DE10235288B4

DE10235288B4 - Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu deren Spülen

Info

Publication number: DE10235288B4
Application number: DE10235288.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Drott; Dr. Feigel Hans-Jörg; Jose Gonzalez; Bernhard Hammes; Michael Vogt
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2022-08-03
Also published as: DE10235288A1

Abstract

Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, vom Typ „Brake-by-Wire” mit einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren, mindestens einen Druckraum aufweisenden Hauptbremszylinder (2), einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter (4), einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator (3), der im „Brake-by-Wire”-Modus dem Fahrzeugführer das gewöhnliche Gefühl am Bremspedal (eine vorgewählte Nachgiebigkeit des Bremspedals) vermittelt, einer mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (16) ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle, die aus einer hydraulischen Pumpe (23) sowie einem durch die Pumpe aufladbaren Hochdruckspeicher (21) gebildet ist und mit deren Druck Radbremsen (7, 8) des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die mittels mindestens einer durch ein Trennventil (11) absperrbaren Verbindung (5) an den Hauptbremszylinder (2) angeschlossen sind, wobei Einlass- und Auslassventile (17, 18, 27, 28) vorgesehen sind, die durch die elektronische Steuer- und Regeleinheit (16) analog ansteuerbar sind und die die Radbremsen (7, 8) wahlweise mit der Druckquelle oder dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und der Saugseite der Pumpe (23) eine absperrbare hydraulische Verbindung (32) vorgesehen ist, die in unbetätigtem Zustand der Bremsanlage durchgängig ist und in betätigtem Zustand der Bremsanlage gesperrt wird, und dass in unbetätigtem Zustand der Bremsanlage Spülvorgänge zur Vermeidung oder Reduzierung oder Ausspülung von Gas- oder Luftblasen durchgeführt werden, wozu die Pumpe (23) über die dann durchgängige hydraulische Verbindung (32) Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder (2) ansaugt und über die dann in ihre offenen Schaltstellungen geschalteten Ein- und Auslassventile (17, 18, 27, 28) in den Druckmittelvorratsbehälter (4) fördert.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Spülen einer elektrohydraulischen Bremsanlage.
Eine derartige Bremsanlage ist z. B. aus der DE 198 05 244 A1 , entsprechend WO 99/41125 A1 , bekannt. Die vorbekannte Bremsanlage weist hydraulische Mittel auf, die ein Detektieren von sich im System befindlichen Gasen bzw. Luft ermöglichen. Die Mittel sind dabei vorzugsweise durch eine hydraulische Anordnung gebildet, die ein Beaufschlagen mindestens einer Radbremse mit einem definierten Druckmittelvolumen ermöglicht. Außerdem ist ein Drucksensor vorgesehen, der den in der Radbremse durch die Wirkung des Druckmittelvolumens hervorgerufenen Druckanstieg erfasst. Als die hydraulische Anordnung kann beispielsweise ein als Fremddruckquelle dienender Hochdruckspeicher mit einem beweglichen Medientrennungselement verwendet werden, dessen Weg mittels einer Sensoreinrichtung erfasst wird, deren Ausgangssignal dem definierten Druckmittelvolumen entspricht.
Weniger vorteilhaft ist bei der vorbekannten Bremsanlage der beträchtliche Kostenaufwand, der mit der Verwendung der erwähnten hydraulischen Anordnung zum Detektieren der Gase verbunden ist.
Aus der DE 197 28 302 A1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage bekannt, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Um eine bei Abkühlung des Ansaugtraktes der Pumpe mögliche Vakuumbildung und mögliche Ausgasung an der Pumpensaugseite zu vermeiden, ist in die Verbindungsleitung zwischen Ansaugseite der Pumpe und der Bremsleitung ein hydraulisches Umschaltventil integriert, das ohne eine Druckbeaufschlagung durch den Hauptbremszylinder offen ist. Durch den dadurch erfolgten Druckausgleich zwischen Pumpensaugseite und Bremsleitung wird eine Unterdruckbildung auf der Ansaugseite der Pumpe vermieden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässig funktionierende Bremsanlage der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen bzw. eine Bremsanlage vorzuschlagen, die bei gleichem Komfort mit einem niedrigeren Kostenaufwand realisierbar ist. Außerdem soll ein geeignetes Verfahren zur Spülung einer elektrohydraulischen Bremsanlage zur Vermeidung, Reduzierung oder Ausspülung von Gas- oder Luftblasen angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrohydraulische Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Spülen einer elektrohydraulischen Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die hydraulische Verbindung mittels eines hydraulischen Umschaltventils absperrbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass das Umschaltventil durch den im „Brake-by-wire”-Modus im Hauptbremszylinder eingesteuerten Druck betätigbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die Verbindung über ein zum Druckmittelvorratsbehälter hin schließendes Rückschlagventil an den Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen ist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass der Hauptbremszylinder als ein Tandemhauptzylinder mit einem ersten und einem zweiten Druckraum ausgebildet ist, und dass jedem der Druckräume eine zur Saugseite der Pumpe führende hydraulische Verbindung zugeordnet ist.
