DE10304144B4

DE10304144B4 - Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE10304144B4
Application number: DE2003104144
Authority: DE
Inventors: Dirk Hofmann; Herbert Vollert; Matthias Schanzenbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: DE10304144A1

Abstract

Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage, wobei die elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage als Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet ist und eine Fremdkraft-Betriebsbremsanlage und eine Muskelkraft-Hilfsbremsanlage aufweist, wobei die Betriebsbremsanlage einen Bremswertgeber und in jedem Bremskreis eine Hydropumpe, einen an die Hydropumpe angeschlossenen Hydrospeicher und mindestens einen an die Hydropumpe und den Hydrospeicher angeschlossenen Radbremszylinder aufweist und wobei die Hilfsbremsanlage einen Zweikreis-Hauptbremszylinder, an den Radbremszylinder angeschlossen sind, aufweist, und wobei der Hauptbremszylinder durch Trennventile hydraulisch von der Bremsanlage trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsanlage einen Druckübertrager (12, 14) aufweist, der Druck zumindest teilweise von einem auf den anderen Bremskreis der Betriebsbremsanlage überträgt aber die beiden Bremskreise hydraulisch getrennt voneinander hält.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der DE 199 63 760 A1 ist eine derartige Fahrzeugbremsanlage bekannt. Sie ist als Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet und weist eine Fremdkraft-Betriebbremsanlage und eine Muskelkraft-Hilfsbremsanlage auf, wobei die Betriebs- und die Hilfsbremsanlage nicht zwei separate Bremsanlagen bilden sondern zum Teil dieselben Bauelemente benutzen. Die Betriebsbremsanlage weist einen Bremswertgeber und in jedem Bremskreis eine Hydropumpe, einen an die Hydropumpe angeschlossenen Hydrospeicher und mindestens einen an die Hydropumpe und den Hydrospeicher angeschlossenen Radbremszylinder auf. Der Bremswertgeber ist bei der bekannten Fahrzeugbremsanlage ein Fußbremspedal, dessen Stellung mit einem Sensor abgegriffen wird. Die Hydropumpe und der Hydrospeicher bilden eine Fremdenergiequelle der Betriebsbremsanlage.
Die Hilfsbremsanlage weist einen Zweikreis-Hauptbremszylinder auf, der bei der bekannten Fahrzeugbremsanlage mit einem Fußbremspedal betätigbar ist, das zugleich den Bremswertgeber der Betriebsbremsanlage bildet. An den Hauptbremszylinder sind die Radbremszylinder der Fahrzeugbremsanlage angeschlossen, die für die Betriebs- und die Hilfsbremsanlage gemeinsam vorhanden sind. Dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern sind in jedem Bremskreis ein Trennventil zwischengeschaltet, mit denen der Hauptbremszylinder zur Fremdkraft-Betriebsbremsung hydraulisch von der Bremsanlage trennbar ist. Es sind sowohl die Betriebs- als auch die Hilfsbremsanlage als Zweikreis-Bremsanlagen ausgebildet. Eine Verfügbarkeit und Sicherheit der Fahrzeugbremsanlage ist dadurch erhöht, bei Ausfall eines Bremskreises lässt sich der andere Bremskreis unverändert mit Fremdkraft betätigen, bei Ausfall der Fremdenergiequelle eines Bremskreises lassen sich außerdem beide Bremskreise mit der Hilfsbremsanlage betätigen.
Zur Steuerung oder Regelung der Radbremsdrücke in den Radbremszylindern weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage je Radbremszylinder ein Bremsdruckaufbau- und ein Bremsabsenkventil auf, mit denen sich die Radbremsdrücke radindividuell regeln oder steuern lassen. Auch eine Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung sind mit den Bremsdruckaufbau- und -absenkventilen möglich. Dies ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Da eine Steuerung oder Regelung der Radbremsdrücke radindividuell oder auch für mehrere oder alle Radbremszylinder gemeinsam auch auf andere Weise möglich ist soll die Erfindung nicht auf die dargestellte Regelung beschränkt sein.
