DE102015221228A1 - Brake control device for a hydraulic vehicle brake system and brake system - Google Patents
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Abstract
Bremsensteuervorrichtung (200) für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit zumindest zwei Bremskreisen, umfassend für jeden der Bremskreise einen Eingangsdruckanschluss (1) und einen zugehörigen Ausgangsdruckanschluss (3), wobei je Bremskreis eine erste hydraulische Verbindung (11a, 11b) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruckanschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein, insbesondere stromlos offen ausgeführtes, analog ansteuerbares, erstes Ventil (5) angeordnet ist, eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle mit einer Saugseite (41) und einer Druckseite (42) vorgesehen ist, wobei die Saugseite (41) mit dem Eingangsdruckanschluss (1) verbunden ist und die Drucksaugseite (42) mit dem Ausgangsdruckanschluss (3) verbunden ist, und eine zweite hydraulische Verbindung (11a, 2a, 2b) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruckanschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses (3) hin öffnendes erstes Rückschlagventil (6) angeordnet ist, sowie Bremsanlage mit einer solchen Betätigungsvorrichtung (100), welche hydraulisch zwischen einer Betätigungsvorrichtung (100) mit bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder (99) und einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationsvorrichtung (300) zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke mit einer elektrisch ansteuerbaren Druckquelle (310) angeordnet ist.Brake control device (200) for a hydraulic motor vehicle brake system having at least two brake circuits, comprising for each of the brake circuits an input pressure port (1) and an associated output pressure port (3), each brake circuit having a first hydraulic connection (11a, 11b) between the input pressure port (1 ) and the output pressure port (3) is provided, in which a, in particular currentless open running, analog controllable, first valve (5) is arranged, an electrically controllable pressure source with a suction side (41) and a pressure side (42) is provided, the suction side (41) is connected to the inlet pressure port (1) and the pressure suction side (42) is connected to the outlet pressure port (3), and a second hydraulic connection (11a, 2a, 2b) between the inlet pressure port (1) and the outlet pressure port (FIG. 3) is provided, in which in the direction of the outlet pressure port (3) towards opening first Rücksc Lifting valve (6) is arranged, as well as brake system with such an actuating device (100), which hydraulically between an actuating device (100) with brake master cylinder master cylinder (99) and an electrically controllable pressure modulation device (300) for setting wheel-individual brake pressures with an electrically controllable pressure source (310 ) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsensteuervorrichtung für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit zumindest zwei Bremskreisen sowie eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.The invention relates to a brake control device for a hydraulic motor vehicle brake system having at least two brake circuits and a brake system according to the preamble of
Bekannte konventionelle hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen umfassen oftmals Radbremsen (z.B. hydraulisch betätigte Scheibenbremsen), eine elektrohydraulischen Bremsschlupf-Fahrstabilitäts-Kontrolleinheit (HECU) und eine Bremsbetätigungseinrichtung mit einem Vakuumbremskraftverstärker. Der elektronische Regler der elektrohydraulischen Kontrolleinheit ist meist nach dem sogenannten „Fail Silent“-Prinzip ausgelegt, d.h. nach einem erkannten Fehler wird die Kontrolleinheit vollständig oder teilweise elektrisch funktionslos geschaltet. Eine Möglichkeit der Betätigung der Bremsanlage durch den Fahrer, z.B. ohne elektrische Unterstützung oder Beeinflussungsmöglichkeit, bleibt aber bestehen.Known conventional vehicular hydraulic brake systems often include wheel brakes (e.g., hydraulically actuated disc brakes), an electro-hydraulic brake slip ride stability control (HECU) unit, and a brake actuator with a vacuum brake booster. The electronic controller of the electro-hydraulic control unit is usually designed according to the so-called "fail-silent" principle, i. after a detected error, the control unit is switched completely or partially electrically inoperative. One way of actuating the brake system by the driver, e.g. without electrical support or interference possibility, but remains.
Bekannte elektrohydraulische Kontrolleinheiten für ABS/ESP-Kraftfahrzeugbremsanlagen umfassen zwei Eingangsdruckanschlüsse, d.h. für jeden der zwei Bremskreise einen Eingangsdruckanschluss, vier radindividuelle Ausgangsdruckanschlüsse, eine Druckregelventilanordnung zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke an den Ausgangsdruckanschlüssen, einen Niederdruckspeicher je Bremskreis zur Aufnahme von aus den Radbremsen abgelassenem Druckmittel und eine zweikreisige Rückförderpumpe.Known electrohydraulic control units for ABS / ESP automotive brake systems include two input pressure ports, i. for each of the two brake circuits, an input pressure port, four wheel-specific output pressure ports, a pressure control valve assembly for adjusting wheel-specific brake pressures at the outlet pressure ports, a low pressure accumulator per brake circuit for receiving pressure fluid discharged from the wheel brakes and a dual-circuit return pump.
