DE10306058B4

DE10306058B4 - Bremssystem

Info

Publication number: DE10306058B4
Application number: DE2003106058
Authority: DE
Inventors: von Hayn Holger; Manfred Rüffer; Wolfgang Ritter; Milan Klimes; Dr. Feigel Hans-Jörg
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: DE10306058A1

Abstract

Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber (1), bestehend aus einem Hauptbremszylinder (4), einem hydraulischen Verstärker und einem Simulator (9), der zur Beeinflussung des Pedalgefühls einen pedalbetätigten Simulatorkolben (6) und eine Simulatorfeder (7) im Gehäuse des Bremsdruckgebers (1) aufweist, mit einer Pumpe (2), die mit ihrer Saugseite an einem Druckmittelvorratsbehälter (3) und zum Aufbau einer hydraulischen Verstärkung mit ihrer Druckseite am Bremsdruckgeber (1) angeschlossen ist, der mit mehreren Radbremsen (21, 22, 23, 24) hydraulisch verbunden ist, sowie mit einem Proportionalventil (15) zur Pumpendruckregelung, das in der Druckmittelverbindung zwischen der Pumpe (2) und dem Bremsdruckgeber (1) eingesetzt ist, wobei die Wirkung des Simulators (9) beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung derart außer Kraft gesetzt ist, dass zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs der Simulator (9) mit einem den Druckaufbau im Hauptbremszylinder (4) auslösenden Betätigungskolben (5) starr verbunden ist, wozu sich die Simulatorfeder (7) mit ihrem vom Simulatorkolben (6) abgewandten Federende an einem Schleppkolben (8) abstützt, der beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung unter der Wirkung der Simulatorfeder (7) am Betätigungskolben (5) verharrt, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (5) einen Fortsatz (12) aufweist, der sich durch eine flüssigkeitsdichte Öffnung (13) im Schleppkolben (8) bis zum Simulatorkolben (6) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 198 26 346 A1 ist ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, mit einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber, bestehend aus einem Hauptbremszylinder, einer hydraulischen Verstärkung und einem Simulator zur Beeinflussung des Pedalgefühls, sowie mit einer Pumpe, die mit ihrer Saugseite an einem Druckmittelvorratsbehälter und zum Aufbau einer hydraulischen Verstärkung mit ihrer Druckseite am Bremsdruckgeber angeschlossen ist, der mit mehreren Radbremsen hydraulisch verbunden ist. Zur Regelung des Verstärkerdrucks ist ein Proportionalventil in die Druckmittelverbindung zwischen der Pumpe und dem Bremsdruckgeber eingesetzt.
Das vorgestellte Bremssystem hat jedoch den Nachteil, dass bei einem Ausfall der Pumpe das Druckmittelvolumen des Hauptbremszylinders nicht im vollen Umfang zur Abbremsung des Fahrzeugs genutzt werden kann. Beim Auftreten eines Fehlers in der Pumpendruckversorgung steht nämlich (bedingt durch die gewählte Konstruktion des Bremsdruckgebers) erst nach Überschreitung eines gewissen Leerhubs nur ein vermindertes Druckmittelvolumen zur fußkraftproportionalen Abbremsung des Fahrzeugs zur Verfügung, da eben ein Teil des für die Abbremsung vorgesehenen Pedalwegs beim Ausfall der Pumpe verloren geht.
Aus der DE 36 00 729 A1 geht bereits ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug der gattungsbildenden Art hervor, dessen Simulator bei einem Ausfall der hydraulischen Verstärkung derart außer Kraft gesetzt ist, dass zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs der Simulator, bestehend aus einem Simulatorkolben, einer Simulatorfeder und einem Schleppkolben mit einem den Druckaufbau in einem Hauptzylinder auslösenden Betätigungskolben starr verbunden ist.
