DE102009054716A1

DE102009054716A1 - Bremssystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102009054716A1
Application number: DE200910054716
Authority: DE
Inventors: Stefan A. 55291 Drumm
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2011-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, mit einem Hauptbremszylinder (8) zum Aufbringen eines Bremsdruckes in zumindest zwei Bremskreisen zur Betätigung von Radbremsen (30, 32, 34, 36), mit einer Bremskraft-Verstärkereinrichtung (6, 84), mit einer Einrichtung zum Modulieren des Bremsdruckes in den Radbremsen und mit einer Rückfördereinrichtung zum Rückfördern der Bremsflüssigkeit zum Hauptbremszylinder (8). Um bei geringem Bauraum eine kostengünstige Rückfördereinrichtung zu schaffen ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Rückfördern der Bremsflüssigkeit zumindest eine hydraulisch angetriebene Rückförderpumpe (56, 58) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit ABS- bzw. ESC-Funktion oder dergleichen, mit einem Hauptbremszylinder zum Aufbringen eines Bremsdruckes in zumindest zwei Bremskreisen mittels eines Druckmediums zur Betätigung von Radbremsen, mit einer Bremskraft-Verstärkereinrichtung, mit einer Einrichtung zum Modulieren des Bremsdruckes in den Radbremsen und mit einer Rückfördereinrichtung zum Rückfördern der Bremsflüssigkeit in die Bremskreise.
Bei bekannten Bremssystemen mit ABS- bzw. ESC-Funktion oder dergleichen, wird das bei der Modulation des Radbremsdruckes in Niederdruckspeicher abgelassene Druckmedium mit Hilfe von elektromotorisch angetriebenen Pumpen in die Bremskreise zurück gefördert. Diese elektromotorisch angetriebenen Rückförderpumpen benötigen aufgrund des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors relativ lange bis sie ihre nominale Förderleistung erreichen, was sich negativ auf die dynamische Verfügbarkeit der Druckmodulation auswirkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Bremssystem der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass die Dynamik der Rückfördereinrichtung und damit der Druckmodulation verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rückfördereinrichtung zumindest eine hydraulisch angetriebene Rückförderpumpe aufweist.
Durch diese Lösung, bei der ein zweiter elektrischer Pumpenantrieb vermieden wird, wird auf überraschend einfache und kostengünstige Weise ein Bremssystem mit verbesserter Dynamik der Druckmodulation geschaffen. Außerdem kann mit dieser Lösung auch ein kleinerer Bauraum erreicht werden als bei den bekannten Systemen.
Besonders vorteilhaft kommt ein Konzept zum Einsatz, bei dem die Aktuatoren für die Rückförderung und den Bremskraftverstärker aus einer gemeinsamen hydraulischen Energiequelle, insbesondere einem Motor-Pumpen-Aggregat versorgt werden, die zweckmäßig mit einem Hydrospeicher ausgerüstet ist. Dies spart im Vergleich zu bekannten Lösungen mit separaten elektrohydraulischen Wirkungsketten Bauraum und Kosten und verbessert gleichzeitig die Funktion, weil Leistungsspitzen mit großer Amplitude der Energieversorgung, insbesondere dem Hydrospeicher entnommen werden können, während bei den bekannten Lösungen die Trägheit der Energiewandlungseinrichtung die Stelldynamik begrenzt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Antriebsvolumenstromsteuerung der Rückförderpumpe in Abhängigkeit vom Füllzustand zumindest eines Niederdruckspeichers erfolgt, wobei jeweils elektrisch ansteuerbare Ventile oder vom Füllzustand des Niederdruckspeichers direkt mechanisch gesteuerte Ventile vorgesehen sein können.
Zweckmäßig sind die Antriebe für die Rückförderpumpen als hin- und hergehender, einen Pumpenkolben antreibender Linearantrieb ausgebildet, wobei dessen Bewegung vorteilhaft von als Sitzventile ausgebildeten Ventilen kontrolliert wird.
Einzelheiten und weitere Vorteile ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems für ein Kraftfahrzeug,
2 einen hydraulischen Linearantrieb, der vorteilhaft im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem einsetzbar ist, und
3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems.
In 1 ist ein Bremssystem 2 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, mit einem Bremspedal 4 mit dem eine Fußkraft auf einen hydraulischen Bremskraftverstärker 6 ausgeübt werden kann. Der Bremskraftverstärker 6 ist einem Hauptbremszylinder 8 vorgeschaltet, der über Leitungen 10, 12 zwei Bremskreisen Hydraulikflüssigkeit bzw. Bremsdruck zuführt. Aus den Leitungen 10, 12 zweigen je zwei Leitungen 14, 16 bzw. 18, 20 ab, die über stromlos offene 2/2-Wege-Einlaßventile 22, 24 bzw. 26, 28 zu Radbremsen 30, 32 bzw. 34, 36 führen.
