DE19636432B4 - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage - Google Patents
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Abstract
Hydraulische
Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit einer Hydropumpe, deren Saugseite
an einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter und
an deren Druckseite Radbremszylinder angeschlossen sind, wobei jedem
Radbremszylinder ein Einlaßventil
vorgeschaltet ist, mit Auslaßventilen, über die
die Radbremszylinder mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbunden
sind, und mit einem elektronischen Steuergerät, das elektrische Steuersignale
von einem verstellbaren Bremskraftsollwertgeber und von an die Radbremszylinder
angeschlossenen Bremsdrucksensoren erhält und das die Einlaßventile
und die Auslaßventile
so ansteuert, daß sich
ein vom Signal des Bremskraftsollwertgebers abhängiger Bremsdruck in den Radbremszylindern
einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile 22 und die Auslaßventile
24 identisch ausgebildete Druckbegrenzungs- oder Differenzdruckmagnetventile sind.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs.
- Eine derartige Fahrzeugbremsanlage ist beschrieben in den mit der
DE 195 48 207 A1 veröffentlichten Anmeldungsunterlagen einer älteren Anmeldung. Diese Fahrzeugbremsanlage weist eine mit einem elektrischen Pumpenmotor antreibbare Hydropumpe zum Aufbau eines Bremsflüssigkeitsdrucks zur Fremdkraftbremsung auf. Die Hydropumpe saugt aus einem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter an. An eine Druckseite der Hydropumpe sind Radbremszylinder angeschlossen, denen jeweils ein in seiner Grundstellung geschlossenes Magnet-Einlaßventil vorgeschaltet ist. Des weiteren ist jedem Radbremszylinder ein in seiner Grundstellung offenes Magnet-Auslaßventil nachgeschaltet, das mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbunden ist. Die Magnetventile werden von einem elektronischen Steuergerät angesteuert, das ein Eingangssignal von einem beispielsweise pedalbetätigten Bremskraft-Sollwertgeber und von an die Radbremszylinder angeschlossenen Bremsdrucksensoren erhält. - Zum Druckaufbau in den Radbremszylindern wird das Auslaßventil geschlossen und das Einlaßventil geöffnet, bis sich ein vom Signal des Bremskraft-Sollwertgebers abhängiger Bremsdruck in den Radbremszylindern einstellt. Zur Absenkung des Drucks in den Radbremszylindern wird das Auslaßventil geöffnet.
- Neben seiner Funktion zum Einstellen des Bremsdrucks in den Radbremszylindern hat das Einlaßventil eine Sicherheitsfunktion: Überschreitet der Bremsflüssigkeitsdruck infolge eines Fehlers des elektronischen Steuergeräts oder eines an die Druckseite der Hydropumpe angeschlossenen Pumpendrucksensors einen zulässigen Höchstdruck, öffnet das durch Federkraft schließende Einlaßventil, so daß Bremsflüssigkeit von der Druckseite der Hydropumpe durch das Einlaßventil und das in seiner Grundstellung offene Auslaßventil zurück zum Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter strömt, so daß der Höchstdruck in der Fahrzeugbremsanlage begrenzt wird. Dabei wird im Radbremszylinder kein Bremsdruck aufgebaut.
- Vorteile der Erfindung
- Die Einlaß- und Auslaßventile der erfindungsgemäßen, hydraulischen Bremskraft-Fahrzeugbremsanlage sind identisch ausgebildet. Dies hat den Vorteil einer größeren Stückzahl gleicher Ventile und einer geringeren Anzahl an Ventilen verschiedenen Typs, was Kostenvorteile mit sich bringt. Weiterer Vorteil ist eine verringerte Fehlmontagehäufigkeit, da eine Verwechslung von Ein- und Auslaßventilen beim Zusammenbau aufgrund ihrer identischen Ausbildung ausgeschlossen ist.
- Des weiteren sind die Ein- und Auslaßventile der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage als Druckbegrenzungs- oder Differenzdruckventile ausgebildet, so daß die Einlaßventile als Sicherheitsventile dienen, die den Bremsflüssigkeitsdruck auf der Druckseite der Hydropumpe auf einen zulässigen Höchstdruck begrenzen und dadurch die Fahrzeugbremsanlage vor Beschädigung schützen.
- Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage zum Gegenstand.
- Vorzugsweise sind die Einlaß- und die Auslaßventile gemäß Anspruch 2 als Stetigventile ausgebildet, deren Durchtrittsquerschnitt abhängig von ihrem Steuer- oder Erregerstrom ist, die also den Flüssigkeitsdurchtritt abhängig von ihrer Bestromung drosseln. Dies hat den Vorteil, daß die Drücke in den Radbremszylindern fein dosierbar einstellbar sind. Des weiteren wird eine abrupte Ausbildung einer Bremsflüssigkeitsströmung beim Öffnen und eine abrupte Unterbrechung des Bremsflüssigkeitsstroms beim Schließen der Ventile vermieden, die sprungartige Druckänderungen verursachen. Solche sprungartigen Druckänderungen führen zu unerwünschter Geräuschbildung, belasten die Fahrzeugbremsanlage durch Druckspitzen erheblich und verschlechtern die Regelgüte des Radbremszylinderdrucks beim Bremsen.
- Zeichnung
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt das hydraulische Schaltbild einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage.
- Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage
10 weist eine mit einem Elektro-Pumpenmotor12 antreibbare Hydropumpe14 auf, deren Saugseite an einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 angeschlossen ist. An eine Druckseite der Hydropumpe14 sind über eine sich verzweigende Hauptbremsleitung18 vier Radbremszylinder20 angeschlossen, denen je ein Einlaßventil22 vorgeschaltet ist. Den Radbremszylinder20 ist je ein Auslaßventil24 nachgeschaltet, von denen eine gemeinsame Rückleitung26 zurück zum Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 führt. Die Einlaßventile22 und die Auslaßventile24 sind identisch als Stetig-Differenzdruckmagnetventile ausgebildet. Sie können durch nicht dargestellte Stetig-Druckbegrenzungs magnetventile ersetzt werden. - Weiterhin weist die erfindungsgemäß Fahrzeugbremsanlage
10 einen an die Druckseite der Hydropumpe14 angeschlossenen, als Hydrospeicher ausgebildeten Fremdenergiespeicher28 , einen ebenfalls an die Druckseite der Hydropumpe14 angeschlossenen Pumpendrucksensor30 sowie an jeden Radbremszylinder20 angeschlossene Bremsdrucksensoren32 auf. - Die Ansteuerung des Pumpenmotors
12 sowie der Einlaß- und Auslaßventile22 ,24 erfolgt mit einem elektronischen Steuergerät34 , das Signale vom Pumpendrucksensor30 , von den Bremsdrucksensoren32 sowie von einem Bremskraftsollwertgeber36 erhält, der mit einem Bremspedal38 einstellbar ist. - Funktion der erfindungsgemäßen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage
- Mit der Hydropumpe
14 wird Bremsflüssigkeit in den Fremdenergiespeicher28 gefördert, bis der mit dem Pumpendrucksensor30 gemessene Druck einen Maximaldruck erreicht, der unterhalb eines zulässigen Höchstdrucks der Fahrzeugbremsanlage10 liegt. Bei Erreichen des Maximaldrucks wird die Hydropumpe14 abgestellt. Unterschreitet der Druck im Fremdenergiespeicher28 einen Minimaldruck der eine ausreichende Bremskraft gewährleistet, wenn die Einlaßventile22 geöffnet werden, wird die Hydropumpe14 wieder eingeschaltet und der Fremdenergiespeicher28 wieder bis zum Maximaldruck gefüllt. - Die Hydropumpe
14 dient also zum Nachladen des Fremdenergiespeichers28 , der stets Bremsflüssigkeit unter ausreichend hohem Druck zum Bremsen zur Verfügung stellt. Der Fremdenergiespeicher28 hat den Vorteil, daß stets, also auch bei abgestellter Hydropumpe14 , sofort Bremsflüssigkeit unter Druck zum Bremsen zur Verfügung steht. Weiterer Vorteil ist, daß der Bremsflüssigkeitsdruck verhältnismäßig stetig ist und Druckschwankungen und Druckspitzen abgebaut werden. Durch die Bauart der Hydropumpe14 bedingte Druckschwankungen beim Fördern von Bremsflüssigkeit werden ebenfalls ausgeglichen. - In ihrer stromlosen Grundstellung trennen die Einlaßventile
