DE102012108286A1

DE102012108286A1 - Hydraulisch betriebenes Parkbremssystem

Info

Publication number: DE102012108286A1
Application number: DE201210108286
Authority: DE
Inventors: Richard Randall Rowan; Steven Randall Lovell; Anton Leonard Rogness II.; Dale A. Thomas; Anthony J. Casale; David A. Dornbach
Original assignee: International Truck Intellectual Property Co LLC
Current assignee: International Truck Intellectual Property Co LLC
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2013-03-21
Also published as: US9067576B2; US20130069423A1

Abstract

Ein Hydraulikkreis für ein Kraftfahrzeug unterstützt den Betrieb eines Servolenkungsgetriebes und einer kraftunterstützten Parkbremseneinheit, die eine federbetätigte, hydraulische Löse-(SAHR-)Kammer aufweist. Der Hydraulikkreis weist eine Pumpe auf, mit welcher das Servolenkungsgetriebe so verbunden ist, dass er unter Druck stehendes Hydraulikfluid von der Pumpe erhält. Hydraulikfluid von der Pumpe wird zu ersten und zweiten Ventilen geliefert, wobei das erste oder Freigabesteuerventil mit der SAHR-Kammer verbunden ist und das zweite oder Rückführventil so angeschlossen ist, dass es Hydraulikfluid zu einem Pumpeneinlass zurückführt.

