen werden können. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Lösung besonders einfach umgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Pulsation vermieden wird
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch:
1 einen bekannten Schaltplan betreffend eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, und
2 eine neue Ausführungsform einer Kraftfahrzeugbremsanlage.
Die 1 zeigt den hydraulischen Schaltungsaufbau von lediglich einem Teil eines Hydraulikkreises einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage 1 mit Fahrdynamikregelung. Prinzipiell verfügt jeder Hydraulikkreis über zwei identische Radbremskreise, von denen vorliegend zur Vereinfachung lediglich ein Radbremskreis dargestellt ist.
Die Bremsanlage umfasst eine nicht dargestellte Betätigungseinheit umfassend einen Hauptbremszylinder mit Druckräumen, wobei ein Druckraum über eine hydraulische Druckmittelverbindung 2 unmittelbar direkt mit den Radbremsen 3 des jeweiligen Hydraulikkreises verbindbar ist. In weiterhin grundsätzlich bekannter Weise, ist jeder Radbremse 3 ein stromlos offenes Einlassventil 4 und ein stromlos geschlossenes Auslassventil 5 zugeordnet. Für fahrerunabhängige Eingriffe ist unmittelbar im Anschluss an die Betätigungseinheit in Richtung Radbremse 3 in der Druckmittelverbindung 2 ein stromlos offenes, bevorzugt binär regelbares, Trennventil 6 platziert, das bei fahrerunabhängigen Regeleingriffen in eine Trennstellung gebracht wird. Ein stromlos geschlossenes Umschaltventil 7 ermöglicht eine Variation in einem Pumpensaugpfad derart, dass entweder aus einem, der Radbremse 3 nachgeschalteten Niederdruckspeicher 8, oder bei fahrerunabhängiger Betätigung durch den Hauptbremszylinder aus einem nicht gezeigten Reservoir der Betätigungseinheit Druckmittel angesaugt wird. Jeder Hydaulikkreis verfügt über wenigstens eine Verdrängerpumpe 9, die in Saug- und Druckpfad jeweils ein differenzdruckgeschaltetes Saug- und Druckventil 10, 11 aufweist. Für sämtliche der Verdrängerpumpen 9 ist ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen.
Demgegenüber unterscheidet sich 2 von dem prinzipiell bekannten Aufbau, indem dem differenzdruckgesteuerten Saugventil 10 eine Überbrückungsvorrichtung 12 enthaltend ein elektromagnetisches Schaltventil 13 versehen ist. Diese Überbrückungsvorrichtung 12 ermöglicht es, einen Verdrängungsraum der Verdrängerpumpe 9 im laufenden Verdrängungshub saugseitig gezielt offen zu schalten. Dadurch ist die Verdrängungsarbeit der Verdrängerpumpe 9, als auch deren verdrängtes Volumen im Sinne einer Pumpenregelung verstellbar, respektive regulierbar. Denn es wird von einer ausschließlich differenzdruckgesteuerten Zwangsregelung Abstand genommen. Ein unerwünschtes Teil-Fördervolumen oder das gesamte theoretische Fördervolumen eines Hydraulikkreises kann gewissermaßen drucklos als Leckage in den Saugpfad zurück gefördert werden. Wenn durch den gemeinsamen Antrieb der Fördervorrichtungen in Abhängigkeit von den Randbedingungen im Einzelnen in einem Bremskreis gegen einen hohen, fahrerseitig eingesteuerten Bremsdruck gefördert werden müsste, ohne dass das betreffende Pumpenfördervolumen Volumen wirklich für diesen Hydraulikkreis, sondern nach Lage der Dinge für den anderen Hydraulikkreis angefordert ist, geht mit der Erfindung eine maßgebliche Reduktion von Verlustarbeit einher. Denn die Erfindung ermöglicht eine individualisierte Regelung jeder der Fördervorrichtung 9, ohne gesonderte Antriebe für jede Fördervorrichtung vorsehen zu müssen. Unabhängig von dieser zusätzlichen, vorteilhaften Funktionalität ermöglicht das differenzdruckgesteuerte Saugventil 10 weiterhin eine konventionelle Funktion.
Wie die 2 zeigt, ist das Schaltventil 13 elektromagnetisch steuerbar und stromlos geschlossen ausgebildet. Weiterhin ist das Schaltventil 13 in einem Bypasskanal parallel zum differenzdruckgesteuerten Saugventil geschaltet. Folglich ist der Schaltungsaufwand vergleichsweise gering.
Unter Berücksichtigung von Trennventil 6, Umschaltventil 7 und Schaltventil 13 sind im Pumpensaugpfad folglich insgesamt mehrere, in Serie platzierte, Schaltventile vor einem Eingang E der Verdrängerpumpe 9 platziert.
Die Ansteuerung der genannten Schaltventile erfolgt prinzipiell mit Hilfe von einem nicht gezeigten elektronischen Steuergerät. Insbesondere kann eine elektrische Betätigung der Schaltventile in Abhängigkeit von einem Vergleich von Solldruckwerten eines im elektronischen Steuergerät abgelegten Kennfeldes mit jeweils gemessenen Druckwerten eines, den hydraulischen Druck in einem Hauptbremszylinder erfassenden, Drucksensors erfolgen.
Ganz generell kann die Ansteuerung von dem Schaltventil 13 digital erfolgen. Eine quasianaloge, digitale Regulierung ist ebenfalls möglich.
Sämtliche Verdrängerpumpen 9 der unterschiedlichen Hydraulikkreise weisen aus Kostengründen einen gemeinsamen Antrieb auf. Um ohne zusätzliche Antriebe eine individualisierte Regulierung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine unterschiedliche Ansteuerung der Schaltventile 13 bei einheitlich eingeschaltetem Antrieb sämtlicher Verdrängerpumpen 9 vorgesehen ist, wobei das Förderverhalten in den Hydraulikkreisen bei konstanter Antriebsdrehzahl pumpenindividuell reguliert wird, indem das jeweilige, differenzdruckgesteuerte Saugventil 10 zeitweise oder permanent überbrückt wird. Die Regulierungsmöglichkeiten können unter Vermeidung unnötiger Verlustarbeit bis hin zu einer Maximalförderung in einem der Hydraulikkreise, und einer Nullförderung in einem benachbarten Hydraulikkreis reichen.
Wenn eine ausreichende Systemverfügbarkeit gegeben ist, kann sicherlich daran gedacht werden, das differenzdruckgesteuerte Saugventil 10 zu rationalisieren, so dass das Schaltventil 13 vollständig die Funktion von einem differenzdruckgesteuerten Saugventil 10 übernimmt.

