DE102014201537A1

DE102014201537A1 - Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat

Info

Publication number: DE102014201537A1
Application number: DE102014201537.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Courth
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-07-30
Also published as: WO2015113910A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat für ein Kraftfahrzeug, das in Parallelschaltung ein Pumpensystem mit einer ersten und einer zweiten Fördervorrichtung 1, 2 in einem Hydraulikkreis aufweist, das nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Zur verbesserten Anpassung des Pumpensystems an unterschiedliche Lastfälle ist vorgesehen, dass der zweiten Fördervorrichtung 2 entweder saugseitig oder druckseitig ein hydraulisch betätigbares Ventil 3 zugeordnet ist, das in Richtung einer Radbremse 4 den Förderstrom der zweiten Fördervorrichtung 2 unabhängig von der Förderung der ersten Fördervorrichtung 1 zu reduzieren oder aufzuheben vermag.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Üblicherweise sind die zur Anwendung kommenden elektrohydraulischen Bremsdruckregelaggregate so dimensioniert, dass deren elektrohydraulischen Bauelemente alle denkbaren, sicherheitskritischen Lastfälle und Anforderungen erfüllen können. Dies macht es erforderlich, das Bremsdruckregelaggregat, insbesondere dessen Pumpensystem konstruktiv an die jeweilige Applikation anzupassen.
Aus DE 10 2008 022 429 A1 ist hierzu bereits ein elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat der gattungsbildenden Art bekannt, dessen Pumpensystem aus zwei oder drei Fördervorrichtungen besteht, wobei zur Lastanpassung wenigstens eine von mehreren Fördervorrichtungen saugseitig getrennt von den weiteren Fördervorrichtungen über ein elektromagnetisch betätigbares Ventil an einen Hauptbremszylinder anschließbar ist. Hierdurch entsteht allerdings ein erheblicher konstruktiver Aufwand.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat der angegebenen Art mit möglichst einfachen, kostengünstigen und funktionsgerechten Mitteln derart weiter zu entwickeln, dass u.a. auf zusätzliche elektromechanische Bauteile verzichtet werden kann, ohne negativen Einfluss auf eine möglichst bedarfsgerechte Leistungsanpassung des Pumpensystems an die jeweils vorherrschenden Bremsdruckregelvorgänge.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat der angegebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand mehrerer Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 einen Hydraulikschaltplan umfassend zwei Fördervorrichtungen in einem Hydraulikkreis, wovon eine Fördervorrichtung saugseitig durch ein hydraulisch betätigbares Ventil sperrbar ist,
2 einen Hydraulikschaltplan umfassend zwei Fördervorrichtungen in einem Hydraulikkreis, wovon die Druckseite einer der beiden Fördervorrichtungen mittels eines in einem Bypasskanal eingesetzten, hydraulisch betätigbaren Ventils mit der Saugseite der einen Fördervorrichtung verbindbar ist,
3 ein Diagramm zur Darstellung des Kennlinienverlaufs für die in den 1, 2 dargestellten Pumpenschaltungen.
Zunächst wird der grundsätzliche Aufbau der in den 1, 2 abgebildeten Hydraulikschaltpläne hinsichtlich ihrer identischen Merkmale zusammenfassend erläutert, wobei die Hydraulikschaltpläne zur Beibehaltung der Überschaubarkeit anstelle von zwei Hydraulikreisen in jedem elektrohydraulischen Bremsdruckregelaggregat jeweils vereinfacht nur einen Hydraulikkreis mit nur einer anstelle zweier Radbremsen 4 zeigen.
