DE102009052485A1

DE102009052485A1 - Druckerzeuger für eine mehrkreisige Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102009052485A1
Application number: DE102009052485A
Authority: DE
Inventors: Leo Gilles
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2011-05-12

Abstract

Es wird ein Druckerzeuger zum Anschluss an eine mehrkreisige hydraulische Fahrzeugbremsanlage beschrieben, wobei der Druckerzeuger eine Fluidförderkapazität aufweist. Ein erster Anteil der Fluidförderkapazität ist einem ersten Bremskreis und ein zweiter Anteil der Fluidförderkapazität ist einem zweiten Bremskreis zugeordnet. Der erste und der zweite Anteil der Fluidförderkapazität sind unterschiedlich.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Druckerzeuger für eine mehrkreisige hydraulische Fahrzeugbremsanlage.
Technischer Hintergrund
Moderne Kraftfahrzeug-Bremsanlagen weisen elektromotorisch betriebene Druckerzeuger auf, um unabhängig vom Betätigungszustand eines Bremspedals Druck in den Radbremsen aufbauen zu können. Mittels des Druckerzeugers können sicherheitsrelevante Funktionen wie eine Antiblockierregelung oder eine Antriebsschlupfregelung implementiert werden. Bei Fahrzeugen mit Hybrid- oder Elektroantrieb wird der Druckerzeuger benötigt, um bei einem Rekuperationsvorgang zusätzliche Bremskraft zu erzeugen. Dies ist dann notwendig, wenn die Verzögerungswirkung des Generators nicht genügt, um das Fahrzeug ausreichend zu verzögern.
Ein Druckerzeuger für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage ist beispielsweise aus der WO 2006/061178 A1 bekannt. Dieser Druckerzeuger umfasst eine Kolbenpumpe sowie einen elektromotorischen Aktuator zur Betätigung der Kolbenpumpe. Die Kolbenpumpe besitzt ein Gehäuse, in dem mehrere Zylinderbohrungen zur Aufnahme von Pumpenkolben ausgebildet sind.
Da der Fahrer Druckpulsationen als störend wahrnimmt, werden Druckerzeuger mit 4, 6 oder mehr Zylinder/Kolben-Anordnungen verwendet. Die Pumpenkolben werden zeitlich versetzt betätigt und gleichmäßig auf die einzelnen Bremskreise verteilt, um in jedem Bremskreis einen gleichmäßigen Druckaufbau zu gewährleisten.
Da die Vorderräder eines Fahrzeugs in der Regel eine höhere Bremskraft übertragen können als die Hinterräder, können die den Vorderrädern zugeordneten Radbremsen größer ausgeführt sein als die den Hinterrädern zugeordneten Radbremsen. Daher können die Radbremsen an den Vorderrädern ein größeres Volumen an Hydraulikfluid aufnehmen als die Radbremsen an den Hinterrädern.
Bei Fahrzeugen, deren Bremskreise einzelnen Fahrzeugachsen zugeordnet sind, kann dies dazu führen, dass der Druckaufbau in den Radbremsen der Hinterräder schneller erfolgt als der Druckaufbau in den Radbremsen der Vorderräder. Da die Hinterräder eine geringere Bremskraft übertragen als die Vorräder und deshalb eher zum Blockieren neigen, ist dieses Verhalten nicht erwünscht.
Kurzer Abriss
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druckaufbau in den Radbremsen der Vorder- und Hinterräder gezielter zu gestalten.
Es wird ein Druckerzeuger zum Anschluss an eine mehrkreisige, hydraulische Fahrzeugbremsanlage bereitgestellt, wobei der Druckerzeuger eine Fluidförderkapazität aufweist und wobei ein erster Anteil der Fluidförderkapazität einem ersten Bremskreis zugeordnet ist, ein zweiter Anteil der Fluidförderkapazität einem zweiten Bremskreis zugeordnet ist, und der erste und zweite Anteil der Fluidförderkapazität unterschiedlich sind.
Die Fluidförderkapazität kann einer Menge Bremsfluid entsprechen, die der Druckerzeuger während eines bestimmten Zeitraums zu fördern vermag. Die Fluidförderkapazität kann dabei zum Beispiel durch die Drehzahl eines elektromotorischen Aktuators einstellbar sein. Dabei kann das Verhältnis des ersten Anteils zum zweiten Anteil der Fluidförderkapazität konstant bleiben. Ferner kann die Summe aus erstem Anteil und zweitem Anteil der gesamten Fluidförderkapazität entsprechen.
