EP2943379A1 - Hydraulisches antiblockiersystem für ein zweirad - Google Patents

Hydraulisches antiblockiersystem für ein zweirad

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EP2943379A1
EP2943379A1 EP13796030.8A EP13796030A EP2943379A1 EP 2943379 A1 EP2943379 A1 EP 2943379A1 EP 13796030 A EP13796030 A EP 13796030A EP 2943379 A1 EP2943379 A1 EP 2943379A1
Authority
EP
European Patent Office
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brake
wheel
hydraulic
lock
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13796030.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Weh
Matthias Hurst
Karl HAGSPIEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2943379A1 publication Critical patent/EP2943379A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1706—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for single-track vehicles, e.g. motorcycles
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    • B60T8/3225—Systems specially adapted for single-track vehicles, e.g. motorcycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • B62L3/02—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever
    • B62L3/023—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever acting on fluid pressure systems
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/42—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic anti-lock brake system for a two-wheeled vehicle and to a method for controlling a hydraulic anti-lock braking system.
  • a bicycle anti-lock brake system can increase the safety of the driver and other road users.
  • bicycle anti-lock braking systems are known which control the braking force mechanically via cables.
  • the brake operating device which is mounted, for example, on the handlebar of the two-wheeler, may include a brake lever, with which a pressure in a piston can be increased.
  • the piston can be connected via a hydraulic connection with a wheel brake, in which, for example, a brake cylinder presses the brake shoes by the hydraulic pressure to a brake disc or a wheel rim.
  • a wheel brake in which, for example, a brake cylinder presses the brake shoes by the hydraulic pressure to a brake disc or a wheel rim.
  • an inlet valve is arranged, with which it can be prevented that by means of the brake operating device, a pressure on the wheel brake can be further increased.
  • an exhaust valve the pressure at the wheel brake can be reduced by over the open
  • Exhaust valve brake fluid can be diverted into a pressure accumulator.
  • the accumulator may provide a variable volume, for example with a piston in a cylinder.
  • the pressure accumulator is designed to reclaim brake fluid in the hydraulic connection between the inlet valve and the wheel brake, for example, by reducing its variable volume. For example, the pressure accumulator can be emptied by pushing back the piston. In general, the pressure accumulator can buffer the pressure present during filling and use it to empty itself again.
  • the brake fluid is therefore not conveyed into the hydraulic connection between the brake actuator and the intake valve, but back to where it was removed from the hydraulic connection. In this way can be dispensed with additional lines.
  • a hydraulic anti-lock brake system With a hydraulic anti-lock brake system, the benefits of faster reaction times and low maintenance can be obtained over a cable-based mechanical anti-lock brake system.
  • a hydraulic anti-lock system can be adapted to existing hydraulic brakes.
  • the inlet valve, the outlet valve and the pressure accumulator can be combined to form a common control module, which provides a common housing for these components and which has, for example, connections for hydraulic and electrical lines. Also, a control board with an electronic control can be arranged in the control module.
  • the pressure accumulator comprises a spring element, which is stretched when filling the memory, so that the spring element automatically empties the pressure accumulator with decreasing pressure in the pressure accumulator.
  • the spring element can, for example, a mechanical
  • the spring element such as a coil spring or a leaf spring.
  • the spring element may be an elastically compressible body or a
  • the inlet valve is a
  • the outlet valve is an electric outlet valve which opens, for example, when energized.
  • the exhaust valve is (fully) closed and brake fluid can not flow out or flow to the accumulator.
  • the exhaust valve opens (fully) and (depending on the pressure differential) Brake fluid can flow from the accumulator into the hydraulic connection or from the hydraulic connection into the accumulator.
  • the hydraulic comprises
  • Antilock brake system further comprises an electronic control, which is designed to control the intake valve and the exhaust valve and to open and close depending on a determined blocking state of a wheel of the two-wheeler. If the wheel is not blocked, both valves can remain de-energized. When the wheel locks, the inlet valve can first be closed and eventually the outlet valve opened.
  • the controller is adapted to receive signals from a position sensor of the brake operating device and / or from a hydraulic pressure sensor in the hydraulic connection. With these signals can be determined whether a driver of the wheel intends to brake.