Die DE 23 12 641 A1 offenbart ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Simulator, dessen Simulatorkolben über einen Stößel mit einer Betätigungsstange eines Bremspedals verbunden ist. Zwischen einem den Simulatorkolben beweglich aufnehmenden Steuerkolben und der Betätigungstange sind Simulatorfedern eingespannt, sodass der in einer Buchse geführte Steuerkolben bei einer Betätigung des Bremspedals entgegen der Kraft der Simulatorfedern verschiebbar ist, um mit den in der Buchse vorgesehenen Steuernuten zusammen zu wirken, die mit einem Druckspeicher verbunden sind. Dem Simulator ist ein Hauptzylinderkolben vorgeordnet, der ohne Wegverlust bei einem Ausfall der hydraulischen Energieversorgung des Druckspeichers über mehrere in der Buchse axial verschiebbare Stößel eine Notbetätigung des Hauptzylinderkolbens ermöglicht, sobald der Steuerkolben mit seinem Anschlag an der Buchse anliegt.
Ferner ist aus der DE 24 52 952 A1 ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bestehend aus einem Hauptbremszylinder, einem hydraulischen Verstärker und einem Simulator, der einen Simulatorkolben und eine Simulatorfeder aufweist, die sich an einem Schleppkolben abstützt, der bei einem Ausfall der Druckversorgung an einem sich durch den Schleppkolben erstreckenden Betätigungskolben verharrt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bremssystem der eingangs genannten Art mit einer möglichst kostengünstigen, einfachen und dennoch funktionssicheren Verbindung des Betätigungskolbens mit dem Simulatorkolben zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein elektrohydraulisches Bremssystem der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor und werden im nachfolgenden anhand einer Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
1 einen Hydraulikschaltplan für ein Bremssystem mit einer bevorzugten Ausführungsform eines Bremsdruckgebers gemäß der vorgeschlagenen Erfindung,
2 eine vergrößerte Darstellung des Bremsdruckgebers nach 1 im Längsschnitt,
3 eine konstruktive Abwandlung des Bremsdruckgebers nach 2 im Bereich des Simulators.
In der 1 ist der prinzipielle Schaltungsaufbau zweier Bremskreise eines hydraulischen Bremssystems gezeigt, mit einem Bremsdruckgeber 1 und einer Pumpe 2, die mit ihrer Saugseite an einem Druckmittelvorratsbehälter 3 und mit ihrer Druckseite an einem Druckanschluss 10 des Bremsdruckgebers 1 angeschlossen ist. Der innerhalb des Bremsdruckgebers 1 in Tandembauweise ausgeführte Hauptbremszylinder 4 ist über mehrere Bremsleitungen mit jeweils zwei Radbremsen 21, 22, 23, 24 eines jeden Bremskreises verbunden.
Zur Erfassung des im Hauptbremszylinder 4 erzeugten Bremsdrucks ist an der vorderen Kammer der beiden Arbeitskammern 25, 26 des Hauptbremszylinders 4 ein Drucksensor 16 angeschlossen, der zur Auswertung des Drucksensorsignals mit einem Steuergerät 27 verkabelt ist. Ferner befinden sich am Bremsdruckgeber 1 zwei Wegsensoren 17, die den Hub einer Pedalstange 19 und den Weg eines die hintere Arbeitskammer 26 begrenzenden Betätigungskolbens 5 erfassen. Die anhand der Wegsensoren 17 und des Drucksensors 16 gewonnenen Signale werden im Steuergerät 27 zur Festlegung der hydraulischen Verstärkung ausgewertet. Die Aktivierung der Pumpe 2 erfolgt mittels eines Elektromotors, der zur Ansteuerung gleichfalls mit dem Steuergerät 27 verkabelt ist. Zur Beeinflussung der die hydraulische Verstärkung charakterisierenden Pumpenleistung ist ein Proportionalventil 15 am Pumpenausgang vorgesehen, das zur Regelung des Abflusses von der Pumpe 2 zum Vorratsbehälter 3 durch kennfeldspezifische Signale des Steuergeräts 27 betätigt wird.
Zur Aktivierung der hydraulischen Verstärkung ist das Bremspedal 18 zu betätigen, um mit Hilfe der zuvor beschriebenen druck- und wegabhängigen Sensorik eine hydraulische Verstärkung gemäß dem im Steuergerät 27 abgelegten Kennfeld zu erzielen.
