DE19701659A1

DE19701659A1 - Elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem

Info

Publication number: DE19701659A1
Application number: DE1997101659
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Feigel; Andreas Dr Klein
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-01-18
Filing date: 1997-01-18
Publication date: 1998-07-23

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisch regelbares Brems betätigungssystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptbrems zylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwir kenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuer einheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbrem sen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels eines Trennventils absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswun sches, mit je einem den Radbremsen vor- bzw. nachgeschalte ten Ein- und Auslaßventil, sowie mit das Drehverhalten der Fahrzeugräder erfassenden Radsensoren, wobei sowohl das Ein- als auch das Auslaßventil als elektromagnetisch betätigbare, stromlos geschlossene Ventile ausgebildet sind.

Ein derartiges Bremsbetätigungssystem ist zum Beispiel aus der Veröffentlichung "Electrohydraulic Brake System - The First Approach to Brake-by-Wire Technology" SAE 1996 be kannt. Die Druckquelle des vorbekannten Bremsbetätigungs systems besteht aus einer Pumpe, einem hydraulischen Spei cher sowie einem Druckmittelvorratsbehälter, wobei die Funk tion der Trenn-, sowie der Einlaß- und Auslaßventile von elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventilen erfüllt wird. Die Trennventile sind einerseits mit je einem Druck raum des zweikreisigen Hauptbremszylinders und andererseits mit den Radbremsen verbunden, während die Druckseite der Pumpe bzw. der Speicher an die Eingangsanschlüsse der Ein laßventile angeschlossen sind, deren Ausgangsanschlüsse so wohl mit den Radbremsen als auch mit den Eingangsanschlüssen der Auslaßventile verbunden sind. Die Ausgangsanschlüsse der Auslaßventile stehen in Verbindung mit dem drucklosen Druck mittelvorratsbehälter, um in der Druckabbauphase eine Ver bindung zwischen ihm und den Radbremsen herzustellen.

Versuche haben gezeigt, daß bei der Druckregelung insbeson dere in den von den Einlaßventilen zu den Radbremsen führen den Leitungsabschnitten hochfrequente Schwingungen auftre ten, die sowohl das Ausgangssignal eines den hydraulischen Druck in den Radbremsen erfassenden Drucksensors beeinträch tigen als auch erhebliche Störungen im Regelkreis verursa chen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß insbesonde re die bei einer ABS-Regelung genannten Nachteile weitge hendst vermieden werden. Insbesondere sollen die durch die Leitungsinduktivität bedingten starken Pulsationen weitest gehend eliminiert werden.

Eine erste erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß im Ventilblock eine hydraulische Kapazi tät ausgebildet ist, an die der Leitungsabschnitt an geschlossen ist und die während eines Regelvorgangs eine Aufnahme des Druckmittels ermöglicht. Die hydraulische Kapa zität senkt Druckspitzen ab und reduziert die erwähnte Schwingungsfrequenz.

Nach einer zweiten Lösung der der Erfindung zugrundeliegen den Aufgabe sind im Ventilblock am Ausgang des Einlaßventils eine hydraulische Kapazität ausgebildet sowie ein zur Rad bremse hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Brems betätigungssystems sind den Unteransprüchen 3 und 4 entnehm bar.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an drei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild der ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Bremsbetätigungssystems;

Fig. 2 und 3 den erfindungsgemäß modifizierten Bereich des Ein- und Auslaßventils bei einer zweiten sowie einer dritten Ausführung des erfindungsgemäßen Bremsbetätigungssystems.

