DE102010050133A1

DE102010050133A1 - Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE102010050133A1
Application number: DE102010050133A
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Ipgate AG
Current assignee: Ipgate AG
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (2), deren mindestens einer Arbeitsraum über zumindest eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse des Fahrzeuges zu verbinden ist und mit einer Betätigungseinrichtung (17), insbesondere einem Bremspedal. Es ist vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit (11) aufweist, deren Kolben (13) mittels der Betätigungseinrichtung (17) betätigbar ist und der über eine Verbindungseinrichtung mit einem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (2) verbunden ist und dass zwischen den Kolben-Zylinder-Einheiten und den Radbremsen eine Verstärkereinrichtung angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit, deren mindestens einer Arbeitsraum über zumindest eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse des Fahrzeuges zu verbinden ist und mit einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Bremspedal.
Stand der Technik
In der Patentanmeldung DE 10 2010 045 617.9 ist bereits eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, die eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben mittels der Betätigungseinrichtung betätigbar ist und der über eine Verbindungseinrichtung mit einem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist. Als Verstärker wirkt hierbei ein elektromotorischer Antrieb in integrierter Bauweise vorgesehen. Obwohl diese Lösung gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche erhebliche Vorteile aufweist, ist sie nicht in jedem Anwendungsfall möglich oder erwünscht. So gibt es Fälle, bei denen der Verstärker, z. B. in Gestalt einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe bereits vorhanden ist, so dass im Prinzip nur ein Geberzylinder erforderlich ist. Dies gilt z. B. für elektrohydraulische Bremsensyteme, wie sie im „Bremsenhandbuch", 1. Auflage, Vieweg Verlag beschrieben sind.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegenüber den bekannten Lösungen verbessert ist und die mit Vorteil bei Systemen mit vorhandenem Verstärker, wie z. B. EHB einsetzbar ist.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung, bei der der Kolben der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit von der Betätigungseinrichtung betätigt wird, wird auf überraschend zweckmäßige Weise eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugbremsanlage, insbesondere Kraftfahrzeugbremsanlage geschaffen, die auf vielfältige weise einsetzbar ist, insbesondere in Fällen, bei denen bereits eine Verstärkereinrichtung vorhanden bzw. vorgegeben ist.
Damit können die Vorteile einer weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (Hilfskolben), die sich insbesondere daraus ergeben, dass bei Ausfall der Bremskraftverstärkung zusätzliches Hydraulikvolumen in die Bremskreise eingespeist werden kann, in vielfältiger Weise angewendet werden. Weitere Vorteile bestehen in kleineren Pedalwegen und höheren erreichbaren Druckniveaus.
In der DE 10 2009 031 672 ist zwar bereits ein Bremssystem beschrieben, bei dem mittels einer zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einrichtung (Zusatzkolben) zusätzliches Hydraulikmedium wahlweise in einen Ausgleichsbehälter oder in einen Bremskreis gefördert werden kann. Der Zusatzkolben wird bei diesem System jedoch von einem insbesondere elektromagnetischen Antrieb betätigt.
Zweckmäßige Ausführungsformen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung und sich daraus ergebende Vorteile sind in den Unteransprüchen enthalten.
Bei diesen kann mittels des Druckes im Zylinder der zweiten oder der ersten Kolben-Zylinder-Einheit ein Wegsimulator betätigbar sein. Der Wegsimulator kann dabei, insbesondere über ein Magnetventil abschaltbar sein.
Die weitere Kolben-Zylindereinheit ist zweckmäßig mittels eines Magnetventils ein- und abschaltbar.
Wie in der Patentanmeldung DE 10 2010 045 617.9 dargestellt gibt es verschiedene zweckmäßige Ausführungsformen der räumlichen Anordnung der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit in Bezug zum THZ. Auf diese Ausführungen, mit denen eine Anpassung an unterschiedliche räumliche Verhältnisse, z. B. auch eine Verkürzung der Baulänge, leicht möglich ist wird zu Offenbarungszwecken verwiesen.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung einer Fahrzeug-Bremsanlage vorgesehen, wobei einer mit zumindest einer Radbremse verbundenen Kolben-Zylinder-Einheit Druckmittel zugeführt wird. Hierbei wird über eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit, einem Wegsensor und/oder über ein stromlos offenes Ventil der Kolben-Zylinder-Einheit Druckmittel zugeführt und mittels eines zwischen den Kolben-Zylinder-Einheiten und den Radbremsen angeordneten Verstärkers, der den Radbremsen zugeführte Druck verstärkt.
Bei Bedarf, insbesondere bei Ausfall der Bremskraftverstärkung oder Bremsung mit starker Rekuperation oder ABS-Regelung auf Low μ mit niedrigem Druckniveau in den Radbremsen, kann dabei den Bremskreisen dosiert Volumen aus der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit und/oder aus dem Wegsimulator zugeführt werden. Hierbei kann in einer Speicherkammer gespeichertes Volumen bei Bedarf den Bremskreisen zugeführt werden.
