DE102020201083A1 - Pressure generator for a hydraulic brake system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Druckerzeuger (10) für ein hydraulisches Bremssystem, mit einem Antrieb (11) und einer Zylinder-Kolbeneinheit (14), welche mindestens einen Kolben (17A, 17B) und mindestens eine Kammer (18A, 18B) umfasst, in welche mindestens zwei Fluidanschlüsse (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) münden, wobei der Antrieb (11) zum Druckaufbau den mindestens einen Kolben (17A, 17B) ausgehend von einer Nullstellung gegen die Kraft einer korrespondierenden Rückstellfeder (19.1, 19.2) bewegt, wobei die Zylinder-Kolbeneinheit (14) für die mindestens eine Kammer (18A, 18B) zum Volumenausgleich eine Volumenausgleichsanordnung (20) aufweist, welche in der mindestens einen Kammer (18A, 18B) eine mit einem ersten Fluidanschluss (14.1, 14.3) fluidisch verbundene umlaufende Ringnut (22) und eine kolbenpositionsabhängige Fluidverbindung zwischen der Kammer (18A, 18B) und der umlaufenden Ringnut (22) umfasst, über welche bei einer Rückzugsbewegung des mindestens einen Kolbens (17A, 17B) Bremsfluid aus der mindestens einen Kammer (18A, 18B) zu dem korrespondierenden Fluidanschluss (14.1, 14.3) ableitbar ist, sowie ein korrespondierendes Bremssystem (1) mit einem solchen Druckerzeuger (10). Hierbei weist die Volumenausgleichsanordnung (20) Ausgleichsmittel (24) auf, welche geeignet sind, in Abhängigkeit von einem Kräfteverhältnis zwischen einer Antriebskraft des Antriebs (11) und einer Federkraft der Rückstellfeder (19.1, 19.2) und einem Druck in der mindestens einen Kammer (18A, 18B) einen wirksamen Strömungsquerschnitt der kolbenpositionsabhängigen Fluidverbindung bis zum Erreichen eines Kräftegleichgewichts oder der Nullstellung stetig zu vergrößern.The invention relates to a pressure generator (10) for a hydraulic brake system, with a drive (11) and a cylinder-piston unit (14) which comprises at least one piston (17A, 17B) and at least one chamber (18A, 18B) into which at least two fluid connections (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) open, the drive (11) moving the at least one piston (17A, 17B) starting from a zero position against the force of a corresponding return spring (19.1, 19.2) to build up pressure, the Cylinder-piston unit (14) for the at least one chamber (18A, 18B) for volume compensation has a volume compensation arrangement (20) which in the at least one chamber (18A, 18B) has a circumferential annular groove fluidically connected to a first fluid connection (14.1, 14.3) (22) and a piston position-dependent fluid connection between the chamber (18A, 18B) and the circumferential annular groove (22), via which brake fluid when the at least one piston (17A, 17B) retracts d can be derived from the at least one chamber (18A, 18B) to the corresponding fluid connection (14.1, 14.3), as well as a corresponding braking system (1) with such a pressure generator (10). The volume compensation arrangement (20) has compensation means (24) which are suitable as a function of a force ratio between a driving force of the drive (11) and a spring force of the return spring (19.1, 19.2) and a pressure in the at least one chamber (18A) , 18B) to continuously enlarge an effective flow cross section of the piston position-dependent fluid connection until an equilibrium of forces or the zero position is reached.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Druckerzeuger für ein hydraulisches Bremssystem nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein mehrkreisiges hydraulisch offenes Bremssystem, insbesondere für ein hochautomatisiertes oder autonomes Fahrzeug, mit einem solchen Druckerzeuger.The invention is based on a pressure generator for a hydraulic brake system according to the preamble of independent claim 1. The present invention also relates to a multi-circuit, hydraulically open brake system, in particular for a highly automated or autonomous vehicle, with such a pressure generator.