22 die Radbremszylinder20 vom Fremdenergiespeicher28 . Wird durch Verstellen des Bremskraftsollwertgebers36 ein Bremskraftaufbau gefordert, werden die Einlaßventile22 bestromt und somit Druck in den Radbremszylindern20 aufgebaut. Der Druck in den Radbremszylindern20 wird mit den an sie angeschlossenen Bremsdrucksensoren32 gemessen und mittels der als Stetigventile ausgebildeten Ein- und Auslaßventile22 ,24 auf einen vom Signal des Bremskraftsollwertgebers36 abhängigen Wert eingestellt, wobei der Bremsdruck in jedem Radbremszylinder20 individuell eingestellt werden kann. Vorzugsweise wird der Druck in den Radbremszylindern20 einer Fahrzeugachse gleich und belastungsabhängig für jede Fahrzeugachse individuell eingestellt. - Die ebenso wie die Auslaßventile
24 als Differenzdruck- oder Druckbegrenzungsventile ausgebildeten Einlaßventile22 haben neben ihrer Funktion zum Einstellen des Radbremszylinderdrucks eine Sicherheitsfunktion: Sie sind so ausgelegt, daß sie Öffnen, wenn ein an ihnen wirksamer Differenzdruck bzw. der Druck auf ihrer Einlaßseite einen zulässigen Höchstdruck der Fahrzeugbremsanlage erreicht. Es wird sichergestellt, daß der Druck in der Fahrzeugbremsanlage10 den zulässigen Höchstdruck nicht übersteigt, wenn infolge eines Fehlers im elektronischen Steuergerät34 oder des Pumpendrucksensors30 die Hydropumpe14 nach Erreichen des Maximaldrucks, bei dem sie normalerweise abgestellt wird, weiter fördert. - Öffnet eines der Einlaßventile
22 infolge Erreichens des zulässigen Höchstdrucks, wird das Auslaßventil24 durch Bestromen geöffnet, um zu vermeiden, daß im Radbremszylinder20 Bremsdruck aufgebaut wird, d. h. um das jeweilige Fahrzeugrad nicht zu bremsen. Das Öffnen des Auslaßventils24 erfolgt automatisch dadurch, daß mit dem Bremsdrucksensor32 ein Druckaufbau im Radbremszylinder20 festgestellt wird, wogegen der Bremskraftsollwertgeber36 keinen Bremskraftaufbau anfordert. Eine zweite Möglichkeit ist es, die Auslaßventile24 ständig durch Bestromen zu öffnen, solange vom Bremskraftsollwertgeber36 kein Bremskraftaufbau gefordert wird. - Schlupfregeleinrichtung
- Die erfindungsgemäße Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage
10 weist Raddrehsensoren40 auf, deren Signale dem elektronischen Steuergerät34 zugeführt werden. Tritt beim Bremsen an einem Fahrzeugrad Blockierneigung oder beim Beschleunigen Schlupf auf, was das elektronische Steuergerät34 mittels der Raddrehsensoren40 feststellt, erfolgt eine Bremsdruckmodulation in an sich bekannter Weise durch Ansteuerung des Einlaß- und Auslaßventil22 ,24 des Radbremszylinders20 des betroffenen Fahrzeugrades. - Die Radbremszylinder
20 der Fahrzeugräder einer Fahrzeugachse sind über eine Verbindungsleitung40 , in der ein Verbindungsventil42 angeordnet ist, miteinander verbunden. Das Verbindungsventil42 ist ein in seiner Grundstellung geöffnetes 2/2-Wegemagnetventil, das ebenfalls vom elektronischen Steuergerät34 angesteuert wird. Die Verbindungsleitung40 hat zunächst den Vorteil, daß sich in den Radbremszylindern20 der Fahrzeugräder einer Fahrzeugachse derselbe Druck einstellt und ermöglicht einen achsweisen Druckaufbau in den Radbremszylindern20 mit nur einem Einlaß- und einem Auslaßventil22 ,24 . Der Bremsdruck in den Radbremszylindern20 läßt sich dadurch sehr fein dosieren. Weiterer Vorteil ist, daß bei Versagen eines Einlaß- oder Auslaßventils22 ,24 trotzdem beide Fahrzeugräder einer Fahrzeugachse mit dem Einlaß- und Auslaßventil22 ,24 des Radbremszylinders20 des anderen Fahrzeugrades dieser Fahrzeugachse gebremst werden kann. Die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage10 ist dadurch erhöht. Zur Schlupfregelung wird das Verbindungsventil42 geschlossen, so daß eine radindividuelle Druckmodulation in den Radbremszylindern20 erfolgen kann. - Hilfsbremseinrichtung