Ferner ist zu beachten, dass bei einwandfreier Funktion des Bremssystems die Betätigung des Bremspedals 18 nicht direkt auf den Betätigungskolben 5, sondern auf einen zwischen dem Betätigungskolben 5 und dem Bremspedal 18 angeordneten Simulator 9 übertragen wird, um das Pedalgefühl zu verbessern. Allerdings ist bei einem fehlerhaften Zustand der Pumpendruckversorgung die Wirkung des Simulators 9 außer Kraft gesetzt ist, so dass das gesamte in den Arbeitskammern 25, 26 des Bremsdruckgebers 1 befindliche Druckmittel bereits zu Beginn der Betätigung des Bremspedals 18 und damit ohne die geringste Einbuße an Betätigungsweg über die Bremsleitungen zu den Radbremsen 21–24 gelangt.
Losgelöst von der bisher allgemeinen Beschreibung des in 1 gezeigten Bremssystems wird in den nachfolgenden Beschreibungen der 2 und 3 auf die Einzelheiten bzw. Besonderheiten des Bremsdruckgebers 1 hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktion eingegangen.
Der Bremsdruckgeber 1 nach 2 besteht aus dem in Tandembauweise ausgeführten Hauptbremszylinder 4 und dem Simulator 9, die gemeinsam in das Rohrgehäuse des Bremsdruckgebers 1 hintereinander eingefügt sind. Im linken Abschnitt des Rohrgehäuses befinden sich die vom Betätigungs- und Schwimmkolben 5, 28 begrenzten beiden Arbeitskammern 25, 26 des Hauptbremszylinders 4, während der rechte Abschnitt des Rohrgehäuses die Einzelteile des Simulators 9 beinhaltet.
Der Simulator 9 weist einen mit der Pedalstange 19 des Bremspedals 18 verbundenen Simulatorkolben 6 auf, an dessen Stirnfläche sich das eine Ende einer Simulatorfeder 7 abstützt. Ein vom Simulatorkolben 6 abgewandtes Ende der Simulatorfeder 7 wirkt auf einen Schleppkolben 8, der in der abbildungsgemäßen Bremslösestellung als auch beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung unter der Wirkung der Simulatorfeder 7 mit seiner Stirnfläche am Betätigungskolben 5 verharrt. Die Simulatorfeder 7 ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet, die konzentrisch zum Rohrabschnitt zwischen dem Schleppkolben 8 und dem Betätigungskolben 5 eingespannt ist. Der Betätigungskolben 5 weist einen Fortsatz 12 auf, der sich durch eine flüssigkeitsdichte Öffnung 13 im Schleppkolben 8 bis an den Simulatorkolben 6 erstreckt. Der Fortsatz 12 ist in einem Rohrabschnitt 14 geführt, der am Simulatorkolben 6 angebracht ist. Die Abdichtung des Fortsatzes 12 im Schleppkolben 8 als auch die Abdichtung des Betätigungs- und Schleppkolbens 5, 8 im Rohrgehäuse des Bremsdruckgebers 1 erfolgt vorzugsweise durch Manschettendichtungen. Hingegen bedarf es bezüglich der Funktion des Simulators 9 keiner Abdichtung des Simulatorkolbens 6 im Bremsdruckgeber 1, da der rein mechanisch aufgebaute Simulator 9 mit seinem Simulatorkolben 6 unmittelbar auf die Simulatorfeder 7 einwirkt.
Sowohl der Schleppkolben 8 als auch der Betätigungskolben 5 sind über einen Druckanschluss 10 am Rohrgehäuse des Bremsdruckgebers 1 mit dem Druckanschluss der Pumpe 2 verbunden. Zum Aufbau der hydraulischen Verstärkung besteht eine Verbindung von der Pumpe 2 über den Druckanschluss 10 zu einem den Schlepp- und Betätigungskolben 8, 5 im Rohrgehäuse begrenzenden Verstärkerraum, der als Ringraum 11 zu erkennen ist.
