DE102021212443A1

DE102021212443A1 - Kraftfahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102021212443A1
Application number: DE102021212443.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Cvetanovic; Marc Lenz; Christian Courth; Heiko Gensert; Holger Kollmann
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem Vorratsbehälter (1), jeweils einem elektromagnetisch betätigbaren Einlass- und Auslassventil (4, 2) je Radbremse (VR, VL, HR, HL) zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke, einem elektrisch angetriebenen, am Vorratsbehälter (1) angeschlossenen Linearaktuator (LAC) zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Radbremsen (VR, VL, HR, HL), vorzugsweise in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart, wobei insbesondere zum Betreiben der Kraftfahrzeugbremsanlage in der „Brake-by-wire“-Betriebsart zwei elektronische Regeleinheiten vorgesehen sind, sowie mit einem in die hydraulische Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter (1) und dem Linearaktuator (LAC) angeordneten Rückschlagventil (5) zum Nachsaugen aus dem Vorratsbehälter (1), sowie mit einem zwischen dem Linearaktuator (LAC) und den Einlassventilen (4) angeordneten Drucksensor (3) zur Erfassung des Systemdrucks in der Bremsanlage.Erfindungsgemäß ist zwischen dem Linearaktuator (LAC) und den Radbremsen (VR, VL, HR, HL) in der hydraulischen Verbindung ein einziges, kompakt bauendes 3/3-Wegeventil (V) angeordnet, um den bisherigen baulichen Ventilaufwand zu reduzieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind bereits elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen bekannt, die gemäß dem Stand der Technik jeweils einen unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter aufweisen, an dem zur hydraulischen Druckbeaufschlagung mehrerer Radbremsen ein vorzugsweise mittels zweier Energiequellen elektrisch angetriebenen Linearaktuator angeschlossenen ist, wobei zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke in den Radbremsen üblicherweise elektromagnetisch betätigbare Einlass- und Auslassventile vorgesehen sind.
Derartige Kraftfahrzeugbremsanlagen benötigen ein an der Arbeitskammer des Linearaktuators angeschlossenes Nachsaugventil sowie ein Schnüffelloch zum Druckausgleich zwischen der Arbeitskammer und dem Vorratsbehälter. Ferner ermöglicht gewöhnlich ein zwischen der Arbeitskammer und den Radbremsen angeordnetes 2/2-Wegeventil in seiner Grundstellung den Druckaufbau in den Radbremsen, das elektromagnetisch seine Sperrstellung einnimmt, sobald die Arbeitskammer mit Druckmittel aus dem Vorratsbehälter befüllt werden muss.
Nachteilig ist der relativ hohe bauliche Aufwand der Bremsanlage infolge der gewählten Anordnung einzelner hydraulisch oder elektromagnetisch zu betätigenden Ventile.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, optimale Voraussetzungen zum Aufbau und zur Funktion einer elektrohydraulischen Bremsanlage zu schaffen, die sich durch eine möglichst kompakte Ventilanordnung auszeichnet, mit der Besonderheit, dass auf das Schnüffelloch am Linearaktuator verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Kraftfahrzeugbremsanlage der angegebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen hervor.
Es zeigen:

1 eine prinzipielle Darstellung des hydraulischen Schaltungsaufbaus für eine elektrohydraulische Bremsanlage in der Bremslösestellung, die erfindungsgemäß zwischen dem Linearaktuator und den Radbremsen ein kompakt bauendes 3/3-Wegeventil aufweist, das in Verbindung mit einem Rückschlagventil alle erforderlichen Funktionalitäten der Bremsanlage unterstützt,
2 das symbolisch in der 1 dargestellte 3/3-Wegeventil in Verbindung mit den zugehörigen Druckanschlüssen,
3 die Bremsanlage nach 1 in einer Bremsbetätigungsstellung, in welcher das 3/3-Wegeventil seine erste elektromagnetisch erregte Schaltstellung einnimmt, in der das 3/3-Wegeventil zum Druckaufbau die Verbindung zwischen der Arbeitskammer und den Radbremsen freigibt,
4 die Bremsanlage nach 1 während des Nachsaugvorgangs, um die Arbeitskammer mit Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter zu befüllen, wozu das 3/3-Wegeventil in einer zweiten, elektromagnetisch betätigten Schaltstellung verharrt, in welcher die Radbremsen vom Linearaktuator getrennt sind.