Das in der Zeichnung dargestellte, elektronisch regelbare Bremsbetätigungssystem nach der Erfindung weist einen mittels eines Betätigungspedals 1 betätigbaren, zwei kreisigen Hauptbremszylinder bzw. Tandemhauptzylinder 2 auf, der durch zwei Kolben 3, 4 begrenzte, voneinander getrennte Druckräume 5, 6 aufweist, die mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 23 in Verbindung stehen. Der erste Druckraum (Primärdruckraum) 5 steht mittels einer absperrbaren ersten hydraulischen Leitung 11 in Verbindung mit einer z. B. der angetriebenen Vorderachse des Fahrzeuges zugeordneten hydraulischen Radbremse 7, die andererseits über ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes (SG) erstes Einlaßventil 12 mit der Druckseite eines hydraulischen Motor-Pumpen-Aggregats 9 verbunden ist, das aus einer durch einen Elektromotor 17 angetriebenen Pumpe 18 besteht. Auf der Druckseite der Pumpe 18 sind ein Hochdruckspeicher 19, ein Drucksensor 20 sowie ein hydraulisches Überdruckventil 22 angeschlossen. Eine zweite Radbremse 8 steht vorzugsweise unter Zwischen schaltung eines elektromagnetisch betätigbaren 2/2-Wegeventils 21 einerseits in Verbindung mit der ersten Radbremse 7 und andererseits über ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes (SG) zweites Einlaßventil 14 mit der Druckseite der vorhin erwähnten hydraulischen Pumpe 18. Elektromagnetisch betätigbare, stromlos geschlossene (SG) Auslaßventile 13, 15 ermöglichen eine Verbindung der Radbremsen 7, 8 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 23. Das Absperren der hydraulischen Leitung 11 erfolgt mittels eines elektroma gnetisch betätigbaren Trennventils 16, das vorzugsweise als ein stromlos offenes (SO) 2/2-Wegeventii ausgeführt ist. Sämtliche elektromagnetisch betätigbaren Ventile 12 bis 16 und 21 sind in einem lediglich schematisch angedeuteten Ventilblock 24 zusammengefaßt, in dem auch die hydraulische Pumpe 18 sowie der Hochdruckspeicher 19 und das Überdruckventil 22 integriert sind.

Der Aufbau des an der zweiten Druckraum (Sekundärdruckraum) 6 des Hauptbremszylinders 2 angeschlossenen zweiten Bremskreises entspricht dem oben beschriebenen Aufbau, so daß er keiner Erläuterung bedarf.

Der gemeinsamen Ansteuerung sämtlicher Elektromagnetventile 12 bis 16 und 21 dient eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit, der als Eingangssignale die Ausgangssignale eines mit dem Betätigungspedal 1 zusammenwirkenden Betätigungswegsensors 25 sowie eines den im ersten Druckraum 5 des Hauptbremszylinders 2 herrschender hydraulischen Druck erfassenden Drucksensors 26 zugeführt werden, die eine Fahrerverzögerungswunscherkennung ermöglichen. Zur Fahrerverzögerungswunscherkennung können jedoch auch andere Mittel, beispielsweise ein die Betätigungskraft am Betätigungspedal 1 sensierender Kraftsensor verwendet werden. Als weitere Eingangsgrößen werden der elektronischen Steuereinheit die der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Ausgangssignale von den einzelnen Rädern zugeordneten Radsensoren 27, 28 sowie die Ausgangssignale eines Drucksensors 29, zugeführt, der die Druckwerte der Radbremsen 7 und 8 erfaßt.

Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, ist wirkungsmäßig zwischen dem Betätigungspedal 1 und dem Hauptbremszylinder 2 ein Simulator 30 angeordnet, der durch eine mit dem Betätigungspedal 1 in kraftübertragender Verbindung stehende, einen Bestandteil des ersten Hauptzylinderkolbens 3 bildende Hülse 31 sowie eine innerhalb der Hülse 31 angeordnete Simulatorfeder 32 gebildet ist. Die Simulatorfeder 32 stützt sich dabei einerseits am Kolben 3 und andererseits an der Hülse 31 axial ab.

Um durch die Induktivität der zu den Radbremsen 7, 8 führenden hydraulischen Leitungen bedingte starke Pulsationen weitgehend zu eliminieren sind schließlich im Ventilblock 24 hydraulische Kapazitäten 33, 34 ausgebildet, die vorzugsweise als Hochdruckspeicher ausgeführt sind, die am Ausgang des Einlaßventils 12, 14 angeschlossen sind. Durch diese Maßnahme werden die bei einem Regelvorgang auftretenden Druckspitzen abgesenkt und die Frequenz der vorhin erwähnten Pulsationen reduziert, so daß eine verbesserte Regelbarkeit gewährleistet ist.