Die Fluidförderkapazität kann durch eine oder mehrere Pumpenanordnungen definiert sein, wobei dem ersten Bremskreis und dem zweiten Bremskreis eine unterschiedliche Anzahl von Pumpenanordnungen zugeordnet ist. Alternativ oder ergänzend hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Pumpenanordnungen unterschiedlich dimensioniert sind. So können größer dimensionierte Pumpenanordnungen dem ersten Bremskreis und kleiner dimensionierte Pumpenanordnungen dem zweiten Bremskreis zugeordnet werden. Die Pumpenanordnungen können aber auch so ausgeführt sein, dass die Fluidförderkapazitäten der einzelnen Anordnungen des Druckerzeugers im Wesentlichen gleich sind.
Dem ersten Bremskreis können zum Beispiel drei oder vier Pumpenanordnungen zugeordnet sein und dem zweiten Bremskreis können zum Beispiel eine oder zwei Pumpenanordnungen zugeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass bei Druckerzeugern, die mehr als sechs Pumpenanordnungen aufweisen, die Pumpenanordnungen in einem anderen Verhältnis auf die Bremskreise aufgeteilt werden.
Der Begriff Pumpenanordnung bezeichnet allgemein eine Anordnung, die bei entsprechender Betätigung Fluid fördert. Diese Anordnung kann zum Beispiel eine Zylinderbohrung, einen Pumpenkolben und entsprechende Ventile umfassen, wobei der Pumpenkolben beispielsweise durch einen rotierenden Exzenter betätigt wird.
Der Druckerzeuger kann Teil einer Schlupfregelvorrichtung der Fahrzeugbremsanlage, wie zum Beispiel einer Antiblockierregelvorrichtung oder einer Antriebsschlupfregelvorrichtung, sein. Der Druckerzeuger kann jedoch auch Teil einer anderen Vorrichtung der Fahrzeugbremsanlage sein, deren Implementierung einen Druckerzeuger erfordert. Der Druckerzeuger kann ferner dafür ausgelegt sein, zumindest einem der Bremskreise während des Schlupfregelvorganges Bremsfluid bereitzustellen.
Ebenso kann der Druckerzeuger Teil einer Fahrzeugbremsanlage eines Fahrzeugs sein, das in der Lage ist, die kinetische Energie des Fahrzeugs in Nutzenergie zu wandeln (zum Beispiel durch Aufladen einer Fahrzeugbatterie mittels eines Generators). Ein derartiges Fahrzeug kann zum Beispiel ein Fahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb sein. Dabei kann der Druckerzeuger dafür vorgesehen sein, den Radbremsen vor, während und/oder nach einem Rekuperationsvorgang Bremsfluid bereitzustellen. Ebenso kann der Druckerzeuger dazu vorgesehen sein, unabhängig vom Rekuperationsvorgang Bremsfluid bereitzustellen. Der Begriff Rekuperationsvorgang bezeichnet allgemein einen Vorgang, bei dem die kinetische Energie des Fahrzeugs in Nutzenergie umgewandelt wird. Alternativ dazu kann auch der Begriff regenerativer Bremsbetrieb verwendet werden.
Der Druckerzeuger kann eine Radial-Kolbenpumpe umfassen. Es kann aber auch ein anderer Kolbenpumpentyp zur Implementierung des Druckerzeugers verwendet werden, beispielsweise eine Axial-Kolbenpumpe. Die Begriffe „radial” und „axial” beziehen sich auf die Ausrichtung der Kolbenpumpen in Bezug auf eine vorgegebene Achse. Der Druckerzeuger kann ferner einen Aktuator (z. B. einen Elektromotor) umfassen.
Die Zylinder der Pumpenanordnungen können so angeordnet sein, dass sich die Betätigungen aller Pumpenkolben derart überlagern, dass ein Hydraulikdruckaufbau im Wesentlichen pulsationsfrei erfolgen kann. Dabei können die Pumpenkolben derart betätigt werden, dass der resultierende Förderverlauf eines Kolbens im Wesentlichen der Form einer Sinus-Halbschwingung entspricht.
Die Zylinderdes Druckerzeugers können in einer Ebene angeordnet sein. Eine Antriebswelle kann senkrecht zu dieser Ebene verlaufen. Die Antriebswelle kann ferner einen Exzenter aufweisen, der die Pumpenkolben betätigt. Alternativ dazu können die Zylinder auch in mehreren zueinander parallelen Ebenen angeordnet sein. Die Zylinder können zum Beispiel auf zwei oder drei Ebenen verteilt werden, und die senkrecht zu den Ebenen verlaufende Antriebswelle kann zum Beispiel einen, zwei oder drei Exzenter aufweisen.