Die 1 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung eine elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter 1, jeweils einem elektromagnetisch betätigbaren Einlass- und Auslassventil 4, 2 je Radbremse HR, HL, VR, VL zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke, einem elektrisch angetriebenen, am Vorratsbehälter 1 angeschlossenen Linearaktuator LAC zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Radbremsen HR, HL, VR, VL, vorzugsweise in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart, wobei zum Betreiben der Kraftfahrzeugbremsanlage in der „Brake-by-wire“-Betriebsart zwei elektronische Regeleinheiten vorgesehen sind. In die hydraulische Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 1 und dem Linearaktuator LAC ist ein Rückschlagventil 5 zum Nachsaugen von Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 1 vorgesehen. Die Erfassung des Systemdrucks in der Bremsanlage erfolgt mittels eines Drucksensors 3, der zwischen dem Linearaktuator LAC und den Einlassventilen 4 in die Leitungsverbindung angeordnet ist.
Zur Umwandlung der Drehbewegung des Elektromotors M in eine translatorische Bewegung eines in einem Arbeitszylinders des Linearaktuators LAC geführten Arbeitskolbens weist der Linearaktuator LAC ein an sich bekanntes Getriebe auf. Mittels geeigneter Sensoren erfolgt eine Überwachung des Elektromotors M.
Zur baulichen als auch funktionellen Optimierung der Bremsanlage ist in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Linearaktuator LAC und den Radbremsen VR, VL, HR, HL ein 3/3-Wegeventil V angeordnet, welches unmittelbar zwischen der Arbeitskammer des Linearaktuators LAC und dem Drucksensor 3 eingesetzt ist. Der Drucksensor 3 ist üblicherweise stromaufwärts zu den Einlassventilen 4 angeordnet.
Vorteilhaft ist das 3/3-Wegeventil V mittels zweier Ventilspule elektromagnetisch betätigbar, sodass infolge der Redundanz auch bei einer Fehlfunktion einer der beiden Ventilspulen das 3/3-Wegeventil V sicher elektromagnetisch betätigt werden kann.
Entsprechend der vergrößerten Darstellung des 3/3-Wegeventils V in 2 weist das elektromagnetisch betätigbare 3/3-Wegeventil V einen ersten Druckanschluss A auf, an dem der Linearaktuator LAC angeschlossen ist. An einem zweiten Druckanschluss B des 3/3-Wegeventils sind die Radbremsen FL, FR, RL, RR angeschlossen, während an einem dritten Druckanschluss C des Wegeventils V der Vorratsbehälter 1 angeschlossen ist.
Die 1 zeigt in der Zusammenschau mit 2 das Wegeventil V in einer elektromagnetisch nicht erregten Schaltstellung, womit eine hydraulische Verbindung zwischen allen drei Druckanschlüssen A, B, C des Wegeventils V hergestellt ist. Folglich sind im abgebildeten deaktivierten Zustand der Bremsanlage der Linearaktuator LAC über den ersten Druckanschluss A, die Radbremsen FL, FR, RL, RR über den zweiten Druckanschluss B sowie der Vorratsbehälter 1 über den dritten Druckanschluss C des Wegeventils V miteinander verbunden.
In der 3 ist die Kraftfahrzeugbremsanlage im aktivierten, schlupffreien Bremsvorgang dargestellt, sodass die zur Bremsschlupfregelung vorgesehenen Ein- und Auslassventile 4, 2 zum ungehinderten Bremsdruckaufbau in der abgebildeten Grundstellung verharren, während das Wegeventil V seine erste, elektromagnetisch erregte Schaltstellung einnimmt, in der eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss A, B hergestellt, jedoch die Verbindung mit dem dritten Druckanschluss C unterbrochen ist. Folglich ist der Vorratsbehälter 1 vom ersten und zweiten Druckanschluss A, B abgetrennt, während die Arbeitskammer des Linearaktuators LAC zum Bremsdruckaufbau ausschließlich mit den Radbremsen FL, FR, RL, RR verbunden ist.
In dieser ersten, elektromagnetisch erregten Schaltstellung des 3/3-Wegeventils V, in welcher die Bremsflüssigkeit aus der Arbeitskammer des Linearaktuators LAC zu den Radbremsen FL, FR, RL, RR verdrängt wird, verharrt das Rückschlagventil 5 infolge der hydraulischen Beaufschlagung mit dem in der Arbeitskammer aufgebauten Arbeitsdruck in seiner Sperrstellung, sodass die Arbeitskammer vom Vorratsbehälter 1 getrennt ist.
In der 4 wird die Kraftfahrzeugbremsanlage in der Bremslösestellung gezeigt, mit der Besonderheit, dass zum Nachfüllen der Arbeitskammer des Linearaktuators LAC mit Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 1, das 3/3-Wegeventil V seine zweite, elektromagnetisch erregte Schaltstellung einnimmt, sodass die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss A, B getrennt sowie der dritte Druckanschluss C mit dem ersten Druckanschluss A verbunden ist. Folglich ist zum Nachsaugen von Bremsflüssigkeit der Linearaktuator LAC ausschließlich mit den Vorratsbehälter 1 verbunden, während die Radbremsen FL, FR, RL, RR vom Vorratsbehälter 1 und dem Linearaktuator LAC getrennt sind.
Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt wurde, ist in einer Parallelschaltung zum ersten und zweiten Druckanschluss A, B das Rückschlagventil 5 angeordnet, das im deaktivierten Zustand der Bremsanlage eine hydraulische Verbindung des Vorratsbehälters 1 mit der Arbeitskammer des Linearaktuators LAC gewährleistet.
Vorzugsweise ist das Rückschlagventil 5 entweder als Manschetten- oder Kugelventil ausgeführt und im 3/3-Wegeventil V baulich integriert.

