DE10204567A1 - Hydraulische Bremsanlage - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage, insbesondere mit Bremsschlupfregelung und/oder einer Einrichtung zur Aktivbremsung, mit einer Druckquelle (1), mindestens einer Radbremse (12, 13), die über eine Bremsleitung (5) mit der Druckquelle (1) verbunden ist, und mit einer Pumpe (21), deren Saugseite über eine erste Saugleitung (20) mit der Radbremse (12, 13) und über eine zweite Saugleitung (22) zumindest zeitweilig mit der Druckquelle (1) verbunden ist, wobei die Pumpe (21) ein Saugventil (27) und ein Druckventil (26) aufweist. Zur Verbesserung des Pumpenwirkungsgrades und zur Reduzierung der Herstellungskosten ist als Saugventil (27) der Pumpe (21) erfindungsgemäß ein elektrisch betätigbares Ventil (24, 27) vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanla­ ge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 26 289 A1 offenbart und insbesondere mit einer Bremsschlupfregelung (ABS) und/oder einer Einrichtung zur Aktivbremsung (ASR bzw. ESP) versehen. Die hydraulische Bremsanlage umfaßt weiterhin eine Druckquelle, mindestens eine Radbremse, die über eine Bremsleitung mit der Druckquelle ver­ bunden ist und eine Pumpe, deren Saugseite über eine erste Saugleitung mit der Radbremse und über eine zweite Saugleitung zumindest zeitweilig mit der Druckquelle verbunden ist. In be­ kannter Weise sind an der Pumpe ein Saugventil und ein Druck­ ventil vorgesehen, wobei diese Ventile mechanisch ausgebildet und üblicherweise in Art eines Rückschlagventiles mit einer Ku­ gel und einer Feder, die die Kugel gegen einen Ventilsitz drückt, versehen sind. Insbesondere das Saugventil ist mecha­ nisch nur aufwendig herstellbar und besitzt einen hohen Saugwi­ derstand, der zu einer Verschlechterung des Pumpenwirkungsgra­ des und damit des Wirkungsgrades der gesamten Bremsanlage führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsanlage der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie einen verbesserten Wirkungsgrad auf­ weist und kostengünstiger herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei ei­ ner gattungsgemäßen Bremsanlage als Saugventil der Pumpe ein elektrisch betätigbares Ventil vorgesehen ist. Ein derartiges Ventil weist ein besseres Öffnungs- bzw. Schließverhalten als ein rein mechanisches Saugventil auf, wodurch der Pumpenwir­ kungsgrad gesteigert werden kann. Außerdem entfallen die auf­ wendige mechanische Bearbeitung des Ventilsitzes und des Pum­ pengehäuses bzw. der Pumpenkolben, in denen ein rein mechani­ sches Saugventil üblicherweise angeordnet wäre. Das erfindungs­ gemäß elektrisch betätigbare Saugventil kann an einer anderen Stelle der Bremsanlage vorgesehen sein.

Bei Bremsanlagen mit Antriebsschlupfregelung (ASR) bzw. aktivem Bremseingriff mittels eines elektronischen Stabilitätsprogram­ mes (ESP) ist üblicherweise ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil vorgesehen. Dieses Ventil ist gemäß einer beson­ ders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig als Saugventil der Pumpe ausgebildet. Die dazu er­ forderliche Umbildung des Umschaltventils ist weit weniger auf­ wendig als die separate Ausbildung eines herkömmlichen mechani­ schen Saugventils.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße Saugventil von einer oh­ nehin vorhandenen elektronischen Regeleinheit der Bremsanlage betätigbar. Dabei ist mit Vorteil zumindest ein Sensor zur Be­ stimmung des Betätigungszeitpunktes des Saugventils vorgesehen. Als derartiger Sensor kann beispielsweise ein Drehzahlsensor zur Erkennung des oberen bzw. unteren Totpunktes der Pumpe bzw. der Pumpenkolben dienen, wobei der Drehzahlsensor insbesondere an einem die Pumpe antreibenden Motor vorgesehen sein kann.

Mit besonderem Vorteil ist in der erfindungsgemäßen Bremsanlage zusätzlich oder alternativ ein Temperatursensor zur Betätigung des Saugventils in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur vorgesehen. Auf diese Weise können durch eine variable Öff­ nungszeit des elektrisch betätigten Saugventils verschiedene Füllgrade der Pumpe erzeugt werden, die beispielsweise der Um­ gebungstemperatur angepaßt sind. Insbesondere bei tiefen Tempe­ raturen weist ein rein mechanisches Saugventil nämlich ein schlechtes Ansaugverhalten auf.

In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines hydraulischen Schaltplans einer aus dem Stand der Technik bekannten Bremsanlage, und

Fig. 2 einen entsprechenden Teil eines Schaltplans einer Bremsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.