Die Offenlegungsschrift DE 101 47 181 A1 offenbart eine der vorstehend erläuterten Fahrzeugsbremsanlage vergleichbare Fahrzeugbremsanlage mit einer Fremdkraft-Betriebsbremsanlage und einer Muskelkraft-Hilfsbremsanlage. Zum detektieren von Gas bzw. Luft in der Bremsflüssigkeit weist diese Fahrzeugbremsanlage zusätzlich eine Zylinder-Kolben-Anordnung auf, die mit einer Hydropumpe, die als Druckquelle der Fremdkraft-Betriebsbremsanlage dient, mit Druck beaufschlagbar ist. Die Zylinder-Kolben-Anordnung wird anschließend durch Schalten von Ventilen mit Radbremsen verbunden und aus der dabei erfolgenden Druckabsenkung auf die Freiheit oder auf das Vorhandensein von Gas bzw. Luft in der Bremsflüssigkeit geschlossen.
Die Offenlegungsschriften DE 196 51 842 A1 und DE 101 41 442 A1 offenbaren Medientrenner zur hydraulischen Trennung von Fremdkraft-Betriebsbremsanlagen von Muskelkraft-Hilsbremsanlagen.
Erläuterung und Vorteile der Erfindung
Die Betriebsbremsanlage der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen Druckübertrager auf, der Druck zumindest teilweise von einem auf den anderen Bremskreis der Betriebsanlage überträgt aber die beiden Bremskreise hydraulisch getrennt voneinander hält. Beispiele derartiger Druckübertrager sind Medientrenner, die beispielsweise zum Trennen der Bremsflüssigkeit der Betriebsbremsanlage von der Bremsflüssigkeit der Hilfsbremsanlage einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage verwendet werden, um einen Eintrag von Luftblasen aus der Betriebsbremsanlage in die Hilfsbremsanlage zu vermeiden. Medientrenner werden vielfach als Zylinder-Kolben-Einheiten ausgeführt, wobei die beiden Kolbenstirnflächen von den zu trennenden Medien beaufschlagt sind. Durch unterschiedliche Kolbendurchmesser auf beiden Kolbenseiten, d. h. einen gestuften oder auch zwei miteinander verbundene Kolben unterschiedlichen Durchmessers lässt sich eine Drucküber- oder -untersetzung erreichen. Durch die weiterhin vorhandene hydraulische Trennung beider Bremskreise behält die Erfindung den Vorteil einer erhöhten Verfügbarkeit und Sicherheit bei Ausfall eines Bremskreises bei. Weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass bei Ausfall der Hydropumpe oder des Hydrospeichers eines Bremskreises ein Druckaufbau mit den Komponenten des anderen Bremskreises zumindest zeitweilig noch möglich ist, wodurch sich die Verfügbarkeit der Fahrzeugbremsanlage weiter erhöht. Zudem vereinfacht die Erfindung den Aufbau der elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage, es genügt beispielsweise ein Drucksensor zur Ermittlung der Bremsdrücke in beiden Bremskreisen oder ein Druckbegrenzungsventil zum Schutz beider Bremskreise vor Überdruck.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Betriebsbremsanlage eine Differenzialpumpe (Anspruch 2) und/oder einen Doppelspeicher (Anspruch 3) als Druckübertrager auf. Eine Differenzialpumpe ist vergleichbar mit einem Zweikreis-Hauptbremszylinder, sie beaufschlagt die beiden Bremskreise einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Druck, wobei der Druck in den beiden Bremskreisen verschieden sein kann. Es erfolgt eine Druckübertragung beispielsweise mittels eines schwimmenden Trennkolbens von einem Bremskreis auf den anderen. Bei einem Doppelspeicher handelt es sich beispielsweise um ein Hydrospeicher mit zwei Kolben, die sich federelastisch durch ein Gasdruckfüllung aneinander abstützen. Beide Ausgestaltungen der Erfindung vereinfachen den Aufbau der Fahrzeugbremsanlage wobei die hydraulische Trennung der Bremskreise gewahrt bleibt. Es besteht ein Druckkopplung der beiden Bremskreise ggf. auch mit einem Über- oder Untersetzungsfaktor, so dass bei fehlerfreiem Betrieb in beiden Bremskreisen derselbe Druck oder ein vorgegebenes Druckverhältnis zwischen den beiden Bremskreisen besteht.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert: Es zeigen:
1 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage; und
2 eine alternative Ausgestaltung eines Doppelspeichers der Fahrzeugbremsanlage aus 1 gemäß der Erfindung
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage 10 ist als Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet und weist eine Fremdkraft-Betriebsanlage und eine Muskelkraft-Hilfsbremsanlage auf. Sowohl die Betriebs- als auch die Hilfsbremsanlage sind als Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet, wobei die Betriebs- und die Hilfsbremsanlage keine zwei getrennten Bremsanlagen sind sondern teilweise dieselben Bauteile benutzen.