Zur Reduzierung der Volumenaufnahme in der Notbremsfunktion kann die Kapazität absperrbar ausgebildet sein bzw. so ausgelegt werden, daß eine begrenzte Volumenaufnahme nur im unteren Druckbereich wirksam wird. Zu diesem Zweck kann ein Kolben-Feder-Element mit Anschlag oder ein Gummielement verwendet werden. Bei einer solchen Anordnung, die in Fig. 2 gezeigt ist, ist zwischen der hydraulischen Kapazität 133 und der Radbremse 108 eine Trennkolbenanordnung 35 geschaltet, deren Kolben 36 unter der Vorspannung einer Feder 37 an einem schematisch angedeuteten Anschlag anliegt und bei einem Druckaufbau gegen die Federkraft in Richtung auf die Radbremse zu verschiebbar ist. Die vorzugsweise auch im schematisch angedeuteten Ventilblock 124 ausgebildete Trennkolbenanordnung 35 stellt eine zusätzliche Kapazität dar, die bei einem Ausfall der Bremsanlage bzw. einem Übergang in die Notbremsfunktion eine Verlängerung des Pedalweges verhindert, wenn, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläutert, zwischen der Radbremse 108 und dem nicht gezeigten Hauptbremszylinder eine mittels des Trennventils 116 absperrbare hydraulische Verbindung besteht.

Bei der in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist schließlich im Ventilblock 224 am Ausgang des Einlaßventils 214 die vorhin erwähnte hydrau lische Kapazität 233 angeschlossen, der ein zur Radbremse 208 hin öffnendes Rückschlagventil 38 nachgeschaltet ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die hydraulische Kapazität 233 bei Notbremsungen den Pedalweg nicht verlängert. Eine Überprüfung der Funktion des Rück schlagventils 38 durch regelmäßige Drucküberwachung bei Druckaufbau über andere Einlaßventile ist jederzeit möglich.

Die Funktionsweise des in der Zeichnung dargestellten Bremsbetätigungssystems nach der Erfindung ist dem Fachmann bekannt und braucht deswegen im vorliegenden Zusammenhang nicht erörtert zu werden.

Claims

1. Elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteu erbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die aber mindestens eine mittels eines Trennventils absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerver zögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vor- bzw. nachgeschalteten Ein- und Auslaßventil, sowie mit das Drehverhalten der Fahrzeugräder erfassenden Radsensoren, wobei sowohl das Ein- als auch das Auslaßventil in einem Ventilblock angeordnet und als elektromagnetisch betätigbare, stromlos geschlossene Ventile ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Einlaßventils (12, 14) im Ventilblock (24) eine hydraulische Kapazität (33) ausgebildet ist, an die die zu den Radbremsen (7, 8) führende Leitung angeschlossen ist und die während eines Regelvorgangs eine Aufnahme des Druckmittels ermöglicht.

2. Elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteu erbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels eines Trennventils absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vor- bzw. nachgeschalteten Ein- und Auslaßventil, sowie mit das Drehverhalten der Fahrzeugräder erfassenden Radsensoren, wobei sowohl das Ein- als auch das Auslaßventil in einem Ventilblock angeordnet und als elektromagnetisch betätigbare, stromlos geschlossene Ventile ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilblock (224) am Ausgang des Einlaßventils (214) eine hydraulische Kapazität (233) ausgebildet sowie ein zur Radbremse (208) hin öffnendes Rückschlagventil (38) angeordnet sind.

3. Elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kapazität (133) absperrbar ausgebildet ist.

4. Elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der hydraulischen Kapazität (133) und der Radbremse (108) eine Trennkolbenanordnung (35) geschaltet ist, die aus einem federnd vorgespannten, mit einem Anschlag zusammenwirkenden, begrenzt verschiebbaren Kolben (36) besteht.