Description

BEANSPRUCHTE PRIORITÄTSRECHTE
Die Anmeldung beansprucht Prioritätsrechte gemäß 35 U.S.C. Abs. 119(e) aus der U.S. Provisional Application Serial No. 61/535537 , eingereicht am 16. September 2011, mit dem Titel Hydraulic Powered Park Brake System.
ALLGEMEINER TECHNISCHER HINTERGRUND
Gebiet der Technik:
Das Gebiet der Technik betrifft hydraulisch betriebene Festell- oder Parkbremssysteme.
Beschreibung des Gebiets der Technik:
Feststell- oder Parkbremsen an manchen Fahrzeugen basieren auf einer federbetätigten, hydraulischen Löse-(spring actuated, hydraulic release, SAHR)Bremskammer. In solchen Systemen führt die Wegnahme eines Hydraulikdrucks dazu, dass eine Feder die Parkbremse betätigt bzw. aktiviert, und die Beaufschlagung mit Hydraulikdruck löst die Bremse bzw. gibt diese frei. Beispiele für solche Systeme, in denen eine von einem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe ein Betriebsbremssystem des Fahrzeugs unterstützt, sind in der Technik bekannt. Manche hydraulisch unterstützten Betriebsbremssysteme weisen einen Speicher auf, der unter Druck stehendes Hydraulikfluid liefert, wenn die Hydraulikpumpe nicht zur Verfügung steht. In Systemen, die mit einem Speicher ausgestattet sind, kann durch eine Anwendersteuerung unter Druck stehendes Fluid vom Speicher abgezapft und angelegt werden, um die SAHR-Kammer aus einer voreingestellten, aktivierten Bedingung zu lösen bzw. freizugeben, ohne dass der Anwender dafür sorgen müsste, dass Druck aus dem Hydrauliksystem geliefert wird. SAHR-Bremskammern, die hilfskraftbetätigte Parkbremssysteme unterstützen, sind zwar wirkungsvoll, aber weitgehend auf Fahrzeuge mit hydraulischen Radbremssystemen beschränkt.
KURZBESCHREIBUNG
Ein Hydraulikkreis weist ein Servolenkungsgetriebe, einen hydraulischen Bremskraftverstärker und eine hilfskraftbetätigte Parkbremseneinheit auf, die eine federbetätigte, hydraulische Löse-(SAHR-)Kammer beinhaltet. Der Hydraulikkreis weist eine Pumpe auf, mit welcher das Servolenkungsgetriebe so verbunden ist, dass er unter Druck stehendes Hydraulikfluid von der Pumpe erhält. Hydraulikfluid von der Pumpe wird zu ersten und zweiten Ventilen geliefert, wobei das erste (ein Druckeinschluss-) Ventil mit der SAHR-Kammer verbunden ist und das zweite (ein primäres Rückführ-) Ventil so angeschlossen ist, dass es Hydraulikfluid zu einem Pumpeneinlass zurückführt. Ein druckbetätigtes Rückführventil mit einem auf Druck ansprechenden Steuereingang kann parallel zu dem primären Rückführventil angeschlossen sein. Das druckbetätigte Rückführventil weist einen auf Hydraulikfluiddruck ansprechenden Druckeinlass auf einer Verbindung zwischen dem Druckeinschlussventil und einem Freigabesteuerventil in der SAHR-Kammer auf. Eine Rückspeiseleitung kann vorgesehen sein, die von der Verbindung zwischen dem Freigabesteuerventil und dem Druckeinschlussventil abzweigt. Die Rückspeiseleitung ist mit dem Druckeinlass des druckbetätigten Rückführventils verbunden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Darstellung eines Hydraulikkreises.
2 ist eine schematische Darstellung eines Steuersystems zum Steuern des Hydraulikkreises von 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung können gleiche Zahlen und Buchstaben verwendet werden, um identische, einander entsprechende oder ähnliche Komponenten in verschiedenen Figuren der Zeichnung zu bezeichnen. Ferner können Beispiele für Größen/Modelle/Werte/Bereiche in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen angegeben sein, die jedoch nicht als allgemein beschränkend aufzufassen sind.