Aus dem Stand der Technik sind Bremssysteme für Fahrzeuge bekannt, welche zum Druckaufbau im Bremssystem einen vom Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder sowie ein ESP-System aufweisen, welches ohne Fahrereinfluss ebenfalls Druck im Bremssystem aufbauen kann. Zudem sind Fahrzeuge mit mindestens einer hochautomatisierten oder autonomen Fahrfunktion bekannt, welche zumindest teilweise eine tatsächliche Fahraufgabe übernehmen können. Dadurch können die Fahrzeuge hochautomatisiert oder autonom fahren, indem die Fahrzeuge beispielsweise den Straßenverlauf, andere Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse selbständig erkennen und die entsprechenden Ansteuerbefehle im Fahrzeug berechnen sowie diese an die Aktuatoren im Fahrzeug weiterleitet, wodurch der Fahrverlauf des Fahrzeugs korrekt beeinflusst wird. Der Fahrer ist bei einem solchen hochautomatisierten oder autonomen Fahrzeug in der Regel nicht am Fahrgeschehen beteiligt. Das bedeutet, dass kein hydraulischer Durchgriff durch den Fahrer in solchen hochautomatisierten oder autonomen Fahrzeugen vorgesehen ist.Brake systems for vehicles are known from the prior art, which have a master brake cylinder that can be actuated by the driver, and an ESP system, which can also build up pressure in the brake system without the driver's influence, to build up pressure in the brake system. In addition, vehicles with at least one highly automated or autonomous driving function are known which can at least partially take over an actual driving task. As a result, the vehicles can drive highly automated or autonomously, for example by the vehicles independently recognizing the course of the road, other road users or obstacles and calculating the corresponding control commands in the vehicle and forwarding them to the actuators in the vehicle, which correctly influences the course of the vehicle. In such a highly automated or autonomous vehicle, the driver is usually not involved in the driving process. This means that there is no provision for hydraulic access by the driver in such highly automated or autonomous vehicles.
Wird in offenen Bremssystemen ein Druckerzeuger mit einer Zylinder-Kolbeneinheit als Hauptdruckerzeuger eingesetzt, führt dies im ABS-Fall dazu, dass der Druckerzeuger einen Bremsflüssigkeitsverlust durch „Weiterschieben“ bzw. „Nachschnüffeln“ kompensieren muss. Ist die ABS-Regelung zu lang, wird durch das zyklische Ablassen von Bremsfluid bzw. Hydraulikfluid über die Auslassventile das vorhandene Volumen der Zylinder-Kolbeneinheit erschöpft, so dass für einen nachfolgenden Druckaufbau kein Volumen mehr zur Verfügung steht. Um einen erneuten Druckaufbau zu ermöglichen, werden die Trennventile der zugehörigen Radbremsen geschlossen und der Druckerzeuger in Richtung seiner Ausgangsstellung gefahren, um eine definierte Menge an Flüssigkeit nachzusaugen. Nachdem der Nachladevorgang abgeschlossen ist, können die Trennventile zu den Radbremsen wieder geöffnet und ein erneuter Druckaufbau durch Verschieben des zweikreisigen Druckerzeugers und von Bremsfluid bzw. Hydraulikfluid eingeleitet werden. Dieser Vorgang des Nachladens kann sich mehrmals wiederholen.If a pressure generator with a cylinder-piston unit is used as the main pressure generator in open brake systems, in the case of ABS this means that the pressure generator has to compensate for a loss of brake fluid by “pushing it further” or “sniffing it back”. If the ABS control is too long, the existing volume of the cylinder-piston unit is exhausted by the cyclical draining of brake fluid or hydraulic fluid via the outlet valves, so that no more volume is available for a subsequent pressure build-up. In order to enable a renewed build-up of pressure, the isolating valves of the associated wheel brakes are closed and the pressure generator is moved in the direction of its starting position in order to suck up a defined amount of liquid. After the reloading process has been completed, the isolating valves for the wheel brakes can be opened again and a renewed pressure build-up can be initiated by moving the dual-circuit pressure generator and brake fluid or hydraulic fluid. This reloading process can be repeated several times.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Druckerzeuger für ein hydraulisches Bremssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das mehrkreisige hydraulisch offene Bremssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 11 haben jeweils den Vorteil, dass der Druckerzeuger als Plungersystem ausgeführt ist, wobei mindestens ein Kolben einer korrespondierenden Zylinder-Kolbeneinheit im Zusammenspiel mit Ausgleichsmitteln einer Volumenausgleichsanordnung als regelbarer Ventilschieber wirkt, welcher so lange Volumen aus der mindestens einen Kammer der Zylinder-Kolbeneinheit ablassen kann, bis der Druck in der mindestens einen Kammer nicht mehr ausreicht, um die kolbenpositionsabhängige Fluidverbindung gegen die Kraft eines Antriebs der Zylinder-Kolbeneinheit offenzuhalten. Durch den stetig vergrößerbaren wirksamen Strömungsquerschnitt der kolbenpositionsabhängigen Fluidverbindung bis zum Erreichen eines Kräftegleichgewichts oder einer Nullstellung, ist eine sehr gute Regelung des Volumenausgleichs bzw. des Druckausgleichs in der mindestens einen Kammer möglich, so dass ein Druckeinbruch und ein Aufschwingen des Systems zwischen den Zuständen Fluidverbindung offen und Fluidverbindung geschlossen und die damit verbundenen Geräusche, wie Rattern, Brummen oder Quietschen verhindert oder zumindest reduziert werden können.The pressure generator for a hydraulic brake system with the features of independent claim 1 and the multi-circuit hydraulically open brake system with the features of
