DE10335176A1

DE10335176A1 - Bremsanlage

Info

Publication number: DE10335176A1
Application number: DE2003135176
Authority: DE
Inventors: Axel Hinz; Günther VOGEL; Uwe Greiff; René LENZ
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24
Also published as: JP2005047499A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einer Vorrichtung zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes sowie zur Fahrdynamikregelung, welche einen Hauptzylinder 4 aufweist, dessen Druckkammern über Bremsleitungen 5, 6 mit innerhalb Bremskreisen I, II paarweise zusammengefassten Radbremsen 7-10 verbindbar sowie mittels elektromagnetisch betätigbarer Ventile 12, 13 von den Radbremsen 7-10 trennbar sind, und mit einer Druckquelle 26 insbesondere in Form einer Zahnradpumpe, um Druckmittel insbesondere aus dem Hauptzylinder 4 in Richtung der Bremskreise der Radbremsen 7-10 oder aus den Bremskreisen der Radbremsen 7-10 in Richtung Hauptzylinder 4 zu fördern. DOLLAR A Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, eine Bremsanlage bereitzustellen, welche auch zum Einsatz einer Zahnradpumpe geeignet ist, wobei deren Bauaufwand im Rahmen einer Großserienproduktion vertretbar ist und in diesem Zusammenhang eine verringerte Bauteilanzahl wie insbesondere Elektromagnetventilanzahl aufweist. DOLLAR A Der Kern der Erfindung liegt darin begründet, daß in einer hydraulischen Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 4 und den Bremskreisen I, II der Radbremsen 7-10 ein Kanal 33, 34 vorgesehen ist, um eine Druckseite DS der Druckquelle 26 mit einer Saugseite SS der Druckquelle 26 zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage mit einer Vorrichtung zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes sowie zur Fahrdynamikregelung, welche einen Hauptzylinder aufweist, dessen Druckkammern über Bremsleitungen mit innerhalb Bremskreisen paarweise zusammengefassten Radbremsen verbindbar sowie mittels elektromagnetisch betätigbarer Ventile von den Bremskreisen der Radbremsen trennbar sind, und mit einer Druckquelle, um Druckmittel insbesondere aus dem Hauptzylinder in Richtung der Bremskreise der Radbremsen oder aus den Bremskreisen der Radbremsen in Richtung Hauptzylinder zu fördern.

Beispielsweise aus der DE 100 32 848 A1 ist eine gattungsgemäße Bremsanlage bekannt, welche unter anderem mit einer Zahnradpumpe ausgestattet ist, und wobei der betreffende Hydraulikkreis eine ABS-Funktion und eine Bremsassistentenfunktion ermöglicht. Weil beim Einsatz einer Zahnradpumpe in Verbindung mit hohen Temperaturen und daher dünnflüssiger Bremsflüssigkeit vermehrt Leckage auftreten kann, ist zwecks Vermeidung eines Austritts von Leckageflüssigkeit eine Rückführleitung mit einem Speicher vorgesehen. Um den Einsatz der Zahnradpumpe sowie die genannten Funktionalitäten zu ermöglichen, sind je Bremskreis sieben Elektromagnetventile vorgesehen, was bei einer zweikreisigen Bauweise insgesamt vierzehn Elektromagnetventile erfordert.

Es ist weiterhin grundsätzlich bekannt, als Pumpen ausgebildete Druckquellen insbesondere Zahnradpumpen mit einem sogenannten Bypass zwecks Umflaufförderung des Arbeitsmediums zu versehen.

Es ist ein generell beanstandetes Komfort-Merkmal von bekannten ABS-Bremsanlagen, daß im ABS-Regelmodus Pedalpulsieren spürbar ist. Diese Problematik ließe sich grundsätzlich durch den Einsatz von weitgehend pulsationsfrei arbeitenden Zahnradpumpen lösen.