Es ist zu erwarten, dass zukünftig auch Fahrzeugbremssysteme zum Einsatz kommen werden, welche für automatisiert fahrende Fahrzeuge geeignet sind. Diese Bremssysteme müssen grundsätzlich fremdansteuerbare Systeme sein. Dies bedeutet, dass eine Bremsanforderung über elektronische oder elektrische Steuersignale angefordert und vom System ohne Zutun des Fahrers umgesetzt werden kann. Hierbei muss aus Sicherheitsgründen eine ausreichend hohe Verfügbarkeit des Bremssystems bzw. der fremdansteuerbaren Bremsfunktion gewährleistet sein.It is to be expected that in the future also vehicle brake systems will be used, which are suitable for automated moving vehicles. These braking systems must be basically externally controllable systems. This means that a brake request via electronic or electrical control signals can be requested and implemented by the system without the driver's intervention. For safety reasons, a sufficiently high availability of the brake system or the externally controllable braking function must be ensured.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage bereitzustellen, welche die für automatisiertes Fahren notwendige Verfügbarkeit der Bremsdruckbereitstellung gewährleistet. Insbesondere soll eine einfache und damit kostengünstige Bremsensteuervorrichtung bereitgestellt werden, welche zwischen einer Betätigungsvorrichtung mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder und einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationsvorrichtung mit Druckmodulationsventilen und einer elektrisch steuerbaren Druckquelle angeordnet werden kann, und welche einen hydraulischen Verstärker mit geringem Strömungswiderstand darstellt.It is an object of the present invention to provide a brake system which ensures the necessary for automated driving availability of brake pressure supply. In particular, a simple and therefore inexpensive brake control device is to be provided, which can be arranged between an actuating device with a brake pedal-actuated master cylinder and an electrically controllable pressure modulation device with pressure modulation valves and an electrically controllable pressure source, and which constitutes a hydraulic amplifier with low flow resistance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 10 und eine Bremsensteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a brake system according to
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Bremsensteuervorrichtung für jeden der Bremskreise einen Eingangsdruckanschluss und einen zugehörigen Ausgangsdruckanschluss umfasst, wobei je Bremskreis eine erste hydraulische Verbindung zwischen dem Eingangsdruckanschluss und dem Ausgangsdruckanschluss vorgesehen ist, in welcher ein analog ansteuerbares erstes Ventil angeordnet ist, eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle vorgesehen ist, deren Saugseite mit dem Eingangsdruckanschluss und deren Drucksaugseite mit dem Ausgangsdruckanschluss verbunden ist, und eine zweite hydraulische Verbindung zwischen dem Eingangsdruckanschluss und dem Ausgangsdruckanschluss vorgesehen ist, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses hin öffnendes erstes Rückschlagventil angeordnet ist.The invention is based on the idea that the brake control device for each of the brake circuits comprises an input pressure port and an associated output pressure port, each brake circuit is a first hydraulic connection between the input pressure port and the output pressure port is provided, in which an analog controllable first valve is arranged, an electrically a controllable pressure source is provided, whose suction side is connected to the inlet pressure port and the pressure suction side to the outlet pressure port, and a second hydraulic connection between the inlet pressure port and the outlet pressure port is provided, in which a in the direction of the outlet pressure port opening towards first check valve is arranged.
Durch die zweite hydraulische Verbindung mit dem ersten Rückschlagventil wird eine Verbindung mit geringem Strömungswiderstand zwischen Eingangsdruckanschluss und dem Ausgangsdruckanschluss der Bremsensteuervorrichtung geschaffen, so dass ein Ansaugen von Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder der Betätigungsvorrichtung in die elektrisch steuerbare Druckmodulationsvorrichtung durch die Bremsensteuervorrichtung mit möglichst geringem hydraulischem Widerstand möglich ist.By the second hydraulic connection with the first check valve, a connection with low flow resistance between the inlet pressure port and the output pressure port of the brake control device is provided so that suction of pressure medium from the master cylinder of the actuator into the electrically controllable pressure modulation device by the brake control device with the lowest possible hydraulic resistance is possible ,
Bevorzugt ist in der zweiten hydraulischen Verbindung neben dem ersten Rückschlagventil kein weiteres Ventil angeordnet.Preferably, no further valve is arranged in the second hydraulic connection in addition to the first check valve.