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Druckerzeuger für ein hydraulisches Bremssystem, mit einem Antrieb und einer Zylinder-Kolbeneinheit zur Verfügung, welche mindestens einen Kolben und mindestens eine Kammer umfasst, in welche mindestens zwei Fluidanschlüsse münden. Der Antrieb bewegt zum Druckaufbau den mindestens einen Kolben ausgehend von einer Nullstellung gegen die Kraft einer korrespondierenden Rückstellfeder. Die Zylinder-Kolbeneinheit weist für die mindestens eine Kammer zum Volumenausgleich eine Volumenausgleichsanordnung auf, welche in der mindestens einen Kammer eine mit einem ersten Fluidanschluss fluidisch verbundene umlaufende Ringnut und eine kolbenpositionsabhängige Fluidverbindung zwischen der Kammer und der umlaufenden Ringnut umfasst, über welche bei einer Rückzugsbewegung des mindestens einen Kolbens Bremsfluid aus der mindestens einen Kammer zu dem korrespondierenden Fluidanschluss ableitbar ist. Hierbei weist die Volumenausgleichsanordnung Ausgleichsmittel auf, welche geeignet sind, in Abhängigkeit von einem Kräfteverhältnis zwischen einer Antriebskraft des Antriebs und einer Federkraft der Rückstellfeder und einem Druck in der mindestens einen Kammer einen wirksamen Strömungsquerschnitt der kolbenpositionsabhängigen Fluidverbindung bis zum Erreichen eines Kräftegleichgewichts oder der Nullstellung stetig zu vergrößern. Das bedeutet, dass der mindestens eine Kolben im Zusammenspiel mit den Ausgleichsmitteln der Volumenausgleichsanordnung als regelbarer Ventilschieber ausgeführt ist.Embodiments of the present invention provide a pressure generator for a hydraulic brake system, with a drive and a cylinder-piston unit, which comprises at least one piston and at least one chamber into which at least two fluid connections open. To build up pressure, the drive moves the at least one piston, starting from a zero position, against the force of a corresponding return spring. The cylinder-piston unit has a volume compensation arrangement for the at least one chamber for volume compensation, which in the at least one chamber comprises a circumferential annular groove fluidically connected to a first fluid connection and a piston position-dependent fluid connection between the chamber and the circumferential annular groove, via which when the at least one piston of brake fluid can be diverted from the at least one chamber to the corresponding fluid connection. In this case, the volume compensation arrangement has compensation means which are suitable, depending on a force ratio between a driving force of the drive and a spring force of the return spring and a pressure in the at least one chamber, to steadily increase an effective flow cross-section of the piston position-dependent fluid connection until an equilibrium of forces is reached or the zero position enlarge. This means that the at least one piston, in interaction with the compensating means of the volume compensating arrangement, is designed as a controllable valve slide.
Zudem wird ein mehrkreisiges hydraulisch offenes Bremssystem, insbesondere für ein hochautomatisiertes oder autonomes Fahrzeug, mit mindestens zwei Radbremsen, welche jeweils einem Bremskreis mit einem Druckablasspfad zugeordnet sind, mindestens zwei Druckerzeugern, welche zwischen mindestens einem Fluidbehälter und den mindestens zwei Radbremsen angeordnet sind, und einer Modulationseinheit vorgeschlagen, welche den ersten Druckerzeuger und den zweiten Druckerzeuger mit den mindestens zwei Radbremsen hydraulisch verbindet und im Normalbetrieb eine individuelle Bremsdruckmodulation in den mindestens zwei Radbremsen durchführt, wobei während der individuellen Bremsdruckmodulation in der mindestens einen Radbremse aus der mindestens einen Radbremse abgelassenes Bremsfluid über mindestens einen Druckablasspfad in den mindestens einen Fluidbehälter zurückführbar ist, wobei ein erster der mindestens zwei Druckerzeuger als ein Plungersystem und ein zweiter der mindestens zwei Druckerzeuger als Pumpensystem ausgeführt ist, und der zweite Druckerzeuger über mindestens einen Saugpfad direkt mit dem mindestens einen Fluidbehälter verbunden ist.In addition, a multi-circuit hydraulically open brake system, in particular for a highly automated or autonomous vehicle, with at least two wheel brakes, which are each assigned to a brake circuit with a pressure release path, at least two pressure generators, which are arranged between at least one fluid container and the at least two wheel brakes, and one Modulation unit proposed, which hydraulically connects the first pressure generator and the second pressure generator with the at least two wheel brakes and performs an individual brake pressure modulation in the at least two wheel brakes in normal operation, with brake fluid drained from the at least one wheel brake via at least during the individual brake pressure modulation in the at least one wheel brake a pressure relief path can be returned to the at least one fluid container, a first of the at least two pressure generators as a plunger system and a second of the at least two pressure generators a Is designed as a pump system, and the second pressure generator is connected directly to the at least one fluid container via at least one suction path.