Die Pumpenanordnungen und die Exzenter können in einer oder mehreren Ebenen so zueinander angeordnet sein, dass ausgehend von einem Fluidfördermaximum einer ersten Pumpenanordnung eine zweite Pumpenanordnung ein Fluidfördermaximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 90° dreht, und/oder eine dritte Zylinder/Kolben-Anordnung ein Fluidfördermaximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 120° dreht, und/oder eine vierte Pumpenanordnung ein Fluidfördermaximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 110° dreht, und/oder eine fünfte Pumpenanordnung ein Fluidfördermaximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 240° dreht, und/oder eine sechste Pumpenanordnung ein Fluidfördermaximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 330° dreht, und/oder die erste Pumpenanordnung nach einer vollständigen Drehung der Antriebswelle erneut ein Fluidfördermaximum erreicht.
Dabei können die erste, dritte, vierte und fünfte Pumpenanordnung dem ersten Bremskreis zugeordnet sein. Die zweite und sechste Pumpenanordnung können dem zweiten Bremskreis zugeordnet sein. Es sind jedoch auch andere Anordnungen und Nummerierungen möglich.
Ferner wird eine Fahrzeugbremsanlage mit einem solchen Druckerzeuger vorgeschlagen. Die Fahrzeugbremsanlage weist zumindest zwei Bremskreise auf, wobei der Anteil der Fluidförderkapazität, der dem ersten Bremskreis zugeordnet ist, an eine Fluid-Aufnahmekapazität des ersten Bremskreises angepasst ist und der Anteil der Fluidförderkapazität, der dem zweiten Bremskreis zugeordnet ist, an eine Fluid-Aufnahmekapazität des zweiten Bremskreises angepasst ist und wobei die Fluid-Aufnahmekapazitäten der beiden Bremskreise unterschiedlich ist.
Die Fahrzeugbremsanlage kann eine Schlupfregelvorrichtung und/oder eine Vorrichtung aufweisen, die die kinetische Energie des Fahrzeugs in Nutzenergie umwandelt, wobei der Druckerzeuger Teil wenigstens einer dieser Vorrichtungen sein kann. Ferner kann die Fahrzeugbremsanlage so aufgebaut sein, dass der erste Bremskreis einer Vorderachse und der zweite Bremskreis einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Außerdem wird ein Verfahren für den Betrieb eines Druckerzeugers einer Fahrzeugbremsanlage vorgeschlagen, wobei der Druckerzeuger eine Fluidförderkapazität aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Breitstellen eines ersten Anteils der Fluidförderkapazität für einen ersten Bremskreis und Bereitstellen eines zweiten Anteils der Fluidförderkapazität für einen zweiten Bremskreis, wobei der erste und zweite Anteil unterschiedlich sind.
Das Verfahren kann vor, während und/oder nach einem Schlupfregelvorgang und/oder einem Rekuperationsvorgang ausgeführt werden. Das Fahrzeug kann dabei zum Beispiel mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb ausgestattet sein.
Der erste Anteil der Fluidförderkapazität kann an eine Bremsfluid-Aufnahmefähigkeit des ersten Bremskreises angepasst sein und der zweite Anteil kann an eine Bremsfluid-Aufnahmefähigkeit des zweiten Bremskreises angepasst sein. Dabei kann die Bremsfluid-Aufnahmefähigkeit des ersten Bremskreises größer sein als die des zweiten Bremskreises. So können zum Beispiel im ersten Bremskreis Radbremsen mit Radbremszylindern vorgesehen sein, die größer dimensioniert sind als die Radbremszylinder von Radbremsen des zweiten Bremskreises.
Ferner kann während eines Schlupfregelvorganges nur von einem Bremskreis Bremsfluid aufgenommen werden, während gleichzeitig das dem zweiten Bremskreis bereitgestellte Bremsfluid weggeregelt wird. Dabei kann das dem zweiten Bremskreis bereitgestellte Bremsfluid, ohne in den Radbremsen Arbeit zu verrichten, in einen Hydraulikfluidspeicher geleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den Figuren. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugbremsanlage mit zwei Bremskreisen und einem Druckerzeuger;
2a eine Darstellung des Förderverlaufs von zwei Pumpen;
2b eine Darstellung des Förderverlaufs von drei Pumpen;
2c eine Darstellung des Förderverlaufs von einer Pumpe;
2d eine Darstellung des Förderverlaufs an dem gemeinsamen Ausgangsanschluss des Druckerzeugers für einen der Bremskreise;
2e eine Darstellung des Förderverlaufs an dem gemeinsamen Ausgangsanschluss des Druckerzeugers für einen anderen der Bremskreise; und
2f die Überlagerung aller Förderverläufe.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden exemplarisch Ausführungsbeispiele einer mehrkreisigen Fahrzeugbremsanlage mit einem Druckerzeuger und eines aus dem Aufbau des Druckerzeugers resultierenden Förderverlaufs anhand der Figuren erläutert. Übereinstimmende Elemente sind dabei in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugbremsanlage 100 mit zwei Bremskreisen BK1, BK2 und einem Druckerzeuger 109. Die Bremskreise BK1, BK2 sind dabei in Schwarz/Weiß- bzw. Hinterachse/Vorderachse-Aufteilung angeordnet. Der Vorderachse und damit dem ersten Bremskreis BK1 sind eine erste und eine zweite Radbremse 114, 116 zugeordnet. Der Hinterachse und damit dem zweiten Bremskreis BK2 sind eine dritte und eine vierte Radbremse 118, 120 zugeordnet. Die der Vorderachse zugeordneten Radbremsen 114, 116 sind größer dimensioniert als die der Hinterachse zugeordneten Radbremsen 118, 120. So können zum Beispiel die erste und die zweite Radbremse 114, 116 größere Radbremszylinder und/oder mehr Radbremszylinder aufweisen als die dritte und die vierte Radbremse 118, 120.