Bevorzugt umfasst die Bremsensteuervorrichtung keinen Anschluss für einen Druckmittelbehälter oder Druckmittelvorratsbehälter. Die Pumpen der Bremsensteuervorrichtung saugen also Druckmittel über die Eingangsdruckanschlüsse, also z.B. aus dem Hauptbremszylinder.Preferably, the brake control device does not include a connection for a pressure medium container or pressure medium reservoir. The pumps of the brake control device thus suck pressure medium via the inlet pressure ports, e.g. from the master cylinder.
Um einen geringen Strömungswiderstand zu erreichten, besitzt das erste Rückschlagventil bevorzugt einen großen Durchtrittsquerschnitt. Besonders bevorzugt besitzt das erste Rückschlagventil einen Durchtrittsquerschnitt von mindestens 3 bis 4 mm.In order to achieve a low flow resistance, the first check valve preferably has a large passage cross-section. Particularly preferably, the first check valve has a passage cross-section of at least 3 to 4 mm.
Bevorzugt ist dem ersten Ventil ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses hin öffnendes zweites Rückschlagventil parallel geschaltet ist, das konstruktiv in dem ersten Ventil ausgebildet ist. Dieses zweite, integrierte Rückschlagventil besitzt einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als das einzeln ausgeführte, erste Rückschlagventil. Daher ist das zweite Rückschlagventil für einen geringen Strömungswiderstand von Eingangsdruckanschluss zu Ausgangsdruckanschluss nicht ausreichend.Preferably, a second check valve, which opens in the direction of the outlet pressure port, is connected in parallel with the first valve, which is structurally designed in the first valve. This second, integrated check valve has a smaller passage cross-section than the individually executed, first check valve. Therefore, the second check valve is insufficient for low flow resistance from input pressure port to output pressure port.
Das erste Rückschlagventil ist bevorzugt dem ersten Ventil parallel geschaltet sowie der Pumpe parallel geschaltet, so dass unabhängig vom Schaltzustand des ersten Ventils ein Ansaugen eines ausreichend großen Druckmittelvolumenstroms aus der vorgeschalteten Betätigungsvorrichtung in die nachgeschaltete Druckmodulationsvorrichtung über die zweite hydraulische Verbindung mit erstem Rückschlagventil der Bremsensteuervorrichtung geschehen kann. Anders ausgedrückt überbrückt das erste Rückschlagventil das erste Ventil und auch die Pumpe.The first check valve is preferably connected in parallel to the first valve and the pump connected in parallel, so that regardless of the switching state of the first valve, a suction of a sufficiently large pressure medium volume flow from the upstream actuator in the downstream pressure modulation device via the second hydraulic connection with the first check valve of the brake control device can be done , In other words, the first check valve bypasses the first valve and also the pump.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in der hydraulischen Verbindung zwischen der Saugseite der Pumpe und dem Eingangsdruckanschluss ein stromlos geschlossen ausgeführtes, zweites Ventil vorgesehen. Durch das zweite Ventil wird die Pumpe vor Beschädigung geschützt. An sich sind Pumpen bekannt, welche ein verbessertes Pumpenansaugverhalten besitzen, deren Dichtung jedoch bei einer andauernden oder wiederholten Druckbeaufschlagung auf der Saugseite beschädigt werden können. Durch das stromlos geschlossene zweite Ventil wird die Pumpe vor einer Druckbeaufschlagung durch den Fahrer geschützt.According to one embodiment of the invention, a normally closed closed, second valve is provided in the hydraulic connection between the suction side of the pump and the inlet pressure port. The second valve protects the pump from damage. As such, pumps are known which have improved pump suction performance, but whose seals can be damaged by sustained or repeated pressurization on the suction side. By the normally closed second valve, the pump is protected from pressurization by the driver.
