DE19960336A1 - Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage und Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage und Fahrzeugbremsanlage

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage (10) und eine Fahrzeugbremsanlage (10). Die Erfindung schlägt vor, eine eine Schlupfregeleinrichtung aufweisende Fahrzeugbremsanlage (10) mit einem Druckbegrenzungsventil (26) anstelle eines Umschaltventils zwischen einer Druckseite einer Hydropumpe (30) und einem Hauptbremszylinder (12) auszubilden und Radbremszylinder (14) beim herkömmlichen Bremsen über ein an den Hauptbremszylinder (12) angeschlossenes, in seiner Grundstellung offenes Ansaugventil (18) mit Druck zu beaufschlagen. Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie durch den Einsatz des Umschaltventils (Magnetventil) durch ein Druckbegrenzungsventil (26) und durch Wegfall ansonsten erforderlicher Hydrospeicher und Rückschlagventile kleiner und kostengünstiger herstellbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie eine Fahrzeugbremsanlage nach der Gattung des Anspruchs 5.
Derartige Fahrzeugbremsanlagen und Verfahren zu ihrem Betrieb sind an sich bekannt. Beispielhaft wird verwiesen auf die DE 195 01 760 AI. Die bekannte Fahrzeugbremsanlage weist einen Hauptbremszylinder und in jedem Bremskreis zwei Radbremszylinder auf. Dem Hauptbremszylinder ist in jedem Bremskreis ein Umschaltventil nachgeschaltet, an das die Radbremszylinder mit je einem eigenen Radbremsventil angeschlossen sind. Diese Radbremsventile werden in der genannten Druckschrift als Einlassventile bezeichnet. Über ein weiteres, in der genannten Druckschrift Auslassventil genanntes Radbremsventil sind die Radbremszylinder an eine Saugseite einer Pumpe angeschlossen, deren Druckseite zwischen dem Umschaltventil und dem zuerst genannten Radbremsventil an die Fahrzeugbremsanlage angeschlossen ist. Zum Zwischenspeichern von Bremsfluid aus den Radbremszylindern weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage einen Speicher auf der Saugseite der Pumpe auf. Des Weiteren ist ein Rückschlagventil auf der Saugseite der Pumpe angeordnet, das verhindert, dass Bremsfluid aus dem Hauptbremszylinder durch ein Ansaugventil, welches die Saugseite der Pumpe mit dem Hauptbremszylinder verbindet, in den Speicher oder in Richtung der Radbremszylinder strömt. Zur Bremsdruckbegrenzung ist in das Umschaltventil der bekannten Fahrzeug­ bremsanlage ein Differenzdruckventil integriert.
Zum herkömmlichen Bremsen wird der Hauptbremszylinder der bekannten Fahrzeugbremsanlage betätigt und die Radbremszylinder werden durch das offene Umschaltventil und die offenen, als Einlassventile bezeichneten Radbremsventile mit Druck beaufschlagt. Eine Regelung des Drucks in den Radbremszylindern zum Zwecke der Blockierschutz (ABS)-, Antriebsschlupf (ASR)- und/oder Fahrdynamikregelung (FDR) wird das Umschaltventil geschlossen, das Ansaugventil geöffnet und die Pumpe eingeschaltet. Der Druck in den Radbremszylindern wird für jeden Radbremszylinder individuell durch Öffnen und Schließen der ihm zugeordneten beiden Radbremsventile geregelt. Aus den Radbremszylindern ausströmendes Bremsfluid wird im Speicher zwischengespeichert und von der Pumpe den Radbremszylindern wieder zugeführt oder durch das in das Umschaltventil integrierte Differenzdruckventil zum Hauptbremszylinder gefördert.
