DE19618556A1 - Hydraulische Zweikreisbremsanlage mit einer Einrichtung zur Aktivbremsung - Google Patents

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine hydraulische Zweikreisbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 42 32 311 C1 be­ kannt. Die bekannte Bremsanlage besitzt eine Blockierschutz­ einrichtung und ist außerdem weitergebildet zur Verbesserung der Fahrzeugspurverhaltens, insbesondere beim Fahren in Kurven durch automatisches Bremsen, also einen aktiven Bremsenein­ griff. Beim automatischen Bremsen liefert anstelle des Haupt­ bremszylinders eine Hilfsdruckquelle einen Druck, der mittels der Blockierschutzeinrichtung in den Radbremsen durch Druck­ minderung individuell einstellbar ist. Hierfür befinden sich zwischen der Hilfsdruckquelle und der Blockierschutzeinrich­ tung Zylinder mit Trennkolben. Die Hilfsdruckquelle ist so gestaltet, daß sie nur relativ niedrige Hilfsdrucke liefert und durch Anordnung von Ventilen den Hilfsdruck den Eingängen von Rückförderpumpen zuführt. Erst mittels dieser Rückförder­ pumpen werden zeitweilig Druckerhöhungen bis auf das zum auto­ matischen Bremsen ausreichenden Maß vorgenommen. Die Trenn­ kolben werden also per Hilfsdruckquelle beaufschlagt, so daß eine Hilfsdruckquelle über die Trennkolben auf beide Brems­ kreise einwirken kann. Der Energiebedarf im automatischen Bremsbetrieb wird verringert, weil der von der Hilfsdruckquel­ le gelieferte Druck lediglich zum Vorladen der Rückförderpum­ pen dient. Hierdurch wird eine erhebliche Geräuschminderung erzielt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art zu Schaffen, welche ohne Funktions­ einbußen preiswerter herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht also darin, als Hilfsdruckquelle eine Fremd­ druckquelle zu verwenden, die in vielen Fahrzeugen ohnehin vorhanden ist, nämlich die Druckquelle eines hydraulischen Bremskraftverstärkers. Eine derartige Druckquelle ist eine Hochdruckquelle, so daß sich die Funktion dieser Fremddruck­ quelle nicht auf die Vorladung der Rückförderpumpen allein beschränken muß. Es kann durch entsprechende Ventilschaltungen in den Bremskreisen auch direkt eine Befüllung der Radbremsen erfolgen.

Für eine gezielte Dosierung des Hilfsdrucks empfiehlt sich allerdings eine Ventilanordnung in der Verbindung zwischen der Fremddruckquelle und dem Primärraum der Zylinder-Trennkolben- Anordnung jedes Bremskreises, welche die Verbindung zu sperren vermag. Da nämlich die Fremddruckquelle zusätzlich die Funk­ tion der Bremskraftverstärkung übernimmt, kann sie nicht le­ diglich zum Zwecke der Vorladung oder Vorbefüllung der Brems­ kreise gestartet werden.

Dabei ist es ratsam, eine Ventilanordnung zu wählen, die in ihrer Grundstellung die Verbindung sperrt, da zum einen eine Pedalbremsung wesentlich häufiger ist als eine Aktivbremsung, zum anderen bei einer Verklemmung in der Grundstellung eine normale Bremsfunktion gewährleistet bleibt.

Wenn die Fremddruckquelle lediglich die Funktion einer Vorla­ dung von Rückförderpumpen übernehmen soll, empfiehlt es sich, den Vorladedruck zu begrenzen, indem in die Verbindungsleitung ein Druckrückhalteelement eingefügt wird, welches nur einen begrenzten Druck, beispielsweise 10 bar, an die Primärräume der Trennkolben weiterleitet.

Eine funktional der Fremddruckquelle parallelgeschaltete Druckabbauleitung ermöglicht eine Rückstellung der Trennkolben nach erfolgter Aktivbremsung.

Dabei kann beispielsweise die Druckabbauleitung mit einer Drosselstelle versehen sein, welche dann auch permanent einen Leckstrom zulassen kann. Der Leckstrom wird durch erhöhte För­ dertätigkeit der Fremddruckquelle ausgeglichen.