Eine in Fig. 1 dargestellte hydraulische Bremsanlage ist bei­ spielsweise aus der DE 196 26 289 A1 bekannt und besitzt eine Druckquelle 1. Die insbesondere als Hauptzylinder 1 ausgebilde­ te Druckquelle ist an einen Vorratsbehälter 2 angeschlossen und wird üblicherweise von einem Bremspedal 3 über einen Vakuum­ bremskraftverstärker 4 betätigt. Der Bremskraftverstärker 4 ist hier als aktiver Bremskraftverstärker ausgebildet. Das heißt, daß auch ohne Betätigung des Bremspedals 3 der Bremskraftver­ stärker 4 in der Lage ist, durch elektrische Ansteuerung die Betätigungskolben des Hauptzylinders 1 zu verschieben und in der Bremsanlage einen gewissen Druck aufzubauen. Vom Hauptzy­ linder bzw. der Druckquelle 1 verlaufen zwei Bremsleitungen 5 und 6 zu den jeweiligen Bremskreisen. Im Detail ist nur der Bremskreis I dargestellt, wobei der Bremskreis II entweder identisch aufgebaut sein kann oder aber beispielsweise bei ei­ ner Bremsanlage mit Antriebsschlupfregelung (ASR) und Vorder­ achs-Hinterachs-Bremskreisaufteilung nur mit einer Blockier­ schutzeinrichtung (ABS) versehen sein kann.

Der Bremskreis I verläuft vom Hauptzylinder 1 über die Brems­ leitung 5, ein Trennventil 7 und zwei Bremszweigleitungen 8 und 9 mit jeweils einem Einlaßventil 10 bzw. 11 zu den Radbremsen 12 und 13. Von den Radbremsen 12 und 13 führt jeweils ein Rück­ laufzweig 14 bzw. 15 über jeweils ein Auslaßventil 16 bzw. 17 zu einer Rücklaufleitung 18, welche an einen Niederdruckspei­ cher 19 angeschlossen ist. Der Niederdruckspeicher 19 ist über eine erste Saugleitung 20 mit der Saugseite einer selbstansau­ genden Rückförderpumpe 21 verbunden.

Die Pumpe 21 wird von einem Elektromotor 28 angetrieben und um­ faßt ein Druckventil 26 und ein Saugventil 27, wobei diese Ven­ tile 26, 27 in einem Gehäuse der Pumpe 21 integriert sind. Da­ bei sind sowohl das Druckventil 26 als auch das Saugventil 27 üblicherweise in Form von Rückschlagventilen mit jeweils einer Kugel und einer Feder rein mechanisch ausgebildet.

Die Pumpe 21 weist vor dem Saugventil 27 weiterhin eine zweite Saugleitung 22 auf, in welche ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 24 eingefügt ist. Die zweite Saugleitung 22 ist an die Bremsleitung 5 zwischen Hauptzylinder 1 und Trennventil 7 angeschlossen. Eine Druckleitung 25 verbindet die Druckseite der Rückförderpumpe 21 bzw. des Druckventils 26 mit der Brems­ leitung 5 zwischen Trennventil 7 und den Einlaßventilen 10 und 11.

Bei einer Normalbremsung, also bei einer pedalbetätigten Brem­ sung ohne kritische Schlupfwerte oder andere kritische fahr­ dynamische Faktoren verbleiben alle Ventile in ihrer dar­ gestellten Position. Der Druckaufbau in den Radbremsen 12 und 13 erfolgt über die Bremsleitung 5 und die Bremszweige 8 und 9. Auf dem selben Weg wird der Druck auch wieder abgebaut.

Bei einer Blockierschutzregelung (ABS) arbeitet die Bremsanlage nach dem Rückförderprinzip, welches an sich bekannt ist. Das elektromagnetische Umschaltventil 24 bleibt geschlossen und das Trennventil 7 bleibt geöffnet. Lediglich die Einlaßventile 10 und 11 und die Auslaßventile 16 und 17 werden auf bekannte Wei­ se zur Druckregelung in den Radbremsen 12 und 13 geschaltet. Die Rückförderpumpe 21 verbringt das in dem Niederdruckspeicher 19 befindliche Druckmittel über die Druckleitung 25 wieder in die Bremsleitung 5 zwischen Trennventil 7 und den Einlaßventi­ len 10 und 11. Bei einer Aktivbremsung, beispielsweise einer Antriebschlupfregelung (ASR) oder einem aktiven Bremseneingriff (ESP) zum Zwecke einer Giermomentenregelung wird das Trennven­ til 7 geschlossen und das elektromagnetisch betätigte Umschalt­ ventil 24 geöffnet. Der Bremskraftverstärker 4 betätigt den Hauptzylinder 1, so daß sich durch die Bremsleitung 5 ein Druckmitteldruck über das elektromagnetisch betätigte Umschalt­ ventil 24 in der zweiten Saugleitung 22 bis zur Pumpe 21 fort­ pflanzt.

