DE102009047738A1

DE102009047738A1 - Fahrzeugbremssystem

Info

Publication number: DE102009047738A1
Application number: DE102009047738A
Authority: DE
Inventors: Rainer Brueggemann; Philipp Frueh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-16
Also published as: US20110131974A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbremssystem (10) mit zumindest einem Vorratsbehälter (12) zum Zuführen von Bremsfluid (16) zu einem Hauptbremszylinder (14) und/oder zu mindestens einer Radbremse des Fahrzeugbremssystems (10) und einer Vorladevorrichtung (18) zum Erhöhen des wirksamen Drucks im Vorratsbehälter (12), wobei die Vorladevorrichtung (18) zur Druckerhöhung komprimierte Luft erzeugt. Erfindungsgemäß umfasst die Vorladevorrichtung (18) eine erste Vorladeeinrichtung (18.1), welche die komprimierte Luft aus Abgasen einer Abgasanlage (22) des Fahrzeugs erzeugt, und/oder eine zweite Vorladeeinrichtung (18.2), welche die komprimierte Luft aus dem Fahrtwind (24) erzeugt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbremssystem mit zumindest einem Vorratsbehälter zum Zuführen von Bremsfluid zu einem Hauptbremszylinder und/oder zu mindestens einer Radbremse des Fahrzeugbremssystems nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Bei einem bekannten derartigen Fahrzeugbremssystem wird in dem Vorratsbehälter Bremsfluid für den Hauptbremszylinder und eine Bremsdruckmodulationsventilanordnung bereitgestellt, die das Bremsfluid wahlweise zu einer oder mehreren Radbremsen des Fahrzeugs fördern kann. In der Bremsdruckmodulationsventilanordnung ist insbesondere eine Förderpumpe vorgesehen, mit der zum Anheben des Bremsdrucks in Radbremszylindern der Radbremsen Bremsfluid aus dem Vorratsbehälter und durch den Hauptbremszylinder hindurch angesaugt werden kann.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 049 088 A1 ist beispielsweise ein Fahrzeugbremssystem bekannt, das einen Vorratsbehälter zum Zuführen von Bremsfluid zu einem Hauptbremszylinder und/oder zu einer Radbremse des Fahrzeugbremssystems umfasst. Um den Druck im Vorratsbehälter über den Luftdruck in der Umgebung des Fahrzeugbremssystems hinaus zu erhöhen, weist das Fahrzeugbremssystem eine Vorladeeinrichtung auf, die zum Betätigen mit komprimierter Luft gespeist wird. Die Erhöhung des Drucks im Vorratsbehälter erhöht somit die Druckdifferenz zwischen dem Vorratsbehälter und dem Förderpumpeneingang.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Fahrzeugbremssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass einfache und kostengünstige Ausführungsformen einer Vorladevorrichtung zur Erzeugung von komprimierter Luft vorgeschlagen werden, um den Druck im Vorratsbehälter des Bremsfluids zu erhöhen. Erfindungsgemäß umfasst die Vorladevorrichtung eine erste Vorladeeinrichtung, welche die komprimierte Luft aus Abgasen einer Abgasanlage des Fahrzeugs erzeugt, und/oder eine zweite Vorladeeinrichtung, welche die komprimierte Luft aus dem Fahrtwind erzeugt. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystem stellt der durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugte Druck des Fahrtwinds bzw. der durch den Betrieb des Fahrzeugs erzeugte Druck in der Abgasanlage des Fahrzeugs den ausreichenden Durchfluss von Bremsfluid vom Vorratsbehälter in den Hauptbremszylinder während des Fahrzeugbetriebs automatisch sicher. In vorteilhafter Weise erfolgt dieser Vorgang geräuschlos und ohne Verwendung einer Vorladepumpe, wodurch Kosten für Energie und eine hochwertige bzw. kostenverursachende Vorladepumpe eingespart werden können. Diese Art der Erhöhung der Druckdifferenz zwischen dem Vorratsbehälter des Bremsfluids und einem Eingang einer Förderpumpe führt in vorteilhafter Weise zu einer verbesserten Befüllung der Förderpumpe mit Bremsfluid, so dass die Förderleistung der Förderpumpe und folglich auch die Druckaufbaudynamik des Fahrzeugbremssystems verbessert werden können. Insbesondere werden für großvolumige Fahrzeugbremssysteme keine größeren Förderpumpen benötigt, sondern bisher verwendete Förderpumpen mit einem geringeren Fördervermögen können weiter verwendet werden. Zudem kann in vorteilhafter Weise auch auf eine Optimierung des Saugpfades, beispielsweise in Form einer Erhöhung des effektiven Durchmessers einer Saugleitung bzw. einer Vergrößerung der im Saugpfad angeordneten Hochdruckschaltventile verzichtet werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Fahrzeugbremssystems möglich.