Anhand der Zeichnung sind in der nachfolgenden Beschreibung Merkmale und Vorteile der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Betätigungsvorrichtung 1 für eine Fahrzeug-Bremsanlage. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist einen Tandemhauptzylinder (THZ) 2 auf, dessen Druckkammern 3, 4 mit einem drucklosen Ausgleichsbehälter 5 verbunden sind. Im Gehäuse 6 des THZ 2 sind, über Federn 7, 8 abgestützt, abgedichtet axial verschieblich Kolben 9, 10 angeordnet. An einem Ende des THZ 2 ist eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit dem THZ 2 verbunden bzw. in diesen integriert. Diese zweite Kolben-Zylinder-Einheit 11 kann, z. B. aus Gründen einer Verringerten Baulänge auch außerhalb der Achse des THZ 2 angeordnet sein, wie dies z. B. in der DE 10 2010 045 617.9 derselben Anmelderin dargestellt ist, auf die hier zu Offenbarungszwecken vollinhaltlich verwiesen wird oder in Gestalt eines Stufenkolbens, der mit einem Teil erweiterten Durchmessers einen vom Teil geringeren Durchmessers gebildeten Ringraum eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit bildet, aus der zusätzliches Volumen zugeführt werden kann, wie dies in der DE 10 2009 031 672 derselben Anmelderin dargestellt ist. Im Zylinderteil 12 dieser zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 11 ist axial verschieblich ein Kolben 13 angeordnet, der einen Fortsatz 14 aufweist, welcher eine Öffnung 15 in einer Zwischenwand 16 abgedichtet durchdringt und am Kolben 10 anliegt, um auf diesen einzuwirken.
Eine Betätigungseinrichtung 20 in Gestalt eines Bremspedals 21 ist über ein Gestänge 22 mit dem Kolben 13 verbunden.
Von der vom Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 11 gebildeten Druckkammer 17 führt eine Hydraulikleitung 25, in die ein drucklos offenes 2/2-Wege-Ventil 26 geschaltet ist, über eine im THZ 2 ausgebildete Ringnut 27 zum Ausgleichsbehälter. Von dieser Hydraulikleitung 25 zweigt eine weitere Hydraulikleitung 28, in der ein Rückschlagventil 29 angeordnet ist ab und führt zum Druckraum des THZ. Alternativ hierzu kann auch ein stromlos geschlossenes Magnetventil 42 eingesetzt werden.
Diese Alternative hat den Vorteil, dass sowohl die Volumenzufuhr aus der zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einheit 11 im Druckniveau über den Druckgeber 33 gesteuert wird, wie auch der Druckabbau. In diesem Fall gelangt das Volumen über die Leitung 28 und das Magnetventil 26 in den Vorratsbehälter.
Von der Hydraulikleitung 28 zweigt eine Hydraulikleitung 29 ab, die über ein drucklos geschlossenen 2/2-Wegeventil 30 zu einem hydraulischen Wegsimulator 31 führt.
In der Hydraulikleitung 32 ist ein Drucksensor bzw. Druckgeber 33 angeordnet. Eine Hydraulikleitung führt von der Leitung 28 zu einer Einheit (HCU) 35, die Ventile in nicht näher dargestellten Konfigurationen enthalten kann, um den Druck in den (gleichfalls nicht dargestellten) Radbremsen zu steuern bzw. zu regeln.
Ferner enthält die HCU einen Verstärker, der zumindest einen Druckerzeuger, wie z. B. Elektromotor und Pumpe mit entsprechenden Steuerelementen aufweist und damit eine elektrohydraulische Bremseinrichtung (EHB) bildet.
Nachfolgend ist die Arbeitsweise der in 1 dargestellten Ausführungsform dargestellt:
Bei Betätigung der Betätigungseinrichtung bzw. des Bremspedals 18 wird der Kolben 13 in der 1 nach links verschoben und verdrängt dabei Hydraulikmedium über die Leitung 28 und das geöffnete Ventil 26 in den Ausgleichsbehälter. Gleichzeitig wird über den Fortsatz 14 der Druckstangenkolben (DK) 9 nach links bewegt. Der sich in der Druckkammer 3 ergebende Druck kann bei geöffneten 2/2-Wege-Ventil 30 den gegen Federdruck arbeitenden Kolben des Wegsimulator 31 mit Druck beaufschlagen. Mit anderen Worten ist bei dieser Aufführung der Wegsimulator 31 vom Druck im DK-Kreis gesteuert und kann über das 2/2-Wegeventil abgeschaltet werden. Hierbei wird der aufgebaute Druck vom Druckgeber gemessen und die Messwerte einer (nicht dargestellten) Auswerteeinheit (ECU) zugeführt. Der vom Fahrer gewünschte Druck bzw. die sich daraus ergebende Bremswirkung wird z. B. über einen Wegsensor 19 am Bremspedal festgestellt, dessen Messwerte der ECU zugeführt und mit den Werten des Druckgebers verglichen werden. Die Funktionsfähigkeit des Wegssimulators 31 kann dabei über eine Einrichtung mit zwei zwischen Bremspedal 18 und Kolben 13 relativ zueinander beweglichen und über ein elastisches Glied gegeneinander abgestützten Elementen erfolgen, deren Reativbewegung von zwei Wegsensoren (von denen hier nur einer dargestellt ist) gemessen und von der ECU ausgewertet wird. Alternativ kann auch das Signal des Wegsensors 19 mit dem Signal des Druckgebers 33 verglichen werden und bei einer nicht plausiblen Zuordnung die BKV-Funktion abgeschaltet werden und als Warnanzeige gemeldet werden.
Für den Fall, dass der Verstärker ausfällt (Rückfallebene), kann das 2/2-Wegeventil 28 geschlossen werden, damit das von den Kolben 9 bzw. 13 verdrängte Volumen voll zur Druckerzeugung verwendet wird, wobei das in der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit 11 verdrängte Hydraulikvolumen als zusätzliche Volumen den Bremskreisen zugeführt wird. Die Steuerung des Magnetventils 28 kann dabei über den Druckgeber 33 erfolgen, so dass z. B. eine Einspeisung von Hydraulikmedium in den Bremskreis nur bis ca. 20 bar erfolgt. Auch die Steuerung des Druckabbaues kann über dieses Magnetventil, wie bereits erwähnt, erfolgen.
Die Kolben-Zylinder-Einheit kann auch aus zwei Einheiten parallel zur Achse, z. B. außerhalb des THZ, dargestellt werden, was sich vorteilhaft auf die Baulänge auswirkt.
Bezugszeichenliste