Mit der in 1 beschriebenen Fahrzeugbremsanlage können verschiedene Bremsfunktionen implementiert werden. Zum Beispiel ist es möglich, einen Schlupfregelvorgang, wie zum Beispiel eine Antiblockierregelung oder eine Antriebsschlupfregelung, zu implementieren. Außerdem kann ein Rekuperationsvorgang ausgeführt werden. Bei einem Rekuperationsvorgang wird die kinetische Energie des Fahrzeuges von einem Generator in elektrische Energie oder chemische Energie durch Aufladen einer Fahrzeugbatterie umgewandelt. Dabei ist eine Hydraulikverbindung zu den Radbremsen 114, 116, 118, 120 gesperrt und das Fahrzeug wird durch die im Generator verrichtete Arbeit verzögert. Reicht das Verzögerungsvermögen des Generators nicht aus, zum Beispiel bei einer Vollbremsung, werden zusätzlich die Radbremsen 114, 116, 118, 120 durch den Druckerzeuger 109 hydraulisch betätigt.
Die Fahrzeugbremsanlage 100 weist ein Bremspedal 111, einen Hauptbremszylinder 110, zwei Zwei-Wege-Ventile 112a, 112b, zwei Hydraulikfluidspeicher 124a, 124b und zwei Ventilanordnungen 122a, 122b auf. Das Bremspedal 111 ist mit dem Hauptbremszylinder 110 mechanisch gekoppelt. Der Hauptbremszylinder 110 wiederum ist über eine Hydraulikleitung mit dem ersten Bremskreis BK1 und über eine weitere Hydraulikleitung mit dem zweiten Bremskreis BK2 fluidisch verbunden.
Zwischen dem Hauptbremszylinder 110 und zwei Eingangsanschlüssen des Druckerzeugers 109 ist je eines der Zwei-Wege-Ventile 112a, 112b angeordnet. In einem ersten Schaltzustand sperren die Ventile 112a, 112b die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 110 und den Eingangsanschlüssen des Druckerzeugers 109. In einem zweiten Schaltzustand der Ventile 112a, 112b sind der Hauptbremszylinder 110 und die Eingangsanschlüsse des Druckerzeugers 109 miteinander verbunden. Im zweiten Schaltzustand kann der Druckerzeuger 109 Hydraulikfluid aus einem drucklosen Fluidspeicher, der mit dem Hauptbremszylinder 110 gekoppelt ist, ansaugen. Die Hydraulikfluidspeicher 124a, 124b, die zum Beispiel als Niederdruckspeicher ausgeführt sein können, sind mit den Eingangsanschlüssen des Druckerzeugers 109 und den Rückförderleitungen der Ventilanordnungen 122a, 122b gekoppelt.
Die Ventilanordnungen 122a, 122b umfassen je fünf Zwei-Wege-Ventile und je einen Drucksensor und sind Teil einer Schlupfregelvorrichtung. Die fünf Zwei-Wege-Ventile sind dabei derart angeordnet und konfiguriert, dass sie in dem in 1 dargestellten ersten Schaltzustand die Radbremsen 114, 116, 118, 120 mit dem Hauptbremszylinder 110 und mit den Ausgangsanschlüssen des Druckerzeugers 109 verbinden. Außerdem sind im ersten Schaltzustand die Rückförderleitungen von den Radbremsen 114, 116, 118, 120 zu den Hydraulikfluidspeichern 124a, 124b sowie zu den Eingangsanschlüssen des Druckerzeugers 109 fluidisch getrennt.
In einem zweiten Schaltzustand der Ventilanordnungen 122a, 122b ist die Verbindung zwischen den Radbremsen 114, 116, 118, 120 und dem Hauptbremszylinder 110 sowie den Ausgangsanschlüssen des Druckerzeugers 109 gesperrt. Stattdessen sind im zweiten Schaltzustand die Rückförderleitungen von den Radbremsen 114, 116, 118, 120 mit den Hydraulikfluidspeichern 124a, 124b sowie den Eingangsanschlüssen des Druckerzeugers 109 verbunden.