In den Figuren, von denen nun insbesondere 1 betrachtet werden soll, ist ein hydraulischer Steuerkreis 10 dargestellt. Der hydraulische Steuerkreis 10 sorgt für eine Kraftunterstützung zum Lenken, eine Kraftunterstützung für (nicht dargestellte) Betriebsbremsen des Fahrzeugs und für die Betätigung einer Feststell- oder Parkbremseneinheit 28 an einem (nicht dargestellten) Kraftfahrzeug durch einen Anwender. Der Hydraulikkreis 10 weist eine Hydraulikfluid-Rückleitung 32 auf, die Hydraulikfluid zu einem Hydraulikfluid-Vorratsbehälter/-Tank 12 und zu einer Pumpe 14 liefert, die für eine Umwälzung des Hydraulikfluids sorgt. Die Pumpe 14 kann von einem (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor des Fahrzeugs oder einem (nicht dargestellten) Elektromotor angetrieben werden.
Die Pumpe 14 liefert unter Druck stehendes Hydraulikfluid zu einem Servolenkungsgetriebe (power steering gear, PSG) 16 und durch das Servolenkungsgetriebe zu einer Bremskraftverstärkungseinheit 18. Die Bremskraftverstärkungseinheit 18 gehört zu einem Betriebsbremskreis (nicht dargestellt). Von der Bremskraftverstärkereinheit 18 kann eine gewisse Menge an Hydraulikfluid in eine Auslassleitung 34 fließen. Der Fluss des Hydraulikfluids aus der Auslassleitung 34 wird von den Positionen verschiedener Ventile gesteuert, die mit der Auslassleitung 34 und mit einer Freigabesteuerleitung 38 verbunden sind. Sämtliche Ventile weisen Federrückstellelemente auf und weisen Geschlossen- und Offen-Stellungen auf.
Zwei Ventile sind parallel zwischen der Auslassleitung 34 und der Rückleitung 32 angeschlossen. Dabei handelt es sich um ein Rückführventil 40 und ein druckbetätigtes Rückführventil 42. Das Öffnen und Schließen des Rückführventils 40 wird von einer Freigabesteuerventil-Magnetspule 22 gesteuert. Das Öffnen und Schließen des druckbetätigten Rückführventils 42 wird von Druckänderungen in einer Druckrückspeiseleitung 36 gesteuert. Wenn das Rückführventil 40 und das druckbetätigte Rückführventil 42 offen sind, lassen sie Hydraulikfluid zur Rückleitung 32 und zum Tank 12 zurückfließen, aus dem es von einer Pumpe 14 angesaugt werden kann. Die Bereitstellung von parallelen Ventilen zwischen der Auslassleitung 34 und der Rückleitung 32 reduziert eine mögliche Blockierung des Kreises, falls Verunreinigungen in das System gelangen und in einem der beiden Ventile eingeschlossen werden sollten.
Zwei Ventile sind in Reihe zwischen der Auslassleitung 34 und der federbetätigten, hydraulischen Löse-(SAHR-)Kammer 26 in der Parkbremseneinheit 28 angeschlossen. Diese Ventile sind ein Druckeinschlussventil 44, das von einer Druckeinschlussventil-Magnetspule 24 betätigt wird, und ein Freigabesteuerventil 46, das von einer Freigabesteuerventil-Magnetspule 20 betätigt wird. Hydraulikfluid fließt durch das Druckeinschlussventil 44 entlang einer Freigabesteuerleitung 38 zum Freigabesteuerventil 46. Das Freigabesteuerventil 46 bildet einen Teil der Parkbremseneinheit 28. Die Rückspeiseleitung 36 zweigt von der Freigabesteuerleitung 38 ab und ist mit einem Steuereingang des druckbetätigten Rückführventils 42 verbunden.
Das Einschlussventil 44, das Rückführventil 40, das druckbetätigte Rückführventil 42, die Rückspeiseleitung 36, eine Verlängerung zur Freigabesteuerleitung 38, eine Verlängerung zur Auslassleitung 34 und eine Verlängerung zur Rückleitung 32 sind zu einer Adapterschnittstelle 30 zwischen ein hydraulisch unterstütztes Lenksystem 11 und eine Parkbremseneinheit 28 zusammengefasst.
Magnetventile 20, 22 und 24 arbeiten ansprechend auf die Betätigung eines Parkbremsschalters 66 (in 2 dargestellt) und dienen dazu, Ventile 46, 44 und 40 abhängig davon, ob die Parkbremseneinheit 28 gelöst oder aktiviert werden soll, einzustellen. Die Voreinstellung der Parkbremseneinheit 28 ist ein aktivierter Zustand, in dem sie von einer Feder in der SAHR-Kammer 26 mit Kraft beaufschlagt wird. Die Parkbremseneinheit 28 wird durch Leiten von unter Druck stehendem Hydraulikfluid in die SAHR-Kammer 26 gelöst. Wenn der Parkbremsschalter 66 von einem Anwender in eine Position bewegt wird, die anzeigt, dass der gelöste Zustand ausgewählt worden ist, werden unter der Voraussetzung, dass Sperrbedingungen, die aus einer betriebsmäßigen Fahrzeugbedingung in Bezug auf die Freigabe der Parkbremseneinheit 28 resultieren, erfüllt sind, die Magnetspulen 24 und 20 mit Energie versorgt. Ein Beispiel für eine Fahrzeugbedingung, unter der eine Sperre gelöst werden kann, ist, dass ein Primärantrieb der Pumpe 14 in Betrieb ist.