Bei dem vorgeschlagenen hydraulisch offenen Bremssystem wirkt der mindestens eine Kolben des als Plungersystem ausgeführten ersten Druckerzeugers im Zusammenspiel mit den Ausgleichsmitteln der Volumenausgleichsanordnung als regelbarer Ventilschieber. Die Ausgleichsmittel sind ein zentrales Element für die Funktion des erfindungsgemäßen Systems. Beim Nachfördern von Bremsfluid durch den als Pumpensystem ausgeführten zweiten Druckerzeuger strömt aufgrund ungenauer Volumenschätzung und durch den Umstand, dass eine Pumpe in beiden Bremskreisen gleichviel Volumen fördert, zu viel gefördertes Volumen über die Ausgleichsmittel kontrolliert ab. Die Nachförderung kann die mindestens eine Kammer des ersten Druckerzeugers wieder vollständig auffüllen. Wird zu diesem Zeitpunkt die Bremse kontrolliert gelöst, weil beispielsweise eine kritische Fahrsituation überwunden wurde, dann wird der Bremsdruck in den Radbremsen kontrolliert über die Ausgleichsmittel bzw. die korrespondierende Fluidverbindung abgebaut. Hierbei bilden die Antriebskraft des Antriebs des Plungersystems und der Druck in der mindestens einen Kammer und die Federkraft der Rückstellfeder ein Gleichgewicht. Wird das Antriebsmoment aufgrund eines geringeren Bremswunsches reduziert, wird der mindestens eine Kolben vom Radbremsdruck in Richtung gegen den Antrieb verschoben, bis die Ausgleichsmittel die Fluidverbindung freigeben bzw. öffnen. Dann wird über die korrespondierende Volumenausgleichsanordnung so lange Volumen abgelassen, bis der Druck nicht mehr ausreicht, um die Fluidverbindung gegen die Antriebskraft offenzuhalten. Daher wird der Druckabbau nicht mehr wie in einem Plungersystem üblich weggesteuert durch Zurückziehen des mindestens einen Kolbens realisiert, sondern über Ablassen des Volumens durch die Volumenausgleichsanordnung und durch das Kräftegleichgewicht gesteuert.In the proposed hydraulically open brake system, the at least one piston of the first pressure generator, designed as a plunger system, acts as a controllable valve slide in interaction with the compensation means of the volume compensation arrangement. The compensation means are a central element for the function of the system according to the invention. When brake fluid is replenished by the second pressure generator, which is designed as a pump system, due to an inaccurate volume estimate and the fact that a pump delivers the same volume in both brake circuits, too much delivered volume flows off in a controlled manner via the compensating means. The subsequent delivery can completely fill up the at least one chamber of the first pressure generator. If the brake is released in a controlled manner at this point, for example because a critical driving situation has been overcome, then the brake pressure in the wheel brakes is reduced in a controlled manner via the compensation means or the corresponding fluid connection. Here, the driving force of the drive of the plunger system and the pressure in the at least one chamber and the spring force of the return spring form an equilibrium. If the drive torque is reduced due to a lower braking requirement, the at least one piston is displaced by the wheel brake pressure in the direction against the drive until the compensation means release or open the fluid connection. Volume is then released via the corresponding volume compensation arrangement until the pressure is no longer sufficient to keep the fluid connection open against the driving force. Therefore, the pressure reduction is no longer implemented in a path-controlled manner, as is customary in a plunger system, by pulling back the at least one piston, but is controlled by releasing the volume through the volume compensation arrangement and the force equilibrium.