In der Darstellung nach 2 nehmen alle vorbezeichneten Baugruppen des Bremsdruckgebers ihre Grundstellung ein, die der Bremslösestellung entspricht.
Die Betätigung des Bremspedals 18 wird durch den eingangs erwähnten Wegsensor 17 erfasst, dessen Signal maßgebend für die Inbetriebnahme der Pumpe 2 ist, die das aus dem Vorratsbehälter 3 angesaugte Druckmittel sowohl in Richtung des Bremsdruckgebers 1 als auch gleichzeitig zu dem in Grundstellung offenen Proportionalventil 15 fördert, dessen zum Aufbau des Verstärkerdrucks in Schließrichtung variabel einstellbare Schaltstellung die Charakteristik des Druckaufbaus und damit die hydraulische Verstärkung im Ringraum 11 bestimmt. Durch die Beaufschlagung des Schleppkolbens 8 mit dem geregelten Druck der Pumpe 2 verharrt der Schleppkolben 8 in seiner Grundstellung an einem gehäuseseitigen Anschlag 29, während der gleichfalls vom Pumpendruck beaufschlagte Betätigungskolben 5 entgegen der Wirkung der Druckfedern in den Arbeitskammern 25, 26 hydraulisch in Richtung auf den Schwimmkolben 28 bewegt wird, wodurch in den Arbeitskammern 25, 26 ein Bremsdruck aufgebaut wird, der sich in Richtung der Radbremsen fortpflanzt. Zwangsläufig entfernt sich der Betätigungskolben 5 vom in Grundstellung verharrenden Schleppkolben 8, wodurch die vom Bremspedal 18 auf den Simulatorkolben 6 übertragene Betätigungskraft ausschließlich auf die Simulatorfeder 7 und damit auf den hydraulisch im Verharrungszustand gehaltenen Schleppkolben 8 einwirkt, während sich der Fortsatz 12 infolge der hydraulischen Beaufschlagung des Betätigungskolbens 5 vom Simulatorkolben 6 entfernt hat und somit den erforderlichen Simulatorhub freigibt. Der Simulator 9 vermittelt durch die ungehinderte Bewegung des Simulatorkolbens 6 in Richtung des Fortsatzes 12 vorteilhaft das von der Kennlinie der Simulatorfeder 7 bestimmte Pedalgefühl, ohne dass eine Rückwirkung des tatsächlichen Bremsdruckaufbaus im Bremsdruckgeber 1 am Pedal wahrgenommen wird.
Beim Ausfall des Pumpendrucks entfällt die hydraulische Beaufschlagung des Ringraums 11 und damit die hydraulische Beaufschlagung des Betätigungskolbens 5 und des Schleppkolbens 8, so dass durch die Betätigung des Bremspedals 18 die Pedalstange 19 den Simulatorkolben 6 gegen den Fortsatz 12 des in Grundstellung verharrenden Betätigungskolben 5 drückt, da der Fortsatz 12 unmittelbar am Simulatorkolben 6 ruht. Folglich ist bei einem Ausfall der Pumpe 2 die Rückwirkung der Simulatorfeder 7 auf das Bremspedal 18 außer Kraft gesetzt, da die vom Simulatorkolben 6 übertragene Betätigungskraft ausschließlich auf den Fortsatz 12 wirkt, wodurch das gesamte Volumen in den Arbeitskammern 25, 26 durch das vom Pedalhub bestimmte Verschieben des Fortsatzes 12 über die Verdrängerwirkung des Betätigungskolben 5 zur Bremsdruckerzeugung genutzt werden kann.
Die Ausführungsform des Bremsdruckgebers nach 3 unterscheidet sich von der bisher beschriebenen Bauweise des Bremsdruckgebers 1 im wesentlichen durch die Anordnung eines elastischen Simulatorelements 20 außerhalb des Bremsdruckgeber-Rohrgehäuses, wozu der Schaft des Schleppkolbens 8 als auch der Schaft des Simulatorkolbens 6 jeweils um den erforderlichen Arbeitshub am Rohrgehäuse hervorstehen und das Simulatorelement 20 zwischen zwei mit dem Simulator- und Schleppkolben 6, 8 verbundene Anschlagscheiben 30 eingefügt ist. Das Simulatorelement 20 besteht vorzugsweise aus einem ringförmigen Gummiblock, der sich besonders kostengünstig herstellen und zwischen den Anschlagscheiben 30 funktionsgerecht anordnen lässt.