Magnetventile 24 und 20 werden zu Beginn der Parkbremsenfreigabe-Befehlssequenz nicht mit Energie versorgt, die Ventile 44, 46, mit denen sie im Zusammenhang stehen, nehmen einfach einen voreingestellten offenen Zustand ein. Die Befehlssequenz, die eine Freigabe der Parkbremseneinheiten 28 bewirkt, sorgt dafür, dass eine erste Rückführventil-Magnetspule 22 mit Energie versorgt wird, um das Rückführventil 40 zu schließen. An diesem Punkt wird bewirkt, dass das Druckeinschlussventil 44 und das Freigabesteuerventil 46 geöffnet werden, wodurch Hydraulikfluid unter Druck in die SAHR-Kammer 26 gelenkt wird, um die Bremse zu lösen. Gleichzeitig wird die Rückführventil-Magnetspule 22 mit Energie versorgt, um das Rückführventil 40 zu schließen. Mit diesem Schritt beginnt Hydraulikfluid die SAHR-Kammer 26 zu füllen. An irgendeinem Punkt wird der Druck so hoch, dass das Ventil 42 sich aufgrund des Drucks in der Rückspeiseleitung 36 öffnet, und das Magnetventil 20 mit Energie versorgt wird, um das Freigabesteuerventil 46 zu schließen, um die Bremse in einem gelösten Zustand zu halten. Das Einschlussventil 44 wird durch die Betätigung der Magnetspule 24 zur Unterstützung der Schließung des Freigabesteuerventils 46 geschlossen. Das Magnetventil 22 wird abgeschaltet, um das Rückführventil 40 zu öffnen.
Sobald das Einschlussventil 44 und das Freigabesteuerventil 46 geöffnet worden sind, sinkt der Druck in der Rückspeiseleitung 36. Dieser Druckabfall führt zu einem Schließen des druckbetätigten Rückführventils 42. Wenn sich die SAHR-Kammer 26 füllt und Druck sich zunächst in der Rückspeiseleitung 36 aufbaut und schließlich dort eingeschlossen wird, öffnet sich das druckbetätigte Ventil 42 wieder, wodurch ein Umwälzweg für Hydraulikfluid parallel zu dem durch das Rückführventil 40 bereitgestellt wird. Dadurch wird eine eingebaute Redundanz bereitgestellt.
Die Aktivierung der Parkbremse auf eine Forderung des Anwenders hin wird dadurch bewerkstelligt, dass die SAHR-Kammer 26 geleert wird. Zu diesem Zweck werden das Freigabesteuerventil 46 und das Einschlussventil 44 durch Abschalten der entsprechenden Magnetspulen 20 und 24 geöffnet, während die Magnetspule 40 offen gelassen wird. Dadurch kann Hydraulikfluid in den Tank 12 abfließen, was das System von Druck entlastet.
2 zeigt ein vereinfachtes Steuersystem, das einen Elektrosystem-Controller (ESC) 60 aufweist, der über eine Datenverbindung/einen Datenbus 62 mit verschiedenen Fahrzeug-Datenquellen 64 verbunden ist, die ihrerseits Daten in Bezug auf den Verbrennungsmotorstatus, die Geschwindigkeit usw. des Fahrzeugs liefern. Diese Werte können ihrerseits die Anwendung von Sperren steuern, die ihrerseits die Auswahl einer Parkbremsstellung über den Schalter 66 durch den Anwender beschränken können. Ein PAL(Programmable Array Logic – programmierbare logische Anordnung)-Element 70 kann so programmiert sein, dass es auf ein Ein/Aus- oder Zustandssignal vom ESC 60 antwortet, um die geeigneten Energetisierungssignalpegel an die Magnetspulen 20, 22 und 24 anzulegen. Die Energetisierung der Magnetspulen 20 und 24 zur Lösung von Parkbremsen erfolgt üblicherweise gestaffelt, wobei die Freigabesteuerventil-Magnetspule 20 unmittelbar vor der Einschlussventil-Magnetspule 24 mit Energie versorgt wird, um einen Druckaufbau in der Rückspeiseleitung 36 sicherzustellen und um einen Rückschlag in die Freigabesteuerleitung 38 mit einem Druckverlust zu verhindern.
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