Ein Motor-Pumpen-Aggregat 40 ist über eine Saugleitung 42 mit einem am Hauptbremszylinder 8 angeordneten drucklosen Behälter 44 verbunden. Auf der Druckseite des Motor-Pumpen-Aggregates 40 führt eine Leitung 46 zu einem Druckbehälter 48. Von der Leitung 46 zweigt eine Leitung 50 ab, die über 2/2-Wegeventile 52, 54 zu zwei hydraulischen Rückförderpumpen 56, 58 führt, die den Radbremsen 30, 32 bzw. 34, 36 zugeordnet sind, um bei Bedarf Druckmittel aus den Radbremsen in die Leitungen 10, 12 zu pumpen.
Von den Radbremsen 30, 32 bzw. 34, 36 führen über 2/2-Wegeventile 60, 62 bzw. 64, 66 Leitungen 70, 72 zu Niederdruckspeichern 74, 76, die über entsprechende Leitungen 78, 80 mit den Rückförderpumpen 56, 58 verbunden sind.
Ferner weist das Bremssystem 2 eine Verstärkereinrichtung 84 auf, die eingangsseitig mit der Leitung 10 und ausgangsseitig über eine Leitung 86 mit dem Verstärker 6 verbunden ist. Von der Leitung 86 zweigt eine Rückkopplungsleitung 87 ab. Eine Druckversorgungsleitung 88 der Verstärkereinrichtung 84 ist über die Leitungen 46, 50 mit der Motor-Pumpen-Einheit 40 bzw. dem Druckbehälter 48 verbunden. Die Rücklaufleitung 89 schließlich, führt zur Ansaugseite des Motor-Pumpen-Aggregates 40 zurück.
Bei Betätigung des Bremspedals 4 und des nachgeschalteten Bremskraftverstärkers 6 wird in den Leitungen 10, 12 Bremsdruck aufgebaut, der den einzelnen Radbremsen 30, 32, 34, 36 mittels der Einlassventile 22, 24, 26, 28 zugeführt werden kann. Eine Bestromung der Ein- und Auslassventile 22, 24, 26, 28, 60, 62, 64, 66 ist hierfür nicht notwendig, so lange alle Radbremsen mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden sollen. Zur radindividuellen Druckregelung werden dagegen bei Erreichen der gewünschten Druckhöhe in den einzelnen Radbremsen die betreffenden Einlassventile geschlossen. Ein radindividueller Druckabbau erfolgt durch Öffnen der Ventile 60, 62 bzw. 64, 66. Die abgelassene Hydraulikflüssigkeit strömt über die Leitungen 70, 72 in die Niederdruckspeicher 74, 76 und wird von dort mittels der Rückförderpumpen 56, 58 in die Leitungen 10, 12 und somit in den Hauptbremszylinder 8 bzw. die zugeordneten Bremskreise zurück gefördert.
Weiterhin sind eine nicht näher dargestellte elektronische Steuereinheit ECU, sowie Sensoren und weitere bekannte Bauteile vorgesehen, um die elektronischen Regelungsaufgaben zu erfüllen.
2 zeigt eine Ausführungsform der Rückförderpumpe mit einem hydraulischen Linearantrieb 90 und einem mit diesem in einem gemeinsamen Gehäuse integrierten Niederdruckspeicher 150. Der Aufbau des hydraulischen Linearantriebes 90 mit Rückförderpumpe ist wie folgt:
Die Rückförderpumpe weist ein Gehäuse 92 auf, mit einer abgestuften Bohrung 94. In der Bohrung 94 sind zwei relativ zueinander verschiebbare, abgestufte Kolben 96, 98 mit unterschiedlich groß ausgebildeten, kreis- bzw. kreisringförmigen Wirkquerschnitten 100, 102 bzw. 104, 106, 108 angeordnet. Jeder Kolben 96, 98 ist durch eine Feder 110 bzw. 112 elastisch federnd vorgespannt und liegt in seiner Grundstellung an jeweils einem gehäuseseitigen Anschlag 114 bzw. 116 an. Der abgestufte Kolben 96 trennt die Räume 118, 120 und 122 voneinander. Der Kolben 98 ist derart abgestuft ausgeführt, dass die Räume 122, 124 und 126 voneinander getrennt sind.