Weil der Hardware und Softwareaufwand zur Implementation einer Zahnradpumpe unter Beibehaltung oder Ergänzung von Funktionen wie ABS, ESP und/oder BA beträchtlich ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Schaltplan einer Bremsanlage bereit zu stellen, welche auch zum Einsatz einer Zahnradpumpe geeignet ist, wobei deren Bauaufwand im Rahmen einer Großserienproduktion vertretbar ist und in diesem Zusammenhang eine verringerte Bauteilanzahl wie insbesondere Elektromagnetventilanzahl aufweist. Andererseits soll auch der Einsatz einer grundsätzlich bekannten Kolbenpumpe ermöglicht werden, wobei das Pulsationsproblem zu lösen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem in einer hydraulischen Verbindung zwischen einer Druckseite der Druckquelle und dem Hauptzylinder ein stromlos geöffnetes Elektromagnetventil angeordnet ist, wobei zwischen der Druckseite der Druckquelle und dem stromlos geöffneten Ventil ein hydraulischer Kanal abzweigt, durch den die Druckseite der Druckquelle mit einer Saugseite der Druckquelle verbindbar ist, und daß in einen Zwischenraum zwischen einem elektrischen Antrieb für die Druckquelle und der Druckquelle ein Kanal zum entfernen von Leckageflüssigkeit einmündet. Die Erfindung berücksichtigt die Besonderheiten von Zahnradpumpen und ermöglicht bei dennoch kostengünstiger Bauweise nicht nur ABS-Regeleingriffe sondern sogar Fahrstabiltäts- und Antischlupf-Regeleingriffe, indem das stromlos offene Ventil geschlossen wird, so daß mittels der Druckquelle ein gezielter Druckaufbau in wenigstens einer der Radbremsen erzielt werden kann. Auftretende Leckageflüssigkeit wird abgeleitet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verbindet der hydraulische Kanal die Druckseite der Druckquelle mit der Saugseite der Druckquelle.

Vorteilhafterweise ist jedem der Bremskreise der Radbremsen eine eigene Druckquelle mit einem Kanal zugeordnet, so daß jede Druckquellen eine Druckmittelumlaufförderung in einem Bremskreis der Radbremsen ermöglicht wird. Mit anderen Worten sind zwei völlig autarke Bremskreise vorgesehen, was die Sicherheit erhöht.

Wenn jeder Kanal ein Ventil aufweist, um einen Druckmitteldurchgang durch den Kanal zu ermöglichen oder zu verschließen, kann die Umlaufförderung ein- oder ausgeschaltet werden. Eine besonders flexible Anpassung der Fördervorgänge wird ermöglicht, wenn die Ventile elektromagnetisch betätigbar sind, und entweder gemeinsam oder einzeln in unterschiedliche Schaltstellungen bewegbar sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform kommen elektromagnetische Ventile zum Einsatz, welche zur Vermeidung eines Druckmitteldurchgangs stromlos geschlossen sind, so daß bei einem Defekt der genannten Ventile dennoch ein Druckaufbau anhand der Druckquelle ermöglicht wird. Dadurch wird die Verfügbarkeit erhöht, und es besteht nicht das Risiko, daß die Druckerhöhungsfunktion bei einem ABS-Regeleingriff infolge eines defekten Ventiles ausfällt.