Das Verfahren zum Spülen der erfindungsgemäßen Bremsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass das ggf. mit Gas- bzw. Luftblasen verseuchte Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder angesaugt wird, wonach die den Radbremsen zugeordneten Ein- sowie Auslassventile geöffnet werden und das Druckmittel in den Druckmittelvorratsbehälter entlassen wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung hervor, deren einzige Figur den Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand darstellt.
Die in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellte Bremsanlage besteht im wesentlichen aus einem mittels eines Bremspedals 1 betätigbaren, zweikreisigen hydraulischen Druckerzeuger bzw. Hauptbremszylinder 2 in Tandemausführung, einem mit dem Tandemhauptzylinder 2 zusammenwirkenden Wegsimulator 3, einem dem Tandemhauptzylinder 2 zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter 4, einer hydraulischen Druckquelle, einer lediglich schematisch angedeuteten hydraulischen Steuereinheit HCU 6, die u. a. sämtliche, für Druckregelvorgänge erforderlichen Komponenten enthält und an die beispielsweise der Hinterachse des Kraftfahrzeugs zugeordnete Radbremsen 7, 8 angeschlossen sind, sowie einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit 16. Zur Ermittlung der Drehzahl der Fahrzeugräder dienen lediglich angedeutete Radsensoren 24, 25. Der an sich bekannte Tandemhauptzylinder 2 weist durch zwei Kolben 9, 10, begrenzte, voneinander getrennte Druckräume 14, 15 auf, die sowohl mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 als auch über die HCU 6 mit den Fahrzeugbremsen 7, 8, -, - verbindbar sind. Die vorhin erwähnte Druckquelle wird durch ein Motor-Pumpenaggregat 20, das aus einem Elektromotor 22 sowie eine vom Elektromotor 22 angetriebene Pumpe 23 besteht, ein der Pumpe 23 parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil 26 sowie einen durch die Pumpe 23 aufladbaren Hochdruckspeicher 21 gebildet. Der vom Hochdruckspeicher 21 aufgebrachte hydraulische Druck wird von einem Drucksensor 35 überwacht.
Wie weiterhin der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die Radbremsen 7, 8 an den ersten Druckraum 14 mittels einer Leitung 5 angeschlossen, in der ein Trennventil 11 eingefügt ist, das als stromlos offenes (SO-)2/2-Wegeventil ausgeführt ist und ein Absperren des ersten Druckraums 14 ermöglicht. Vor dem Trennventil 11 zweigt von der Leitung 5 eine weitere, zur Ansaugseite der Pumpe 23 führende Leitung 32 ab, in der ein hydraulisches Umschaltventil 29 eingefügt ist, das durch den im ersten Druckraum 14 eingesteuerten Druck betätigbar ist. Außerdem steht die Leitung 32 über ein zum Druckmitelvorratsbehälter 4 hin schließendes Rückschlagventil 36 mit dem Druckmitelvorratsbehälter 4 in Verbindung. Der im ersten Druckraum 14 eingesteuerte Druck wird mittels eines Drucksensors 19 überwacht.
Eine dritte hydraulische Leitung 34 verbindet die Druckseite der Pumpe 23 bzw. den Hochdruckspeicher 21 mit den Eingangsanschlüssen von zwei elektromagnetisch betätigbaren, analog regelbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen (SG-)2/2-Wegeventilen bzw. Einlassventilen 17, 18, die den Radbremsen 7 und 8 vorgeschaltet sind. Ein weiteres Paar von ebenfalls elektromagnetisch betätigbaren, analog regelbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen (SG-)2/2-Wegeventilen bzw. Auslassventilen 27, 28 ermöglicht eine Verbindung der Radbremsen 7, 8 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4, während ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO-)Druckausgleichsventil 13 eine radindividuelle Regelung der in den Radbremsen 7, 8 eingesteuerten Drücke ermöglicht.
Außerdem sind den Radbremsen 7, 8 Drucksensoren 30, 31 zugeordnet, mit deren Hilfe der in den Radbremsen 7, 8 herrschende hydraulische Druck ermittelt wird. Die vorhin erwähnte elektronische Regel- und Steuereinheit 16, der die Ausgangssignale der Drucksensoren 19, 30, 31, 35, der Raddrehzahlsensoren 24, 25, sowie einer vorzugsweise redundant ausgeführten Bremswunscherfassungseinrichtung 33 zugeführt werden, die dem Hauptbremszylinder 2 zugeordnet ist, dient der Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 20 sowie der vorhin erwähnten Ventile 11, 13, 17, 18, 27, 28.
Im nachfolgenden Text wird der Spülvorgang bei der in der Zeichnung gezeigten erfindungsgemäßen Bremsanlage erläutert.
Im unbetätigten Zustand des Bremspedals 1 befinden sich sämtliche Komponenten in der gezeigten Stellung. Bei der Ansteuerung des Motor-Pumpenaggregats 20 saugt die Pumpe 23 das gegebenenfalls Gas- oder Luftblasen enthaltende Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder 2 über das offene Umschaltventil 29 an, wobei sowohl die Ein- als auch die Auslassventile 17, 18, 27, 28 in die offene Schaltstellung umgeschaltet werden, so dass die verseuchte Flüssigkeit in den Druckmittelvorratsbehälter 4 zurück befördert wird. Durch kontinuierlich laufende Spülvorgänge im ungebremsten Zustand (im Stillstand oder während der Fahrt) wird somit eine eventuelle Ansammlung von Luft im Hauptbremszylinder 2 vermieden, reduziert oder ausgespült. In der bevorzugten Brake-by-Wire-Betriebsart, in der der Hauptbremszylinder 2 von den Fahrzeugbremsen 7, 8 getrennt ist, wird das Umschaltventil 29 durch den im Hauptbremszylinder 2 eingesteuerten Druck in seine Schließstellung umgeschaltet, so dass die Pumpe 23 nur noch über die vorhandene Saugleitung und nicht mehr aus dem Hauptbremszylinder 2 Druckmittel ansaugen kann.