Unter einem hochautomatisierten oder autonomen Fahrzeug, wird nachfolgend ein Fahrzeug verstanden, welches mindestens eine hochautomatisierte oder autonome Fahrfunktion aufweist, welche zumindest teilweise eine tatsächliche Fahraufgabe übernehmen kann. Über diese mindestens eine hochautomatisierte oder autonome Fahrfunktion erkennt das Fahrzeug beispielsweise den Straßenverlauf, andere Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse selbständig und berechnet die entsprechenden Ansteuerbefehle, welche an die Aktuatoren im Fahrzeug weitergeleitet werden, wodurch der Fahrverlauf des Fahrzeugs korrekt beeinflusst wird. Der Fahrer ist bei einem solchen hochautomatisierten oder autonomen Fahrzeug in der Regel nicht am Fahrgeschehen beteiligt. Trotzdem können Maßnahmen und Mittel, beispielsweise in Form von elektrischen oder elektronischen Betätigungselementen, vorgesehen werden, die es dem Fahrer ermöglichen, jederzeit selbst in das Fahrgeschehen eingreifen zu können. Der vom Fahrer mittels der Betätigungselemente erzeugte Bremswunsch wird dann über elektrische Signale an das Bremssystem weitergeleitet. Ein mechanischer und/oder hydraulischen Durchgriff durch den Fahrer ist jedoch nicht vorhanden.A highly automated or autonomous vehicle is understood below to mean a vehicle that has at least one highly automated or autonomous driving function that can at least partially take over an actual driving task. Using this at least one highly automated or autonomous driving function, the vehicle recognizes, for example, the course of the road, other road users or Obstacles independently and calculates the corresponding control commands, which are passed on to the actuators in the vehicle, whereby the course of the vehicle is correctly influenced. In such a highly automated or autonomous vehicle, the driver is usually not involved in the driving process. Nevertheless, measures and means, for example in the form of electrical or electronic actuation elements, can be provided which enable the driver to intervene in the driving process himself at any time. The braking request generated by the driver by means of the actuating elements is then passed on to the braking system via electrical signals. However, there is no mechanical and / or hydraulic access by the driver.
Die mindestens eine Fahrfunktion wertet zur Trajektorienplanung von internen Sensoreinheiten erfasste Fahrzeugdaten wie ABS-Eingriffe, Lenkwinkel, Position, Richtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. und/oder Fahrzeugumfelddaten aus, welche beispielsweise über Kamera-, Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensoreinheiten erfasst werden, und steuert die Auswerte- und Steuereinheiten des Hauptsystems und des Sekundärsystems entsprechend an, um einen gewünschten Bremsdruck zu erzeugen und/oder Stabilisierungsvorgänge in Längs- und/oder Querrichtung durch individuelle Bremsdruckmodulation in den Radbremsen zu realisieren.The at least one driving function evaluates vehicle data recorded by internal sensor units such as ABS interventions, steering angle, position, direction, speed, acceleration, etc. and / or vehicle surroundings data, which are recorded, for example, via camera, radar, lidar and / or ultrasonic sensor units, for trajectory planning and controls the evaluation and control units of the main system and the secondary system accordingly in order to generate a desired brake pressure and / or to implement stabilization processes in the longitudinal and / or transverse direction through individual brake pressure modulation in the wheel brakes.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Druckerzeugers für ein hydraulisches Bremssystem und des im unabhängigen Patentanspruch 10 angegebenen mehrkreisigen hydraulisch offenen Bremssystems möglich.The measures and developments listed in the dependent claims make it possible to improve the pressure generator specified in independent claim 1 for a hydraulic brake system and the multi-circuit hydraulically open brake system specified in
Besonders vorteilhaft ist, dass der mindestens eine Kolben einen mit der korrespondierenden Kammer verbundenen axialen Hohlraum aufweisen kann, in welchen als radiale Durchgangsöffnungen ausgeführte Ausgleichsmittel der Volumenausgleichsanordnung münden können. Hierbei können die radialen Durchgangsöffnungen beispielsweise an einer Außenkontur des mindestens einen Kolbens jeweils längliche Vertiefungen aufweisen, deren Breite und/oder Tiefe ausgehend von der Durchgangsöffnung in Richtung der umlaufenden Ringnut abnimmt. Die radialen Durchgangsöffnungen können beispielsweise einfach als Radialbohrungen ausgeführt werden, an deren äußerem Rand die länglichen Vertiefungen beispielsweise durch Fräsen eingebracht werden können. Durch die länglichen Vertiefungen kann die stetige Zunahme des wirksamen Strömungsquerschnitts der Fluidverbindung sehr gut vorgegeben und eingestellt und an verschiedene Anforderungen angepasst werden. Alternativ können die radialen Durchgangsöffnungen in Längsrichtung des mindestens einen Kolbens versetzt angeordnet werden. Zudem können die radialen Durchgangsöffnungen unterschiedlich große Querschnittsflächen aufweisen. Dies ermöglicht eine besonders einfache Umsetzung der Ausgleichsmittel der Volumenausgleichsanordnung. Über die Anzahl und den Überlappungsgrad der versetzt angeordneten Durchgangsöffnungen kann die stetige Zunahme des wirksamen Strömungsquerschnitts der Fluidverbindung der Volumenausgleichsanordnung vorgegeben und eingestellt und an verschiedene Anforderungen angepasst werden.It is particularly advantageous that the at least one piston can have an axial cavity connected to the corresponding chamber, into which compensating means of the volume compensating arrangement, designed as radial through openings, can open. Here, the radial through-openings can each have elongated depressions, for example on an outer contour of the at least one piston, the width and / or depth of which decreases starting from the through-opening in the direction of the circumferential annular groove. The radial through-openings can, for example, simply be designed as radial bores, on the outer edge of which the elongated depressions can be made, for example by milling. Due to the elongated depressions, the steady increase in the effective flow cross-section of the fluid connection can be predefined and adjusted very well and adapted to various requirements. Alternatively, the radial through openings can be arranged offset in the longitudinal direction of the at least one piston. In addition, the radial through openings can have cross-sectional areas of different sizes. This enables a particularly simple implementation of the compensation means of the volume compensation arrangement. The constant increase in the effective flow cross-section of the fluid connection of the volume compensation arrangement can be specified and set and adapted to various requirements via the number and degree of overlap of the offset through openings.