Die Fremdkraft-Betriebsbremsanlage weist eine Differenzialpumpe 12 und einen Doppelspeicher 14 als Fremdenergiequellen auf. Die Differenzialpumpe 12, die in der Zeichnung schematisiert dargestellt ist, weist einen mechanisch mittels eines Elektromotors 16 und eines Exzenters 18 angetriebenen ersten Kolben 20 und einen zweiten – oder Schwimmkolben 22 auf, die in einem gemeinsamen Zylinder 24 verschiebbar sind. Ein Antrieb des Schwimmkolbens 22 erfolgt durch Druckübertragung vom ersten Kolben 20 über Bremsflüssigkeit im Zylinder 24. Rückschlagventile steuern als Einlassventile 26 und als Auslassventile 28 eine Durchströmungsrichtung der Differenzialpumpe 12. Die Differenzialpumpe 12 bildet einen Druckübertrager, der Druck von einem zum anderen der beiden Bremskreise der Betriebsbremsanlage überträgt. Trotzdem sind die beiden Bremskreise hydraulisch voneinander getrennt. Über Saugleitungen 30, 32 ist die Differenzialpumpe 12 mit zwei Kammern 34, 36 eines Vorratsbehälters 38 für Bremsflüssigkeit verbunden.
Der Doppelspeicher 14 ist an die Druckseite der Differenzialpumpe 12 angeschlossen. Der Doppelspeicher 14 weist zwei Kolben 40, 42 auf, von denen jeweils einer mit einem der beiden Bremskreise der Betriebsbremsanlage kommuniziert. Die beiden Kolben 40, 42 sind mit einem Metallfaltenbalg 44 verbunden, der mit einem Druckgas gefüllt ist. Die beiden Kolben 40, 42 sind dadurch federnd beaufschlagt. In seiner Mitte weist der Doppelspeicher 14 ein gehäusefestes Lochblech 45 auf, das den Metallfaltenbalg 44 in seiner Mitte hält. Das Lochblech 45 begrenzt einen Verschiebeweg beider Kolben 40, 42. Dies verhindert, dass der Doppelspeicher 14 in einem Bremskreis vollständig entleert werden kann. Sobald einer der beiden Kolben 40, 42 gegen das den Wegbegrenzer bildende Lochblech 45 stößt sinkt der Druck und die Differenzialpumpe 12 fördert automatisch in diesen Bremskreis. Auch der Speicher 14 bildet einen Druckübertrager, der Druck von einem auf den anderen Bremskreis der Betriebsbremsanlage überträgt, d. h. für einen Druckausgleich zwischen den Bremskreisen sorgt.