Wenn allerdings eine möglichst seltene Betätigung der Fremd­ druckquelle aus Geräuschdämpfungsgründen gewünscht wird, emp­ fiehlt es sich, die Druckabbauleitung sperrbar zu gestalten.

Dann kann auch zum Druckabbau die Druckabbauleitung völlig freigegeben werden, so daß sich das aus der Vorladung stammen­ de Druckmittel schnell zurück in den Druckmittelbehälter des Systems fortpflanzen kann.

Wenn in die Druckabbauleitung zusätzlich ein Überdruckventil eingefügt ist bzw. in der Sperrstellung eines Ventils vorgese­ hen ist, so ermöglicht das eine Begrenzung des Fremddruckes auf die erforderliche Druckhöhe, was zusätzlich der Geräusch­ dämpfung dient, da die zu schaltenden Ventile sodann nicht einem so hohen Druck ausgesetzt sind.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage in fünf Abwandlungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bremsanlage,

Fig. 2-6 fünf verschiedene Ventilanordnungen zwischen Fremd­ druckquelle, Primärkammern der Trennkolben und Druckmittelbehälter, welche in Fig. 1 einfügbar sind.

Fig. 1 zeigt also eine erfindungsgemäße Zweikreisbremsanlage, welche zur Aktivbremsung geeignet ist. Die Fig. weist vier strichpunktiert umrandete Blöcke 1, 2, 3 und 4 auf. Block 1 zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung, wie sie dem Stand der Technik entspricht, wobei die Rückförderpumpen 5 und 5′ im Unterschied zur DE 42 32 311 C1 wahlweise selbstansaugend aus­ gelegt sein können oder nicht. Block 2 zeigt einen an sich bekannten hydraulischen Bremskraftverstärker, der von der in Block 3 dargestellten Fremddruckquelle gespeist wird. Aller­ dings weist die Fremddruckquelle von Block 3 eine gegenüber den Stand der Technik neue Verbindungsleitung zum Block 4 auf. Block 4 ist in Fig. 1 freigelassen, wobei wahlweise eine der Fig. 2 bis 6 einfügbar ist. Die Zylinder-Trennkolben-An­ ordnungen 6 und 6′ in den Bremsleitungen entsprechen gemäß diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen der Fig. 2 der DE 42 32 311 C1.

Die Funktionsweise der Bremsanlage während einer pedalbetätig­ ten Bremsung ist an sich bekannt, wobei anzumerken ist, daß innerhalb der Zylinder-Trennkolben-Anordnungen 6 und 6′ Sitz­ ventile angeordnet sind, die in der dargestellten Grundposi­ tion der Trennkolben geöffnet sind. Auf diese Weise ist ein Druckmittelfluß in beide Richtungen durch die Trennkolben hin­ durch möglich. Eine Bremsung mit Blockierschutzregelung er­ folgt nach dem Rückförderprinzip und muß hier nicht mehr er­ läutert werden, da sie dem Stand der Technik entspricht.

Eine Aktivbremsung erfolgt in der Regel ohne Betätigung des Bremspedals. Damit den Rückförderpumpen 5 und 5,, auch wenn sie selbstansaugend sind, genügend Druckmittel an ihrer Saug­ seite zur Verfügung steht, wird während einer Aktivbremsung jeweils das Trennventil 7 bzw. 7′ geschlossen und das Um­ schaltventil 8 bzw. 8′ geöffnet. Wenn nun die in Block 4 ent­ haltene Ventilanordnung den Fremddruck der Fremddruckquelle in Block 3 zu den Stirnseiten der Zylinder-Trennkolben-Aordnun­ gen 6 und 6′ weiterleitet, so bewegen die Trennkolben sich gegen ihre Federvorspannung, so daß sich zunächst die enthal­ tenen Sitzventile schließen und Druckmittel in die Bremskreise verdrängt wird. Der Druck pflanzt sich über das geöffnete Um­ schaltventil 8 bzw. 8′ zur Saugseite der Rückförderpumpe 5 bzw. 5′ fort und läßt sich von der Rückförderpumpe in die ein­ zelnen Bremszweige verbringen.