  • the driver may, for example, actuate a brake lever of the brake actuator and change its position, which is then detected by the position sensor. This increases a pressure of
  • control is designed to
  • Speed sensor can be determined a Radcloses familial. If this differs from a reference speed of the two-wheeler, this indicates that the wheel is locked.
  • the inlet valve the inlet valve
  • the hydraulic antilock system may include a second intake valve, a second exhaust valve, and a second exhaust valve
  • the hydraulic anti-lock brake system can be used for the front wheel and / or the rear wheel. When used for both wheels, two independent control modules or a common control module can be used.
  • hydraulic anti-lock braking system is a self-sufficient
  • Power supply (regardless of a power supply of the bicycle).
  • This power supply can be arranged in the housing of the control module.
  • the hydraulic anti-lock system can also be used on motorized wheels that have a self-contained power supply directly in the hydraulic control module or outside.
  • Another aspect of the invention relates to a bicycle having a hydraulic anti-lock brake system as described above and below.
  • the anti-lock braking system can also be used in motorized two-wheelers with internal combustion engine, especially for low-powered two-wheelers, for example, up to a maximum speed of 40 km / h (such as mopeds or mopeds).
  • Another aspect of the invention relates to a method of controlling a hydraulic anti-lock brake system for a two-wheeled vehicle. The method can be carried out with an antilock braking system as described above and below. For example, an electronic controller may perform the method.
  • the method comprises the steps of: determining whether a wheel of the two-wheeler locks after a driver in a hydraulic brake presses a pressure with a brake operating device
  • Connection has been constructed, which connects the brake actuator and a wheel brake for the wheel; Closing an intake valve to disconnect the hydraulic connection when the wheel locks; Determine if the wheel of the bicycle is blocking when the inlet valve has been closed; Opening an exhaust valve to receive brake fluid in a pressure accumulator from the hydraulic connection between the intake valve and the wheel brake; and keeping open the exhaust valve for returning brake fluid into the hydraulic connection between the intake valve and the wheel brake through the pressure accumulator after the driver
  • the controller may recognize from the signals of the position sensor on the brake operating device that the driver has started to brake. It is also possible that the controller determines this from signals of an alternative or additional pressure sensor, which determines, for example, the pressure in the hydraulic line between the brake actuator and the intake valve.
  • the controller can then determine whether the wheel is blocked or not.
  • the inlet valve is closed (at least partially) by the controller, so that the pressure at the
  • Wheel brake can not rise and thus the braking force is no longer increased.
  • the outlet valve is (at least partially) opened by the control and
  • Brake fluid can flow from the wheel brake into the accumulator so that the pressure on the wheel brake decreases and thus the braking force is reduced. If the pressure accumulator is full, the driver can further increase the braking force and thus trigger an intentional locking of the wheel.
  • a spring element may be arranged, which is contracted when filling the pressure accumulator and thus absorbs energy. This energy, effectively generated by means of the brake actuator,
  • Pressure accumulator 40 against time t applied The upper part and the lower part show synchronous curves 70, 72, 74, 76 and 78.
  • the braking operation shown in FIG. 5 begins by the driver

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Abstract

Ein hydraulisches Antiblockiersystem (12) für ein Zweirad (10), das Antiblockiersystem (12) umfasst ein Einlassventil (36) zum Verbinden und Trennen einer hydraulischen Verbindung (42) zwischen einer Bremsbetätigungsvorrichtung (16) und einer Radbremse (24); einen Druckspeicher (40) zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit aus der hydraulischen Verbindung (40) zwischen dem Einlassventil (36) und der Radbremse (24); und ein Auslassventil (38) zum Verbinden und Trennen des Druckspeichers (40) mit der Radbremse (24). Der Druckspeicher (40) ist dazu ausgeführt, Bremsflüssigkeit in die hydraulische Verbindung (42) zwischen dem Einlassventil (36) und der Radbremse (24) zurückzufördern.

Description

Beschreibung
Hydraulisches Antiblockiersystem für ein Zweirad
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antiblockiersystem für ein Zweirad sowie ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Antiblockiersystems.
