DE19641696C1 - Hydraulische Bremsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter, wobei mittels einer Förderpumpe Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter im Sinne einer Betätigung wenigstens einer Radbremse in die Bremsanlage förderbar ist, wobei der Bremsflüssigkeitsbehälter unabhängig von der Förderpumpe mit einem Vordruck beaufschlagbar ist.

Es ist bereits eine solche Bremsanlage bekannt geworden (DE 44 36 913 A1). Bei dieser Bremsanlage wird mittels einer Vordruckpumpe ein Vordruck auf die Bremsflüssigkeit gegeben, die sich in dem Bremsflüssigkeitsbehälter der Bremsanlage befindet. Diese Vordruckpumpe kann dabei zugleich eine Zentralverriegelungsanlage eines Fahrzeuges mit Druckluft versorgen. An der Druckseite der Vordruckpumpe befindet sich dabei eine Lufttrocknungseinrichtung, die der Luft, die in den Bremsflüssigkeitsbehälter geleitet werden soll, die Feuchtigkeit entzieht. Diese getrocknete Luft wird dann einem Druckspeicher zugeführt. Zwischen diesem Druckspeicher und dem Bremsflüssigkeitsbehälter ist ein steuerbares Ventil angeordnet, das den Druckspeicher mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbindet oder aber den Bremsflüssigkeitsbehälter gegen den Druckspeicher sperrt. Weiterhin ist über eine Steuereinrichtung noch der Solldruck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter steuerbar, indem verschiedene Ventile angesteuert werden können. Der Solldruck kann sich dabei in Anhängigkeit von äußeren Bedingungen wie dem Fahrzustand oder auch dem Fahrzeugzustand (wie z. B. dem Bremsenverschleiß) ändern.

Durch den Vordruck soll bei dem bekannten Stand der Technik das Spiel in der Bremsanlage eines Fahrzeuges reduziert werden. Normalerweise muß beim Betätigen der Bremse zunächst der Druckverlust in den Bauteilen der Bremsanlage überwunden werden, bevor es zu einer Bremswirkung kommen kann. Derartige Druckverluste entstehen aufgrund von Verlusten in den Bauteilen der Bremsanlage wie beispielsweise dem Hauptbremszylinder, den Bremsleitungen, den Radbremszylindern oder den Ventilen der Bremsanlage. Der Vordruck soll so eingestellt werden, daß derartige Druckverluste bereits gerade überwunden sind, ohne daß eine Bremswirkung auftritt. Wird dann die Bremse betätigt, so wird praktisch ohne zeitliche Verzögerung eine Bremswirkung erzielt.

Weiterhin soll der Vordruck nutzbar sein, indem eine Vorladepumpe auf der Saugseite einer Förderpumpe eingespart werden kann. Derartige Förderpumpen sind z. B. aus der DE 42 32 311 C1 bekannt im Zusammenhang mit einem aktiven Eingriff in die Bremsen eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von vorliegenden Fahrbedingungen sowie Fahrzuständen.

Beispielsweise bei einer Antriebsschlupfregelung wird bei einem Durchdrehen von Antriebsrädern lediglich auf einer Fahrzeugseite ein Bremseneingriff auf dieser Fahrzeugseite vorgenommen, um den Antriebsschlupf zu begrenzen. Weiterhin ist es unter dem Stichwort der Fahrdynamikregelung bekannt, einzelne Räder eines Fahrzeuges bei einem kritischen Fahrzustand wie dem Beginn einer Schleuderbewegung gezielt zu bremsen, um das Fahrzeug zu stabilisieren. Bei diesen Systemen erfolgt ein aktiver Bremseneingriff unabhängig von der Bremsenbetätigung durch den Fahrzeugführer. Unter dem Stichwort des Bremsassistenten ist weiterhin z. B. aus der DE 43 29 140 C1 ein System bekannt geworden, bei dem ein unterstützender Eingriff im Sinne eines Bremsdruckaufbaues erfolgt, wenn beispielsweise die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals durch den Fahrzeugführer einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Der aktive Bremseneingriff erfolgt hier also in Abhängigkeit der Bremsenbetätigung durch den Fahrzeugführer.