Claims

Elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter, jeweils einem elektromagnetisch betätigbaren Einlass- und Auslassventil je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke, einem mittels zweier Energiequellen elektrisch angetriebenen, am Vorratsbehälter angeschlossenen Linearaktuator zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Radbremsen, vorzugsweise in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart, wobei insbesondere zum Betreiben der Kraftfahrzeugbremsanlage in der „Brake-by-wire“-Betriebsart zwei elektronische Regeleinheiten vorgesehen sind, sowie mit einem in die hydraulische Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Linearaktuator angeordneten Rückschlagventil zum Nachsaugen aus dem Vorratsbehälter, sowie mit einem zwischen dem Linearaktuator und den Einlassventilen angeordneten Drucksensor zur Erfassung des Systemdrucks in der Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Linearaktuator (LAC) und den Radbremsen (VR, VL, HR, HL) in der hydraulischen Verbindung ein 3/3-Wegeventil (V) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/3-Wegeventil (V) unmittelbar zwischen einer Arbeitskammer des Linearaktuators (LAC) und dem Drucksensor (3), welcher stromaufwärts zu den Einlassventilen (4) angeordnet ist, in die zu den Radbremsen (VR, VL, HR, HL) führende hydraulische Verbindung eingesetzt ist.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/3-Wegeventil (V) mittels einer redundanten Ventilspule elektromagnetisch betätigbar ist.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/3-Wegeventil (V) einen ersten Druckanschluss (A) aufweist, an dem der Linearaktuator (LAC) angeschlossen ist, mit einem zweiten Druckanschluss (B), an dem die Radbremsen (FL, FR, RL, RR) angeschlossen sind, sowie mit einem dritten Druckanschluss (C), an dem der Vorratsbehälter (1) angeschlossen ist.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer elektromagnetisch nicht erregten Schaltstellung des Wegeventils (V) eine hydraulische Verbindung zwischen den drei Druckanschlüssen (A, B, C) des Wegeventils (V) hergestellt ist, sodass der Linearaktuator (LAC) über den ersten Druckanschluss (A), die Radbremsen (FL, FR, RL, RR) über den zweiten Druckanschluss (B) sowie der Vorratsbehälter (1) über den dritten Druckanschluss (C) des Wegeventils (V) miteinander verbunden sind.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten, elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Wegeventils (V) einerseits eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss (A, B) hergestellt, andererseits jedoch die Verbindung mit dem dritten Druckanschluss (C) unterbrochen ist, sodass der Vorratsbehälter (1) vom ersten und zweiten Druckanschluss (A, B) abgetrennt ist und der Linearaktuator (LAC) ausschließlich mit den Radbremsen (FL, FR, RL, RR) verbunden ist.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten, elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Wegeventils (V) die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss (A, B) getrennt sowie der dritte Druckanschluss (C) mit dem ersten Druckanschluss (A) verbunden ist, sodass der Linearaktuator (LAC) ausschließlich mit den Vorratsbehälter (1) verbunden ist, jedoch die Radbremsen (FL, FR, RL, RR) vom Vorratsbehälter (1) und dem Linearaktuator (LAC) abgetrennt sind.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Parallelschaltung zum ersten und zweiten Druckanschluss (A, B) ein Rückschlagventil (5), vorzugsweise als integraler Bestandteil des 3/3-Wegeventils (V) vorgesehen ist, das eine hydraulische Verbindung des Vorratsbehälters (1) mit der Arbeitskammer des Linearaktuators (LAC) herstellt.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten, elektromagnetisch erregten Schaltstellung des 3/3-Wegeventils (V), in welcher Druckmittel aus der Arbeitskammer des Linearaktuators (LAC) zu den Radbremsen (FL, FR, RL, RR) verdrängt wird, das Rückschlagventil (5) differenzdruckabhängig seine Sperrstellung einnimmt, sodass die Arbeitskammer vom Vorratsbehälter (1) getrennt ist.
Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (5) entweder als Manschetten- oder Kugelventil ausgeführt ist.