DE102015208067A1

DE102015208067A1 - Bremsdruckgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102015208067A1
Application number: DE102015208067.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bareiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage (1) mit einer Radbremsdruckregelung und zwei Hydropumpen (5) in jedem Bremskreis I, II. Zur Begrenzung eines Antriebsmoments sieht die Erfindung eine schaltbare oder selbstschaltende Abschaltung (8) zwischen den beiden Hydropumpen (5) vor, die beispielsweise einen Freilauf, eine schaltbare Kupplung oder eine drehmomentgeschaltete Kupplung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine bremsdruckgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Bremsdruckgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlagen sind bekannt. Sie weisen typischerweise einen muskel- oder hilfskraftbetätigten Hauptbremszylinder auf, an den ein oder mehrere Bremskreise über Trennventile angeschlossen sind. Radbremsen sind über Bremsdruckaufbauventile an das Trennventil des jeweiligen Bremskreises angeschlossen. Über Bremsdruckabsenkventile sind die Radbremsen an einen Hydrospeicher zur Zwischenspeicherung von Bremsflüssigkeit und an eine Saugseite einer Hydropumpe angeschlossen, die oft auch als Rückförderpumpe bezeichnet wird. Eine Druckseite der Rückförderpumpe ist zwischen dem Trennventil und den Bremsdruckaufbauventilen angeschlossen. Zu einer radindividuellen Bremsdruckregelung ist jeder Radbremse ein Bremsdruckaufbauventil und ein Bremsdruckabsenkventil zugeordnet. Die Bremsdruckaufbauventile und die Bremsdruckabsenkventile können auch als Radbremsdruckmodulationsventilanordnungen aufgefasst werden, mit denen in an sich bekannter Weise eine radindividuelle Bremsdruckregelung und damit eine radindividuelle Radbremskraftregelung möglich ist. Es lassen sich in an sich bekannter Weise Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupf- und Schleuderschutz-/Fahrdynamik-Regelungen durchführen, für die die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich sind. Des Weiteren sind vollautomatische Bremsungen und Funktionen wie Bremsassistent möglich. Die Bremsdruckaufbauventile und Bremsdruckabsenkventile können auch zu jeweils einem Radbremsdruckmodulationsventil mit den Schaltstellungen/Funktionen Druckaufbau, Druckhalten und Druckabsenken zusammengefasst sein.
Üblicherweise ist in jedem Bremskreis eine Hydropumpe vorhanden, wobei die Hydropumpen mehrerer Bremskreise üblicherweise gemeinsam angetrieben werden. Zu einem schnellen Druckaufbau bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder und insbesondere kalter, d. h. zähflüssiger Bremsflüssigkeit ist ein Ansaugventil bekannt, mit dem die Saugseite der Hydropumpe mit dem Hauptbremszylinder verbindbar ist. Die beschriebenen Ventile bekannter bremsdruckgeregelter hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen sind typischerweise Magnetventile. Ein Beispiel einer derartigen schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlage offenbart die Offenlegungsschrift DE 10 2010 062 188 A1 .
Für verschiedene Bremsdruckregelungen und Bremsungen ist eine schnelle Betätigung einzelner oder aller Radbremsen von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise ist eine Schleuderschutzregelung umso effektiver, je schneller die Bremse/n betätigt werden. Auch für die Vermeidung von Unfällen und zum Fußgängerschutz ist bei automatischen Bremsungen eine schnelle Bremsbetätigung entscheidend. Zu berücksichtigen ist hierbei, dass bei verschiedenen Bremsdruckregelungen und bei automatischen Bremsungen die Bremse nicht betätigt und die Fahrzeugbremsanlage drucklos ist, so dass der Druck vollständig von der Hydropumpe aufgebaut werden muss. Das erfordert einen leistungsstarken Antrieb der Hydropumpe und eine Hydropumpe, die sowohl zumindest bei niedrigem Druckniveau einen großen Förderstrom aufweist als auch in der Lage ist, einen hohen Maximaldruck zu erzeugen. Ein leistungsstarker Pumpenantrieb belastet ein elektrisches Stromnetz eines Kraftfahrzeugs entsprechend.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2013 217 855 A1 begegnet dem Problem damit, dass sie mehrere Hydropumpen in jedem Bremskreis aufweist, die mit einer Ventilanordnung wahlweise hydraulisch parallel oder in Serie schaltbar sind. Durch Parallelschaltung der Hydropumpen wird ein großer Förderstrom für einen schnellen Druckaufbau erreicht und die Serienschaltung ermöglicht einen hohen Maximaldruck. Alle Hydropumpen weisen einen gemeinsamen Pumpenantrieb mit einem Elektromotor auf.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße bremsdruckgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sieht eine mechanische Lösung für das Problem des einerseits schnellen Druckaufbaus und andererseits hohen Maximaldrucks vor. Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage weist in jedem Bremskreis mindestens zwei Hydropumpen zu einem Druckaufbau auf, die mit einem gemeinsamen Pumpenantrieb antreibbar sind. Der Pumpenantrieb weist eine mechanische, schaltbare oder selbstschaltende Abschaltung für mindestens eine der Hydropumpen auf. Durch Antrieb aller Hydropumpen wird eine große Fördermenge und damit ein schneller Druckaufbau in der Fahrzeugbremsanlage erreicht. Nach Abschaltung einer oder mehrerer Hydropumpen lässt sich mit der oder den verbleibenden angetriebenen Hydropumpen ein hoher Maximaldruck erreichen, wobei eine Antriebsleistung den angetriebenen Hydropumpen zur Verfügung steht.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand. Die Abschaltung einer oder mehrerer Hydropumpen ist beispielsweise mit einem Freilauf möglich, der zwischen zwei Hydropumpen angeordnet ist. Bei einer Drehrichtung treibt der Pumpenantrieb alle Hydropumpen an, bei umgekehrter Drehrichtung nur die Hydropumpe/n, die antriebsmäßig vor dem Freilauf angeordnet sind.