Zum Reversieren der Bewegung des Kolbens 96 ist ein hydraulisches Ventil 128 im an den Raum 118 angrenzenden Teil des Gehäuses 92 angeordnet, das als Sitzventil ausgebildet ist. Ein im Kolben 96 auf der gleichen Achse wie das Ventil 128 angeordnetes, gleichfalls als Sitzventil ausgebildetes Ventil 130 dient zum Reversieren der Bewegung des Kolbens 98. Weiterhin sind im Gehäuse 92 Rückschlagventile 132, 134 angeordnet, die den Raum 126 begrenzen. Der Kolben 96 des Linearantriebes 90 ist über eine Druckmittelzuführbohrung 136 mit Druckmittel beaufschlagbar (welches bei dem in 1 dargestellten Bremssystem vom Motor-Pumpen-Aggregat 40 bzw. vom Druckbehälter 48 zugeführt wird). Das Druckmittel wirkt in der dargestellten Position des Linearantriebes 90 auf den Wirkquerschnitt 102 des Kolbens 96 und über das Sitzventil 130 und eine achsparallele Bohrung 131 auf den Wirkquerschnitt 100 des Kolbens 96. Aus dem Raum 118 kann das Druckmittel über das Sitzventil 128 und über eine Druckmittelabführbohrung 138 wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Im Raum 122 wirkt das Druckmittel auf den Wirkquerschnitt des Kolbens 98. Der Kolben 98 wird infolgedessen entgegen der Kraft der Feder 112 bewegt, so dass ein über eine Druckmittelzuführbohrung 140 und das Rückschlagventil 132 zugeführtes Druckmittel über das Rückschlagventil 134 und eine nicht notwendigerweise auf derselben Achse wie die Druckmittelzuführbohrung 140 angeordnete Druckmittelabführbohrung 142 aus dem Raum 126 verdrängt wird (bei der Ausführung gem. 1 über die Leitungen 10, 12 zum Hauptzylinder bzw. in die Bremskreise). Infolge der (Pump-)Bewegung des Kolbens 98 wird schließlich das Sitzventil 130 geschlossen (wie dargestellt), wodurch der Kolben 96 entgegen der Kraft der Feder 110 bewegt worden ist. Dabei wird das Sitzventil 128 geöffnet und das Druckmittel wird über das Sitzventil 128 und die Druckmittelabführbohrung 138 abgeführt. Da der Druck im Raum 122 reduziert wird, bewegt sich der Kolben 98 infolge der Kraft der Feder 112 wieder nach zum Kolben 96 hin, wodurch der (Pump-)Raum 126 vergrößert und über die Leitung 140 Druckmittel angesaugt wird. Im Laufe dieser Bewegung erreicht der Kolben 98 eine Stellung, in der er das Sitzventil 130 wieder öffnet, so dass schließlich die Ausgangsposition wieder erreicht wird.
Mit anderen Worten steuern die hydraulischen Sitzventile 128, 130 den Antriebsvolumenstrom in Abhängigkeit von den Kolbenpositionen derartig, dass eine sich selbst erhaltende, periodische Bewegungsabfolge entsteht. Die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 98 wird hierbei als Antrieb für eine Hubkolbenpumpe verwendet. Auf diese Weise ist eine Hydromotor-Pumpen-Einheit realisiert, bei der das antreibende und das geförderte Druckmittel voneinander getrennt sind. Der Antrieb ermöglicht eine Kreistrennung sowie eine hydraulische Entkoppelung, wobei infolge eines Druckmittelvolumenstroms in einem Primär- oder Antriebskreis mit Hilfe des Antriebes über eine Pumpwirkung ein Druckmittelvolumenstrom in einem abgetrennten Sekundär- bzw. Pumpkreis bewirkt wird.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform sind im Gehäuse 92 ferner ein Niederdruckspeicher 150 mit einem in einem Druckraum 152 angeordneten Kolben 154 und einer diesen beaufschlagenden Feder 156 und ein Sitzventil 158 angeordnet. In den Druckraum 152 führt eine Druckmittelzufuhrleitung 160. Der Druckraum 152 ist mit der Leitung 140 verbunden.
Am Kolben 154 ist ein Fortsatz 162 zur Betätigung des Sitzventiles 158 angebracht, so dass die Betätigung des Sitzventiles 158 und damit die Antriebsvolumensteuerung der Rückförderpumpe in Abhängigkeit vom Füllzustand des Niederdruckspeichers 150 erfolgt. Der Niederdruckspeicher 150 und das Ventil 158 entsprechen in ihrer Funktion dem Ventil 52 bzw. 54 und dem Niederdruckspeicher 74 bzw. 76 der in 1 dargestellten Ausführungsform.
3 zeigt ein mit dem Bremssystem der 1 weitgehend übereinstimmendes Bremssystem. Bei diesem ist jedoch in die Leitung 50 ein elektrisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil 170 geschaltet. Die Rückförderpumpe 172 weist bei dieser Ausführung einen für beide Pumpeneinheiten 174 bzw. 176 gemeinsame hydraulische Antriebseinheit 178 auf, der von dem Motor-Pumpenaggregat bzw. vom Druckbehälter 48 über die Leitung 50 durch Öffnen des Ventils 170 Druckmittel zugeführt werden kann.
