DE102020214501A1 - Hydraulic, slip-controlled and/or externally powered vehicle brake system - Google Patents
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- B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
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- B60T8/366—Valve details
Abstract
Die Erfindung schlägt vor, Trennventile (14) einer schlupfgeregelten, hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage (1) zugleich auch als Differenzdruckventile (18) auszubilden, damit eine Muskelkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage (1) in jedem Fall auch bei geschlossenen Trennventilen (14) möglich istThe invention proposes constructing isolating valves (14) of a slip-controlled, hydraulic, externally powered vehicle brake system (1) at the same time as differential pressure valves (18), so that muscle power actuation of the vehicle brake system (1) is possible in any case even when the isolating valves (14) are closed
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische, schlupfgeregelte und/oder Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic, slip-controlled and/or externally powered vehicle brake system having the features of the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Die Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder und eine oder mehrere hydraulische Radbremsen auf, die über ein Trennventil, insbesondere über ein Trennventil in jedem Bremskreis, an den Hauptbremszylinder angeschlossen sind. Der Hauptbremszylinder ist beispielsweise per Hand mittels eines Handbremshebels oder per Fuß mittels eines Fußbremspedals betätigbar. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage eine Hydropumpe, die beispielsweise mit einem Elektromotor antreibbar ist, zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks und/oder zum Fördern von Bremsflüssigkeit in der Fahrzeugbremsanlage auf.The hydraulic vehicle brake system according to the invention with the features of
Die Hydropumpe kann beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweisen oder beispielsweise eine Kolbenpumpe oder eine (Innen-) Zahnradpumpe sein. Die Hydropumpe dient beispielsweise bei einer Schlupfregelung zusammen mit Magnetventilen als sogenannte Rückförderpumpe zu einer Radbremsdruckregelung in der/den Radbremse/n und/oder zu einer Bremsdruckerzeugung mit Fremdkraft bei einer Fremdkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage.The hydraulic pump can, for example, have a piston-cylinder unit or, for example, be a piston pump or an (internal) gear pump. The hydraulic pump is used, for example, in slip control together with solenoid valves as a so-called return pump for wheel brake pressure control in the wheel brake(s) and/or for generating brake pressure with external power when the vehicle brake system is actuated by external power.
Schlupfregelungen sind beispielsweise eine Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung, wofür die Abkürzungen ABS, ASR und/oder FDR üblich sind. Fahrdynamikregelungen werden umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet. Schlupfregelungen sind bekannt und werden hier nicht näher erläutert.Slip controls are, for example, anti-lock, traction slip and/or vehicle dynamics controls, for which the abbreviations ABS, ASR and/or FDR are common. Vehicle dynamics controls are colloquially referred to as anti-skid controls. Slip regulations are known and will not be explained in more detail here.
Bei einer Fremdkraftbetätigung und in vielen Regelzuständen einer Schlupfregelung wird der Hauptbremszylinder durch Schließen des oder der Trennventile hydraulisch von der übrigen Fahrzeugbremsanlage getrennt. Die Erfindung sieht vor, den Hauptbremszylinder durch ein Differenzdruckventil vorzugsweise in jedem Bremskreis mit der oder den Radbremse/n zu verbinden, so dass die Fahrzeugbremsanlage auch bei geschlossenem Trennventil/en per Muskelkraft mit dem Hauptbremszylinder betätigt werden kann, wenn ein mit dem Hauptbremszylinder erzeugter Hauptbremszylinderdruck um einen Differenzdruck, bei dem das Trennventil öffnet, höher ist als ein beispielsweise mit Fremdkraft erzeugter Bremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage auf einer dem Hauptbremszylinder abgewandten Seite des oder der Trennventile.In the case of an external power actuation and in many control states of a slip control, the master brake cylinder is hydraulically separated from the rest of the vehicle brake system by closing the isolating valve or valves. The invention provides for the master brake cylinder to be connected to the wheel brake(s) by means of a differential pressure valve, preferably in each brake circuit, so that the vehicle brake system can be actuated by muscle power with the master brake cylinder even when the isolating valve(s) are closed, if a master brake cylinder pressure generated with the master brake cylinder by a differential pressure at which the isolating valve opens, is higher than a brake pressure in the vehicle brake system, generated for example with an external force, on a side of the isolating valve or valves which is remote from the master brake cylinder.