Vorteile der Erfindung
Beim erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfolgt ein herkömmliches Bremsen wie üblich durch Betätigen des Hauptbremszylinders, jedoch abweichend vom Vorbekannten durch das zu öffnende oder offene Ansaugventil und die im vorbekannten Stand der Technik Auslassventile genannten Radbremsventile, die in der vorliegenden Erfindung als erste Radbremsventile bezeichnet werden. Ein Rückschlagventil, welches eine Durchströmung des Ansaugventils in Richtung der Radbremszylinder verhindern würde, darf bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage nicht vorhanden sein. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass durch die Beaufschlagung der Radbremszylinder mit Druck durch das Ansaugventil das Umschaltventil durch ein einfaches und kostengünstiges Druckbegrenzungs- oder Differenzdruckventil ersetzt werden kann. Weiterer Vorteil ist, dass das bereits genannte Rückschlagventil auf der Saugseite der Pumpe entfällt und auf den Speicher verzichtet werden kann. Hinzu tritt der Vorteil, dass die ersten und die zweiten Radbremsventile stromlos offen und dadurch baugleich ausgeführt werden können. Dies reduziert die Anzahl unterschiedlicher Ventile und damit die Kosten der Fahrzeugbremsanlage. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich die Fahrzeugbremsanlage kleiner und kostengünstiger herstellen, wobei die Verfahren zur Schlupfregelung weiterhin möglich sind.
Anspruch 5 hat eine Fahrzeugbremsanlage zum Betrieb mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Gegenstand. Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage ist das bei bekannten Fahrzeugbremsanlagen vorhandene Umschaltventil durch ein preisgünstigeres Druckbegrenzungs- oder Differenz­ druckventil ersetzt, die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage weist weder ein Rückschlagventil noch einen Speicher auf der Saugseite der Pumpe auf. Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage hat den Vorteil, dass sie kleiner und kostengünstiger als vergleichbare, bekannte Fahrzeugbremsanlagen ist.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Fahrzeug­ bremsanlage zum Gegenstand.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage und Fig. 2 einen hydraulischen Schaltplan einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße, hydraulische Fahrzeugbremsanlage ist als Zweikreisbremsanlage mit zwei voneinander unabhängigen Bremskreisen I, II ausgebildet, von denen in der Zeichnung nur ein Bremskreis I dargestellt ist. Der zweite Bremskreis II ist gleich aufgebaut und funktioniert in gleicher Weise. Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 10 weist eine Schlupfregeleinrichtung (Blockierschutzregelung/ABS, Antriebsschlupfregelung/ASR, Fahrdynamik­ regelung/FDR) auf.
Die Fahrzeugbremsanlage 10 ist an einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 12 angeschlossen, sie weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Radbremszylinder 14 in jedem Bremskreis I, II auf Vom Hauptbremszylinder 12 führt eine erste, sich verzweigende Bremsleitung 16 zu den Radbremszylindern 14. Im gemeinsamen Teil der ersten Bremsleitung 16 ist ein Ansaugventil 18 angeordnet, das als in seiner stromlosen Grundstellung offenes 2/2-Wege- Magnetventil ausgebildet ist. Im verzweigten Teil der ersten Bremsleitung 16 ist jeweils ein erstes Radbremsventil 20 für jeden Radbremszylinder 14 angeordnet. Die Radbremsventile 20 sind als in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2- Wege-Magnetventile ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 10 weist eine zweite Bremsleitung 22 auf, die der ersten Bremsleitung 16 parallel geschaltet ist. Die zweite Bremsleitung 22 ist ebenso wie die erste Bremsleitung 16 an den Hauptbremszylinder 12 angeschlossen und verzweigt sich zu den beiden Radbremszylindern 14. In den verzweigten Teilen der zweiten Bremsleitung 22 sind für jeden Radbremszylinder 14 je ein zweites Radbremsventil 24 angeordnet. Die zweiten Radbremsventile 24 sind ebenfalls als in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet. Es sind also jedem Radbremszylinder 14 ein erstes und zweites Radbremsventil 20, 24 zugeordnet. Im gemeinsamen Teil der zweiten Bremsleitung 22 ist ein in Richtung des Hauptbremszylinders 12 durchströmbares Druckbegrenzungsventil 26 angeordnet. Anstelle des Druckbegrenzungsventils 26 kann auch ein nicht dargestelltes Differenzdruckventil vorgesehen werden.