Hintergrund der Erfindung
Ein Fahrrad-Antiblockiersystem kann die Sicherheit des Fahrers und der anderen Verkehrsteilnehmer erhöhen. Beispielsweise sind Fahrrad-Antiblockiersysteme bekannt, die die Bremskraft mechanisch über Seilzüge steuern.
Der wachsende Markt von elektrisch angetriebenen Fahrädern (sogenannten E- Bikes) und die damit verbundene stetige Verfügbarkeit an elektrischer Energie am Fahrrad bietet neue Möglichkeiten für den aktiven Fahrradfahrerschutz. Die elektrische Motorunterstützung des Fahrradfahrers erhöht außerdem prinzipiell die durchschnittliche Geschwindigkeit und ermöglicht zudem auch weniger routinierteren Fahrradfahrern, höher gelegene Ziele zu erreichen.
Im Motorradbereich sind Antiblockiersysteme bekannt, die analog Kfz- Antiblockiersystemen mit einem Rückförderprinzip arbeiten. Dabei wird die
Bremsflüssigkeit aus der Bremse mittels einer Pumpe und einem Motor zurück in Richtung Bremshebel befördert.
Zusammenfassung der Erfindung Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfach aufgebautes, wartungsarmes und energiesparendes Antiblockiersystem für ein Zweirad bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein hydraulisches Antiblockiersystem für ein Zweirad, beispielsweise für ein E-Bike oder ein Moped.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Antiblockiersystem ein Einlassventil zum Verbinden und Trennen einer hydraulischen Verbindung zwischen einer Bremsbetätigungsvorrichtung und einer Radbremse; einen Druckspeicher bzw. Zwischenspeicher zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit aus der hydraulischen Verbindung zwischen dem Einlassventil und der Radbremse; und ein Auslassventil zum Verbinden und Trennen des Druckspeichers mit der Radbremse.
Die Bremsbetätigungsvorrichtung, die beispielsweise am Lenker des Zweirads angebracht ist, kann einen Bremshebel umfassen, mit dem ein Druck in einem Kolben erhöht werden kann. Der Kolben kann über eine hydraulische Verbindung mit einer Radbremse verbunden sein, in der beispielsweise ein Bremszylinder durch den hydraulischen Druck Bremsbacken an eine Bremsscheibe oder eine Radfelge andrückt. In der hydraulischen Verbindung (die eine oder mehrere Hydraulikleitungen umfassen kann) ist ein Einlassventil angeordnet, mit dem verhindert werden kann, dass mittels der Bremsbetätigungsvorrichtung ein Druck an der Radbremse weiter erhöht werden kann. Über ein Auslassventil kann der Druck an der Radbremse abgebaut werden, indem über das geöffnete
Auslassventil Bremsflüssigkeit in einen Druckspeicher abgeleitet werden kann. Der Druckspeicher kann ein variables Volumen bereitstellen, beispielsweise mit einem Kolben in einem Zylinder.
Der Druckspeicher ist dazu ausgeführt, Bremsflüssigkeit in die hydraulische Verbindung zwischen dem Einlassventil und der Radbremse zurückzufordern, indem er beispielsweise sein variables Volumen verkleinert. Beispielsweise kann der Druckspeicher durch Zurückschieben des Kolbens wieder entleert werden. Im Allgemeinen kann der Druckspeicher den beim Befüllen vorhandenen Druck Zwischenspeichern und dazu verwenden, sich selbstständig wieder zu entleeren.
Die Bremsflüssigkeit wird also nicht in die hydraulische Verbindung zwischen der Bremsbetätigungsvorrichtung und dem Einlassventil gefördert, sondern wieder dahin zurück, wo sie aus der hydraulischen Verbindung entnommen wurde. Auf diese Weise kann auf zusätzliche Leitungen verzichtet werden.
Mit einem hydraulischen Antiblockiersystem können sich gegenüber einem auf einem Seilzug beruhenden mechanischen Antiblockiersystem die Vorteile einer von kürzeren Reaktionszeiten und von geringer Wartung ergeben. Außerdem kann ein hydraulisches Antiblockiersystem an bereits vorhandene hydraulische Bremsen adaptiert werden.