Außerdem können zumindest die Zwei-Wege-Ventile 123a, 123b unabhängig von den anderen Zwei-Wege-Ventilen der Ventilanordnungen 122a, 122b geschaltet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Verbindung zwischen den Radbremsen 114, 116, 118, 120 und dem Hautbremszylinder 110 vollständig zu sperren, so dass der Hydraulikdruck in den Radbremsen 114, 116, 118, 120 unabhängig vom Betätigungszustand des Hauptbremszylinders 110 ist.
Der Druckerzeuger 109 umfasst gemäß 1 sechs einzelne Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106, die von einem Motor 108 des Druckerzeugers 109 angetrieben werden. Der Motor 108 kann zum Beispiel ein Elektromotor sein. Die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 sind im Wesentlichen identisch ausgeführt und weisen somit eine im Wesentlichen gleiche Fluidförderkapazität auf. Die Fluidförderkapazität des Druckerzeugers 109 entspricht der Summe der Fluidförderkapazitäten der sechs Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106. Da die Fluidförderkapazität jeder einzelnen Pumpenanordnung 101, 102, 103, 104, 105, 106 proportional zur Drehzahl des Motors 108 ist, ist die Fluidförderkapazität des Druckerzeugers 109 ebenfalls proportional zur Drehzahl des Motors 108 und somit über die Drehzahl des Motors 108 einstellbar.
Die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 des Druckerzeugers 109 können zum Beispiel als Zylinder/Kolben-Anordnungen in Gestalt einer Radialkolbenpumpe ausgeführt sein. Die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 sind dabei in einer oder mehreren Ebenen angeordnet. Eine vom Motor 108 ausgehende Antriebswelle verläuft senkrecht zur Ebene bzw. zu diesen Ebenen. Auf der Antriebswelle ist wenigstens ein Exzenter angeordnet, der die Kolben der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 nacheinander betätigt. Dabei sind die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 und der bzw. die Exzenter derart angeordnet, dass die Kolben der einzelnen Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 versetzt zueinander betätigt werden.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 in drei Ebenen angeordnet. Ferner sind drei Exzenter derart angeordnet, dass ein Exzenter je zwei Pumpenanordnungen betätigt. Bei rotierender Antriebswelle werden die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 nacheinander betätigt. Ausgehend von einer Ausgangslage, bei der die Fluidförderung der ersten Pumpenanordnung 101 ein Maximum erreicht, erreicht die zweite Pumpenanordung 102 ein Fluidfördermaximum, wenn die Antriebswelle um 90° dreht. Die dritte Pumpenanordnung 103 erreicht ein Fluidfördermaximum, wenn die Antriebswelle um 120° dreht. Die vierte Pumpenanordnung 104 erreicht ein Fluidfördermaximum, wenn die Antriebswelle um 210° dreht. Die fünfte Pumpenanordnung 105 erreicht ein Fluidfördermaximum, wenn die Antriebswelle um 240° dreht. Die sechste Pumpenanordnung 106 erreicht ein Fluidfördermaximum, wenn die Antriebswelle um 330° dreht. Nach einer vollständigen Drehung der Antriebswelle erreicht wieder die erste Pumpenanordnung 101 wieder ihr Fluidfördermaximum.
Da die Radbremsen 114, 116 der Vorderachse größer dimensioniert sind als die Radbremsen 118, 120 der Hinterachse, nimmt der der Vorderachse zugeordnete, erste Bremskreis BK1 mehr Bremsfluid auf als der der Hinterachse zugeordnete, zweite Bremskreis BK2. Das Verhältnis der Fluid-Aufnahmefähigkeit kann dabei zum Beispiel 3:1 betragen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Druckerzeuger stellen beiden Bremskreisen die gleiche Menge an Bremsfluid pro Zeiteinheit bereit. Somit ist die Druckaufbaugeschwindigkeit im ersten Bremskreis geringer als die Druckaufbaugeschwindigkeit im zweiten Bremskreis. Da die Vorderräder eine größere Bremskraft übertragen können, ist außerdem der Hydraulikdruck, bei dem die Räder zu blockieren beginnen, im ersten Bremskreis größer als im zweiten Bremskreis. Somit besteht bei den bekannten Druckerzeugern der Nachteil, dass der Hydraulikdruck, bei dem die Hinterräder zu blockieren beginnen, sehr schnell erreicht wird. Ab diesem Zeitpunkt wird das vom Druckerzeuger bereit gestellte Bremsfluid, ohne weiter zum Druckaufbau beizutragen, in den Hydraulikfluidspeicher gepumpt. Während somit im zweiten Bremskreis das Bremsfluid bereits in den Hydraulikspeicher gepumpt wird, kann der erste Bremskreis noch eine beträchtliche Menge Bremsfluid aufnehmen, bis der Hydraulikdruck erreicht wird, bei dem die Vorderräder zu blockieren beginnen.