Die Fahrzeugbremsanlage 10 weist eine Pumpenleitung 28 auf, die von der ersten Bremsleitung 16 zur zweiten Bremsleitung 22 führt. Die Pumpenleitung 28 ist zwischen dem Ansaugventil 18 und den beiden ersten Radbremsventilen 20 an die erste Bremsleitung 16 und zwischen dem Druckbegrenzungsventil 26 und den beiden zweiten Radbremsventilen 24 an die zweite Bremsleitung 22 angeschlossen. In der Pumpenleitung 28 ist eine Hydropumpe 30 angeordnet, deren Saugseite an die erste Bremsleitung 16 und deren Druckseite an die zweite Bremsleitung 22 angeschlossen ist. Die Hydropumpe 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kolbenpumpe mit drei Pumpenkolben je Bremskreis 1711 ausgebildet, wobei die Pumpenkolben jedes Bremskreises I, II phasenversetzt fördern. In der Zeichnung sind die drei Pumpenkolben des Bremskreises I durch drei nebeneinander angeordnete Pumpensymbole dargestellt. Der Antrieb der Hydropumpe 30 erfolgt für beider Bremskreise I, II erfolgt gemeinsam mittels eines gemeinsamen, drehzahlsteuerbaren Elektromotors 32.
Zur Schlupfregelung weist die Fahrzeugbremsanlage 10 ein elektronisches Steuergerät 34 auf, welches die Magnetventile 18, 20, 24 und den Elektromotor 32 der Hydropumpe 30 steuert. Das elektronische Steuergerät 34 erhält Signale von Drucksensoren 36, 38, von Raddrehsensoren 40, von einem Pedalbetätigungssensor (Bremslichtschalter 42) und von einem Kraft- oder Wegsensor 44. Die Fahrzeugbremsanlage 10 weist einen Drucksensor 36 pro Bremskreis I, II auf, der unmittelbar an den Hauptbremszylinder 12 angeschlossen ist. Des Weiteren ist an jeden Radbremszylinder 14 ein Drucksensor 38 angeschlossen. Die Raddrehsensoren 40 sind Fahrzeugrädern zugeordnet. Der Pedalwegsensor 44 misst einen Weg, um den ein Bremspedal 46, mit dem der Hauptbremszylinder 12 betätigt wird, niedergetreten wird. Mit dem anstelle des Pedalwegsensors 42 verwendbaren, nicht dargestellten Pedalkraftsensor lässt sich eine Kraft messen, mit der das Bremspedal 46 niedergetreten wird. Zur Fahrdynamikregelung weist die Fahrzeugbremsanlage 10 einen nicht dargestellten, an sich bekannten Gier- oder Drehbeschleunigungssensor auf, mit dem eine Schleuderneigung eines Fahrzeugs feststellbar ist.
Zum herkömmlichen Bremsen wird durch Betätigung des Hauptbremszylinders 12 ein Bremsdruck aufgebaut, der sich durch das offene Ansaugventil 18 und die offenen, ersten Radbremsventile 20 in die Radbremszylinder 14 fortsetzt. Die zweiten Radbremsventile 24 können geöffnet bleiben oder geschlossen werden. Diese herkömmliche Bremsung erfordert keinerlei Betätigung der Magnetventile 18, 20, 24 oder der Hydropumpe 30, sie ist also auch bei Stromausfall möglich.
Zur Bremskraftverstärkung werden die ersten Radbremsventile 20 geschlossen, die zweiten Radbremsventile 24 bleiben/werden geöffnet und die Hydropumpe 30 wird eingeschaltet. Mit der Hydropumpe 30 wird in den Radbremszylindern 14 ein vom Druck im Hauptbremszylinder 12, vom Pedalweg und/oder der Pedalkraft abhängiger Druck eingestellt. Der Druck in den Radbremszylindern 14 ist mit der stufenlos steuerbaren Hydropumpe 30 einstellbar, er wird durch Drehzahlregelung der Hydropumpe 30 geregelt. Zum dosierten Absenken des Drucks in den Radbremszylindern 14 sind die ersten Radbremsventile 20 dosierbare Ventile (Stetigventile), in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Radbremsventile 20 als Proportionalventile ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Teilbremsen unterschiedliche Drücke in den an einen Bremskreis I, II angeschlossenen Radbremszylindern 14 eingestellt werden können. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, ein stärker belastetes, beispielsweise kurvenäußeres Fahrzeugrad stärker zu bremsen, ohne dadurch ein Fahrzeugrad zu blockieren.