Es ist jedoch auch denkbar, daß die Ventile 7 und 8 bzw. 7′ und 8′ zunächst in ihrer dargestellten Grundposition verblei­ ben, so daß die Fremddruckquelle im Block 3, welche in der Lage ist, einen Hochdruck zu erzeugen, direkt in den Radbrem­ sen bzw. in einer Radbremse einen Bremsdruck aufbauen kann.

Zum Druckabbau weist die Ventilanordnung in Block 4 eine Druckabbauleitung 9 auf, welche zum Druckmittelbehälter 12 führt.

Der genauere Aufbau der Ventilanordnung in Block 4 geht aus den Fig. 2 bis 6 hervor. In Fig. 2 ist die Verbindungslei­ tung 10 zwischen Fremddruckquelle 3 und den Primärkammern 11 bzw. 11′ der Trennkolben durch ein stromlos geschlossenes Ma­ gnetventil 21 gesperrt. Die Druckabbauleitung 9 ist mit einem stromlos geöffneten Magnetventil versehen. Bei stromlosen Ven­ tilen ist also die Verbindung zwischen den Primärkammern 11 und 11′ und der Druckabbauleitung 9 offen, so daß die Primär­ kammern 11 und 11′ mit dem Druckmittelbehälter 12 verbunden sind. Bei bestromten Magnetventilen 21 und 22 ist hingegen die Fremddruckquelle 3 an die Primärkammern 11 und 11′ angeschlos­ sen. Da in der Verbindungsleitung 10 in diesem Ausführungsbei­ spiel keine Druckminderfunktion eingebaut ist, wird der volle Bremsdruck an die Primärkammern 11 und 11′ weitergegeben. Mit­ tels dieser Anordnung kann also eine Vorbefüllung der Radbrem­ sen erfolgen.

Da die Ventile 21 und 22 in der Regel gemeinsam betätigt wer­ den, können sie auch durch ein 3/2-Wegeventil 31 gemäß Fig. 3 ersetzt werden. Die beiden Stellungen des Ventils 31 entspre­ chen zum einen der unbestromten Stellung beider Ventile 21 und 22 und zum anderen der bestromten Stellung beider Ventile 21 und 22. Die Funktionsweise ist dieselbe wie in Fig. 2.

In der Ausführung nach Fig. 4 ist das Ventil 41 in der Verbin­ dungsleitung 10 so gestaltet, daß es in seiner Grundstellung die Verbindungsleitung 10 sperrt, in seiner bestromten Schalt­ stellung jedoch nur Druck bis zu einer bestimmten Höhe in die Primärkammern 11 und 11′ der Trennkolben 6 und 6′ weiterlei­ tet. Für eine Vorladefunktion, bei welcher das Druckmittel zu den Saugseiten der Rückförderpumpen 5 und 5′ verbracht wird, reicht ein Vordruck in der Größenordnung von 10 bar aus. Die Druckabbauleitung 9 weist in diesem Ausführungsbeispiel kein schaltbares Ventil, sondern eine permanente Drosselblende auf. Diese Drosselblende 42 erlaubt einen kleinen permanenten Druckmittelstrom zum Druckmittelbehälter 12. Da die Fremd­ druckquelle 3 jedoch eine Hochdruckpumpe aufweist, kann dies durch eine erhöhte Förderleistung ausgeglichen werden, da die Primärkammern keinen hohen Druck benötigen.

In Fig. 5 ist zum einen im Ventil 51 in der Verbindungsleitung 10 und zum anderen parallel zu einem Überdruckventil 53 eine Drosselblende 52 vorgesehen. Es ist hierbei wichtig, daß der Querschnitt der Blende im Ventil 51 größer ist als der der Drosselblende 52, da ansonsten kein Druck zu den Primärkammern 11 und 11′ gelangt. Das Überdruckventil 53 in der Druckabbau­ leitung 9 kann die Druckrückhaltefunktion des Ventils 41 er­ setzen, indem der Öffnungsdruck des Überdruckventils 53 in der selben Größenordnung liegt wie der begrenzte Druck, der über die Druckrückhaltefunktion des Ventils 51 weitergeleitet wird. Die Drosselblende im Ventil 51 bewirkt, daß Pulse der Hoch­ druckpumpe der Fremddruckquelle 3 abgeschwächt werden.