Gegenüber einem Antiblockiersystem mit Rückförderprinzip ist weniger elektrische Energie erforderlich, da nur die Ventile geschaltet werden müssen. Es kann sich ein geringeres Boxvolumen und ein geringeres Gewicht ergeben. Da eine Pumpe mit zugehörigem Motor entfallen kann, können sich geringere Kosten ergeben.
Das Einlassventil, das Auslassventil und der Druckspeicher können zu einem gemeinsamen Regelmodul zusammengefasst sein, das ein gemeinsames Gehäuse für diese Komponenten bereitstellt und das beispielsweise Anschlüsse für hydraulische und elektrische Leitungen aufweist. Auch eine Steuerplatine mit einer elektronischen Steuerung kann in dem Regelmodul angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Druckspeicher ein Federelement, das beim Füllen des Speichers gespannt wird, so dass das Federelement bei sinkendem Druck im Druckspeicher den Druckspeicher selbstständig entleert. Das Federelement kann beispielsweise ein mechanisches
Federelement, wie etwa eine Schraubenfeder oder eine Blattfeder, sein. Auch kann das Federelement ein elastisch komprimierbarer Körper oder ein
Gasvolumen sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Einlassventil ein
elektrisches Einlassventil, das beispielsweise bei Bestromung schließt. Solange das Einlassventil nicht mit elektrischem Strom versorgt wird, ist es (vollständig) geöffnet und Bremsflüssigkeit kann ungehindert zwischen der
Bremsbetätigungsvorrichtung und der Radbremse fließen. Wenn es mit elektrischem Strom versorgt wird, schließt das Einlassventil (vollständig) und die hydraulische Verbindung zwischen der Bremsbetätigungsvorrichtung und der Radbremse ist unterbrochen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Auslassventil ein elektrisches Auslassventil, das beispielsweise bei Bestromung öffnet. Solange das Auslassventil nicht mit elektrischem Strom versorgt wird, ist es (vollständig) geschlossen und Bremsflüssigkeit kann nicht aus oder zum Druckspeicher fließen. Wenn es mit elektrischem Strom versorgt wird, öffnet das Auslassventil (vollständig) und (abhängig vom Druckgefälle) Bremsflüssigkeit kann aus dem Druckspeicher in die hydraulische Verbindung bzw. aus der hydraulischen Verbindung in den Druckspeicher fließen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das hydraulische
Antiblockiersystem weiter eine elektronische Steuerung, die dazu ausgeführt ist, das Einlassventil und das Auslassventil anzusteuern und in Abhängigkeit eines ermittelten Blockierzustands eines Rades des Zweirads zu öffnen und zu schließen. Wenn das Rad nicht blockiert, können beide Ventile unbestromt bleiben. Bei einem Blockieren des Rades kann zunächst das Einlassventil geschlossen und eventuell das Auslassventil geöffnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung dazu ausgeführt, Signale von einem Stellungssensor der Bremsbetätigungsvorrichtung und/oder von einem hydraulischen Drucksensor in der hydraulischen Verbindung zu empfangen. Mit diesen Signalen kann ermittelt werden, ob ein Fahrer des Rades beabsichtigt zu bremsen. Der Fahrer kann beispielsweise einen Bremshebel der Bremsbetätigungsvorrichtung betätigen und dessen Stellung ändern, die dann von dem Stellungssensor erfasst wird. Dadurch steigt ein Druck der
Bremsflüssigkeit in der hydraulischen Verbindung, der von dem Drucksensor erfasst werden kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung dazu ausgeführt,
Signale von einem Drehzahlsensor an einem Rad zu empfangen und daraus einen Blockierzustand des Rades des Zweirads zu bestimmen. Mit dem
Drehzahlsensor kann eine Radumfangsgeschwindigkeit ermittelt werden. Weicht diese von einer Referenzgeschwindigkeit des Zweirads ab, deutet dies auf das Blockieren des Rades hin.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung dazu ausgeführt, Signale an eine Signallampe abzugeben, die anzeigen, ob die Steuerung einen Blockierzustand erkannt hat. Beispielsweise kann die Signallampe ausgeschaltet sein, wenn das Rad nicht blockiert und blinken, wenn das Rad blockiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das Einlassventil, das
Auslassventil und der Druckspeicher mit einem ersten hydraulischen Bremskreis für ein erstes Rad des Zweirads verbunden. Das Zweirad kann für beide Räder einen gesonderten Bremskreis aufweisen. Das hydraulische Antiblockiersystem kann ein zweites Einlassventil, ein zweites Auslassventil und einen zweiten
Druckspeicher umfassen, die mit einem zweiten hydraulischen Bremskreis für ein zweites Rad des Zweirads verbunden sind. Das hydraulische Antiblockiersystem kann für das Vorderrad und/oder das Hinterrad eingesetzt werden. Beim Einsatz für beide Räder können zwei unabhängige Regelmodule oder auch ein gemeinsames Regelmodul eingesetzt werden.