Die vorgestellten Merkmale der Erfindung führen zu einem preiswerten, einfachen, platzsparenden und funktionssicheren Bremssystem, das über einen Bremsdruckgeber 1 verfügt, der auch beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung das gesamte in den Arbeitskammern vorhandene Druckmittelvolumen zur Abbremsung zu Verfügung stellt.
Bezugszeichenliste

1: Bremsdruckgeber 1
2: Pumpe
3: Druckmittelvorratsbehälter
4: Hauptbremszylinder
5: Betätigungskolben
6: Simulatorkolben
7: Simulatorfeder
8: Schleppkolben
9: Simulator
10: Druckanschluss
11: Ringraum
12: Fortsatz
13: Öffnung
14: Rohrabschnitt
15: Proportionalventil
16: Drucksensor
17: Wegsensor
18: Bremspedal
19: Pedalstange
20: Simulatorelement
21: Radbremse
22: Radbremse
23: Radbremse
24: Radbremse
25: Arbeitskammer
26: Arbeitskammer
27: Steuergerät
28: Schwimmkolben
29: Anschlag
30: Anschlagscheiben

Claims

Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber (1), bestehend aus einem Hauptbremszylinder (4), einem hydraulischen Verstärker und einem Simulator (9), der zur Beeinflussung des Pedalgefühls einen pedalbetätigten Simulatorkolben (6) und eine Simulatorfeder (7) im Gehäuse des Bremsdruckgebers (1) aufweist, mit einer Pumpe (2), die mit ihrer Saugseite an einem Druckmittelvorratsbehälter (3) und zum Aufbau einer hydraulischen Verstärkung mit ihrer Druckseite am Bremsdruckgeber (1) angeschlossen ist, der mit mehreren Radbremsen (21, 22, 23, 24) hydraulisch verbunden ist, sowie mit einem Proportionalventil (15) zur Pumpendruckregelung, das in der Druckmittelverbindung zwischen der Pumpe (2) und dem Bremsdruckgeber (1) eingesetzt ist, wobei die Wirkung des Simulators (9) beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung derart außer Kraft gesetzt ist, dass zur Abbremsung des Kraftfahrzeugs der Simulator (9) mit einem den Druckaufbau im Hauptbremszylinder (4) auslösenden Betätigungskolben (5) starr verbunden ist, wozu sich die Simulatorfeder (7) mit ihrem vom Simulatorkolben (6) abgewandten Federende an einem Schleppkolben (8) abstützt, der beim Ausfall der hydraulischen Verstärkung unter der Wirkung der Simulatorfeder (7) am Betätigungskolben (5) verharrt, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (5) einen Fortsatz (12) aufweist, der sich durch eine flüssigkeitsdichte Öffnung (13) im Schleppkolben (8) bis zum Simulatorkolben (6) erstreckt.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Schleppkolben (8) als auch der Betätigungskolben (5) über einen Druckanschluss (10) am Gehäuse des Bremsdruckgebers (1) mit dem Druckanschluss der Pumpe (2) verbunden sind, wobei beim Ausfall der pumpenseitig initiierten Verstärkung ein den Schlepp- und Betätigungskolben (8, 5) begrenzender Ringraum (11), der am Druckanschluss (10) angeschlossen ist, hydraulisch drucklos verharrt.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fortsatz (12) abschnittsweise in einen Rohrabschnitt (14) erstreckt, der am Simulatorkolben (6) angebracht ist.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulatorfeder (7) als Schraubenfeder ausgebildet ist, die konzentrisch zum Rohrabschnitt (14) zwischen dem Schleppkolben (8) und dem Betätigungskolben (5) eingespannt ist.