Eine Erweiterung der Funktionalität der Bremsanlage in Richtung Antischlupfregelung und Fahrstabilitätsreglung ist gegeben, wenn in hydraulischen Verbindungen zwischen dem Hauptzylinder und den Saugseiten der Druckquellen elektromagnetisch betätigbare Ventile vorgesehen sind, um wahlweise eine Druckmittelförderung aus dem Hauptzylinder in Richtung der Bremskreise der Radbremsen oder aus den Bremskreisen der Radbremsen in Richtung Hauptzylinder zu ermöglichen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor.
In der Zeichnung zeigt:
1 ein schematischer Schaltplan einer ersten Ausführungsform mit 12 Elektromagnetventilen (geschlossenes System),
2 ein schematischer Schaltplan einer zweiten Ausfüh rungsform mit 14 Elektromagnetventilen und zum Druckmittelvorratsbehälter geführtem Saugpfad (offenes System)
3 ein schematischer Schaltplan einer dritten Ausführungsform mit 14 Elektromagnetventilen (geschlossenes System).
Die 1 zeigt einen Hydraulikschaltplan einer Bremsanlage 1 umfassend ein Bremsgerät mit einem, einen pneumatischen Bremskraftverstärker 2 und einem, einen Druckmittelvorratsbehälter 3 aufweisenden Hauptzylinder 4, dessen Druckkammern über Bremsleitungen 5, 6 mit Radbremsen 7-10 verbunden sind. Die Radbremsen 7-10 sind paarweise in sogenannten Bremskreisen I, II zusammengefasst. Bei den Bremskreisen I, II gibt es verschiedene Anordnungen wie beispielsweise die sogenannte Diagonalaufteilung unter Zusammenfassung von diagonal gegenüberliegenden Radbremsen der Vorderachse und Hinterachse eines Fahrzeugs oder die exemparisch in der Zeichnung dargestellte sogenannte Schwarz/Weiß Aufteilung unter paarweiser Kombination der Radbremsen einer Achse, welche vorzugsweise bei heckangetriebenen Fahrzeugen Verwendung findet.
Zur Erfassung eines fahrerseitig eingesteuerten Drucks dient ein Drucksensor 11 an der Bremsleitung 5, welche eine erste Druckkammer mit den Radbremsen 7, 8 von Bremskreis I verbindet. Weitere Drucksensoren DS1-DS4 sind den Radbremsen 7-10 zugeordnet. Jede Bremsleitung 5, 6 weist in Reihenschaltung ein stromlos geöffnetes, elektromagnetisch ansteuerbares Ventil 12, 13 (Trennventil) sowie für jede Radbremse 7-10 jeweils ein Einlassventil 14-17 sowie jeweils ein Auslassventil 18-21 auf. Die Radbremsen 7, 8; 9, 10 eines jeden Bremskreises I, II sind mit einer Rücklaufleitung 22, 23 verbunden, in deren Leitungsabzweige pro Radbremse 7-10 jeweils das Auslassventil 18-21 eingesetzt ist. Stromabwärts zu den Auslassventilen 18-21 befindet sich in jeder Rücklaufleitung 22, 23 ein Niederdruckspeicher 24, 25 der mit einer Saugseite SS einer elektromotorisch angetriebenen Druckquelle 26 verbunden ist, welche die beiden Bremskreise I, II speist. Zwischen einer Druckseite DS der Druckquelle 26 und jedem Bremskreis I, II besteht mittels Druckkanälen 32, 32a und einem davon abgehenden Abzweig eine hydraulische Verbindung, wobei der Druckmitteldurchtritt über die Trennventile 12, 13 als auch über die stromabwärts zum Trennventil 12, 13 angeordneten Einlassventile 14-17 regelbar ist. Dadurch ist für ESP oder ASR über die Druckquelle 26 Bremsdruck in den Radbremsen 7-10 einsteuerbar, ohne auf einen gesonderten Hochdruckspeicher zurückgreifen zu müssen.
Um einen Wechsel zwischen ABS-Rückförderbetrieb (in Richtung Hauptzylinder 4) und ASR oder ESP-Fahrdynamikregelungsbetrieb (Förderbetrieb in Richtung Bremskreise I, II) mittels der Druckquelle 26 zu ermöglichen, sind auf der Saugseite SS Saugleitungen 27, 28 vorgesehen. Bei den Ausführungsformen gemäß 1 und 3 wird entweder aus den Bremskreisen I und II oder aus dem Hauptzylinder 4 angesaugt, was ein generelles Kennzeichen von sogenannten geschlossenen Systemen ist.
Bei der Ausführungsform nach 2 sind die Saugleitungen 27, 28 zu dem Druckmittelvorratsbehälter 3 geführt, und weisen ein, in einer unbestromten Grundstellung geschlossenes Ventil 33, 34 (nachfolgend Saugventil) auf. Bei geschlosse nem Saugventil 33, 34 führt der Saugpfad über die Niederdruckspeicher 24, 25 in die Bremskreise der Radbremsen 7-10, um den Rückförderbetrieb in einem ABS-Regelzyklus zu ermöglichen. Insoweit arbeitet die Bremsanlage nach dem sogenannten geschlossenen Prinzip. Nur für den Fahrdynamik- oder Antriebsschlupf-Regelungsfall (ESP/ASR) wird das Saugventil 33, 34 geöffnet, so daß der Saugpfad im drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 3 endet, und das Ansaugen ermöglicht (offenes System).