Eine bevorzugte Realisierung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems sieht vor, dass durch die komprimierte Luft der wirksame Druck im Vorratsbehälter über den aktuellen Luftdruck in der Umgebung des Fahrzeugbremssystems erhöhbar ist. Dadurch entsteht zwischen dem Vorratsbehälter des Bremsfluids und einer nachfolgend angeordneten Förderpumpe in vorteilhafter Weise stets ein größeres Druckgefälle, um die Förderleistung der Förderpumpe zur Versorgung der Radbremsen des Fahrzeugbremssystems mit Bremsfluid zu optimieren. Dadurch sind Ausführungsformen der Erfindung in der Lage den Durchflusswiderstand in der Saugleitung der Förderpumpe zu überwinden, welcher beispielsweise durch den Hauptbremszylinder sowie durch Saug- und Einlassventile erzeugt wird, und im Wesentlichen unabhängig vom Umgebungsluftdruck eine ausreichende Menge von Bremsfluid an der Förderpumpe bereitzustellen. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Vorladevorrichtung einen Ausgleich der Druckverluste ermöglicht, die im Fahrzeugbremssystem durch Komponenten des Fahrzeugbremssystems verursacht werden.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems weist die zweite Vorladeeinrichtung mindestens ein Verdichtungselement zur Kompression der Luft des Fahrtwinds auf. Bevorzugt ist das Verdichtungselement im Wesentlichen als Trichterelement ausgebildet, so dass der erfindungsgemäß im Vorratsbehälter erzeugte Vordruck in vorteilhafter Weise durch eine vergleichsweise kostengünstige Einrichtung bereitgestellt werden kann. Die Einrichtung erzeugt auf besonders einfache physikalische Weise einen Druck auf das Bremsfluid im Vorratsbehälter.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems ist das Trichterelement beispielsweise im Fahrzeugfrontbereich, vorzugsweise im Bereich eines Kühlers des Fahrzeugs angeordnet. Diese Anordnung des Trichterelements weist den Vorteil auf, dass sich die Bauhöhe des Vorratsbehälters nicht vergrößert, da das Verdichtungselement zur Kompression der Luft des Fahrtwinds nicht zwischen oder in bestehenden Bauteilen des Fahrzeugbremssystems untergebracht werden muss, sondern an einer Stelle angebracht werden kann, an der freier Bauraum vorhanden ist und eine ausreichend Menge von Fahrtwind aufgenommen werden kann, um die komprimierte Luft zur Druckerhöhung im Vorratsbehälter des Bremsfluids zu erzeugen. Das als Trichterelement ausgeführte Verdichtungselement kann im Bereich des Kühlers des Fahrzeugs als eine vergleichsweise kostengünstige und platzsparende Einrichtung in den Kühler integriert oder an den Kühler montiert werden, so dass dafür kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist. Für die Implementierung der Erfindung sind daher am Vorratsbehälter des Bremsfluids grundsätzlich keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, um den erfindungsgemäßen Überdruck im Vorratsbehälter über die Lebensdauer des Fahrzeugbremssystems sicher im Vorratsbehälter zu erzeugen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems.