Die 1 und 2 offenbaren somit jeweils einen Hydraulikschaltplan eines elektrohydraulischen Kraftfahrzeugbremsdruckregelaggregats, das ein durch einen einzigen Elektromotor angetriebenes Pumpensystem mit zwei Fördervorrichtungen 1, 2 in einem Hydraulikkreis aufweist, welches nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Zur Regelung des Radbremsdrucks sind abbildungsgemäß unterhalb des Pumpensystems im Hydraulikkreis exemplarisch ein elektromagnetisch betätigbares Ein- und Auslassventil 6, 16 für eine Radbremse 4 angeordnet. Ferner ist zur autonomen Betätigung der an dem Ein- und Auslassventil 6, 16, angeschlossenen Radbremse 4 und damit u.a. auch zur Realisierung einer gewünschten Komfort- und Assistenzfunktion, jeweils ein elektromagnetisch betätigbares Trenn- und Umschaltventil 5, 9 im Hydraulikkreis angeordnet, wozu das in Grundstellung geöffnete Trennventil 5 zwischen dem druckseitigen Anschluss des Pumpensystems an einen das Ein- und Auslassventil 6, 16 aufweisenden Bremsleitungsabschnitt des Hydraulikkreises und einem mit diesem Bremsleitungsabschnitt verbundenen Hauptbremszylinder 17 angeordnet ist, der gleichzeitig über das in Grundstellung stromlos geschlossene, elektromagnetisch betätigbare Umschaltventil 9 mit den saugseitigen Anschlüsse der als Radialkolbenpumpen ausgeführten beiden Fördervorrichtungen 1, 2, verbindbar ist.
Zwischen dem Umschaltventil 9 und den saugseitigen Anschlüssen des Pumpensystems schließt sich innerhalb des Hydraulikkreises ein mit einem Druckrückhalteventil 18 ausgangsseitig versehener Niederdruckspeicher 10 an, der zur Bremsdruckreduzierung über das in Grundstellung geschlossene Auslassventil 16 mit der Radbremse 4 des Hydraulikkreises hydraulisch verbindbar ist.
Zur bedarfsgerechten Anpassung des Pumpensystems an unterschiedliche Förderbedingungen ist nunmehr vorgesehen, dass eine der beiden Fördervorrichtungen 1, 2, abbildungsgemäß beispielhaft die zweite Fördervorrichtung 2 entweder saugseitig oder druckseitig zusätzlich ein hydraulisch betätigbares Ventil 3 aufweist, das in Richtung der Radbremse 4 den Förderstrom der zweiten Fördervorrichtung 2 unabhängig von der Förderung der ersten Fördervorrichtung 1 zu reduzieren oder gänzlich aufzuheben vermag.
Hierzu ist im Einzelnen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1 das der zweiten Fördervorrichtung 2 saugseitig zugeordnete Ventil 3 zur Betätigung in seine den Förderstrom zur Radbremse 4 reduzierenden oder sperrenden Stellung von einem hydraulischen Systemdruck p_sys beaufschlagt, der jeweils im Hydraulikkreis zwischen dem Trennventil 5 und dem Einlassventil 6 vorherrscht. Zusätzlich ist das der zweiten Fördervorrichtung 2 saugseitig zugeordnete Ventil 3 zur Betätigung in seine den Förderstrom freigebende Grundstellung von einem Federelement 7 beaufschlagt, das im Hydraulikkreis dem zwischen dem Trennventil 5 und dem Einlassventil 6 vorherrschenden hydraulischen Systemdruck p_sys entgegen wirkt.
Wie im Einzelnen aus der 1 hervor geht, ist das der zweiten Fördervorrichtung 2 saugseitig zugeordnete Ventil 3 unmittelbar in einem Saugabschnitt 8 der zweiten Fördervorrichtung 2 angeordnet, der sowohl mit dem saugseitigen Anschluss der ersten Fördervorrichtung 1 an das Umschaltventil 9 als auch mit dem saugseitigen Anschluss an den Niederdruckspeicher 10 verbunden ist.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführung ist das saugseitig der zweiten Fördervorrichtung 2 zugehörige Ventil 3 als ein durch die Federkraft des Federelements 7 in der Grundstellung vollständig geöffnetes 2/2-Wegesitzventil konzipiert, das entgegengesetzt zur Federkraft über eine Steuerdruckleitung 11 jeweils von dem zwischen dem Trennventil 5 und dem Einlassventil 6 vorherrschenden hydraulischen Systemdruck p_sys in der Bremsleitung beaufschlagt ist.
Infolge der bevorzugten Konzeption des Pumpensystems ist analog zur ersten Fördervorrichtung 1 zwischen dem Ventil 3 und der zweiten Fördervorrichtung 2 ein als Rückschlagventil ausgeführtes Pumpensaugventil 12 in den Saugabschnitt 8 der zweiten Fördervorrichtung 2 eingesetzt, dem am Ausgang der Fördervorrichtung 2 ein weiteres in Pumpenförderrichtung öffnendes Rückschlagventil folgt, welches die Funktion des Pumpendruckventils 14 übernimmt.