Alternativ können die Ausgleichsmittel der Volumenausgleichsanordnung als in den mindestens einen Kolben eingebrachte Nuten ausgeführt werden, welche von einer Steuerkante des Kolbens in Richtung der umlaufenden Ringnut verlaufen. Hierbei können die Nuten unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Auch durch die Nuten kann die stetige Zunahme des wirksamen Strömungsquerschnitts der Fluidverbindung der Volumenausgleichsanordnung einfach vorgegeben und eingestellt und an verschiedene Anforderungen angepasst werden.Alternatively, the compensating means of the volume compensating arrangement can be designed as grooves made in the at least one piston, which run from a control edge of the piston in the direction of the circumferential annular groove. Here, the grooves can have different dimensions. The constant increase in the effective flow cross section of the fluid connection of the volume compensation arrangement can also be simply predetermined and set and adapted to various requirements through the grooves.
Als weitere Alternative können die Ausgleichsmittel der Volumenausgleichsanordnung als sich verjüngende Steuerkante des mindestens einen Kolbens ausgeführt werden. So kann die sich verjüngende Steuerkante beispielsweise als Kugelkalottenabschnitt, als Kegelstumpf oder als Fase ausgeführt werden. Selbstverständlich sind auch noch andere geeignete Formen möglich, über welche die stetige Zunahme des Strömungsquerschnitts der Fluidverbindung der Volumenausgleichsanordnung vorgegeben und eingestellt werden kann.As a further alternative, the compensation means of the volume compensation arrangement can be designed as a tapering control edge of the at least one piston. For example, the tapering control edge can be designed as a spherical cap section, as a truncated cone or as a bevel. Of course, other suitable forms are also possible, by means of which the constant increase in the flow cross section of the fluid connection of the volume compensation arrangement can be specified and adjusted.
Selbstverständlich können die verschiedenen Ausgleichsmittel je nach Bedarf kombiniert oder isoliert verwendet werden.Of course, the various compensating means can be combined or used in isolation as required.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Druckerzeugers kann die Zylinder-Kolbeneinheit zweikreisig ausgeführt werden und zwei Kolben und zwei Kammern und zwei Volumenausgleichsanordnungen umfassen. Hierbei kann ein erster der beiden Kolben fest mit einer Antriebstange des Antriebs gekoppelt werden und ein zweiter der beiden Kolben kann schwimmend gelagert werden. Der Antrieb kann den ersten Kolben zum Druckaufbau in einer ersten der beiden Kammern gegen die Kraft einer ersten Rückstellfeder bewegen, und der aufgebaute Druck in der ersten Kammer kann den schwimmenden zweiten der beiden Kolben zum Druckaufbau in der zweiten der beiden Kammern gegen die Kraft einer zweiten Rückstellfeder bewegen. Durch die zweikreisige Ausführung der Kolbenzylindereinheit mit nur einem Antrieb, kann der Druckerzeuger einfach in ein zweikreisiges Bremssystem eingebaut werden.In a further advantageous embodiment of the pressure generator, the cylinder-piston unit can be designed with two circuits and comprise two pistons and two chambers and two volume compensation arrangements. A first of the two pistons can be permanently coupled to a drive rod of the drive and a second of the two pistons can be mounted in a floating manner. The drive can move the first piston to build up pressure in a first of the two chambers against the force of a first return spring, and the pressure built up in the first chamber can move the floating second of the two pistons to build up pressure in the second of the two chambers against the force of a second Move the return spring. Due to the two-circuit design of the piston-cylinder unit with only one drive, the pressure generator can can easily be built into a two-circuit braking system.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Bremssystems können der erste Druckerzeuger und der zweite Druckerzeuger hydraulisch parallel zwischen dem mindestens einen Fluidbehälter und den mindestens zwei Radbremsen angeordnet werden. Durch die parallele Anordnung können die beiden Druckerzeuger unabhängig voneinander Bremsfluid aus dem mindestens einen Fluidbehälter fördern. Zudem kann der zweite Druckerzeuger den durch die radindividuelle Druckregelung verursachten Volumenverlust über mindestens einen Saugpfad aus dem mindestens einen Fluidbehälter ausgleichen. Bei Ausführungsformen des hydraulisch offenen Bremssystems wird der Bremsdruck für eine Hauptbremswirkung durch den ersten Druckerzeuger aufgebaut, wobei ein durch ABS-Regelvorgänge (ABS: Antiblockiersystem) verursachter Volumenverlust in den Bremskreisen durch eine Aktivierung des als Pumpensystem ausgeführten zweiten Druckerzeugers ausgeglichen werden kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise auf das sogenannte „Nachschnüffeln“ verzichtet werden.In an advantageous embodiment of the brake system, the first pressure generator and the second pressure generator can be arranged hydraulically in parallel between the at least one fluid container and the at least two wheel brakes. Due to the parallel arrangement, the two pressure generators can deliver brake fluid from the at least one fluid container independently of one another. In addition, the second pressure generator can compensate for the volume loss caused by the individual wheel pressure regulation via at least one suction path from the at least one fluid container. In embodiments of the hydraulically open brake system, the brake pressure for a main braking effect is built up by the first pressure generator, whereby a loss of volume in the brake circuits caused by ABS control processes (ABS: anti-lock braking system) can be compensated for by activating the second pressure generator designed as a pump system. In this way, what is known as “sniffing” can be dispensed with in an advantageous manner.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Bremssystems können die Druckerzeuger jeweils zweikreisig ausgeführt werden, wobei die erste Kammer des zweikreisigen als Plungersystem ausgeführten ersten Druckerzeugers über die erste Fluidöffnung mit mindestens einem Fluidbehälter und über eine zweite Fluidöffnung mit mindestens einer Radbremse eines ersten der beiden Bremskreise verbunden werden kann, und die zweite Kammer des zweikreisigen als Plungersystem ausgeführten ersten Druckerzeugers über die erste Fluidöffnung mit mindestens einem Fluidbehälter und über eine zweite Fluidöffnung mit mindestens einer Radbremse eines zweiten der beiden Bremskreise verbunden werden kann. Hierbei kann der zweikreisige als Pumpensystem ausgeführte zweite Druckerzeuger zwei Pumpen umfassen, wobei eine erste der beiden Pumpen dem ersten Bremskreis zugeordnet werden kann, und eine zweite der beiden Pumpen dem zweiten Bremskreis zugeordnet werden kann. So kann beim Nachfördern des Pumpensystem nach Volumenverlust durch radindividuelle Regelungen die Endposition erreicht und das Nachfördern beendet werden, sobald beide Kolben die Fluidverbindungen öffnen. Während die Position des ersten Kolbens, welcher auch als „Stangenkolben“ bezeichnet wird, über einen Rotorlagesensor des Antriebs erkannt werden kann, ist die Position des zweiten Kolbens, welcher auch als „Schwimmkolben“ bezeichnet wird, nicht messbar und kann höchstens über ein Hydraulikmodell abgeschätzt werden. Dieses Hydraulikmodell entspricht etwa dem Modell eines ESP (ESP: elektronisches Stabilitätsprogramm) für eine Speicherkammerposition, was bekanntermaßen sehr ungenau ist. Die Ansteuerstrategie für das System sollte sich daher nicht auf die Genauigkeit der Positionsschätzung für den Schwimmkolben verlassen. Stattdessen soll die korrespondierende Pumpe ausreichend lange laufen, um das verlorene Volumen sicher ausgeglichen zu haben. Zuviel gefördertes Volumen kann dabei über die Volumenausgleichsanordnungen der Zylinder-Kolbeneinheit abgelassen werden. Durch die gute Regelbarkeit des wirksamen Strömungsquerschnitts der Fluidverbindung der Volumenausgleichsanordnung können bei schlechter Regelbarkeit auftretende Probleme, wie beispielsweise Einbruch des Radbremsdrucks, plötzliche Verzögerungsschwankungen, Aufschwingen des Systems, Störgeräusche und eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit von Reglern durch überlagerte Schwingungen vermieden oder zumindest reduziert werden.In a further advantageous embodiment of the brake system, the pressure generators can each be designed with two circuits, whereby the first chamber of the two-circuit first pressure generator, designed as a plunger system, can be connected to at least one fluid container via the first fluid opening and to at least one wheel brake of a first of the two brake circuits via a second fluid opening , and the second chamber of the two-circuit first pressure generator designed as a plunger system can be connected to at least one fluid container via the first fluid opening and to at least one wheel brake of a second of the two brake circuits via a second fluid opening. Here, the two-circuit second pressure generator designed as a pump system can include two pumps, a first of the two pumps being able to be assigned to the first brake circuit and a second of the two pumps being able to be assigned to the second brake circuit. Thus, when the pump system replenishes the volume after a loss of volume, the end position can be reached through individual wheel controls and the replenishment can be ended as soon as both pistons open the fluid connections. While the position of the first piston, which is also referred to as "rod piston", can be detected via a rotor position sensor of the drive, the position of the second piston, which is also referred to as "floating piston", cannot be measured and can only be estimated using a hydraulic model become. This hydraulic