Andere Ausgestaltungen der Erfindung sehen eine schaltbare Kupplung oder eine selbstschaltende Kupplung, beispielsweise eine drehmomentgeschaltete Kupplung zur Abschaltung einer oder mehrerer Hydropumpen vor. Die Kupplungen können einen Überlastschutz aufweisen, beispielsweise mittels einer drehmomentgeschalteten Kupplung. Im Falle einer magnetorheologischen Kupplung ist ein Überlastschutz gewährleistet, weil ein übertragbares Drehmoment bei Anlegen eines Magnetfelds begrenzt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 einen vereinfachten hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage; und
2 ein Förderdiagramm von Hydropumpen der Fahrzeugbremsanlage aus 1.
Ausführungsform der Erfindung
Die in 1 dargestellte, bremsdruckgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage 1 gemäß der Erfindung weist zwei Bremskreise I, II auf, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist. Der nicht gezeichnete Bremskreis II ist übereinstimmend aufgebaut und funktioniert in gleicher Weise wie der gezeichnete Bremskreis I. Es ist allerdings nicht zwingend für die Erfindung, dass die Fahrzeugbremsanlage 1 zwei gleiche Bremskreise I, II aufweist, es sind noch nicht einmal zwei Bremskreise I, II zwingend für die Erfindung, sondern die Erfindung ist grundsätzlich auch in einem Bremskreis ausführbar. Die beiden Bremskreise I, II sind an einen muskel- oder hilfskraftbetätigbaren Zweikreis-Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Jeder Bremskreis I, II weist im Ausführungsbeispiel zwei hydraulische Radbremsen 3 auf. Zu einer radindividuellen Radbremsdruckregelung weist die Fahrzeugbremsanlage 1 eine symbolisch dargestellte Radbremsdruckmodulationsventilanordnung 4 für jede Radbremse 3 auf. Solche Radbremsdruckmodulationsventilanordnungen 4 und radindividuelle Radbremsdruckregelungen mit ihnen sind dem Fachmann bekannt und sollen, da sie nicht den eigentlichen Gegenstand der Erfindung bilden, hier nicht näher erläutert werden. Mit ihnen sind Regelungen wie beispielsweise eine Blockierschutzregelung, eine Antriebsschlupfregelung, eine Schleuderschutzoder Fahrdynamikregelung möglich, für die Abkürzungen wie ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich sind.
Des Weiteren weist die Fahrzeugbremsanlage 1 in jedem Bremskreis I, II zwei Hydropumpen 5 mit einem gemeinsamen Pumpenantrieb 6 aller Hydropumpen 5 beider Bremskreise I, II durch einen Elektromotor auf. Die beiden Hydropumpen 5 eines Bremskreis I, II sind hydraulisch parallel geschaltet. Sie dienen einem Druckaufbau bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder 2, einer Druckerhöhung bei betätigtem Hauptbremszylinder einem Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus Richtung der Radbremsen 3 in Richtung des Hauptbremszylinders 2 und allgemein zur Förderung von Bremsflüssigkeit für Radbremsdruckregelungen. Mit den Hydropumpen 5 sind außer den genannten Regelungen auch vollautomatische Bremsungen ohne Betätigung des Hauptbremszylinders 2 und teilautomatische Bremsungen (d.h. Bremsdruckerhöhung) bei betätigtem Hauptbremszylinder 2 möglich. Die Hydropumpen 5 sind über eine Ventilanordnung 7 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen.