Zwecks Umschaltung im Saugpfad ist gemäß 3 in jede der Saugleitungen 27, 28 ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 36, 37 (EUV = Elektromagnetisches-Umschalt-Ventil) eingesetzt, welches stromlos geschlossen ist, und nur bei aktiver Fahrdynamikregelung oder Antriebsschlupfregelung (ESP/ASR) infolge elektromagnetischer Ansteuerung eine Druckmittelverbindung zwischen dem Hauptzylinder 4 und der Saugseite SS der Druckquelle 26 herzustellen vermag. Im Unterschied zu einem herkömmlichen ABS-Rückfördermodus ist Druckmittel aus dem Hauptzylinder 4 in Richtung Radbremsen 7-10 förderbar.
Ein wesentliches Merkmal aller Ausführungsformen ist ein, zwischen der Druckseite DS der Druckquelle 26 und dem stromlos geöffneten Ventil 12, 13 (Trennventilen) ein hydraulischer Kanal 33, 34 abzweigt, durch den die Druckseite DS mit der Saugseite SS der Druckquelle 26 verbindbar ist, wobei in einen Zwischenraum zwischen dem elektrischen Antrieb (Motor M) und der Druckquelle 26 ein Kanal 35 zum Entfernen von Leckageflüssigkeit einmündet. Denn Zahnradpumpen wie auch langandauernd betriebene Kolbenpumpen neigen zu verstärkter Leckage. Durch die genannten Merkmale ist einerseits die Abfuhr von Leckageflüssigkeit gewährleistet und andererseits wird durch die Bypasswirkung des Kanals 33, 34 gewährleistet, daß Dichtelemente D1, D2, D3, D4 nicht überbeansprucht werden, wobei gleichzeitig die Entstehung von Leckage minimiert wird. Mit anderen Worten kann vermieden werden, daß die Druckquelle 26 gegen geschlossene Kanäle arbeiten muß, indem der Kanal 33, 34 gewissermaßen einen Bypass ermöglicht, und im Bedarfsfall das Ventil 38, 39 aufgesteuert wird. Gleichzeitig sind bei dieser Ausführungsform lediglich 12 bzw. gemäß 2 und 3 14 Elektromagnetventile erforderlich, um alle gewünschten Funktionen wie ABS, ESP, ASR und BA erfüllen zu können. In der Folge ist es denkbar, bereits vorhandene elektronische Steuereinheiten mit 12 bzw. 14 Ventilspulen zur elektronischen Ansteuerung einer Hydraulikeinheit (HCU) vorzusehen, welche eine Verbohrung gemäß der Erfindung aufweist. Dadurch wird ein modularer Aufbau ermöglicht.
Wie aus allen Fig, hervorgeht, ist der Aufbau der Schaltung symmetrisch. Mit anderen Worten ist jedem der Bremskreise I, II der Radbremsen 7-10 eine eigene Druckquelle 26 mit einem Kanal 33, 34 zugeordnet, so daß jeder Druckquelle 26 eine gesonderte Druckmittelumlaufförderung ermöglicht wird.
Jedem Kanal 33, 34 ist ein Ventil 36, 37 zugeordnet, um den Kanal 33, 34 zu verschließen oder einen Druckmitteldurchgang zu ermöglichen. Dadurch kann gezielt die Druckquelle 26 eines bestimmten Bremskreises I, II in die Umlaufförderung gebracht werden, während beispielsweise die Druckquelle 26 des anderen Bremskreises unter Last läuft und bestimmungsgemäß Druckmittel fördert. Desweiteren können die Ventile 36, 37 nicht nur einzeln sondern auch gemeinsam betätigt werden, so daß eine gewisse Synchronisation gegeben ist. Bei den Ventilen 36, 37 handelt es sich bevorzugt um elektromagnetisch betätigbare Ventile, welche zur Vermeidung einer Umlauförderung im unbestromten Zustand – wie es im Defektfall auftreten könnte – stromlos geschlossen ausgebildet sind.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einer Zahnradpumpe beschrieben wurde sind vielfache Abwandlungen der Erfindung denkbar, ohne den grundsätzlichen Erfindungsgedanken zu verlassen. So ist es zum Beispiel denkbar, anstelle der Zahnradpumpe eine Radialkolbenpumpe vorzusehen. Allerdings kommen die beschriebenen Schaltpläne besonders den Eigenschaften einer Zahnradpumpe entgegen, und stellen daher eine zu bevorzugende Wahl dar.
Für alle Varianten gilt jedoch, daß eine gezielte Umlaufförderung erzielbar ist, wodurch im Bedarfsfall verhindert werden kann, daß zwei Druckquellen gleichzeitig gegen Druck fördern müssen. Mit anderen Worten ist die hydraulische Schaltung multiplexfähig. Die Lastzustände des Motors M können vergleichmäßigt werden, was dessen Lebensdauer zugute kommt. Auch Kraftrückwirkungen auf das Pedal können vergleichmäßigt werden. Im ABS-Modus kann das Rückfördern bei laufendem Motor M sogar bis zum Lösen des Pedals durch den Fahrer verzögert werden, so daß gar kein Zurückdrängen am Pedal spürbar ist.