US 61/535537 [0001]

Claims

Hydraulikkreis zur Unterstützung des Betriebs einer kraftunterstützen Lenkungs- und einer kraftunterstützten Parkbremsenanwendung, wobei der Hydraulikkreis aufweist: eine federbetätigte, hydraulische Lösekammer; eine Pumpe zum Pumpen von Hydraulikfluid; ein Servolenkungsgetriebe, das so angeschlossen ist, dass es unter Druck stehendes Hydraulikfluid von der Pumpe erhält; ein Rückführventil zum selektiven Leiten von Hydraulikfluid vom Servolenkungsgetriebe zurück zur Pumpe; und ein Freigabesteuerventil zum selektiven Leiten von Hydraulikfluid vom Servolenkungsgetriebe zur federbetätigten, hydraulische Lösekammer.
Hydraulikkreis nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Einschlussventil, das zwischen dem Servolenkungsgetriebe und dem Freigabesteuerventil angeschlossen ist.
Hydraulikkreis nach Anspruch 2, ferner aufweisend: ein druckbetätigtes Rückführventil mit einem auf Druck ansprechenden Steuereinlass, wobei das druckbetätigte Rückführventil parallel zum Rückführventil angeschlossen ist, um Hydraulikfluid durch die Pumpe zurückzuführen; und eine Rückspeiseleitung, die von einer Verbindung zwischen dem Einschlussventil und dem Freigabesteuerventil abzweigt, wobei die Rückspeiseleitung mit dem Druckeinlass des druckbetätigten Rückführventils verbunden ist.
Hydraulikkreis nach Anspruch 3, ferner ein Steuersystem aufweisend.
Hydraulikkreis nach Anspruch 4, wobei das Steuersystem aufweist: eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Einschlussventils; eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Freigabesteuerventils; eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Rückführventils; einen Anwenderschalter zum Einlegen und zum Lösen der Parkbremse; eine programmierbare logische Anordnung, das so angeschlossen ist, dass es Steuersignale an die Magnetspulen anlegt; und einen Elektrosystem-Controller, der auf den Anwenderschalter anspricht, um ein Zustandssignal an die programmierbare logische Anordnung anzulegen, um die Steuersignale zirkulieren zu lassen.
Kraftunterstützte Parkbremse und Servolenkungssystem, aufweisend: eine Rückleitung für Hydraulikfluid; eine Pumpe, die so angeschlossen ist, dass sie Hydraulikfluid aus der Rückleitung ansaugt; einen Servolenkungsgetriebe, der so angeschlossen ist, dass er unter Druck stehendes Hydraulikfluid von der Pumpe erhält; eine federbetätigte, hydraulische Lösekammer; eine Freigabesteuerleitung, die so angeschlossen ist, dass sie Hydraulikfluid zu der federbetätigten, hydraulischen Lösekammer liefert; eine Auslassleitung vom Servolenkungsgetriebe; ein Einschlussventil, das zur Übertragung von Hydraulikfluid zwischen der Auslassleitung und der Freigabesteuerleitung angeschlossen ist; ein Freigabesteuerventil, das mit der Freigabesteuerleitung verbunden ist; ein Rückführventil, das so angeschlossen ist, dass es Hydraulikfluid aus der Auslassleitung zur Rückleitung schicken kann; ein druckbetätigtes Rückführventil mit einem auf Druck ansprechenden Steuereingang, das so angeschlossen ist, dass es Hydraulikfluid aus der Auslassleitung zur Rückleitung schicken kann; und eine Druckrückspeiseleitung, die zwischen der Freigabesteuerleitung und dem auf Druck ansprechenden Steuereingang des druckbetätigten Rückführventils angeschlossen ist.
Kraftbetätigte Parkbremse und Servolenkungssystem nach Anspruch 6, ferner aufweisend: eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Einschlussventils; eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Freigabesteuerventils; eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Rückführventils; einen Anwenderschalter zum Einlegen und zum Lösen der Parkbremse; eine programmierbare logische Anordnung, die so angeschlossen ist, dass sie Steuersignale an die Magnetspulen anlegt; und einen Elektrosystem-Controller, der auf den Anwenderschalter anspricht, um ein Zustandssignal an die programmierbare logische Anordnung anzulegen, um die Steuersignale zirkulieren zu lassen.
Kraftbetätigte Parkbremse und Servolenkungssystem nach Anspruch 7, ferner aufweisend: Quellen für Fahrzeug-Betriebsvariablen; und den Elektrosystem-Controller, der so programmiert ist, dass er Sperren im Zusammenhang mit dem Ansprechen auf die Betätigung des Anwenderschalters bereitstellt.
System zur Bereitstellung einer kraftunterstützten Parkbremsbetätigung, wobei das System aufweist: ein Offenkreis-Servolenkungssystem; eine federbetätigte, hydraulische Lösekammer; ein Rückführventil zum selektiven Leiten von Hydraulikfluid, das vom Servolenkungs-Hydraulikkreis erhalten wird, zurück zum Servolenkung-Hydraulikkreis; und ein Freigabesteuerventil zum selektiven Leiten von Hydraulikfluid vom Servolenkungs-Hydraulikkreis zur federbetätigten, hydraulischen Lösekammer.
System zur Bereitstellung einer kraftunterstützten Parkbremsbetätigung nach Anspruch 9, wobei das System ferner aufweist: ein druckbetätigtes Rückführventil mit einem auf Druck ansprechenden Steuereinlass, wobei das druckbetätigte Rückführventil parallel zu dem Rückführventil angeschlossen ist, um Hydraulikfluid durch die Pumpe zurückzuführen; ein Einschlussventil, das den Servolenkungs-Hydraulikkreis mit dem Freigabesteuerventil verbindet; und eine Rückspeiseleitung, die in eine Verbindung zwischen dem Freigabesteuerventil und dem Einschlussventil eingeschlossen ist, wobei die Rückspeiseleitung den Druckeinlass des druckbetätigten Rückführventils bereitstellt.
System zur Bereitstellung einer kraftunterstützten Parkbremsbetätigung nach Anspruch 10, wobei das System ferner aufweist: ein Einschlussventil, das zwischen der federbetätigten, hydraulischen Lösekammer und dem Freigabesteuerventil angeschlossen ist.
System zur Bereitstellung einer kraftunterstützten Parkbremsbetätigung nach Anspruch 11, wobei das System ferner ein Steuersystem aufweist.
System zur Bereitstellung einer kraftunterstützten Parkbremsbetätigung nach Anspruch 12, wobei das System ferner aufweist: eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Einschlussventils; eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Freigabesteuerventils; eine Magnetspule zum Öffnen und Schließen des Rückführventils; einen Anwenderschalter zum Einlegen und zum Lösen der Parkbremse; eine programmierbare logische Anordnung, die so angeschlossen ist, dass sie Steuersignale an die Magnetspulen anlegt; und einen Elektrosystem-Controller, der auf den Anwenderschalter anspricht, um ein Zustandssignal an die programmierbare logische Anordnung anzulegen, um die Steuersignale zirkulieren zu lassen.