Dieser Nachteil wird mit dem in 1 dargestellten Druckerzeuger 109 behoben. Bei diesem Druckerzeuger 109 sind vier der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 mit dem ersten Bremskreis BK1 verbunden, und zwei der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 sind mit dem zweiten Bremskreis BK2 verbunden. Somit können die unterschiedlichen Fluid-Aufnahmekapazitäten des ersten und des zweiten Bremskreises BK1, BK2 ausgeglichen werden. Im Vergleich zu einer symmetrischen Aufteilung der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 kann mit der unsymmetrischen Aufteilung die Druckaufbaugeschwindigkeit in dem ersten Bremskreis BK1 erhöht werden. Somit kann bei gleicher Leistung des Motors 108 der Druckaufbau im ersten Bremskreis BK1 schneller erfolgen. Da über den ersten Bremskreis BK1 eine größere Bremskraft übertragen werden kann, bewirkt der schnellere Druckaufbau im ersten Bremskreis BK1 einen kürzeren Bremsweg. Alternativ dazu kann auch ein Motor 108 mit geringerer Leistung zum Antreiben der Pumpen 101, 102, 103, 104, 105, 106 verwendet werden. Dadurch kann das Gewicht des Druckerzeugers 109 reduziert werden, wobei gleichzeitig die Bremswirkung des Fahrzeugs beibehalten wird.
Außerdem kann durch die unsymmetrische Aufteilung der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 erreicht werden, dass der erste Bremskreis BK1 und der zweite Bremskreis BK2 im Wesentlichen zur gleichen Zeit jeweils einen Hydraulikdruck erreichen, bei dem die Räder zu blockieren beginnen. Damit kann verhindert werden, dass die Ventilanordnungen 122a, 122b in einem der Bremskreise BK1, BK2 bereits Bremsfluid „wegregeln”, während im anderen Bremskreis noch Bremsfluid benötigt wird und der Motor 108 daher noch mit voller Leistung arbeitet. Die Volumenüberströmmengen können somit im Vergleich zu einer konventionellen Regelung deutlich reduziert werden. Dies bewirkt einen geringeren Energieverbrauch und eine geringere Belastung der Elemente des Bremssystems.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste Pumpenanordnung 101, die dritte Pumpenanordnung 103, die vierte Pumpenanordung 104 und die fünfte Pumpenanordnung 105 dem ersten Bremskreis BK1 zugeordnet. Die zweite Pumpe 102 und die sechste Pumpe 106 sind dem zweiten Bremskreis BK2 zugeordnet. Die Aufteilung auf die Bremskreise ist somit unsymmetrisch. Die Zuordnung der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 zu einen der zwei Bremskreise BK1, BK2 erfolgt zum Beispiel in einem dem Druckerzeuger 109 zugeordneten Gehäuseblock zur Aufnahme der Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106. Dabei sind jeweils die Eingangsanschlüsse und die Ausgangsanschlüsse der ersten Pumpenanordnung 101, der dritten Pumpenanordnung 103, der vierten Pumpenanordnung 104 und der fünften Pumpenanordnung 105 miteinander verbunden und sind als ein gemeinsamer Eingangsanschluss und ein gemeinsamer Ausgangsanschluss aus dem Gehäuseblock herausgeführt. Ebenso können jeweils die Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse der zweiten Pumpenanordnung 102 und der sechsten Pumpenanordnung 106 miteinander verbunden sein. Diese Zuordnung ermöglicht es, dass ein Standard-Druckerzeuger verwendet werden kann und nur die Fluidverbindungen zwischen den Zylindern im Gehäuseblock angepasst werden müssen, um die Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 in beliebiger Weise auf die Bremskreise BK1, BK2 zu verteilen.
2a zeigt eine Darstellung des Förderverlaufs 202 der zweiten Pumpenanordnung 102 und des Förderverlaufs 206 der sechsten Pumpenanordnung 106. 2b zeigt den Förderverlauf 201 der ersten Pumpenanordnung 101, den Förderverlauf 203 der dritten Pumpenanordnung 103 und den Förderverlauf 205 der fünften Pumpenanordnung 105. 2c zeigt den Förderverlauf 204 der vierten Pumpenanordnung 104.