In Fig. 2 ist eine gegenüber Fig. 1 entsprechend der vorliegen­ den Erfindung modifizierte Bremsanlage dargestellt, wobei die selben Bezugszeichen für identische oder ähnliche Bauteile ver­ wendet werden. Im folgenden werden deshalb nur die wesentlichen Unterschiede zu der in Fig. 1 beschriebenen Bremsanlage erläu­ tert.

In der erfindungsgemäßen Bremsanlage nach Fig. 2 ist als Saug­ ventil 27 der Pumpe 21 ein elektrisch betätigbares Ventil 27 vorgesehen. Ein derartiges Ventil 27 weist ein besseres Öff­ nungs- bzw. Schließverhalten als ein rein mechanisches Saugven­ til auf, wodurch der Pumpenwirkungsgrad gesteigert werden kann. Außerdem entfallen im Vergleich zu einen herkömmlichen Saugven­ til die aufwendige mechanische Bearbeitung des Ventilsitzes und des Pumpengehäuses bzw. der Pumpenkolben, in denen ein rein me­ chanisches Saugventil üblicherweise angeordnet wäre. Des weite­ ren sinkt durch den Entfall des bisher üblichen Saugventils der Saugwiderstand direkt vor der Pumpe 21, so daß die Leistung der Pumpe 21 erfindungsgemäß erhöht wird. Eventuell kann dadurch bei Bremsanlagen mit elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) auch ein Pulsationsdämpfer entfallen.

Bei Bremsanlagen, wie der in Fig. 1 und 2 gezeigten, mit An­ triebsschlupfregelung (ASR) bzw. aktivem Bremseingriff mittels eines elektronischen Stabilitätsprogrammes (ESP) ist üblicher­ weise ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 24 vorge­ sehen. Dieses Ventil 24 ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig als Saugventil 27 der Pumpe 21 ausgebildet. Die dazu erforderliche Umbildung des Umschaltventils 24 ist weit weniger aufwendig als die separate Ausbildung eines mechanischen Saugventils.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße Saugventil 27 von einer ohnehin vorhandenen elektronischen Regeleinheit (nicht gezeigt) der Bremsanlage betätigbar. Dabei ist mit Vorteil zumindest ein Sensor 29 zur Bestimmung des Betätigungszeitpunktes des Saug­ ventils 27 vorgesehen. Als derartiger Sensor 29 kann beispiels­ weise ein Drehzahlsensor 29 zur Erkennung des oberen bzw. unte­ ren Totpunktes der Pumpe 21 bzw. der Pumpenkolben dienen, wobei der Drehzahlsensor 29 insbesondere an dem die Pumpe 21 antrei­ benden Motor 28 vorgesehen sein kann.

Bei Pumpen 21, die gleichzeitig Druckmittel in beiden Brems­ kreisen I, II fördern, kann insbesondere auch eine für jeden Bremskreis I, II unterschiedliche Pumpenleistung eingestellt bzw. gefahren werden.

Mit besonderem Vorteil ist in der erfindungsgemäßen Bremsanlage zusätzlich oder alternativ ein nicht dargestellter Temperatur­ sensor zur Betätigung des Saugventils 27 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur vorgesehen. Auf diese Weise können durch eine variable Öffnungszeit des elektrisch betätigten Saugventils 27 verschiedene Füllgrade der Pumpe 21 erzeugt wer­ den, die der Umgebungstemperatur angepaßt sind. Insbesondere bei tiefen Temperaturen weist ein rein mechanisches Saugventil nämlich ein schlechtes Ansaugverhalten auf, so daß bisher bei­ spielsweise eine zusätzliche Vorladepumpe bzw. ein als Stufen­ kolben ausgebildeter Pumpenkolben eingesetzt werden mußten.

Claims (6)

1. Hydraulische Bremsanlage, insbesondere mit Bremsschlupfre­ gelung und/oder einer Einrichtung zur Aktivbremsung, mit einer Druckquelle (1), mindestens einer Radbremse (12, 13), die über eine Bremsleitung (5) mit der Druckquelle (1) ver­ bunden ist, und mit einer Pumpe (21), deren Saugseite über eine erste Saugleitung (20) mit der Radbremse (12, 13) und über eine zweite Saugleitung (22) zumindest zeitweilig mit der Druckquelle (1) verbunden ist, wobei die Pumpe (21) ein Saugventil (27) und ein Druckventil (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Saugventil (27) der Pumpe (21) ein elektrisch betätigbares Ventil (24, 27) vorgesehen ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage ein elektromagnetisch betätigtes Umschalt­ ventil (24) aufweist, das gleichzeitig als Saugventil (27) der Pumpe (21) ausgebildet ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugventil (27) von einer elektronischen Regelein­ heit der Bremsanlage betätigbar ist.

4. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor (29) zur Be­ stimmung des Betätigungszeitpunktes des Saugventils (27) vorgesehen ist.

5. Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (29) als Drehzahlsensor ausgebildet und an einem die Pumpe (21) antreibenden Motor (28) vorgesehen ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor zur Betätigung des Saugventils (27) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur vorgesehen ist.