Eine weitere Möglichkeit der Regelung des Drucks in den Radbremszylindern 14 bei laufender Hydropumpe 30 ist es, den Druck in den Radbremszylindern 14 durch Öffnen der zweiten Radbremsventile 24 und durch Schließen der ersten Radbremsventile 20 zu erhöhen, durch Schließen der zweiten Radbremsventile 24 und Öffnen der ersten Radbremsventile 20 abzusenken und durch Schließen der ersten und der zweiten Radbremsventile 20, 24 konstant zu halten. Überschüssige Bremsflüssigkeit wird von der Hydropumpe 30 durch das Druckbegrenzungsventil 26 in Richtung des Hauptbremszylinders 12 gefördert. Da das Ansaugventil 18 geöffnet ist, steht jederzeit Bremsflüssigkeit zur Erhöhung des Drucks in den Radbremszylindern 14 zur Verfügung. Bei der beschriebenen Regelung des Drucks in den Radbremszylindern 14 durch Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Radbremsventile 20, 24 lässt sich der Druck in jedem Radbremszylinder 14 individuell regeln. Die vorstehend beschriebenen Funktion der Druckerhöhung in den Radbremszylindern 14 gegenüber dem Hauptbremszylinder 12 mit der Hydropumpe 30 entspricht einer sog. elektrohydraulischen Bremskraftverstärkung. Ein sonstiger Bremskraft­ verstärker, beispielsweise ein vielfach verwendeter Unterdruck-Bremskraft­ verstärker ist daher bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanalge 10 verzichtbar.
Eine Schlupfregelung erfolgt an sich in gleicher Weise wie vorstehend zur elektrohydraulischen Bremskraftverstärkung beschrieben. Neigt ein Fahrzeugrad beim Bremsen zum Blockieren oder beim Anfahren zum Durchdrehen, was vom elektronischen Steuergerät 34 mittels der Raddrehsensoren 40 feststellbar ist, wird die Hydropumpe 30 eingeschaltet und der Bremsdruck im Radbremszylinder 14 des Schlupf aufweisenden Fahrzeugrades durch wechselweises Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Radbremsventile 20, 24 dieses Fahrzeugrades geregelt. Überschüssige Bremsflüssigkeit fördert die Hydropumpe 30 durch das Druckbegrenzungsventil 26 in Richtung des Hauptbremszylinders 12. Muss der Bremsdruck in den Radbremszylindern 14 bei der Blockierschutzregelung, also bei betätigtem Hauptbremszylinder 12 unter den Druck im Hauptbremszylinder 12 abgesenkt werden, wird das Ansaugventil 18 geschlossen und der Druck in den Radbremszylindern 14 mit den ihnen zugeordneten ersten und zweiten Radbremsventilen 20, 24 geregelt. Überschüssige Bremsflüssigkeit wird auch in diesem Fall von der Hydropumpe 30 durch das Druckbegrenzungsventil 26 in Richtung des Hauptbremszylinders 12 gefördert. Muss der Druck in den Radbremszylindern 14 wieder erhöht werden, wird das Ansaugventil 18 geöffnet.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte, erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 10. Hier ist zum dosierten Bremsdruckaufbau das Ansaugventil 18 als dosierbares Ventil (Stetigventil, insbesondere Proportionalventil) ausgebildet. Die beiden ersten Radbremsventile 20 können deswegen als einfache, nicht dosierbare Schaltventile ausgebildet sein, die preiswerter sind. Es genügt dadurch für jedem Bremskreis I, II anstatt für jeden Radbremszylinder 14 ein dosierbares Ventil erforderlich. Ein dosierter Druckabbau erfolgt über das Ansaugventil 18 bei geöffneten zweiten Radbremsventilen 20. Da durch die geöffneten ersten Radbremsventile 20 ein Druckausgleich zwischen den beiden Radbremszylindern 14 herrscht, reicht ein an einen Radbremszylinder 14 angeschlossener Drucksensor 38 pro Bremskreis I, II aus. Im übrigen ist die in Fig. 2 dargestellte Fahrzeugbremsanlage 10 gleich aufgebaut wie die in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugbremsanlage 10. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird insoweit auf die obenstehenden Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen. Für gleiche Bauteile werden gleiche Bezugszahlen verwendet. Die Fahrzeugbremsanlage gemäß Fig. 2 ist konsequent auf Kostengünstigkeit ausgelegt.