Eine der beiden Hydropumpen 5 in jedem Bremskreis I, II wird unmittelbar vom Pumpenantrieb 6 mit dem Elektromotor beispielsweise über einen Exzenter angetrieben, die andere Hydropumpe 5 wird über eine mechanische schaltbare oder selbstschaltende Abschaltung 8 angetrieben, die zwischen den beiden Hydropumpen 5 angeordnet ist. Für einen schnellen Druckaufbau werden beide Hydropumpen 5 angetrieben. Für einen hohen Bremsdruck wird eine der beiden Hydropumpen 5 mit der Abschaltung 8 abgeschaltet und der Bremsdruck nur mit der anderen Hydropumpe 5 erzeugt oder erhöht. Eine Antriebsleistung des Pumpenantriebs 6 steht bei Abschaltung der einen Hydropumpe 5 vollständig der anderen Hydropumpe 5 zur Verfügung.
Die Abschaltung 8 kann einen Freilauf aufweisen, so dass abhängig von einer Drehrichtung des Pumpenantriebs 6 entweder beide Hydropumpen 5 oder nur eine Hydropumpe 5 angetrieben wird. Eine andere Möglichkeit für die Abschaltung 8 ist eine schaltbare Kupplung, beispielsweise eine Magnetkupplung. Auch eine magnetorheologische Kupplung ist möglich, die eine magnetorheologische Flüssigkeit enthält, die sich bei Anlegen eines Magnetfelds verfestigt, so dass die Kupplung ein Drehmoment überträgt. Des Weiteren ist eine drehmomentgeschaltete Kupplung für die Abschaltung 8 möglich, die bei Überschreiten eines festgelegten Grenzmoments ausrückt, d.h. kein Drehmoment überträgt. Vorzugsweise wird eine Sperrkörper-Kupplung mit beispielsweise federbelasteten Kugeln oder Bolzen als drehmomentgeschaltete Kupplung für die Abschaltung 8 verwendet.
2 zeigt ein Förderdiagramm der beiden Hydropumpen 5. An der Ordinate ist ein Fördervolumenstrom, d. h. eine von den Hydropumpen 5 geförderte Bremsflüssigkeitsmenge, und an der Abszisse ein Förderdruck, d. h. ein Bremsflüssigkeitsdruck am Auslass der Hydropumpen 5, abgetragen. Bei einem Anlauf fördern die beiden Hydropumpen 5 zunächst gemeinsam einen Fördervolumenstrom, der mit steigendem Förderdruck abnimmt. Ab einem Abschaltpunkt bzw. Abschaltdruck, der sich im Diagramm als niedriger, senkrechter bzw. stufenartiger Rückgang des Fördervolumenstroms darstellt, fördert nur noch eine der beiden Hydropumpen 5. Der Fördervolumenstrom nimmt weiter mit steigendem Förderdruck ab, allerdings wird mit nur einer Hydropumpe 5 ein höherer Druck erreicht, als mit beiden Hydropumpen 5 erzielbar wäre. Das zeigt die dünne Fortsetzung der Geraden des Fördervolumenstroms beider Hydropumpen 5. Das in 2 gezeichnete Förderdiagramm zeigt eine lineare Abhängigkeit des Fördervolumenstroms vom Förderdruck. In der Praxis ist der Zusammenhang normalerweise nicht linear.
Am Abschaltpunkt wird beispielsweise eine Drehrichtrung des Elektromotors des Pumpenantriebs 6 umgekehrt, so dass nur noch eine unmittelbar angetriebene Hydropumpe 5 angetrieben wird wogegen eine mittelbar über einen Freilauf angetriebene Hydropumpe 5 antriebslos ist. Im Falle schaltbarer Kupplungen werden diese am Abschaltpunkt, d. h. bei Erreichen des Abschaltdrucks, ausgerückt. Eine drehmomentgeschaltete Kupplung beendet den Antrieb der über sie angetriebenen Hydropumpe 5 selbsttätig bei Überschreiten eines vorzugsweise einstellbaren Drehmoments.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010062188 A1 [0003]
DE 102013217855 A1 [0005]

Claims

Bremsdruckgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit mindestens zwei Hydropumpen (5) zu einem Druckaufbau in mindestens einem Bremskreis I, II und mit einem Pumpenantrieb (6) zu einem gemeinsamen Antrieb der Hydropumpen (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenantrieb (6) eine Abschaltung (8) für mindestens eine Hydropumpe (5) aufweist.
Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung (8) einen Freilauf aufweist, der zwischen zwei der mindestens zwei Hydropumpen (5) in dem mindestens einen Bremskreis I, II angeordnet ist, so dass bei einer Drehrichtung des Pumpenantriebs (6) alle Hydropumpen (5) in dem mindestens einen Bremskreis I, II und bei umgekehrter Drehrichtung des Pumpenantriebs (6) nur antriebsmäßig vor dem Freilauf angeordnete Hydropumpen (5) in dem mindestens einen Bremskreis I, II angetrieben werden.
Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung (8) eine drehmomentgeschaltete Kupplung aufweist.
Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung (8) eine schaltbare Kupplung aufweist.
Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung (8) eine magnetorheologische Kupplung aufweist.
Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen Überlastschutz aufweist.