Um einen derartigen aktiven Bremseneingriff möglichst wirksam vorzunehmen, ist es bekannt, der Förderpumpe an der Saugseite einen bestimmten Vordruck vorzugeben, der durch eine sogenannte Vorladepumpe erzeugt werden kann oder auch (wie in der DE 44 36 913 A1 beschrieben) durch einen steuerbaren Vordruck in dem Bremsflüssigkeits­ behälter.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Bremsanlage vorzuschlagen, die die Bedingungen für einen aktiven Bremseneingriff verbessert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen den Radbremszylindern und dem Bremsflüssigkeitsbehälter in jedem Bremskreis wenigstens ein Ventil angeordnet ist, das in Strömungsrichtung zu den Radbremszylindern einen bestimmten Öffnungsdruck aufweist wobei der Öffnungsdruck größer ist als der Vordruck und wobei das Ventil bei den von der Förderpumpe mit Bremsdruck beaufschlagbaren Radbremszylindern zwischen der Förderpumpe und den Radbremszylindern angeordnet ist.

Vorteilhaft zeigt sich dabei gegenüber dem bekannten Stand der Technik, daß ein wirksamerer Eingriff bei einer aktiven Bremsung wenigstens eines Rades des Fahrzeuges möglich ist.

Beim bekannten Stand der Technik konnte aufgrund der Auslegung des Systems der Vordruck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter nur dann auf einen vergleichsweise großen Wert wie den Vordruck auf der Saugseite der Förderpumpe erhöht werden, wenn die Förderpumpe auch tatsächlich in Betrieb ging. Im übrigen mußte beim bekannten Stand der Technik der Vordruck so weit begrenzt werden, daß gerade die Druckverluste in der Bremsanlage ausgeglichen wurden, ohne daß es zu einer Bremswirkung kommen konnte. Der auf der Saugseite der Förderpumpe bei deren Betrieb benötigte Vordruck (ca. 200 Pa) überstieg diesen Wert (ca. 10 bis 30 Pa) aber deutlich, so daß dieser Vordruck nur dann erzeugt werden konnte, wenn ein aktiver Bremseneingriff bereits eingeleitet wurde. Es kam dann also wiederum zu einer zeitlichen Verzögerung beim Bremseneingriff bis der entsprechende Vordruck aufgebaut war.

Bei der vorliegenden Erfindung kann hingegen der Vordruck für die Saugseite der Förderpumpe auch dann bereit gestellt werden, wenn die Förderpumpe noch nicht in Betrieb ist. Es kann dabei auch dann nicht zu einem ungewollten Anliegen der Bremsen des Fahrzeuges kommen, weil durch das weiterhin geschlossene erfindungsgemäße Ventil der Vordruck nicht zu den Radbremszylindern gelangen kann.

Je nach Auslegung der Bremsanlage für ein Antriebsschlupfregelsystem, eine Fahrdynamikregelung oder einen Bremsassistenten sind alle Räder des Fahrzeuges oder nur einzelne Räder des Fahrzeuges von der Förderpumpe mit Bremsdruck beaufschlagbar. Durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Ventiles bei den Rädern, die mit Bremsdruck beaufschlagbar sind, zwischen der Druckseite der Förderpumpe und den Radbremszylindern wird bei einem aktiven Bremseneingriff der Öffnungsdruck des Ventiles bei einem Inbetriebsetzen der Förderpumpe überschritten.

Bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrzeugführer wird der Öffnungsdruck ebenfalls überschritten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist jedem Rad wenigstens ein Ventil zugeordnet, das zwischen einem Einlaßventil zu dem Radbremszylinder und dem Radbremszylinder angeordnet ist.

Dabei erweist es sich als vorteilhaft, daß Druckverluste in den Bauteilen der Bremsanlage weitgehend durch den Vordruck ausgeglichen werden können, so daß bei einem Bremsvorgang ein schnelleres Ansprechen der Bremse erzielt wird.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil ein Rückschlagventil, das in Strömungsrichtung zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter schließt, wobei zumindest diesem Rückschlagventil ein weiteres Rückschlagventil parallel geschaltet ist, das in Strömungsrichtung zu dem Radbremszylinder schließt.

Vorteilhaft zeigt sich dabei, daß ein preisgünstiges Bauteil Verwendung finden kann. Mittels des weiteren Rückschlagventiles ist gewährleistet, daß bei einem Ausfall der elektrischen Anlage ein Abbau des Bremsdruckes bei Beendigung eines Bremsvorganges möglich ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das weitere Rückschlagventil der Serienschaltung von dem Einlaßventil zu dem Radbremszylinder und dem Rückschlagventil parallel geschaltet.