Es ist möglich, dass das hydraulische Antiblockiersystem eine autarke
Stromversorgung (unabhängig von einer Stromversorgung des Zweirads) aufweist. Diese Stromversorgung kann im Gehäuse des Regelmoduls angeordnet sein. Das hydraulische Antiblockiersystem kann auch bei motorisierten Rädern eingesetzt werden, die eine autarke Stromversorgung direkt im hydraulischen Regelmodul oder außerhalb davon aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Zweirad mit einem hydraulischen Antiblockiersystem, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist.
Neben elektrisch angetriebenen Zweirädern kann das Antiblockiersystem auch bei motorisierten Zweirädern mit Verbrennungsmotor zum Einsatz kommen, insbesondere für schwach motorisierte Zweiräder, beispielsweise bis zu einer Maximalgeschwindigkeit von 40 km/h (wie etwa Mofas oder Mopeds). Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Antiblockiersystems für ein Zweirad. Das Verfahren kann mit einem Antiblockiersystem durchgeführt werden, so wie es obenstehend und untenstehend beschrieben ist. Beispielsweise kann eine elektronische Steuerung das Verfahren durchführen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte von: Ermitteln, ob ein Rad des Zweirades blockiert, nachdem von einem Fahrer mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung ein Druck in einer hydraulischen
Verbindung aufgebaut wurde, die die Bremsbetätigungsvorrichtung und eine Radbremse für das Rad verbindet; Schließen eines Einlassventils, um die hydraulische Verbindung zu trennen, wenn das Rad blockiert; Ermitteln, ob das Rad des Zweirades blockiert, wenn das Einlassventil geschlossen wurde; Öffnen eines Auslassventils, um Bremsflüssigkeit in einen Druckspeicher aus der hydraulischen Verbindung zwischen dem Einlassventil und der Radbremse aufzunehmen; und Offenhalten des Auslassventils zum Zurückfördern von Bremsflüssigkeit in die hydraulische Verbindung zwischen dem Einlassventil und der Radbremse durch den Druckspeicher, nachdem der Fahrer die
Bremsbetätigungsvorrichtung gelöst hat.
Beispielsweise kann die Steuerung aus den Signalen des Stellungssensors an der Bremsbetätigungsvorrichtung erkennen, dass der Fahrer zu bremsen begonnen hat. Auch ist es möglich, dass die Steuerung dies aus Signalen eines alternativen oder zusätzlichen Drucksensors ermittelt, der beispielsweise den Druck in der hydraulischen Leitung zwischen der Bremsbetätigungsvorrichtung und dem Einlassventil ermittelt.
Aus den Signalen eines Drehzahlfühlers kann die Steuerung dann ermitteln, ob das Rad blockiert oder nicht. Wenn das Rad blockiert, wird das Einlassventil von der Steuerung (zumindest teilweise) geschlossen, so dass der Druck an der
Radbremse nicht steigen kann und somit sich die Bremskraft auch nicht mehr erhöht.