Es sind auch andere Konstruktionen für den einen Druckübertrager bildenden Doppelspeicher 14 möglich. Eine alternative Ausgestaltung zeigt 2. Der in 2 dargestellte Doppelspeicher 14 weist einen in beide Richtungen verschieblichen sog. Schwimmkolben (Plunger) 70 sowie einen druckgasgefüllten Metallfaltenbalg 72 auf, der auf einer Seite des Schwimmkolbens 70 angeordnet ist. Der Doppelspeicher 14 aus 2 ist ebenso wie derjenige aus 1 hydraulisch mit der Fahrzeugbremsanlage 10 verschaltet, es ist eine Seite des Schwimmkolbens 70 mit dem Druck des einen Bremskreises und die andere Seite des Schwimmkolbens 70 mit dem Druck des anderen Bremkreises beaufschlagt. Der Schwimmkolben 70 bewirkt, sofern er nicht an einem Gehäuseende anstößt, in beiden Bremskreisen denselben Druck und eine Druckübertragung von einem auf den anderen Bremkreis. Der druckgasgefüllte Metallfaltenbalg 72 bildet ein druckelastisches Element, das sein Volumen mit sich änderdem Druck ändert und das in an sich bekannter Weise eine Druckspeicherung bewirkt.
Die Differenzialpumpe 12 und der Doppelspeicher 14 bilden Fremdenergiequellen für die beiden Bremskreise der Betriebsbremsanlage, an die unter Zwischenschaltung von Bremsdruckaufbauventilen 46 Radbremszylinder 48 angeschlossen sind. Über Bremsdruckabsenkventile 50 sind die Radbremszylinder 40 mit dem Vorratsbehälter 38 verbunden. Eine gemeinsame Rückleitung 52 führt von den Bremsdruckabsenkventilen 50 zum Vorratsbehälter 38. Der Vorratsbehälter 38 weist außer den beiden genannten Kammern 34, 36, an die die Differenzialpumpe 12 angeschlossen ist, eine dritte Kammer 54 auf, in die die Rückleitung 52 mündet. Die dritte Kammer 54 bildet eine Beruhigungskammer, in der sich die Bremsflüssigkeit von eventuell auf ihr schwimmendem Schaum trennt und in der eventuelle Gasblasen aus der Bremsflüssigkeit austreten, bevor die Bremsflüssigkeit in die beiden anderen Kammern 34, 36 überläuft.
Die Bremsdruckaufbauventile 46 und die Bremsdruckabsenkventile 50 sind als 2/2-Wege-Proportional-Magnetventile ausgebildet, die in ihrer stromlosen Grundstellung geschlossen sind. Die Bremsdruckaufbau- und -absenkventile 46, 50 bilden Bremsdruckregeleinrichtungen, mit denen sich ein Radbremsdruck in den Radbremszylindern 48 radindividuell regeln lässt. Dies ist an sich bekannt und soll deswegen hier nicht erläutert werden. Auch eine Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikreglung (ABS, ASR, FDR) sind in an sich bekannter Weise möglich. Zur Messung der Radbremsdrücke sind Drucksensoren 56 an jeden Radbremszylinder 48 angeschlossen. Mit einem Achsventil 58 sind Radbremszylinder 48 einer Radachse verbind- und trennbar. Solche Achsventile 58 sind nur vorgesehen, wenn die Radbremszylinder 48 einer Achse an einen Bremskreis angeschlossen sind.
Als Bremswertgeber für die Betriebsbremsanlage dient ein Fußbremspedal 60, dessen Stellung mit einem Wegsensor 62 abgegriffen wird. Zusätzlich ist ein sog. Bremslichtschalter 64 vorhanden, mit dem feststellbar ist, ob das Fußbremspedal 60 getreten ist.