Ein entsprechend hoher Systemdruck p_sysin der Bremsleitung, der die Gegenkraft des Federelements 7 übersteigt, führt zwangsläufig zur Sperrstellung des Ventils 3, sodass eine bedarfsgerechte Reduzierung der Pumpenförderleistung erfolgt.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist gemäß der 2 das beispielhaft der zweiten Fördervorrichtung 2 druckseitig zugeordnete Ventil 3 in einem Bypasskanal 13 angeordnet, der die Druckseite der zweiten Fördervorrichtung 2 abhängig von der Schaltstellung des Ventils 3 mit der Saugseite der zweiten Fördervorrichtung 2 verbindet. Analog zum Ausführungsbeispiel nach 1 ist in 2 das nunmehr druckseitig der zweiten Fördervorrichtung 2 zugeordnete Ventil 3 zur Betätigung in seine den Förderstrom zur Radbremse 4 reduzierende oder sperrende Stellung jeweils von einem hydraulischen Systemdruck p_sys beaufschlagt, der in der Bremsleitung des Hydraulikkreises zwischen dem Trennventil 5 und dem Einlassventil 6 vorherrscht.
Analog zu 1 wird auch in 2 das druckseitig der zweiten Fördervorrichtung 2 zugeordnete Ventil 3 zur Positionierung in seiner Grundstellung von einem Federelement 7 beaufschlagt, das dem über eine Steuerdruckleitung 11 zugeführten hydraulischen Druck entgegen wirkt. Allerdings unterscheidet sich die Schaltweise des Ventils 3 in 2 dadurch, dass das Ventil 3 in seiner Grundstellung unter der Wirkung des Federelements 7 den Bypasskanal 13 verschließt, womit der gesamte Förderstrom der zweiten Fördervorrichtung 2 zur Radbremse 4 gelangen kann, solange der Systemdruck p_sysdas bevorzugt als 2/2-Wegesitzventil konzipierte Ventil 3 nicht zur Reduzierung des Förderstroms in Richtung der Radbremse 4 in seine geöffnete Stellung zu schalten vermag.
Das in der 2 druckseitig der zweiten Fördervorrichtung 2 zugehörige Ventil 3 sorgt somit unter der Wirkung des Federelements 7 in der geschlossenen Grundstellung für einen uneingeschränkten Förderstrom zur Radbremse 4 infolge des gesperrten Bypasskanals 13, während unter der Wirkung des Systemdrucks p_sys das geöffnete Ventil 3 den Förderstrom der zweiten Fördervorrichtung 2 anstelle zur Radbremse 4 in den Saugabschnitt 8 zurückfördert.
Wie weiterhin aus der 2 hervor geht, ist der Bypasskanal 13 druckseitig zwischen der zweiten Fördervorrichtung 2 und einem als Rückschlagventil ausgebildeten Pumpendruckventil 14 an einem den Förderstrom zur Radbremse 4 führenden Pumpendruckpfad 15 angeschlossen, sodass ein geeignet hoher Systemdruck p_sys das Pumpendruckventil 14 in Sperrstellung hält, womit der Förderstrom ausschließlich in den geöffneten Bypasskanal 13 umgelenkt wird, wenn der Systemdruck p_sysdas Ventil 3 entgegen der Wirkung des Federelements 7 öffnet.
Saugseitig ist der Bypasskanal 13 zwischen einem als Rückschlagventil ausgebildeten Pumpensaugventil 12 und einem Saugabschnitt 8 der zweiten Fördervorrichtung 2 angeordnet, der sowohl mit dem saugseitigen Anschluss der ersten Fördervorrichtung 1 an das Umschaltventil 9 als auch mit dem saugseitigen Anschluss an den Niederdruckspeicher 10 verbunden ist. Folglich gelangt bei entsprechend hohem Systemdruck p_sys der Pumpenförderstrom infolge der Offenstellung des Ventils 3 wieder zur Saugseite der zweiten Fördervorrichtung 2, sodass eine bedarfsgerechte Anpassung des Pumpenförderstroms in Abhängigkeit des Systemdrucks p_sysgewährleistet ist.
Anhand eines Diagramms gemäß der 3 soll im Nachfolgenden für die Ausführungsformen nach 1, 2 die Funktionsweise des hydraulisch betätigbaren Ventils 3 verdeutlicht werden.