Wie aus den 2a, 2b, 2c ersichtlich, entsprechen die Förderverläufe 201, 202, 203, 204, 205, 206 im Wesentlichen jeweils einer Sinus-Halbschwingung. Die Sinus-Halbschwingungen sind um den Winkel versetzt, der zwischen den Betätigungen der einzelnen Pumpenanordnungen 101, 102, 103, 104, 105, 106 mittels des bzw. der Exzenter vorgegeben ist. So beträgt der Versatz zwischen dem Förderverlauf 202 der zweiten Pumpenanordnung 102 und dem Förderverlauf 206 der sechsten Pumpenanordnung 106 240°. Der Versatz zwischen den Förderverläufen 201, 203, 205 der ersten Pumpe 101, der dritten Pumpenanordnung 103 und der fünften Pumpenanordnung 105 beträgt jeweils 120°. Der Versatz zwischen dem Förderverlauf 203 der dritten Pumpenanordnung 103 und dem Förderverlauf 204 der vierten Pumpenanordnung 104 beträgt 90°. Der Versatz zwischen dem Förderverlauf 204 der vierten Pumpenanordnung 104 und dem Förderverlauf 205 der fünften Pumpeanordnung 105 beträgt 30°.
2d zeigt den Förderverlauf am gemeinsamen Ausgangsanschluss des Druckerzeugers 109 für den zweiten Bremskreis BK2. 2e zeigt den Förderverlauf am gemeinsamen Ausgangsanschluss des Druckerzeugers 109 für den ersten Bremskreis BK1. Dabei ist zu erkennen, dass die Förderverläufe Schwankungen aufweisen. Diese Schwankungen können zu Druckpulsationen in den Bremskreisen führen.
2f zeigt die Überlagerung der Förderverläufe 201, 202, 203, 204, 205, 206. Diese Überlagerung ist im Wesentlichen frei von Pulsationen, da sich hier die „Täler” und die „Berge” der Förderverläufe überlagern. Somit ist das Gesamtsystem im Wesentlichen frei von unerwünschten Druckschwankungen.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich nur auf eine Variante der vorliegenden Erfindung. Natürlich ist es möglich, die Förderkapazität des Druckerzeugers auf andere Weise unsymmetrisch auf die Bremskreise zu verteilen. So können zum Beispiel je drei Pumpen mit dem ersten und dem zweiten Bremskreis verbunden sein, wobei die Bohrungen der Pumpenzylinder und die Durchmesser der Pumpenkolben, die dem ersten Bremskreis zugeordnet sind, größer sind als die entsprechenden Bohrungen und Durchmesser der dem zweiten Bremskreis zugeordneten Pumpen.
Es ist auch möglich mehr oder weniger als sechs Pumpen auf die Bremskreise zu verteilen. So können drei Pumpen dem ersten Bremskreis und eine Pumpe dem zweiten Bremskreis zugeordnet sein. Es besteht eine Vielzahl von unterschiedlichen Aufteilungsvarianten. Entscheidend ist dabei nur, dass die Anteile der Fluidförderkapazitäten unterschiedlich auf die Bremskreise verteilt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/061178 A1 [0003]

Claims

Druckerzeuger (109) zum Anschluss an eine mehrkreisige hydraulische Fahrzeugbremsanlage (100), wobei der Druckerzeuger (109) eine Fluidförderkapazität aufweist und wobei – ein erster Anteil der Fluidförderkapazität einem ersten Bremskreis (BK1) zugeordnet ist; – ein zweiter Anteil der Fluidförderkapazität einem zweiten Bremskreis (BK2) zugeordnet ist; und – der erste und zweite Anteil der Fluidförderkapazität unterschiedlich sind.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 1, wobei – die Fluidförderkapazität des Druckerzeugers (109) durch eine Anzahl Pumpenanordnungen definiert ist; und wobei – dem ersten Bremskreis (BK1) und dem zweiten Bremskreis (BK2) eine unterschiedliche Anzahl von Pumpenanordnungen zugeordnet ist.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 2, wobei alle Pumpenanordnungen des Druckerzeugers (109) eine im Wesentlichen gleiche Fluidförderkapazität aufweisen.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 2 oder 3, wobei dem ersten Bremskreis (BK1) vier Pumpenanordnungen und dem zweiten Bremskreis (BK2) zwei Pumpenanordnungen oder dem ersten Bremskreis (BK1) drei Pumpenanordnungen und dem zweiten Bremskreis (BK2) eine Pumpenanordnung zugeordnet ist.
Druckerzeuger (109) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Druckerzeuger (109) Teil einer Schlupfregelvorrichtung der Fahrzeugbremsanlage ist und dafür ausgelegt ist, während eines Schlupfregelvorganges zumindest für einen der Bremskreise Bremsfluid bereitzustellen.
Druckerzeuger (109) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Druckerzeuger (109) Teil eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit Hybrid- oder Elektroantrieb ist, wobei der Druckerzeuger dafür ausgelegt ist, während eines Rekuperationsvorgangs Bremsfluid bereitzustellen.