Bezugszeichenliste

2: Bremssystem
4: Bremspedal
6: Bremskraftverstärker
8: Hauptbremszylinder
10, 12: Leitung
14, 16: Leitung
18, 20: Leitung
22, 24: 2/2-Wege-Einlaßventil
26, 28: 2/2-Wege-Einlaßventil
30, 32: Radbremse
34, 36: Radbremse
40: Motor-Pumpen-Aggregat
42: Saugleitung
44: druckloser Behälter
46: Leitung
48: Druckbehälter
50: Leitung
52, 54: 2/2-Wegeventil
56, 58: hydraulische Rückförderpumpe
60, 62: 2/2-Wegeventil
64, 66: 2/2-Wegeventil
70, 72: Leitung
72: 2/2-Wegeventil
74, 76: Niederdruckspeicher
78, 80: Leitung
84: Verstärkereinrichtung
86: Leitung
87: Rückkoppelungsleitung
88: Druckversorgungsleitung
89: Rücklaufleitung
90: hydraulischer Linearantrieb
92: Gehäuse
94: Bohrung
96, 98: Kolben
100, 102: Wirkquerschnitt
104, 106, 108: Wirkquerschnitt
110, 112: Feder
114, 116: Anschlag
118, 120, 122: Raum
124, 126: Raum
128, 130: Sitzventil
131: Bohrung
132, 134: Rückschlagventil
136: Druckmittelzuführbohrung
138: Druckmittelabführbohrung
140: Druckmittelzuführbohrung
142: Druckmittelabführbohrung
150: Niederdruckspeicher
152: Druckraum
154: Kolben
156: Feder
158: Sitzventil
160: Druckmittelzuführleitung
162: Fortsatz
170: 2/2-Wegeventil
172: Rückförderpumpe
174, 176: Pumpeneinheit
178: hydraulische Antriebseinheit

Claims

Bremssystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit ABS bzw. ESC-Funktion oder dergleichen, mit einem Hauptbremszylinder (8) zum Aufbringen eines Bremsdruckes in zumindest zwei Bremskreisen mittels eines Druckmediums zur Betätigung von Radbremsen (30, 32, 34, 36), mit einer Bremskraft-Verstärkereinrichtung (6, 84), mit einer Einrichtung zum Modulieren des Bremsdruckes in den Radbremsen und mit einer Rückfördereinrichtung zum Rückfördern des Druckmediums in die Bremskreise, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückfördereinrichtung zumindest eine hydraulisch angetriebene Rückförderpumpe (56, 58, 174, 176) aufweist.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (40) vorgesehen ist, um die Rückfördereinrichtung (56, 58, 174, 176) und die Bremskraft-Verstärkereinrichtung (6, 84) gemeinsam mit hydraulischer Energie zu versorgen.
Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Versorgung mit hydraulischer Energie ein Motor-Pumpen-Aggregat (40) aufweist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Niederdruckspeicher, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvolumensteuerung der Rückförderpumpe(n) (56, 58) in Abhängigkeit vom Füllzustand des Niederdruckspeichers (74,76) erfolgt.
Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Antriebsvolumensteuerung der Rückförderpumpe(n) (56, 58) ein vom Füllzustand des Niederdruckspeichers (74, 76) mechanisch gesteuertes Ventil (158) vorgesehen ist.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Antriebsvolumensteuerung der Rückförderpumpe (178) ein elektrisch ansteuerbares Ventil (170) vorgesehen ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrospeicher (48) zum Zwischenspeichern hydraulischer Energie vorgesehen ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Rückförderpumpe(n) (56, 58, 174, 176) einen Linearantrieb (90) aufweist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückförderpumpe(n) (56, 58, 174, 176) nicht selbstansaugend ausgeführt ist.
Hydraulisch angetriebene Rückfördereinrichtung, insbesondere zum Einsatz bei einem Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückfördereinrichtung zumindest eine hydraulische Rückförderpumpe (56, 58, 174, 176) aufweist.
Hydraulisch angetriebene Rückfördereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückförderpumpe (56, 58, 174, 176) einen Linearantrieb (90) aufweist.
Hydraulisch angetriebene Rückfördereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (90) zwei Kolben (96, 98) und diesen zugeordnete Sitzventile (128, 130) aufweist.
Hydraulisch angetriebene Rückfördereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückförderpumpe (74, 76) mit einem Niederdruckspeicher (150) und einem in Abhängigkeit von dessen Füllzustand ansteuerbaren Ventil (150) in einem gemeinsamen Gehäuse (92) angeordnet sind.
Hydraulisch angetriebene Rückfördereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückförderpumpe(n) (56, 58, 174, 176) nicht selbstansaugend ausgeführt ist.