Sollte nach dem Schließen des Einlassventils das Rad immer noch blockieren, wird das Auslassventil von der Steuerung (zumindest teilweise) geöffnet und
Bremsflüssigkeit kann von der Radbremse in den Druckspeicher fließen, so dass der Druck auf die Radbremse sinkt und somit auch die Bremskraft vermindert wird. Ist der Druckspeicher voll, kann der Fahrer die Bremskraft weiter erhöhen und somit ein beabsichtigtes Blockieren des Rades auslösen.
Im Druckspeicher kann beispielsweise ein Federelement angeordnet sein, das beim Befüllen des Druckspeichers kontrahiert wird und somit Energie aufnimmt. Diese Energie, die effektiv mittels der Bremsbetätigungsvorrichtung,
beispielsweise vom Fahrer, in das System eingebracht wurde, kann dazu verwendet werden, den Druckspeicher wieder zu leeren.
Nachdem der Fahrer die Bremsbetätigungsvorrichtung gelöst hat (was auch wieder von der Steuerung mit dem Stellungssensor und/oder Drucksensor ermittelt werden kann, bleibt das Auslassventil so lange geöffnet, bis sich der Druckspeicher wieder entleert hat, beispielsweise mittels des Federelements.
Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens, so wie obenstehend und untenstehend beschrieben, auch Merkmale des Antiblockiersystems sein können und umgekehrt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Antiblockiersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Antiblockiersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm für eine Steuerung eines
Antiblockiersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm für eine Steuerung eines
Antiblockiersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 zeigt ein Diagramm mit einem zeitlichen Verlauf von Geschwindigkeiten und Bremsdruck, mit dem ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Antiblockiersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.
Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Fig. 1 zeigt ein Zweirad 10 mit einem hydraulischen Antiblockiersystem 12, das dazu ausgeführt ist, ein Blockieren des Vorderrades 14 des Zweirads zu vermindern.
Zu den hydraulischen Komponenten des Antiblockiersystems 12 gehören eine Bremsbetätigungsvorrichtung 16, die über eine erste hydraulische Leitung 18 mit einem Regelmodul 20 verbunden ist, das mit einer zweiten hydraulischen Leitung 22 mit einer Radbremse 24 verbunden ist. Die Radbremse 24 umfasst einen Radbremszylinder, der durch den hydraulischen Druck Bremsbacken der Radbremse an eine Bremsscheibe bzw. an eine Radfelge drückt.
Die Bremsbetätigungsvorrichtung 16 umfasst einen Bremshebel 26, einen Kolben 28 mit Dichtung 30 und optional ein Reservoir 32 für Bremsflüssigkeit.
Das Regelmodul 20, das zusammen mit elektrischen Komponenten in einem Gehäuse 34 am Zweirad 10 angebracht sein kann, umfasst ein Einlassventil 36, ein Auslassventil 38 und einen Druckspeicher 40.
Das Einlassventil 36 ist zwischen die erste Leitung 18 und die zweite Leitung 22 geschaltet und verbindet oder trennt die hydraulische Verbindung 42, die aus den beiden Leitungen 18 und 22 zwischen der Bremsbetätigungsvorrichtung 16 und der Radbremse 24 gebildet ist. Das Einlassventil 36 kann ein Rückschlagventil umfassen, stromlos offen sein, beidseitig befiltert sein und/oder beidseitig durchströmt sein.
Das Auslassventil 38 ist mit der zweiten Leitung 22 und mit dem Druckspeicher 40 hydraulisch verbunden, also mit der hydraulischen Verbindung 42 zwischen dem Einlassventil 36 und der Radbremse 24 verbunden. Das Auslassventil 38 kann stromlos geschlossen sein, beidseitig befiltert sein und/oder beidseitig durchströmt sein.
Der Druckspeicher 40 bzw. Zwischenspeicher 40 für Bremsflüssigkeit umfasst ein Federelement 44, beispielsweise eine Rückstellfeder 44, die einen Kolben 46 gegen den Druck der Bremsflüssigkeit in der Leitung 22 spannt.
Die Bremsbetätigungsvorrichtung 16 kann einen Wegsensor 48 bzw.