Vorteilhaft zeigt sich dabei, daß der Bauteileaufwand minimiert werden kann, da dem Einlaßventil ohnehin ein Rückschlagventil parallelgeschaltet ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Radbremszylinder und dem Rückschlagventil in dem Hydraulikkreis ein Abzweig zu einem Auslaßventil angeordnet, wobei mittels einer Rückförderpumpe über das Auslaßventil Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder in den Bremsflüssigkeitsbehälter förderbar ist.

Vorteilhaft zeigt sich dabei, daß der Vordruck ständig, d. h. auch während eines Bremsvorganges bereitgestellt werden kann. Wenn Bremsdruck abgebaut werden soll während oder bei Beendigung eines Bremsvorganges, kann Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder über das Auslaßventil in der entsprechend angesteuerten Stellung mittels der Rückförderpumpe gegen den Vordruck in den Bremsflüssigkeitsbehälter gefördert werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Pumpe vorhanden, die sowohl die Funktion als Rückförderpumpe als auch die Funktion als Förderpumpe wahrnimmt, wobei diese Pumpe in der Funktion als Förderpumpe über ansteuerbare Ventile an der Saugseite mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden wird und an der Druckseite mit dem Radbremszylinder und wobei diese Pumpe in der Funktion als Rückförderpumpe an der Saugseite über das Auslaßventil mit dem Radbremszylinder und an der Druckseite mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden wird.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, daß der Bauteileaufwand bei einem vergleichsweise teuren Bauteil minimiert wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Vordruck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter mittels einer Vordruckpumpe erzeugt. Diese Vordruckpumpe kann dabei die Luft bzw. das Gas in dem Bremsflüssigkeitsbehälter unter Druck setzen. Dadurch ist der Vordruck unabhängig von der Temperatur und der sich ändernden Viskosität der Bremsflüssigkeit mit der Temperatur einstellbar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Vordruckpumpe in dem Fahrzeug gleichzeitig die pneumatische Anlage eines Schließsystems des Fahrzeuges versorgen.

Vorteilhaft wird dabei wiederum der Bauteileaufwand und damit die Kosten minimiert.

Bei einer weiteren Ausgestaltung wird der Vordruck nur im Bedarfsfalle erzeugt.

Vorteilhaft wird dabei die Bauteilebelastung verringert, so daß die Lebensdauer der Bauteile erhöht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt dabei eine Bremsanlage, bei der ein Bremsflüssigkeitsbehälter 4 mit Druck beaufschlagbar ist. Vorteilhaft ist dabei dieser Bremsflüssigkeitsbehälter 4 druckdicht ausgebildet, so daß ein in dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 aufgebauter Druck auch in dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 gehalten werden kann.

Mittels einer Vordruckpumpe 1 kann dabei der Druck aufgebaut werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird von der Vordruckpumpe 1 Luft angesaugt und unter Druck über das Rückschlagventil 2 und das steuerbare Ventil 3 in seiner Durchlaßstellung in den Bremsflüssigkeitsbehälter 4 gefördert. Es ist denkbar, ebenfalls eine Lufttrocknungsvorrichtung und einen Druckspeicher vorzusehen.

Diese Vordruckpumpe kann dabei gleichzeitig der Versorgung einer Schließanlage des Fahrzeuges dienen oder beispielsweise auch der Versorgung einer pneumatischen Federung.

Das Rückschlagventil 2 ermöglicht ein zwischenzeitliches Abschalten der Vordruckpumpe 1, wenn ein hinreichender Druck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 aufgebaut wurde und dieser druckdicht ist. Der Druck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 wird dann gehalten.

Mittels des steuerbaren Ventiles 3 kann der Druck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter abgebaut werden. Das steuerbare Ventil 3 ist als 3/2-Ventil aufgebaut. In seiner hier gezeigten stromlosen Stellung ist der Bremsflüssigkeitsbehälter 4 mit Atmosphärendruck verbunden. Der Vordruck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 wird dann abgebaut. Wenn das steuerbare Ventil 3 in seine andere Stellung bewegt wird, ist die Vordruckpumpe 1 über das Rückschlagventil 2 mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 verbunden, so daß dann Druck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 aufgebaut werden kann.