Damit stellt die Erfindung sicher, dass die Fahrzeugbremsanlage in jedem Fall per Muskelkraft mit dem Hauptbremszylinder betätigt werden kann, auch wenn das oder die Trennventile während einer Schlupfregelung und/oder bei einer Fremdkraftbremsung geschlossen sind. Eine Muskelkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage ist dadurch beispielsweise bei fehlerhaft geschlossenen Trennventilen oder Fehlern bei einer Bremsdruckregelung während einer Fremdkraftbetätigung und/oder einer Schlupfregelung möglich.The invention thus ensures that the vehicle brake system can always be actuated by muscle power with the master brake cylinder, even if the isolating valve or valves are closed during slip control and/or during power braking. Muscle power actuation of the vehicle brake system is thus possible, for example, in the event of incorrectly closed separating valves or faults in brake pressure regulation during external power actuation and/or slip regulation.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage eignet sich für ein autonom bis zu den Leveln 4 und 5 auf öffentlichen Straßen fahrendes Landfahrzeug. Level 4 wird auch als hochautomatisiertes Fahren bezeichnet und bedeutet, dass die Führung eines Fahrzeugs dauerhaft von einem elektronischen System übernommen und ein Fahrer nur dann zu einem Eingriff aufgefordert wird, wenn das System die Fahraufgaben nicht mehr bewältigt. Level 5 wird auch als Vollautomatisierung bezeichnet und erfordert keinen Fahrer. Bei einem autonomen Fahren in den Leveln 4 und 5 wird gewollt durch Schließen des oder der Trennventils/e eine Muskelkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage mit dem Hauptbremszylinder ausgeschaltet. Würde im Fehlerfall die Bremsregelung ausgeschaltet, müsste ein Fahrzeugführer die Fahrzeugbremsanlage überraschend mit Muskelkraft betätigen. Eine zumindest teilweise Aufrechterhaltung der Bremsdruckregelung und insbesondere der Schlupfregelung ist wünschenswert und durch die Erfindung möglich. Verwendbar ist die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage auch für niedrigere Level und für nicht autonomes Fahren.The vehicle brake system according to the invention is suitable for a land vehicle driving autonomously up to
Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.The dependent claims relate to developments and advantageous refinements of the invention specified in the independent claim.
Die Erfindung lässt sich gemäß Anspruch 3 auch dadurch verwirklichen, dass das Trennventil ein steuerbares Ventil ist, das bei einem festgelegten oder festlegbaren Differenzdruck zwischen dem Hauptbremszylinder und einer dem Hauptbremszylinder abgewandten Seite des Trennventils geöffnet wird. Auf diese Weise bildet das Trennventil zugleich auch das Differenzdruckventil zwischen dem Hauptbremszylinder und der übrigen Fahrzeugbremsanlage.The invention can be realized according to claim 3 also characterized in that the isolation valve is a controllable valve at a fixed or definable differential pressure between the Master brake cylinder and a side facing away from the master brake cylinder of the isolation valve is opened. In this way, the separating valve also forms the differential pressure valve between the master brake cylinder and the rest of the vehicle brake system.
Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.All of the features disclosed in the description and the drawing can be realized individually or in basically any combination in embodiments of the invention. Embodiments of the invention which do not have all but only one or more features of a claim or an embodiment of the invention are possible in principle.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen schematisierten und vereinfachten hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. The only figure shows a schematic and simplified hydraulic circuit diagram of a vehicle brake system according to the invention.
Ausführungsform der Erfindungembodiment of the invention
Die Zeichnung zeigt eine hydraulische, schlupfgeregelten Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 gemäß der Erfindung. Sie weist einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder 2, hydraulische Radbremsen 3 und eine Bremsdruckerzeugungs- und -regelungseinheit 4 auf. Auf den Hauptbremszylinder 2 ist ein druckloser Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 5 aufgesetzt. Im Ausführungsbeispiel ist die Fahrzeugbremsanlage 1 eine Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage 1 und der Hauptbremszylinder 2 ein Zweikreis-Hauptbremszylinder 2. Sie weist vier Radbremsen 3 auf, von denen jeweils zwei einem Bremskreis zugeordnet sind. Die Anzahl der Radbremsen 3, ihre Zuordnung zu den Bremskreisen und die Anzahl der Bremskreise ist nicht zwingend für die Erfindung.The drawing shows a hydraulic, slip-controlled external power
Die Radbremsen 3 sind an die Bremsdruckerzeugungs- und -regelungseinheit 4 und die Bremsdruckerzeugungs- und -regelungseinheit 4 ist in jedem Bremskreis durch ein Trennventil 14 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen.The wheel brakes 3 are connected to the brake pressure generation and control unit 4 and the brake pressure generation and control unit 4 is connected to the
Zur einer Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks in der Fahrzeugbremsanlage 1 mit Fremdkraft weist die Bremsdruckerzeugungs- und -regelungseinheit 4 einen im Ausführungsbeispiel elektrohydraulischen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 6 mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 7 auf, deren Kolben 8 zur Erzeugung des Bremsdrucks mittels eines Elektromotors 9 über ein Schraubgetriebe 10 in einem Zylinder 11 der Kolben-Zylinder-Einheit 7 verschiebbar ist. Zwischen dem Elektromotor 9 und dem Schraubgetriebe 10 kann ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe angeordnet sein.In order to generate a hydraulic brake pressure in the