Claims

Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, vom Typ „Brake-by-Wire” mit einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren, mindestens einen Druckraum aufweisenden Hauptbremszylinder (2), einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter (4), einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator (3), der im „Brake-by-Wire”-Modus dem Fahrzeugführer das gewöhnliche Gefühl am Bremspedal (eine vorgewählte Nachgiebigkeit des Bremspedals) vermittelt, einer mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (16) ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle, die aus einer hydraulischen Pumpe (23) sowie einem durch die Pumpe aufladbaren Hochdruckspeicher (21) gebildet ist und mit deren Druck Radbremsen (7, 8) des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die mittels mindestens einer durch ein Trennventil (11) absperrbaren Verbindung (5) an den Hauptbremszylinder (2) angeschlossen sind, wobei Einlass- und Auslassventile (17, 18, 27, 28) vorgesehen sind, die durch die elektronische Steuer- und Regeleinheit (16) analog ansteuerbar sind und die die Radbremsen (7, 8) wahlweise mit der Druckquelle oder dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und der Saugseite der Pumpe (23) eine absperrbare hydraulische Verbindung (32) vorgesehen ist, die in unbetätigtem Zustand der Bremsanlage durchgängig ist und in betätigtem Zustand der Bremsanlage gesperrt wird, und dass in unbetätigtem Zustand der Bremsanlage Spülvorgänge zur Vermeidung oder Reduzierung oder Ausspülung von Gas- oder Luftblasen durchgeführt werden, wozu die Pumpe (23) über die dann durchgängige hydraulische Verbindung (32) Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder (2) ansaugt und über die dann in ihre offenen Schaltstellungen geschalteten Ein- und Auslassventile (17, 18, 27, 28) in den Druckmittelvorratsbehälter (4) fördert.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (32) mittels eines hydraulischen Umschaltventils (29) absperrbar ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (29) durch den im „Brake-by-wire”-Modus im Hauptbremszylinder (2) eingesteuerten Druck betätigbar ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (32) über ein zum Druckmittelvorratsbehälter (4) hin schließendes Rückschlagventil (36) an den Druckmittelvorratsbehälter (4) angeschlossen ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (2) als ein Tandemhauptzylinder mit einem ersten und einem zweiten Druckraum (14, 15) ausgebildet ist, und dass jedem der Druckräume (14, 15) eine zur Saugseite der Pumpe (23) führende hydraulische Verbindung zugeordnet ist.
Verfahren zum Spülen einer elektrohydraulischen Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß das ggf. mit Gas- bzw. Luftblasen verseuchte Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder (2) angesaugt wird, wonach die den Radbremsen (7, 8) zugeordneten Ein- sowie Auslassventile (17, 18, 27, 28) geöffnet werden und das Druckmittel in den Druckmittevorratsbehälter (4) entlassen wird.