Die Muskelkraft-Hilfsbremsanlage ist ebenfalls als Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet. Sie weist einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 66 auf, der mit dem Fußbremspedal 60 betätigt wird. Unter Zwischenschaltung je eines Trennventils 68 in jedem Bremskreis sind die Radbremszylinder 48 an den Hauptbremszylinder 66 angeschlossen. Die Trennventile 68 sind in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2-Wege-Magnetventile, die bei Fremdkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage 10 geschlossen werden und dadurch den Hauptbremszylinder 66 hydraulisch von der Fahrzeugbremsanlage 10 trennen.
An einen Bremskreis des Hauptbremszylinders 66 ist ein Drucksensor 70 und ein Pedalwegsimulator 72 angeschlossen. Der Pedalwegsimulator 72 ist ein federbelasteter Hydrospeicher, er ermöglicht die Verdrängung von Bremsflüssigkeit aus einer Kammer des Hauptbremszylinders 66 wenn die Trennventile 68 bei Fremdkraftbetätigung der Fahrzeugbremsanlage 10 geschlossen sind. Dadurch ist ein Pedalweg des Fußbremspedal 60 bei geschlossenen Trennventilen 68 möglich.
Die Fahrzeugbremsanlage 10 weist einen Drucksensor 74 in einem Bremskreis der Betriebsbremsanlage auf. Der Drucksensor 74 ist an die Druckseite der Differenzialpumpe 12 und an den Doppelspeicher 14 angeschlossen. Wegen des Druckausgleichs zwischen den beiden Bremskreisen der Betriebsbremsanlage durch die Differenzialpumpe 12 und den Doppelspeicher 14, die beide Druckübertrager bilden, genügt ein Drucksensor 74 für beide Bremskreise. Ebenso reicht ein Druckbegrenzungsventil 76 zum Schutz gegen Überdruck für beide Bremskreise der Betriebsbremsanlage aus, da ein Druckanstieg im anderen Bremskreis über die Differenzialpumpe 12 und den Doppelspeicher 14, die beide Druckübertrager bilden, in den einen Bremskreis der Betriebsbremsanlage abgebaut wird, in dem das Druckbegrenzungsventil 76 angeordnet ist. Das Druckbegrenzungsventil 76 verbindet in einem der beiden Bremskreise der Betriebsbremsanlage die Druckseite der Differenzialpumpe 12 und den Doppelspeicher 14 mit der Rückleitung 52.

Claims

Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage, wobei die elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage als Zweikreis-Bremsanlage ausgebildet ist und eine Fremdkraft-Betriebsbremsanlage und eine Muskelkraft-Hilfsbremsanlage aufweist, wobei die Betriebsbremsanlage einen Bremswertgeber und in jedem Bremskreis eine Hydropumpe, einen an die Hydropumpe angeschlossenen Hydrospeicher und mindestens einen an die Hydropumpe und den Hydrospeicher angeschlossenen Radbremszylinder aufweist und wobei die Hilfsbremsanlage einen Zweikreis-Hauptbremszylinder, an den Radbremszylinder angeschlossen sind, aufweist, und wobei der Hauptbremszylinder durch Trennventile hydraulisch von der Bremsanlage trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsanlage einen Druckübertrager (12, 14) aufweist, der Druck zumindest teilweise von einem auf den anderen Bremskreis der Betriebsbremsanlage überträgt aber die beiden Bremskreise hydraulisch getrennt voneinander hält.
Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsanlage eine gemeinsame Differenzialpumpe (12) für beide Bremskreise aufweist, die den Druckübertrager bildet.
Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsanlage einen Doppelspeicher (14) als Druckübertrager aufweist.
Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelspeicher (14) einen Schwimmkolben (70), der auf jeder Seite mit dem Druck eines Bremskreises der Fahrzeugbremsanlage (10) beaufschlagt wird, und ein auf einer Seite des Schwimmkolbens (70) angeordnetes druckelastisches Element (72) aufweist.
Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage (10) einen Vorratsbehälter (38) für Bremsflüssigkeit mit einer Kammer (34, 36) für jeden Bremskreis und einer dritten Kammer (54) als Beruhigungskammer aufweist.