Eine Schlupfregelung der Fahrzeugbremsanlage 1 weist in jedem Bremskreis eine Hydropumpe 12 auf, die gemeinsam mit einem Elektromotor 13 antreibbar sind und die auch als Rückförderpumpen bezeichnet werden. Des Weiteren weist die Schlupfregelung vorzugsweise für jede Radbremse 3 ein Einlassventil und ein Auslassventil für eine radindividuelle Radbremsdruckregelung auf. Die Schlupfregelung kann weitere Ventile, Hydrospeicher und weitere hydraulische Bauelemente aufweisen. Symbolisch ist ein Ventil 17 der Schlupfregelung dargestellt. Schlupfregelungen wie Blockierschutzregelungen, Antriebsschlupfregelungen und Fahrdynamikregelungen, für die die Abkürzungen ABS, ASR und FDR gebräuchlich sind, sind bekannt und werden hier nicht erläutert.A slip control of the
Eine Betriebsbremsung erfolgt als Fremdkraftbremsung, bei der der Bremsdruck per Fremdkraft mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 6 erzeugt und mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 6 und/oder den Ventilen 17 der Schlupfregelung geregelt wird. Der Hauptbremszylinder 2 wird durch Schließen der Trennventile 14 hydraulisch von der Bremsdruckerzeugungs- und -regelungseinheit 4 getrennt. Er dient als Sollwertgeber für den mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 6 zu erzeugenden Bremsdruck. Bei einem hochautomatisierten Fahren im Level 4 und einem vollautomatisierten Fahren im Level 5 wird der Hauptbremszylinder 2 nicht betätigt.Service braking takes place as external power braking, in which the brake pressure is generated by external power with the external power
Um bei geschlossenen Trennventilen 14 Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 2 verdrängen, Hauptbremszylinderkolben im Hauptbremszylinder 2 verschieben und ein Fußbremspedal 15 bewegen zu können, ist in einem Bremskreis ein Pedalwegsimulator 16 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Der Pedalwegsimulator 16 weist eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem feder- oder gasdruckbeaufschlagten Kolben auf.In order to displace brake fluid from the
Die Trennventile 14 wie auch die Ventile 17 der Schlupfregelung sind Magnetventile, das heißt steuerbare Ventile beziehungsweise Schaltventile.The isolating valves 14 as well as the
Erfindungsgemäß sind die Trennventile 14 zudem als Überdruckventile oder Differenzdruckventile 18 ausgebildet, die - wenn sie geschlossen sind - öffnen, wenn der Hauptbremszylinderdruck im Hauptbremszylinder 2 oder eine Druckdifferenz zwischen dem Hauptbremszylinderdruck und einem Druck auf einer dem Hauptbremszylinder 2 abgewandten Seite der Trennventile 14 einen vorgegebenen Wert übersteigt. Dadurch ist eine Muskelkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage 1 mit dem Hauptbremszylinder 2 in jedem Fall auch bei geschlossenen Trennventilen 14 möglich.According to the invention, the isolating valves 14 are also designed as overpressure valves or differential pressure valves 18 which—when they are closed—open when the master brake cylinder pressure in the
Der Differenzdruck, bei dem die Differenzdruckventile 18 öffnen, wird beispielsweise so gewählt, dass bei einer auf das Fußbremspedal 15 ausgeübten Pedalkraft von 500 Newton eine Fahrzeugverzögerung von mindestens 2,44 m/s2 erreicht wird. Der dazu erforderliche Hauptbremszylinderdruck ist unter anderem abhängig von Hebelverhältnissen am Fußbremspedal 15, von einem Verhältnis eines Durchmessers des Hauptbremszylinders 2 und Durchmessern von Radbremszylindern der Radbremsen 3 und einer Fahrzeugmasse bei maximaler Zuladung.The differential pressure at which the differential pressure valves 18 open is selected, for example, such that a vehicle deceleration of at least 2.44 m/s 2 is achieved with a pedal force of 500 Newtons exerted on the
Anstatt die Trennventile 14 als Schalt- und Differenzdruckventile 18 auszubilden können auch separate Differenzdruckventile hydraulisch parallel zu den Trennventilen 14 angeordnet werden (nicht dargestellt).Instead of forming the isolating valves 14 as switching and differential pressure valves 18, separate differential pressure valves can also be arranged hydraulically in parallel with the isolating valves 14 (not shown).
Eine weitere Möglichkeit ist, die Trennventile 14 auch als Differenzdruckventile 18 zu verwenden. Dazu wird der Differenzdruck an mindestens einem der Trennventile 14 mit einem an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossenen Drucksensor 19 und einem Drucksensor 20 der Bremsdruckerzeugungs- undregelungseinheit 4 gemessen und es werden die Trennventile 14 geöffnet, wenn der Differenzdruck den vorgegebenen Wert übersteigt. Diese Ausführung der Erfindung hat die Vorteile, dass als Trennventile 14 der Fahrzeugbremsanlage 1 vorhandene Schaltventile (Magnetventile, steuerbare Ventile) unverändert auch als Differenzdruckventile 18 verwendet werden können und der Differenzdruck, bei dem sie öffnen, einstellbar, veränderbar und steuer- beziehungsweise regelbar ist.A further possibility is to also use the isolating valves 14 as differential pressure valves 18 . For this purpose, the differential pressure at at least one of the isolating valves 14 is measured with a
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DE102016201047A1 (en) | 2015-01-29 | 2016-08-04 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Brake system for motor vehicles |
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