1: Bremsanlage
2: Bremskraftverstärker
3: Druckmittelvorratsbehälter
4: Hauptzylinder
5: Bremsleitung
6: Bremsleitung
7: Radbremse
8: Radbremse
9: Radbremse
10: Radbremse
11: Drucksensor
12: Ventil (Trennventil)
13: Ventil (Trennventil)
14: Einlassventil
15: Einlassventil
16: Einlassventil
17: Einlassventil
18: Auslassventil
19: Auslassventil
20: Auslassventil
21: Auslassventil
22: Rücklaufleitung
23: Rücklaufleitung
24: Niederdruckspeicher
25: Niederdruckspeicher
26: Druckquelle
27: Saugleitung
28: Saugleitung
32,32a: Druckkanal
33: Kanal
34: Kanal
35: Kanal
36: Ventil (EUV)
37: Ventil (EUV)
38: Ventil (Saugventil)
39: Ventil (Saugventil)
I, II: Bremskreis
D1-D4: Dichtelement
DS: Druckseite
DS1-DS4: Drucksensor
ECU: Steuereinheit (Electronic Control Unit)
HCU: Hydraulikeinheit (Hydraulic Control Unit)
M: Motor
SS: Saugseite

Claims

Bremsanlage mit einer Vorrichtung zur Regelung des Brems- und Antriebsschlupfes sowie zur Fahrdynamikregelung, welche einen Hauptzylinder (4) aufweist, dessen Druckkammern über Bremsleitungen (5,6) mit innerhalb Bremskreisen (I, II) paarweise zusammengefassten Radbremsen (7-10) verbindbar sowie mittels elektromagnetisch betätigbarer Ventile (12, 13) von den Bremskreisen der Radbremsen (7-10) trennbar sind, und mit einer Druckquelle (26), um Druckmittel insbesondere aus dem Hauptzylinder (4) in Richtung der Bremskreise (I, II) der Radbremsen (7-10) oder aus den Bremskreisen (I, II) der Radbremsen (7-10) in Richtung Hauptzylinder (4) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, daß in einer hydraulischen Verbindung zwischen einer Druckseite (DS) der Druckquelle (26) und dem Hauptzylinder (4) ein stromlos geöffnetes Elektromagnetventil (12, 13) angeordnet ist, wobei zwischen der Druckseite (DS) der Druckquelle (26) und dem stromlos geöffneten Ventil (12, 13) ein hydraulischer Kanal (33, 34) abzweigt, durch den die Druckseite (DS) der Druckquelle (26) mit einer Saugseite (SS) der Druckquelle (26) verbindbar ist, und daß in einen Zwischenraum zwischen einem elektrischen Antrieb (M) für die Druckquelle (26) und der Druckquelle (26) ein Kanal (35) zum entfernen von Leckageflüssigkeit einmündet.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (33, 34) die Druckseite (DS) der Druckquelle (26) mit der Saugseite (SS) der Druckquel le (26) hydraulisch verbindet.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Bremskreise (I, II) der Radbremsen (7-10) eine eigene Druckquelle (26 ) mit einem Kanal (33, 34) zugeordnet ist, so daß jede Druckquellen (26) eine Druckmittelumlaufförderung in einem Bremskreis (I, II) der Radbremsen (7-10) ermöglicht.
Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (33, 34)) ein Ventil (38, 39) aufweist, um einen Druckmitteldurchgang durch den Kanal (33, 34) zu ermöglichen oder zu verschließen.
Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (38, 39) elektromagnetisch betätigbar sind.
Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (38, 39) gemeinsam oder einzeln in unterschiedliche Schaltstellungen bewegbar sind.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (38, 39) zur Vermeidung eines Druckmitteldurchgangs stromlos geschlossen sind.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in hydraulischen Verbindungen zwischen dem Hauptzylinder (4) und der Saugseite (SS) der Druckquelle (26) elektromagnetisch betätigbare Ventile (36, 37) vorgesehen sind, um wahlweise eine Druckmittelförderung aus dem Hauptzylinder (4) in Richtung der Bremskreise (I, II) der Radbremsen (7-10) oder aus den Bremskreisen (I, II) der Radbremsen (7-10) in Richtung Hauptzylinder (4) zu ermöglichen.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (26) als Zahnradpumpe ausgebildet ist.