Ausführungsformen der Erfindung
Beim Ansaugen von Bremsfluid, beispielsweise während einer Antriebsschlupfregelung oder einer Fahrdynamikregelung, strömt das Bremsfluid der Förderpumpe nur vergleichsweise langsam zu. Für eine Fahrdynamikregelung ist jedoch ein sehr schneller Druckaufbau notwendig. Bei einem hydraulischen selbstsaugenden TCS (Traction-Control-System) und/oder einem ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) ist der geförderte Volumenstrom beispielsweise von der Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter und Förderpumpeneingang und von der Temperatur des Bremsfluids abhängig, wenn keine Vorladepumpe verwendet wird. Sowohl eine Abnahme der Druckdifferenz als auch eine Abnahme der Temperatur bewirken eine Verschlechterung der Druckaufbaudynamik in den Bremsen bzw. im Fahrzeugbremssystem. Der Vorratsbehälter des Bremsfluids befindet sich auf dem Druckniveau der Umgebung. Der Umgebungsluftdruck wird von der jeweiligen Wetterlage, wie beispielsweise Hochdruck oder Tiefdruck, und vor allem von der Höhe beeinflusst. Die theoretisch maximale Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter und Förderpumpeneingang entspricht somit dem Umgebungsluftdruck, da am Eingang der Förderpumpe ein Druck von ungefähr 0 bar anliegt. Die geringe Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter und Förderpumpeneingang und die Abnahme der Druckdifferenz abhängig von der Höhe wirkt sich insbesondere bei großvolumigen Bremsanlagen bzw. Fahrzeugbremssystemen, oft auch mit großen Totvolumina der Bremsen, negativ auf die Druckaufbaudynamik und somit auf die Leistungsfähigkeit des Traction-Control-Systems und des elektronischen Stabilitätsprogramms im Fahrzeug aus.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugbremssystem 10 umfasst zumindest einen Vorratsbehälter 12, welcher Bremsfluid 16 zu einem Hauptbremszylinder 14 und/oder zu mindestens einer hier nicht dargestellten Radbremse des Fahrzeugbremssystems 10 zuführt, und eine über eine Saugleitung 34 und den Hauptbremszylinder 14 mit dem Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids 16 verbundene Förderpumpe 28. Zudem ist in der Saugleitung 34 ein Saugventil 30 angeordnet, das vorzugsweise hochdruckfähig ausgeführt ist. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Fahrzeugbremssystem 10 zum Erhöhen des wirksamen Drucks im Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids 16 eine Vorladevorrichtung 18.
Die Komponenten 12, 14, 18, 18.1, 18.2, 28, 30, 32, 34 des Fahrzeugbremssystems 10 sind in an sich bekannter Weise miteinander hydraulisch verschaltet.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorladevorrichtung 18 eine erste Vorladeeinrichtung 18.1, welche die komprimierte Luft zur Druckerhöhung im Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids 16 aus Abgasen einer Abgasanlage 22 des Fahrzeugs erzeugt, und/oder eine zweite Vorladeeinrichtung 18.2, welche die komprimierte Luft zur Druckerhöhung im Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids 16 aus dem Fahrtwind 24 erzeugt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems 10 kann der wirksame Druck im Vorratsbehälter 12 durch die komprimierte Luft in vorteilhafter Weise über den aktuellen Luftdruck in der Umgebung 20 des Fahrzeugbremssystems 10 erhöht werden.
Dies bedeutet, dass die Vorladevorrichtung 18 bzw. die erste Vorladeeinrichtung 18.1 und/oder die zweite Vorladeeinrichtung, 18.2 der Vorladevorrichtung 18 zum Erhöhen des Drucks im Vorratsbehälter 12 über den Luftdruck in der Umgebung 20 des Fahrzeugbremssystems 10 hinaus eingerichtet sind. Hierzu erzeugt die erste Vorladeeinrichtung 18.1 die komprimierte Luft zur Druckerhöhung aus Abgasen der Abgasanlage 22 und die zweite Vorladeeinrichtung 18.2 die komprimierte Luft zur Druckerhöhung aus dem Fahrtwind 24. Dies bedeutet, dass durch die Abgasanlage 22 des Fahrzeugs erzeugte komprimierte Luft und/oder durch den Fahrtwind 24 erzeugte komprimierte Luft in den Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids 16 eingespeist und zur Druckerhöhung im Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids 16 genutzt wird.
Zur Nutzung des Fahrtwindes 24 zur Druckerhöhung im Vorratsbehälter 12 weist die zweite Vorladeeinrichtung 18.2 mindestens ein Verdichtungselement 26 zur Kompression der Luft des Fahrtwinds 24 auf. Bevorzugt ist das Verdichtungselement 26 im Wesentlichen als Trichterelement ausgebildet, das vorzugsweise in einer Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Im Betrieb des Fahrzeugs wird die Luft aus dem Fahrtwind 24 im Verdichtungselement 26 komprimiert und dem Vorratsbehälter 12 zugeführt.