Stellungssensor 48, mit dem die aktuelle Stellung des Hebels 26 ermittelt werden kann. Aus der Stellung des Hebels 26 kann ein Druck in der ersten hydraulischen Leitung 18 und/oder der hydraulischen Verbindung 42 abgeleitet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein interner hydraulischer Drucksensor 50 oder ein externer hydraulischer Drucksensor 52 verwendet werden, um den Druck in der ersten hydraulischen Leitung 18 und/oder der hydraulischen
Verbindung 42 zu ermitteln und um daraus optional die Stellung des Hebels 26 abzuleiten.
Der interne hydraulische Drucksensor 50 kann Bestandteil des Regelmoduls 20 sein. Der externe hydraulische Drucksensor 52 kann außerhalb des Regelmoduls 20 angeordnet sein.
Am Rad 14 des Zweirads 10 ist ein Drehzahlsensor 54 angebracht, mit dem die aktuelle Drehgeschwindigkeit bzw. Radumfangsgeschwindigkeit des Rads 14 ermittelt werden kann. Der Drehzahlsensor 54 kann eine Zahnscheibe umfassen, die zusammen mit der Bremsscheibe konzipiert sein kann, aber alternativ auch als separates Teil vorhanden sein kann.
Neben der Bremsbetätigungsvorrichtung 16 kann am Lenker des Zweirads 10 eine Signallampe 56 angebracht sein, die, wie weiter unten noch erläutert wird, dem Fahrer des Zweirads 10 anzeigt, wenn eine Steuerung des Regelmoduls 20 ein Blockieren des Rads 14 erkennt.
Wenn der Fahrer des Zweirads 10 den Hebel 26 betätigt, wird ein Volumen 58 (in einem Zylinder) durch den Kolben 30 verkleinert, so dass Bremsflüssigkeit in die erste Leitung 18 strömt und (falls das Einlassventil 36 offen ist) von dort in die zweite Leitung 22 und in die Radbremse 24 gelangt. Wenn die Radbremse 24 das Rad 14 brennst, steigt der Druck in den Leitungen an. Wie weiter unten noch erläutert wird, können dann bei Blockieren des Rads 14 das Einlassventil 36 geschlossen und das Auslassventil 38 geöffnet werden. Die unter Druck stehende Bremsflüssigkeit aus der zweiten Leitung 22 kann dann in den
Druckspeicher 40 gelangen. Dabei wird ein Volumen 60 (in einem Zylinder) vergrößert, indem die Bremsflüssigkeit den Kolben 46 gegen die Kraft des Federelements 44 verschiebt. Auf diese Weise kann der Druck auf die
Radbremse 24 vermindert werden, obwohl der Fahrer den Hebel 26 betätigt.
Die Fig. 2 zeigt ein Zweirad 10 mit einem hydraulischen Antiblockiersystem, das zwei Bremskreise aufweist. Der Bremskreis für das Vorderrad 14 kann dabei identisch zu dem Bremskreis aufgebaut sein, der in der Fig. 1 gezeigt ist. Ein weiterer Bremskreis für ein Hinterrad 62 kann auch identisch zum in der Fig.
1 gezeigten Bremskreis sein. Die beiden Bremskreise können mit unabhängigen Regelmodulen 20 oder mit einem gemeinsamen Regelmodul (in einem gemeinsamen Gehäuse 34) für das Vorderrad 14 und/oder das Hinterrad 62 umgesetzt sein.
Die Fig. 3 zeigt weitere elektrische Steuerkomponenten des hydraulischen Antiblockiersystems 12. Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, kann das Regelmodul 20 eine elektronische Steuerung 64 umfassen, die eine Logik auf einer Leiterplatte 66 aufweisen kann, beispielsweise mit einem Prozessor.
Das Regelmodul 20 kann Anschlüsse 68 für die Signallampe 56, den
Drehzahlsensor 54, den Stellungssensor 48 und eine Stromversorgung 65 (wie etwa eine Batterie des Zweirads) aufweisen. Über eine zusätzliche (interne) Knopfzelle kann eine autarke Stromversorgung für das Regelmodul 20 bereitgestellt werden.