- Die Fahrzeugbremsanlage
10 ist neben ihrer beschriebenen Betriebsbremseinrichtung zusätzlich mit einer Hilfsbremseinrichtung ausgerüstet. Sie weist einen Zweikreis-Hauptbremszylinder44 auf, der mit dem Pedal38 betätigbar ist, das zum Einstellen des Bremskraftsollwertgebers36 dient. Der Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 ist auf den Hauptbremszylinder44 aufgesetzt. Es ist also ein herkömmlicher Zweikreis-Hauptbremszylinder44 mit aufgesetztem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 , der mit dem Pedal38 betätigt wird, eingesetzt, also einer Baugruppe, wie sie in einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen eingebaut ist. Ein Bremskraftsollwert wird mit dem Bremskraftsollwertgeber36 aus der Stellung des Pedals38 abgeleitet. Der Hauptbremszylinder44 kann mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten, an sich bekannten Bremskraftverstärker ausgerüstet sein. Auch genügt für die Hilfsbremseinrichtung ein Einkreis-Hauptbremszylinder (nicht dargestellt). - Eine Hilfsbremsleitung
46 führt von jedem der beiden Bremskreise des Hauptbremszylinders44 zur Verbindungsleitung40 der Radbremszylinder20 der Fahrzeugräder der in der Zeichnung links dargestellten Vorderachse bzw. der in der Zeichnung rechts dargestellte Hinterachse, es sind also die Fahrzeugräder der Vorderachse an den einen und die Fahrzeugräder der Hinterachse an den anderen Bremskreis angeschlossen. - In den Hilfsbremsleitungen
46 ist je ein Trennventil48 angeordnet. Das Trennventil48 ist ein in seiner Grundstellung offenes 2/2-Wegemagnetventil. Dieses wird beim Bremsen mit der oben beschriebenen Fremdkraft-Betriebsbremseinrichtung geschlossen, d. h. der Hauptbremszylinder44 ist von den Radbremszylindern20 abgetrennt, wirkt also nicht auf die Fremdkraft-Betriebsbremsung ein. Um ein übliches Kraft/Weg-Verhalten des Pedals38 bei geschlossenen Trennventilen48 zu erreichen, d. h. um einem Fahrer das gewohnte Pedalverhalten beim Bremsen zu vermitteln und zu gleich um den Bremskraftsollwertgeber36 mit dem Pedal38 einstellen zu können, ist an einen Bremskreis des Hauptbremszylinders44 ein an sich bekannter Pedalwegsimulator50 über ein Simulatorventil52 angeschlossen. Das Simulatorventil52 ist ein in seiner Grundstellung geschlossenes 2/2-Wegmagnetventil, das beim Bremsen mit der Fremdkraft-Betriebsbremseinrichtung vom elektronischen Steuergerät34 geöffnet wird. Der Pedalwegsimulator50 weist einen von einer Feder54 belasteten Kolben56 in einem Zylinder58 auf. Bei Betätigung des Hauptbremszylinders44 und geöffnetem Simulatorventil52 strömt Bremsflüssigkeit in den Pedalwegsimulator50 ein, so daß das Pedal38 niedergetreten werden kann. Die Feder54 bewirkt einen Druck in der Bremsflüssigkeit, der mit zunehmendem Zusammendrücken der Feder54 ansteigt, so daß die Kraft zum Niedertreten des Pedals38 kontinuierlich ansteigt, wie beim Muskel- oder Hilfskraftbremsen üblich. - Bei Ausfall der Fremdkraftbremseinrichtung gelangen die dem Hauptbremszylinder
44 und den Radbremszylindern20 zwischengeschalteten Trennventile48 in ihre geöffnete Grundstellung, ebenso die in den Verbindungsleitungen40 angeordneten Verbindungsventile42 , so daß die Radbremszylinder20 mit dem Hauptbremszylinder44 verbunden sind. Das Simulationsventil42 gelangt in seine geschlossene Grundstellung, so daß der Pedalwegsimulator50 vom Hauptbremszylinder44 getrennt ist. Die Bremsung mit der Hilfsbremseinrichtung erfolgt muskelkraftbetätigt, ggf. mit Hilfskraft durch einen Bremskraftverstärker unterstützt durch Niedertreten des Pedals38 . - An den Hauptbremszylinder