Claims (14)

1. Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugbremsanlage, wobei die Fahrzeugbremsanlage einen Hauptbremszylinder und einen oder mehrere Radbremszylinder pro Bremskreis aufweist, wobei dem Hauptbremszylinder ein Ansaugventil nachgeschaltet ist, wobei jeder Radbremszylinder ein erstes und ein zweites Radbremsventil aufweist, wobei der/die Radbremszylinder über das erste Radbremsventil an das Ansaugventil angeschlossen ist/sind und wobei die Fahrzeugbremsanlage eine Pumpe aufweist, deren Saugseite zwischen dem Ansaugventil und dem ersten Radbremsventil und an deren Druckseite über die zweiten Radbremsventile die Radbremszylinder angeschlossen sind, und wobei zum herkömmlichen Bremsen der Hauptbremszylinder betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbremsanlage (10) ein Druckbegrenzungsventil (26) oder ein Differenzdruckventil aufweist, das in Richtung des Hauptbremszylinders (12) durchströmbar und über das die Radbremszylinder (14) mit ihren zweiten Radbremsventilen (24) an den Hauptbremszylinder (12) angeschlossen sind, und dass zum herkömmlichen Bremsen das Ansaugventil (18) und die ersten Radbremsventile (20) offen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bremskraft­ verstärkung/zum Bremskraftaufbau das Ansaugventil (18) offen ist, die Pumpe (30) eingeschaltet wird, die zweiten Radbremsventile (24) geöffnet und die ersten Radbremsventile (20) geschlossen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Teilbremsen eine Förderleistung der Pumpe (30) gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bremskraftabbau die ersten Radbremsventile (20) dosiert geöffnet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bremskraftabbau das Ansaugventil (18) dosiert geöffnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bremskraftverstärkung/zum Bremskraftaufbau das Ansaugventil (18) offen ist, die Pumpe (30) eingeschaltet und ein Druck in den Radbremszylindern (14) durch Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Radbremsventile (20, 24) geregelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Absenken des Drucks in den Radbremszylindern (14) das Ansaugventil (18) geschlossen, die Pumpe (30) eingeschaltet und die ersten Radbremsventile (20) geöffnet werden.
8. Fahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder und einem oder mehreren Radbremszylindern pro Bremskreis, mit einem Ansaugventil, das dem Hauptbremszylinder nachgeschaltet ist, mit einem ersten und einem zweiten Radbremsventil für jeden Radbremszylinder, wobei der/die Radbremszylinder über das erste Radbremsventil an das Ansaugventil angeschlossen ist/sind, und mit einer Pumpe, deren Saugseite zwischen dem Ansaugventil und den ersten Radbremsventilen angeschlossen und an deren Druckseite über die zweiten Radbremsventile die Radbremszylinder angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbremsanlage (10) ein Druckbegrenzungsventil (26) oder ein Differenzdruckventil aufweist, das in Richtung des Hauptbremszylinders (12) durchströmbar ist und über das die Radbremszylinder (14) mit ihren zweiten Radbremsventilen (24) an den Hauptbremszylinder (12) angeschlossen sind.
9. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (30) als Kolbenpumpe ausgebildet ist.
10. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (30) mehrere Kolben pro Bremskreis (I, II) aufweist.
11. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugventil (18) ein in seiner stromlosen Grundstellung offenes Magnetventil ist.
12. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Radbremsventile (20) in ihrer stromlosen Grundstellung offene Magnetventile sind.
13. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Radbremsventile (20) dosierbare Ventile sind.
14. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugventil (18) dosierbar ist.
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