1: Kraftfahrzeugbremsanlage
2: Druckmittelverbindung
3: Radbremse
4: Einlassventil
5: Auslassventil
6: Trennventil
7: Umschaltventil
8: Niederdruckspeicher
9: Verdrängerpumpe
10: Saugventil
11: Druckventil
12: Überbrückungsvorrichtung
13: Schaltventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10204567 A1 [0002]
- DE 102006000216 A1 [0005]
- DE 10147180 A1 [0006]

Claims

Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) mit mehreren Hydraulikkreisen und mit wenigstens einer Verdrängerpumpe (9) je Hydraulikkreis, wobei die Verdrängerpumpen (9) sämtlicher Hydraulikkreise von einem elektrischen Antrieb angetrieben werden, und wobei eine Überbrückungsvorrichtung (12) mit einem elektromagnetisch betätigbaren Schaltventil (13) in einem Pumpensaugpfad derart vorgesehen ist, dass das Schaltventil (13) während eines Verdrängungshubs der Verdrängerpumpe (9) zumindest zeitweise derart in eine Öffnungsgestellung geschaltet ist, dass zumindest ein Teilfördervolumen von dem Verdrängungshub als Leckage in den Pumpensaugpfad gefördert wird.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) mit mehreren Hydraulikkreisen und mit wenigstens einer Verdrängerpumpe (9) je Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (13) parallel zu einem differenzdruckgesteuerten Saugventil (10) in dem Saugpfad vorgesehen ist.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (13) als stromlos geschlossenes Elektromagnetventil ausgebildet ist.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pumpensaugpfad mehrere, in Serie geschaltete Elektromagnetventile vorgesehen sind.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Steuergerät vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von einem gemessenen oder ermittelten Druck in einem Pumpendruckpfad, zur elektronischen Regelung des oder der Schaltventile (13) im Pumpensaugpfad vorgesehen ist.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Schaltventile (13) digital sowie gepulst angesteuert. werden.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Betätigung der Elektromagnetventile durch Vergleich von Solldruckwerten eines im Steuergerät abgelegten Kennfeldes mit gemessenen Druckwerten eines, den hydraulischen Druck in einem Hauptbremszylinder erfassenden, Drucksensors erfolgt.
Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerpumpen (9) in den unterschiedlichen Hydraulikkreisen einen gemeinsamen Antrieb aufweisen, und dass es eine unterschiedliche Ansteuerung von Schaltventilen (13) bei einheitlich eingeschaltetem Antrieb und konstanter Antriebsdrehzahl sämtlichen Verdrängerpumpen (9) ermöglicht, das Förderverhalten in den Hydraulikkreisen pumpenindividuell zu regulieren, indem ein differenzdruckgesteuertes Saugventil (10) zeitweise oder permanent überbrückt wird.