Weiterhin ist der Figur zu entnehmen, daß die Bremsanlage einen ersten Bremskreis 6 für die Vorderräder des Fahrzeuges sowie einen zweiten Bremskreis 7 für die Hinterräder des Fahrzeuges aufweist. Diese beiden Bremskreise der Bremsanlage sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ihrem Aufbau nach identisch, so daß sich die nachfolgende Beschreibung auf die Beschreibung des ersten Bremskreises 6 beschränkt.

Dieser weist ein als 2/2-Ventil ausgebildetes steuerbares Umschaltventil 8 sowie ein als 2/2- Ventil ausgebildetes steuerbares Ventil 9 auf. In deren stromloser Stellung befindet sich das Umschaltventil 8 in Durchlaßrichtung und das Ventil 9 in Sperrichtung.

Weiterhin ist ein als 2/2-Ventil ausgebildetes Einlaßventil 11 vorhanden, das in seiner stromlosen Stellung in Durchlaßrichtung steht. Zwischen diesem Einlaßventil 11 und dem Radbremszylinder, der hier nicht näher gezeigt, aber am Fahrzeugrad angeordnet ist, ist ein Rückschlagventil 5 angeordnet, das in Strömungsrichtung zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter schließt. In Strömungsrichtung zu dem Radbremszylinder weist das Rückschlagventil 5 einen bestimmten Öffnungsdruck auf. Das bedeutet, daß das Rückschlagventil 5 erst dann öffnet, wenn dieser Druck überschritten wird. Das Rückschlagventil 5 ist dabei so ausgelegt, daß der Öffnungsdruck über dem Vordruck im Bremsflüssigkeitsbehälter 4 liegt.

Der Serienschaltung aus Einlaßventil 11 und Rückschlagventil 5 ist dabei ein weiteres Rückschlagventil 12 parallel geschaltet, das in Strömungsrichtung zu dem Radbremszylinder schließt.

Zwischen dem Rückschlagventil 5 und dem Radbremszylinder ist in dem Hydraulikkreis ein Abzweig zu einem als 2/2-Wegeventil ausgebildeten Auslaßventil 13 vorgesehen. Dieses Auslaßventil 13 befindet sich in seiner stromlosen Stellung in Sperrichtung.

Wenn das Auslaßventil 13 in seine andere Position angesteuert wird, kann der Bremsdruck in den Radbremszylindern über das Rückschlagventil 14 mittels der dann als Rückförderpumpe wirkenden Förderpumpe 10 in den Bremsflüssigkeitsbehälter 4 zurückgefördert werden. Das Einlaßventil 11 wird dann entsprechend in seine Sperrstellung gesteuert, während das Umschaltventil 8 in der Durchlaßposition steht und das Ventil 9 wiederum in der Sperrstellung. Über das Rückschlagventil 12 kann der Bremsdruck nur bis auf die Größe des Vordruckes abgebaut werden. Mittels der Förderpumpe 10 und den Auslaßventilen 13 kann der Bremsdruck dann aber auch gegen den Vordruck im Bremsflüssigkeitsbehälter 4 vollständig abgebaut werden. Dieser Vorgang ist also immer dann durchzuführen, wenn der Bremsdruck im Radbremszylinder unter den Vordruck absinken soll. Dies ist auch bei Beendigung eines normalen Bremsvorganges der Fall, wenn der Bremsflüssigkeitsbehälter 4 unter Druck steht.

In der gezeigten stromlosen Stellung aller Ventile wie z. B. bei einem Ausfall der Elektrik funktioniert die Bremsanlage wie folgt. Der Bremsflüssigkeitsbehälter 4 ist drucklos, da er über das steuerbare Ventil 3 mit Atmosphärendruck verbunden ist. Bei einer Betätigung des Bremspedales erfolgt ein Druckaufbau im Radbremszylinder, indem die Bremsflüssigkeit durch das in Durchlaßrichtung stehende Umschaltventil 8, das in Durchlaßrichtung stehende Einlaßventil 11 und das Rückschlagventil 5 fließt. Der Bremsdruck muß dabei den Öffnungsdruck des Rückschlagventiles 5 überschreiten. Wird das Bremspedal losgelassen, erfolgt ein Abbau des Bremsdruckes in den Radbremszylindern, indem die Bremsflüssigkeit über das Rückschlagventil 12 und das Umschaltventil 8 in den Bremsflüssigkeitsbehälter 4 zurückfließt.