model corresponds approximately to the model of an ESP (ESP: electronic stability program) for a storage chamber position, which is known to be very imprecise. The control strategy for the system should therefore not rely on the accuracy of the position estimate for the floating piston. Instead, the corresponding pump should run long enough to safely compensate for the lost volume. Too much delivered volume can be drained via the volume compensation arrangements of the cylinder-piston unit. Due to the good controllability of the effective flow cross-section of the fluid connection of the volume compensation arrangement, problems that arise when the controllability is poor, such as a drop in wheel brake pressure, sudden deceleration fluctuations, oscillation of the system, interfering noises and impairment of the functionality of controllers due to superimposed vibrations, can be avoided or at least reduced.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Bremssystems kann der erste Druckerzeuger während des Normalbetriebs den Bremsdruck in den mindestens zwei Radbremsen erzeugen, wobei der zweite Druckerzeuger bei Ausfall des ersten Druckerzeugers während eines Notbetriebs den Bremsdruck in den mindestens zwei Radbremsen erzeugen kann, wobei mindestens ein Umschaltventil den ersten Druckerzeuger im Notbetrieb von den mindestens zwei Radbremsen trennen kann.In a further advantageous embodiment of the brake system, the first pressure generator can generate the brake pressure in the at least two wheel brakes during normal operation, the second pressure generator being able to generate the brake pressure in the at least two wheel brakes during emergency operation if the first pressure generator fails, with at least one switching valve the first Can disconnect pressure generator in emergency mode from the at least two wheel brakes.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. In the drawing, the same reference symbols designate components or elements that perform the same or analogous functions.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt ein schematisches hydraulisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen mehrkreisigen hydraulisch offenen Bremssystems, insbesondere für ein hochautomatisiertes oder autonomes Fahrzeug.1 shows a schematic hydraulic circuit diagram of an embodiment of a multi-circuit hydraulically open brake system according to the invention, in particular for a highly automated or autonomous vehicle. -
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Druckerzeugers des erfindungsgemäßen Bremssystems aus1 .2 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a pressure generator according to the invention of the brake system according to the invention1 . -
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Volumenausgleichsanordnung für den erfindungsgemäßen Druckerzeuger aus2 .3 shows a schematic sectional illustration of a first embodiment a volume compensation arrangement for the pressure generator according to the invention2 . -
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Volumenausgleichsanordnung für den erfindungsgemäßen Druckerzeuger aus2 .4th FIG. 11 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a volume compensation arrangement for the pressure generator according to the invention from FIG2 . -
5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Volumenausgleichsanordnung für den erfindungsgemäßen Druckerzeuger aus2 .5 FIG. 10 shows a schematic sectional illustration of a third exemplary embodiment of a volume compensation arrangement for the pressure generator according to the invention from FIG2 . -
6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Volumenausgleichsanordnung für den erfindungsgemäßen Druckerzeuger aus2 .6th FIG. 11 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of a volume compensation arrangement for the pressure generator according to the invention from FIG2 .
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Bremssystems
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Bremssystems
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102018206613 A1 [0004]DE 102018206613 A1 [0004]
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4219450A1 (en) | 1992-06-13 | 1993-12-16 | Teves Gmbh Alfred | Hydraulic servo brakes with ABS control - has variable flow restriction to modulate inlet side of servo pump to reduce brake pedal vibrations. |
DE102018206613A1 (en) | 2018-04-27 | 2019-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Dual-circuit pressure generator for a multi-circuit hydraulic brake system |
DE102018208108A1 (en) | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Robert Bosch Gmbh | Multi-circuit hydraulic open brake system, especially for a highly automated or autonomous vehicle |
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2020
- 2020-01-30 DE DE102020201083.8A patent/DE102020201083A1/en not_active Ceased
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