Das erste Rückschlagventil ist dann bevorzugt Pumpe und zweitem Ventil parallel geschaltet, d.h. durch die zweite hydraulische Verbindung mit dem ersten Rückschlagventil wird die Hintereinanderschaltung von zweitem Ventil und Pumpe überbrückt. So wirkt das zweite Ventil beim Ansaugen von Druckmittel über die zweite hydraulische Verbindung mit erstem Rückschlagventil nicht als Strömungswiderstand.The first check valve is then preferably connected in parallel to the pump and the second valve, i. through the second hydraulic connection with the first check valve, the series connection of the second valve and the pump is bridged. Thus, the second valve does not act as a flow resistance during the suction of pressure medium via the second hydraulic connection with the first check valve.
Zur einfacheren Prüfbarkeit der Bremsanlage ist die Bremsensteuervorrichtung bevorzugt als eine bauliche Einheit in Form eines Bremsensteuergeräts mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit und einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit ausgeführt. Dabei ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung der elektrisch steuerbaren Komponenten der Bremsensteuervorrichtung ausgebildet, insbesondere zur Ansteuerung der Pumpen und der ersten Ventile, und ggf. der zweiten Ventile.For ease of testability of the brake system, the brake control device is preferably designed as a structural unit in the form of a brake control device with an electronic control unit and a hydraulic control unit. In this case, the electronic control unit is designed to control the electrically controllable components of the brake control device, in particular for controlling the pumps and the first valves, and possibly the second valves.
Bevorzugt werden die Pumpen der Bremsensteuervorrichtung durch einen Elektromotor gemeinsam angetrieben.Preferably, the pumps of the brake control device are driven together by an electric motor.
Bevorzugt ist je Bremskreis zumindest eine erste Druckerfassungseinrichtung vorgesehen, welche den Druck an einem Ausgangsdruckanschluss erfasst.Preferably, at least one first pressure detection device is provided per brake circuit, which detects the pressure at an output pressure port.
Die Erfindung betrifft auch eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10, die eine erfindungsgemäße Bremsensteuervorrichtung umfasst.The invention also relates to a brake system according to the preamble of
Bevorzugt sind die Eingangsdruckanschlüsse der Bremsensteuervorrichtung mit dem Hauptbremszylinder verbunden und die Ausgangsdruckanschlüsse der Bremsensteuervorrichtung mit der Druckmodulationsvorrichtung verbunden. Besonders bevorzugt sind die Eingangsdruckanschlüsse der Bremsensteuervorrichtung ohne Zwischenschaltung eines Ventils mit dem Hauptbremszylinder verbunden, um Strömungswiderstände beim Ansaugen aus dem Hauptbremszylinder zu minimieren.Preferably, the input pressure ports of the brake control device are connected to the master cylinder and the output pressure ports of the brake control device are connected to the pressure modulation device. Particularly preferably, the input pressure connections of the brake control device are connected to the master brake cylinder without the interposition of a valve, in order to minimize flow resistance during intake from the master brake cylinder.
Die Druckmodulationsvorrichtung ist zur einfacheren Prüfbarkeit bevorzugt als eine bauliche Einheit in Form eines Bremsensteuergeräts mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit und einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit ausgeführt. Dabei ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit besonders bevorzugt zur Ansteuerung aller elektrisch ansteuerbarer Komponenten der hydraulischen Steuer- und Regeleinheit der Druckmodulationsvorrichtung ausgebildet.The pressure modulation device is preferably designed for ease of testability as a structural unit in the form of a brake control device with an electronic control unit and a hydraulic control unit. In this case, the electronic control and regulating unit is particularly preferably designed to control all the electrically controllable components of the hydraulic control and regulating unit of the pressure modulation device.
Bevorzugt umfasst die Betätigungsvorrichtung einen dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärker. Der Bremskraftverstärker ist besonders bevorzugt elektrisch betätigbar ausgeführt. Vorteilhafterweise handelt es sich um einen, an sich bekannten, elektrisch betätigbaren Vakuumbremskraftverstärker.The actuating device preferably comprises a brake booster connected upstream of the master brake cylinder. The brake booster is particularly preferably carried out electrically actuated. Advantageously, it is a known per se, electrically actuated vacuum brake booster.
Bevorzugt wird die Bremsanlage aus mindestens zwei, voneinander unabhängigen elektrischen Energiequellen versorgt, um eine hohe Verfügbarkeit der Bremsanlage zu erreichen.Preferably, the brake system is powered from at least two independent electrical energy sources to achieve high availability of the brake system.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description with reference to figures.