Soll an einem Rad ein aktiver Bremseneingriff erfolgen, so wird das Umschaltventil 8 in Sperrichtung geschaltet und das Ventil 9 in Durchlaßrichtung. Auf der Saugseite der Förderpumpe 10 steht dann über das Ventil 9 der Vordruck des Bremsflüssigkeitsbehälters 4 an. Über das geöffnete Einlaßventil 11 und das Rückschlagventil 5 wird dann in dem Radbremszylinder Bremsdruck aufgebaut, solange das Auslaßventil 13 in Sperrichtung geschaltet ist. Dabei wird der Öffnungsdruck des Rückschlagventiles 5 durch den von der Förderpumpe 10 aufgebauten Druck überwunden.

Durch die beiden Ventile 8 und 9 kann die Pumpe 10 also sowohl als Förderpumpe zum Aufbau von Bremsdruck bei einem aktiven Bremseneingriff als auch als Rückförderpumpe bei einem Abbau des Bremsdruckes verwendet werden.

Der Vordruck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter kann dabei wahlweise dauernd zumindest während des Betriebes des Fahrzeuges anstehen oder aber erst dann aufgebaut werden, wenn aufgrund von Fahrbedingungen und/oder dem Fahrzeugszustand darauf geschlossen werden kann, daß eventuell die Notwendigkeit eines aktiven Bremseneingriffes bevorsteht.

Claims (9)

1. Hydraulische Bremsanlage für ein Fahrzeug mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter (4), wobei mittels einer Förderpumpe (10) Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter (4) im Sinne einer Betätigung wenigstens eines Radbremszylinders in die Bremsanlage förderbar ist, wobei der Bremsflüssigkeitsbehälter (4) unabhängig von der Förderpumpe (10) mit einem Vordruck beaufschlagbar ist, wobei an der Saugseite der Förderpumpe (10) zumindest bei deren Betrieb der Vordruck anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Radbremszylindern und dem Bremsflüssigkeitsbehälter (4) in jedem Bremskreis (6, 7) wenigstens ein Ventil (5) angeordnet ist, das in Strömungsrichtung zu den Radbremszylindern einen bestimmten Öffnungsdruck aufweist, wobei der Öffnungsdruck größer ist als der Vordruck und wobei das Ventil (5) bei den von der Förderpumpe (10) mit Bremsdruck beaufschlagbaren Radbremszylindern zwischen der Druckseite der Förderpumpe (10) und den Radbremszylindern angeordnet ist.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rad wenigstens ein Ventil (5) zugeordnet ist, das zwischen einem Einlaßventil (11) zu dem Radbremszylinder und dem Radbremszylinder angeordnet ist.

3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das druckgesteuerte Ventil (5) ein Rückschlagventil (5) ist, das in Strömungsrichtung zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter (4) schließt, wobei zumindest diesem Rückschlagventil (5) ein weiteres Rückschlagventil (12) parallel geschaltet ist, das in Strömungsrichtung zu dem Radbremszylinder schließt.

4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Rückschlagventil (12) der Serienschaltung von dem Einlaßventil (11) zu dem Radbremszylinder und dem Rückschlagventil (5) parallel geschaltet ist.

5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Radbremszylinder und dem Rückschlagventil (5) in dem Hydraulikkreis ein Abzweig zu einem Auslaßventil (13) angeordnet ist, wobei mittels einer Rückförderpumpe (10) über das Auslaßventil (13) Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder in den Bremsflüssigkeitsbehälter (4) förderbar ist.

6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) sowohl als Förderpumpe als auch als Rückförderpumpe verwendet wird, wobei diese Pumpe (10) in der Funktion als Förderpumpe über ansteuerbare Ventile (8, 9) an der Saugseite mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden wird und an der Druckseite mit dem Radbremszylinder (11) und wobei diese Pumpe (10) in der Funktion als Rückförderpumpe an der Saugseite über das Auslaßventil (13) mit dem Radbremszylinder und an der Druckseite mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter (4) verbunden wird (8).

7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vordruck in dem Bremsflüssigkeitsbehälter (4) mittels einer Vordruckpumpe (1) erzeugt wird.

8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordruckpumpe (1) in dem Fahrzeug gleichzeitig die pneumatische Anlage eines Schließsystems des Fahrzeuges versorgt.

9. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vordruck nur im Bedarfsfalle erzeugt wird.