Druckerzeuger (109) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckerzeuger (109) eine Radial-Kolbenpumpe umfasst.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 7, wobei die Pumpenanordnungen so angeordnet sind, dass sich die Betätigungen aller Pumpenanordnungen derart überlagern, dass ein Hydraulikdruckaufbau im Wesentlichen pulsationsfrei erfolgen kann.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 7 oder 8, wobei – die Pumpenanordnungen in einer Ebene oder in mehreren zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind; – eine Antriebswelle des Druckerzeugers (109) senkrecht zu der einen Ebenen oder den mehreren zueinander parallelen Ebenen verläuft; und – die Pumpenanordnungen so angeordnet sind, dass sie nacheinander durch einen oder mehrere auf der Antriebswelle angeordnete Exzenter betätigbar sind.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 9, wobei die Pumpenanordnungen und der eine oder die mehreren Exzenter so zueinander angeordnet sind, dass nachdem die Fluidförderung (201) einer ersten Pumpenanordnung (101) ein Maximum erreicht: – die Fluidförderung (202) einer zweiten Pumpenanordnung (102) ein Maximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 90° dreht; und/oder – die Fluidförderung (203) einer dritten Pumpenanordnung (103) ein Maximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 120° dreht; und/oder – die Fluidförderung (204) einer vierten Pumpenanordnung (104) ein Maximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 210° dreht; und/oder – die Fluidförderung (205) einer fünften Pumpenanordnung (105) ein Maximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 240° dreht; und/oder – die Fluidförderung (206) einer sechsten Pumpenanordnung (106) ein Maximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 330° dreht; und/oder – die Fluidförderung (201) der ersten Pumpenanordnung (101) erneut das Maximum erreicht, wenn die Antriebswelle um 360° dreht.
Druckerzeuger (109) nach Anspruch 10, wobei die erste, dritte, vierte und fünfte Pumpenanordnung (101, 103, 104, 105) dem ersten Bremskreis (BK1) zugeordnet sind und die zweite und sechste Pumpenanordnung (102, 106) dem zweiten Bremskreis (BK2) zugeordnet sind.
Fahrzeugbremsanlage (100) mit einem in den vorhergehenden Ansprüchen definierten Druckerzeuger (109), mit: – zumindest zwei Bremskreisen (BK1, BK2), wobei der Anteil der Fluidförderkapazität, der dem ersten Bremskreis (BK1) zugeordnet ist, an eine Fluid-Aufnahmekapazität des ersten Bremskreises (BK1) angepasst ist und der Anteil der Fluidförderkapazität, der dem zweiten Bremskreis (BK2) zugeordnet ist, an eine Fluid-Aufnahmekapazität des zweiten Bremskreises (BK2) angepasst ist und wobei die zumindest zwei Bremskreise eine unterschiedliche Fluid-Aufnahmekapazität aufweisen.
Fahrzeugbremsanlage (100) nach Anspruch 12, wobei die Fahrzeugbremsanlage (100) eine Schlupfregelvorrichtung aufweist und/oder das Fahrzeug eine Vorrichtung zum Umwandeln von kinetischer Energie in Nutzenergie aufweist und der Druckerzeuger (109) Teil wenigstens einer dieser Vorrichtungen ist.
Fahrzeugbremsanlage (100) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der erste Bremskreis (BK1) einer Vorderachse und der zweite Bremskreis (BK2) einer Hinterachse eines Fahrzeugs zugeordnet ist.
Verfahren für den Betrieb eines Druckerzeugers (109) einer Fahrzeugbremsanlage (100), wobei der Druckerzeuger (109) eine Fluidförderkapazität aufweist und das Verfahren die Schritte umfasst: – Bereitstellen eines ersten Teils der Fluidförderkapazität für einen ersten Bremskreis (BK1); – Bereitstellen eines zweiten Teils der Fluidförderkapazität für einen zweiten Bremskreis (BK2); wobei der erste und zweite Teil unterschiedlich sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verfahren während eines Schlupfregelvorganges ausgeführt wird und/oder das Verfahren während eines Rekuperationsvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb ausgeführt wird.
Verfahren nach einen der Ansprüche 15 oder 16, wobei der erste Teil der Fluidförderkapazität an eine Bremsfluid-Aufnahmefähigkeit des ersten Bremskreises (BK1) angepasst ist und der zweite Teil an eine Bremsfluid-Aufnahmefähigkeit des zweiten Bremskreises (BK2) angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei während des Schlupfregelvorganges nur von einem Bremskreis Bremsfluid aufgenommen wird, während das dem anderen Bremskreis bereitgestellte Bremsfluid weggeregelt wird.