Im Diagramm nach 3 ist für die Ausführungsformen nach 1, 2 entlang der Abszisse der Systemdruck p_sys mit den Umschaltdrücken X1, X2 für das Ventil 3 aufgetragen, während entlang der Ordinate der Förderstrom Q des Pumpensystems und das Motormoment M_MOT des zum Antrieb des Pumpensystems erforderlichen Elektromotors aufgetragen ist. Die strichpunktierte Kennlinie verdeutlicht den Anstieg des Motormoments M_MOT bis zum Erreichen des für die hydraulische Betätigung des Ventils 3 erforderliche Umschaltdrucks X1, während der fallende, ununterbrochene Kennlinienverlauf den Gesamtförderstrom Q_GES bis zum Erreichen des Umschaltdrucks X1 darstellt, der schließlich den Förderstroms Q auf die erste Fördervorrichtung 1 beschränkt. Folglich verharrt beim Erreichen eines definiert hohen Umschaltdrucks X1 das hydraulisch betätigte Ventil 3 durch die Wirkung des Systemdrucks p_sysjeweils entgegen der Kraft des Federelements 7 in der Variante nach 1 in der Schließstellung, hingegen in der Variante nach 2 in der geöffneten Stellung, wodurch jeweils die zweite Fördervorrichtung 2 in beiden Ausführungsbeispielen unwirksam geschaltet ist, sodass sich bedarfsgerecht die Fördermenge Q als auch das Motormoment M_MOT deutlich reduziert. Wird allerdings der Systemdruck p_SYSunterhalb eines definierten Systemdrucks X2 abgesenkt, der vom Betrage her nieder ist als der Umschaltdruck X1, dann überwiegt die Kraft des Federelements 7, wodurch das Ventil 3 gemäß der Variante nach 1 in die geöffnete Schaltstellung und in der Variante nach 2 in die Schließstellung schaltet, sodass ein aus beiden Fördervorrichtungen 1, 2 resultierender Bedarf des Förderstroms Q_GES mit erhöhtem Leistungsbedarf des Elektromotors bereitgestellt wird.
Mit den voran beschriebenen Schaltungsvarianten ist es somit möglich, verschiedene Betriebskennfelder, z.B. für den autonomen Arbeitsbereich, der beispielsweise die Komfort- und Assistenzfunktionen des Bremsdruckregelaggregats umfasst, als auch das Betriebskennfeld für den konventionellen ABS-Arbeitsbereich durch eine Anpassung der Pumpenförderleistung mit Hilfe des Ventils 3 abzudecken, wodurch sich der Leistungsbedarf des Elektromotors optimieren lässt, was insbesondere zu einer signifikante Absenkung der Fördermenge Q, des Förderdrucks und des Motormoments M_MOT des Elektromotors im ABS-Betrieb führt. Durch die deutlich erkennbare Absenkung der Motorstromaufnahme lässt sich somit tendenziell eine Miniaturisierung des Elektromotors erreichen.
Bezugszeichenliste

1: Fördervorrichtung
2: Fördervorrichtung
3: Ventil
4: Radbremse
5: Trennventil
6: Einlassventil
7: Federelement
8: Saugabschnitt
9: Umschaltventil
10: Niederdruckspeicher
11: Steuerdruckleitung
12: Pumpensaugventil
13: Bypasskanal
14: Pumpendruckventil
15: Pumpendruckpfad
16: Auslassventil
17: Hauptbremszylinder
18: Druckrückhalteventil

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 102008022429 A1 [0003]

Claims

Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat für ein Kraftfahrzeug, das in Parallelschaltung ein Pumpensystem mit einer ersten und einer zweiten Fördervorrichtung in einem Hydraulikkreis aufweist, das nach dem Rückförderprinzip arbeitet, mit einem elektromagnetisch betätigbaren Ein- und Auslassventil, die zur Regelung des Radbremsdrucks stromabwärts zum Pumpensystem im Hydraulikkreis angeordnet sind, mit einem zur Fremdbetätigung einer Radbremse im Hydraulikkreis angeordneten, elektromagnetisch betätigbaren Trenn- und Umschaltventil, wobei das Trennventil zwischen dem druckseitigen Anschluss des Pumpensystems an einen das Ein- und Auslassventil aufweisenden Bremsleitungsabschnitt des Hydraulikkreises angeschlossenen ist, welcher mit einem Hauptbremszylinder verbundenen ist, der über das Umschaltventil eine schaltbare Verbindung mit dem saugseitigen Anschluss des Pumpensystems aufweist, sowie mit einem zwischen dem Umschaltventil und dem saugseitigen Anschluss des Pumpensystems im Hydraulikkreis angeordneten Niederdruckspeicher, der über das Auslassventil mit der Radbremse des Hydraulikkreises verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Fördervorrichtung (2) entweder saugseitig oder druckseitig ein hydraulisch betätigbares Ventil (3) zugeordnet ist, das in Richtung der Radbremse (4) den Förderstrom der zweiten Fördervorrichtung (2) unabhängig von der Förderung der ersten Fördervorrichtung (1) zu reduzieren oder aufzuheben vermag.