Fig. 6 zeigt im Prinzip eine Kombination aus Funktionselemen­ ten der Fig. 4 und 5. Das Ventil 61 in der Verbindungsleitung 10 entspricht dem Ventil 41 nach Fig. 4. Eine nachgeschaltete Drosselblende 64 entspricht der Drosselblende 51 nach Fig. 5. Im Ventil 62 in der Druckabbauleitung 9 ist eine Überdruckven­ tilfunktion 63 in die Schaltstellung des Ventils integriert. Diese Überdruckventilfunktion entspricht dem Überdruckventil 53 nach Fig. 5. Auch in der Ausführung nach Fig. 6 ist es denkbar, daß in Reihe mit dem Ventil 62 oder aber in die Durchlaßstellung des Ventils 62 eine Drosselblende gemäß der Drosselblende 52 nach Fig. 5 eingefügt wird. In Fig. 6 können die beiden Magnetventile 61 und 62 wie in Fig. 2 oder 3 ge­ meinsam bestromt werden und somit funktional ein 3/2-Wege-Ma­ gnetventil bilden.

Allen Ausführungen der Ventilanordnung in Block 4 ist gemein­ sam, daß die Funktionselemente sich normalerweise in der dar­ gestellten Grundposition befinden und die schaltbaren Ventile nur zum Zwecke einer Aktivbremsung umgeschaltet werden.

Für eine erfindungsgemäße Bremsanlage ergibt sich der Vorteil, daß nur insgesamt zwei Motoren als Pumpenantriebe erforderlich sind, wobei keine zusätzliche Vakuumquelle benötigt wird, um einen Bremskraftverstärker zu betreiben.

Claims (9)

1. Hydraulische Zweikreisbremsanlage mit einem zweikreisigen Hauptzylinder, der an einen Druckmittelbehälter (12) an­ geschlossen ist, mit einer Blockierschutzeinrichtung, die Ventilanordnungen zur Bremsdruckmodulation und pro Brems­ kreis eine Rückförderpumpe (5, 5′) aufweist, und mit einer Einrichtung zur Aktivbremsung, die im Zusammenwirken mit der Blockierschutzeinrichtung fahrerunabhängig und radindi­ viduell im Sinne einer Stabilisierung der Fahrzeugbewegung bremst, wobei die Einrichtung zur Aktivbremsung je Brems­ kreis einen stromab des Hauptzylinders angeordneten Zylin­ der mit Trennkolben (6, 6′) aufweist, der einen Sekundärraum von einem Primärraum (11, 11′) trennt und verschieblich in Richtung zur Primärraum (11, 11′) hin federvorgespannt ist, je Bremskreis eine Trennventilanordnung (7, 7′) aufweist,­ mittels derer der jeweilige Hauptzylinderarbeitsraum wir­ kungsmäßig vom zugeordneten Bremskreis abtrennbar ist, eine beiden Bremskreisen gemeinsame Fremddruckquelle (3) aufweist, die im Aktivbremsbetrieb Druck in die Primärräume (6, 6′) liefert,
ein Steuergerät zum Steuern der Aktivbremseinrichtung auf­ weist, welches zum Zusammenwirken mit der Blockierschutz­ einrichtung gleichzeitig diese steuert,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fremddruckquelle (3) zu­ gleich die Druckquelle eines hydraulischen Bremskraftver­ stärkers (2) ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Fremddruckquelle (3) und den Primärräumen (11, 11′) mittels einer Ventilanordnung (21, 31, 41, 51, 61) sperrbar ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (21, 31, 41, 51, 61) in ihrer Grundstellung die Verbindung sperrt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung (10) zwischen Fremddruckquelle (3) und Primärräumen (11, 11′) ein Druckrückhalteelement (41, 61) eingefügt ist, welches nur begrenzten Druck an die Primär­ räume (11, 11′) weiterleitet.

5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Fremddruckquelle (3) funktional eine Druckabbauleitung (9) parallelgeschaltet ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabbauleitung (9) mit einer Drosselblende (42, 52) versehen ist.

7. Bremsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabbauleitung (9) sperrbar ist.

8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckabbauleitung (9) auf freien Durchlaß schaltbar ist.

9. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in die Druckabbauleitung (9) ein Über­ druckventil (53, 63) eingefügt oder einfügbar ist.