Es zeigenShow it
In
Die beispielgemäße Bremsensteuervorrichtung
Jede Pumpe
Das erste Ventil
Die Druckseite
Die Saugseite
Weiterhin ist über die Leitungsabschnitte
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Drucksensor (eine Druckerfassungseinrichtung)
Bremsensteuervorrichtung
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage (siehe
Die beispielsgemäße Betätigungsvorrichtung bzw. Druckquelle
Der zweikreisige Hauptbremszylinder
Bremsensteuervorrichtung
Druckmodulationsvorrichtung
Druckmodulationsvorrichtung
Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile
Den Einlassventilen
Die Niederdruckspeicher
Je ein elektromagnetisch betätigbares, stromlos geschlossenes (SG-) 2/2-Wegeventil
In den Bremskreisdruckleitungen
An der Bremskreisdruckleitung
Die Pumpen
Die hydraulischen Komponenten der beispielsgemäßen Bremsanlage sind also in drei elektrohydraulischen bzw. hydraulischen Einheiten
Bevorzugt wird jede der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (ECU), also die ECU der Druckmodulationsvorrichtung
Rückschlagventil
Das Hydrauliklayout der erfindungsgemäßen Bremsensteuervorrichtung ermöglicht ein Durchströmen mit optimiertem hydraulischem Widerstand. Dies ist insbesondere von Vorteil, um ein Ansaugen von Druckmittel des nachgeschalteten Bremssystem (der Druckmodulationsvorrichtung) mit möglichst geringem hydraulischem Widerstand durch die Bremsensteuervorrichtung zu ermöglichen.The hydraulic layout of the brake control device according to the invention allows a flow with optimized hydraulic resistance. This is particularly advantageous to allow suction of pressure medium of the downstream brake system (the pressure modulation device) with the lowest possible hydraulic resistance by the brake control device.
Mit einem verhältnismäßig geringen Hydraulikaufwand der Verwendung eines Rückschlagventils
Die Bremsensteuervorrichtung (das Pumpen-Ventil-Modul) verstärkt bevorzugt die eingangsseitig anliegenden Eingangsdrücke (z.B. Hauptbremszylinderdrücke) und gibt diese ausgangsseitig an eine elektrisch steuerbare Druckmodulationsvorrichtung, insbesondere an ein ESC-Elektrohydraulikmodul (ESC: Electronic Stability Control), ab. The brake control device (the pump-valve module) preferably amplifies input pressure (e.g., master cylinder pressure) applied to the input and outputs it to an electrically controllable pressure modulation device, in particular to an ESC (Electronic Stability Control) module.
Die Bremsensteuervorrichtung wird bevorzugt von einer separaten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) angesteuert, die unabhängig von der Funktion der elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) der Druckmodulationsvorrichtung (z.B. des ESC-Elektrohydraulikmoduls) ist. Dies schafft die für automatisiertes Fahren notwendige Redundanz der elektronisch gesteuerten Bremsdruckbereitstellung.The brake control device is preferably driven by a separate electronic control unit (ECU), which is independent of the function of the electronic control unit (ECU) of the pressure modulation device (e.g., the ESC electrohydraulic module). This provides the redundancy required for automated driving of electronically controlled brake pressure delivery.
Eine erfindungsgemäße Bremsensteuervorrichtung wird bevorzugt als Ergänzung zu einem Hauptbremssystem genutzt, welches bereits einen elektrisch ansteuerbaren Druckerzeuger bzw. Druckquelle
Die Bremsensteuervorrichtung beinhaltet bevorzugt die für eine Redundanz nötige eigene elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) und einen zweiten elektrisch ansteuerbaren Druckerzeuger bzw. Druckquelle
Die beispielsgemäßen Bremsensteuervorrichtungen
In elektrisch verstärkten Bremsanalagen wird ein besonderes Augenmerk auf die Verfügbarkeit gelegt. Eine hohe Verfügbarkeit wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Bremsanlage aus mindestens zwei voneinander unabhängigen elektrischen Energiequellen versorgt wird. Außerdem sind bevorzugt die durch mögliche Ausfälle gefährdeten Komponenten, wie ECUs (elektronische Steuer- und Regeleinheiten) und Aktuatoren (z.B. elektrisch steuerbare Druckquellen), zumindest zweifach ausgeführt.In electrically reinforced brake systems, special attention is paid to availability. High availability is preferably achieved by supplying the brake system with at least two independent electrical energy sources. In addition, components at risk of possible failures, such as ECUs (electronic control units) and actuators (e.g., electrically controllable pressure sources), are preferably at least two-fold.
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