44 ist ein Drucksensor60 angeschlossen, dessen Signal dem elektronischen Steuergerät34 zugeführt wird. Dieser kann zusätzlich oder anstatt des Bremskraftsollwertgebers36 zur Einstellung des Drucks in den Radbremszylindern20 beim Bremsen mit der Fremdkraft-Betriebsbremseinrichtung verwendet werden. - Die Verbindungsleitung
40 zwischen den Radbremszylindern20 der Fahrzeugräder einer Fahrzeugachse bringt den Vorteil einer günstigen Anschlußmöglichkeit der Hiflsbremseinrichtung mit sich. Vorteil der die Radbremszylinder20 mit dem Hauptbremszylinder44 verbindenden Verbindungsleitung40 und Hilfsbremsleitung46 ist der mittelbare Anschluß der Radbremszylinder20 über den Hauptbremszylinder44 an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 . Dadurch kann Bremsflüssigkeit, die in der Sicherheitsfunktion des Einlaßventils22 , wenn dieses bei Erreichen des zulässigen Höchstdrucks auf der Druckseite der Hydropumpe14 öffnet, durch die Verbindungsleitung40 , ggf. das offene Verbindungsventil42 , das offene Trennventil48 , die Hilfsbremsleitung46 und den Hauptbremszylinder44 in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 zurückströmen, ohne daß das Auslaßventil24 betätigt werden muß. Es wird also ohne Eingriff des elektronischen Steuergeräts34 sicher vermieden, daß im Radbremszylinder20 unerwünscht Druck aufgebaut wird. Sofern die Fahrzeugbremsanlage10 ohne Hilfsbremseinrichtung und damit ohne Hauptbremszylinder44 vorgesehen wird, können die Radbremszylinder20 über die Verbindungsleitung40 und das Trennventil48 auch unmittelbar an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter16 angeschlossen werden, um das Auslaßventil24 beim Ansprechen des Einlaßventils22 in seiner Sicherheitsfunktion nicht betätigen zu müssen.
Claims (7)
- Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit einer Hydropumpe, deren Saugseite an einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter und an deren Druckseite Radbremszylinder angeschlossen sind, wobei jedem Radbremszylinder ein Einlaßventil vorgeschaltet ist, mit Auslaßventilen, über die die Radbremszylinder mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbunden sind, und mit einem elektronischen Steuergerät, das elektrische Steuersignale von einem verstellbaren Bremskraftsollwertgeber und von an die Radbremszylinder angeschlossenen Bremsdrucksensoren erhält und das die Einlaßventile und die Auslaßventile so ansteuert, daß sich ein vom Signal des Bremskraftsollwertgebers abhängiger Bremsdruck in den Radbremszylindern einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile
22 und die Auslaßventile24 identisch ausgebildete Druckbegrenzungs- oder Differenzdruckmagnetventile sind. - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile
22 und die Auslaßventile24 Stetigventile sind. - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckseite der Hydropumpe
14 ein Hydrospeicher28 angeschlossen ist. - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremszylinder
20 einer Fahrzeugachse über ein Verbindungsventil42 miteinander verbunden sind. - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugbremsanlage
10 eine Hilfsbremseinrichtung mit einem Hauptbremszylinder44 aufweist, an den die Radbremszylinder20 unter Zwischenschaltung eines Trennventils48 angeschlossen sind. - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hauptbremszylinder
44 ein Pedalwegsimulator (50 ) angeschlossen ist. - Hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schlupfregeleinrichtung aufweist.
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