1: Betätigungsvorrichtung
2: Kolben-Zylinder-Einheit bzw. Tandemhauptzylinder (THZ)
3: Druckkammer
4: Druckkammer
5: Ausgleichsbehälter
6: Gehäuse
7: Feder
8: Feder
9: Kolben (DK)
10: Kolben (SK)
11: Kolben-Zylinder-Einheit
12: Zylinderteil
13: Kolben
14: Fortsatz
15: Öffnung
16: Zwischenwand
17: Betätigungseinrichtung
18: Bremspedal
17: Druckkammer
19: Pedalwegsensor
25: Hydraulikleitung
26: 2/2-Wegeventil
27: Ringnut
28: Hydraulikleitung
29: Rückschlagventil
30: 2/2-Wegeventil
31: Wegsimulator
32: Hydraulikleitung
33: Drucksensor bzw. Druckgeber
35: HCU

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 102010045617 [0002, 0011, 0015]
DE 102009031672 [0007, 0015]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Bremsenhandbuch”, 1. Auflage, Vieweg Verlag [0002]

Claims

Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit, deren mindestens einer Arbeitsraum über zumindest eine Hydraulikleitung mit mindestens einer Radbremse des Fahrzeuges zu verbinden ist und mit einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Bremspedal, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit (11) aufweist, deren Kolben (13) mittels der Betätigungseinrichtung (17) betätigbar ist und der über eine Verbindungseinrichtung mit einem Kolben (9) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (2) verbunden ist und dass zwischen den Kolben-Zylinder-Einheiten und den Radbremsen eine Verstärkereinrichtung angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Druckes im Zylinder der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (11) ein Wegsimulator (31) betätigbar ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Druckes im Zylinder der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (2) ein Wegsimulator (31) betätigbar ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkereinrichtung, einen elektrohydraulischen Verstärker, insbesondere mit Motor und Pumpe, aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsimulator (31), insbesondere über ein Magnetventil, abschaltbar ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (11), insbesondere mittels eines Magnetventils, ein- und abschaltbar ist
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (11) achsgleich zur ersten Kolben-Zylinder-Einheit (2) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kolben-Zylinder-Einheit (11) außerhalb der Achse der ersten Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine hydraulische Verbindung zwischen der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit (11) und einem Vorratsbehälter bzw. Ausgleichsbehälter (5) ein stromlos offenes Ventil (26) geschaltet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung einer Fahrzeug-Bremsanlage, wobei einer mit zumindest einer Radbremse verbundenen Kolben-Zylinder-Einheit Druckmittel zugeführt wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit, einem Wegsensor und/oder über ein stromlos offenes Ventil der Kolben-Zylinder-Einheit Druckmittel zugeführt wird und dass mittels eines zwischen den Kolben-Zylinder-Einheiten und den Radbremsen angeordneten Verstärkers, der den Radbremsen zugeführte Druck verstärkt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf, insbesondere bei Ausfall der Bremskraftverstärkung oder Bremsung mit starker Rekuperation oder ABS-Regelung auf Low μ mit niedrigem Druckniveau in den Radbremsen den Bremskreisen dosiert Volumen aus der weiteren Kolben-Zylinder-Einheit und/oder aus dem Wegsimulator zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speicherkammer gespeichertes Volumen bei Bedarf den Bremskreisen zugeführt wird.