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das saugseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugeordnete Ventil (3) zur Betätigung in seine den Förderstrom zur Radbremse (4) reduzierenden oder sperrenden Stellung von einem hydraulischen Druck beaufschlagt ist, der im Hydraulikkreis zwischen dem Trennventil (5) und dem Einlassventil (6) vorherrscht.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das saugseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugeordnete Ventil (3) zur Betätigung in seine den Förderstrom freigebende Grundstellung von einem Federelement (7) beaufschlagt ist, das im Hydraulikkreis einem zwischen dem Trennventil (5) und dem Einlassventil (6) vorherrschenden hydraulischen Druck entgegen wirkt.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das saugseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugeordnete Ventil (3) in einem Saugabschnitt (8) der zweiten Fördervorrichtung (2) angeordnet ist, der sowohl mit dem saugseitigen Anschluss der ersten Fördervorrichtung (1) an das Umschaltventil (9) als auch mit dem saugseitigen Anschluss an den Niederdruckspeicher (10) verbunden ist.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das saugseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugehörige Ventil (3) als ein durch Federkraft in der Grundstellung geöffnetes 2/2-Wegesitzventil konzipiert ist, das entgegengesetzt zur Federkraft über eine Steuerdruckleitung (11) von einem zwischen dem Trennventil (5) und dem Einlassventil (6) vorherrschenden hydraulischen Druck beaufschlagt ist.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventil (3) und der zweiten Fördervorrichtung (2) ein als Rückschlagventil ausgeführtes Pumpensaugventil (12) in den Saugabschnitt (8) der zweiten Fördervorrichtung (2) eingesetzt ist.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der zweiten Fördervorrichtung (2) druckseitig zugeordnete Ventil (3) in einem Bypasskanal (13) angeordnet ist, der die Druckseite der zweiten Fördervorrichtung (2) mit der Saugseite der zweiten Fördervorrichtung (2) verbindet.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugeordnete Ventil (3) zur Betätigung in seine den Förderstrom zur Radbremse (4) reduzierende oder sperrende Stellung von einem hydraulischen Druck beaufschlagt ist, der im Hydraulikkreis zwischen dem Trennventil (5) und dem Einlassventil (6) vorherrscht.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugeordnete Ventil (3) zur Betätigung in eine den Förderstrom zur Radbremse (4) freigebende Grundstellung von einem Federelement (7) beaufschlagt ist, das dem über eine Steuerdruckleitung (11) zugeführten hydraulischen Druck entgegen wirkt.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitig der zweiten Fördervorrichtung (2) zugehörige Ventil (3) als ein unter der Wirkung des Federelements (7) in der Grundstellung geschlossenes 2/2-Wegesitzventil konzipiert ist.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (13) druckseitig zwischen der zweiten Fördervorrichtung (2) und einem als Rückschlagventil ausgebildeten Pumpendruckventil (14) an einem den Förderstrom zur Radbremse (4) führenden Pumpendruckpfad (15) angeschlossen ist, und dass der Bypasskanal (13) saugseitig zwischen einem als Rückschlagventil ausgebildeten Pumpensaugventil (12) und einem Saugabschnitt (8) der zweiten Fördervorrichtung (2) angeordnet ist, der sowohl mit dem saugseitigen Anschluss der ersten Fördervorrichtung (1) an das Umschaltventil (9) als auch mit dem saugseitigen Anschluss an den Niederdruckspeicher (10) verbunden ist.
Elektrohydraulisches Bremsdruckregelaggregat nach einem der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fördervorrichtung (1, 2) als Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe konzipiert ist.