Um Bauraum zu sparen, ist das Trichterelement 26 in vorteilhafter Weise im Fahrzeugfrontbereich, vorzugsweise im Bereich eines hier nicht dargestellten Kühlers des Fahrzeugs angeordnet.
Wie erwähnt, ist die Vorladevorrichtung 18 dazu vorgesehen, dass sie während des Betriebs des Fahrzeugbremssystems 10 zeitweise einen Überdruck, d. h. einen Druck oberhalb des Umgebungsluftdrucks erzeugen kann, so dass das Bremsfluid 16 aus dem Vorratsbehälter 12 unter Überwindung von Strömungswiderständen verstärkt zur Förderpumpe 28 gelangen kann. Der Hauptbremszylinder 14, die Saugleitung 34 und das Saugventil 30 wirken hierbei als Drosselblenden, d. h. sie verursachen jeweils einen unerwünschten Druckverlust, der durch die zusätzliche komprimierte Luft, welche in den Vorratsbehälter 12 geleitet wird, kompensiert werden soll. Der Druckverlust wird beispielsweise durch verschiedene Bohrungsdurchmesser, Umlenkungen usw. in den beteiligten Komponenten des Fahrzeugbremssystems 10 verursacht.
Am Eingang der Förderpumpe 28 liegt theoretisch ein Druck von 0 bar an. Es herrscht also ein Vakuum. Im Vorratsbehälter 12 herrscht ohne die aktivierte bzw. wirksame Vorladevorrichtung 18 der Umgebungsluftdruck von ungefähr 1000 mbar, daher entspricht die maximale Druckdifferenz zwischen dem Vorratsbehälter 12 und dem Eingang der Förderpumpe 28 einem Wert von 1000 mbar, der durch die Vorladevorrichtung 18 erhöht werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystem 10 stellen die erste Vorladeeinrichtung 18.1 über den durch die Bewegung des Fahrzeugs erzeugten Fahrtwind bzw. die zweite Vorladeeinrichtung 18.2 über den durch den Betrieb des Fahrzeugs erzeugten Druck in der Abgasanlage des Fahrzeugs automatisch ausreichend komprimierte Luft zur Druckerhöhung im Vorratsbehälter 12 des Bremsfluids zur Verfügung, so dass ein ausreichender Durchfluss von Bremsfluid vom Vorratsbehälter 12 in den Hauptbremszylinder während des Fahrzeugbetriebs sichergestellt ist, falls das Fahrzeugbremssystems 10 während des Betriebs, beispielsweise aufgrund einer Fahrdynamikregelung verstärkt Bremsfluid 16 benötigt. Durch die beschriebene Druckerhöhung im Vorratsbehälter 12 über den Umgebungsluftdruck hinaus, wird für die Förderpumpe 28 eine Vorladung bereitgestellt, die in vorteilhafter Weise zu einem schnelleren Druckaufbau im Fahrzeugbremssystem 10 und damit zu kürzeren Regelzeiten für die gewünschte Fahrdynamikregelung führt.
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 102004049088 A1 [0003]

Claims

Fahrzeugbremssystem (10) mit zumindest einem Vorratsbehälter (12) zum Zuführen von Bremsfluid (16) zu einem Hauptbremszylinder (14) und/oder zu mindestens einer Radbremse des Fahrzeugbremssystems (10) und einer Vorladevorrichtung (18) zum Erhöhen des wirksamen Drucks im Vorratsbehälter (12), wobei die Vorladevorrichtung (18) zur Druckerhöhung komprimierte Luft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorladevorrichtung (18) eine erste Vorladeeinrichtung (18.1), welche die komprimierte Luft aus Abgasen einer Abgasanlage (22) des Fahrzeugs erzeugt, und/oder eine zweite Vorladeeinrichtung (18.2) umfasst, welche die komprimierte Luft aus dem Fahrtwind (24) erzeugt.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die komprimierte Luft der wirksame Druck im Vorratsbehälter (12) über den aktuellen Druck in der Umgebung (20) des Fahrzeugbremssystems (10) erhöhbar ist.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorladeeinrichtung (18.2) mindestens ein Verdichtungselement (26) zur Kompression der Luft des Fahrtwinds (24) aufweist.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungselement (26) im Wesentlichen als Trichterelement ausgebildet ist.
Fahrzeugbremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trichterelement (26) im Fahrzeugfrontbereich, vorzugsweise im Bereich eines Kühlers des Fahrzeugs angeordnet ist.