Die Anschlüsse 68 für das Regelmodul 20 umfassen Versorgungspins und Signalpins (Stecker mit externen Kontakten) für die Masse (GND) für den Stellungssensor 48, die Spannungsversorgung (U+) für den Stellungssensor 48 und für das Signal vom Stellungssensor 48 sowie die Masse (UBAT2-) für die
Signallampe 56 und die Spannungsversorgung (U BAT2+) für die Signallampe 56. An diese Anschlüsse 68 kann eine elektrische Verbindung bzw. Leitung von der Bremsbetätigungsvorrichtung 16 zum Regelmodul 20 angeschlossen werden.
Weiter umfassen die Anschlüsse 68 für das Regelmodul 20 Versorgungspins und Signalpins (Stecker mit externen Kontakten), die Masse (GND) für den
Drehzahlsensor 54, die Spannungsversorgung (U+) für den Drehzahlsensor 54 und für das Signal vom Drehzahlsensor 54. An diese Anschlüsse 68 kann eine elektrische Verbindung bzw. Leitung von dem Drehzahlsensor 54 am Rad 14 zum Regelmodul 20 angeschlossen werden.
Weiter umfasst das Regelmodul einen Anschluss 68 für die Masse (GN) des Regelmoduls 20 und für die Stromversorgung 65.
Die Leiterplatte 66 ist darüber hinaus über interne Leitungen im Regelmodul 20 mit dem Einlassventil 36 und dem Auslassventil 38 verbunden.
Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform für eine elektronische
Steuerung 64, bei der das Regelmodul 20 einen internen Drucksensor 50 aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung 64 einen Anschluss 68 für einen externen Drucksensor 52 aufweisen.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, bei dem in einem oberen Teil Geschwindigkeiten V gegenüber der Zeit t aufgetragen sind. Der obere Teil zeigt die Geschwindigkeit 70 des Zweirads 10, eine von der Steuerung 64 berechnete
Referenzgeschwindigkeit 72 und eine Radumfangsgeschwindigkeit 74, die von der Steuerung 64 aus dem Signal des Drehzahlsensors 54 ermittelt wird.
Im unteren Teil sind der Bremsdruck 76 und das Füllvolumen 78 des
Druckspeichers 40 gegen die Zeit t aufgetragen. Der obere Teil und der untere Teil zeigen synchrone Kurven 70, 72, 74, 76 und 78.
Der in der Fig. 5 gezeigte Bremsvorgang beginnt, indem der Fahrer die
Bremsbetätigungsvorrichtung 16 (bzw. den Hebel 26) betätigt und Druck in der hydraulischen Verbindung 42 aufbaut (Zeitpunkt 100). Dadurch wird die
Radbremse 24 aktiviert und die Geschwindigkeit 70 des Zweirads 10 reduziert. Über den Drehzahlsensor 54 ermittelt die Steuerung 64, ob das Rad 14 des Zweirades blockiert oder nicht. Dazu berechnet die Steuerung 64 die
Radumfangsgeschwindigkeit 74 aus dem Signal des Drehzahlsensors 54 und die Referenzgeschwindigkeit 74 aus dem Signal des Stellungssensors 58 und/oder dem Signal des Drucksensors 50, 52. Durch den Vergleich der
Referenzgeschwindigkeit 74 und der Radumfangsgeschwindigkeit 74 kann der Blockierzustand des Rads 14 ermittelt werden.
Bei einem Bremsvorgang, bei dem sich das Rad 14 weiterdreht bzw. nicht blockiert (beispielsweise zwischen dem Zeitpunkt 100 und dem Zeitpunkt 102), passt die Radumfangsgeschwindigkeit 74 zur errechneten
Referenzgeschwindigkeit 72 und das Einlassventil 36 und das Auslassventil 28 sind unbestromt. Das Einlassventil 36 ist dann offen und das Auslassventil 28 ist dann geschlossen. Durch den Bremsdruck in der Radbremse 24 wird die
Geschwindigkeit reduziert. Da kein Blockieren des Rades 14 ermittelt wurde, blinkt die Signallampe 56 zwischen den Zeitpunkten 100 und 102 nicht.
Löst der Fahrer die Bremsbetätigungsvorrichtung 16, ist der Bremsvorgang dann abgeschlossen. Dies kann beispielsweise über den Stellungssensor 48 detektiert und im Regelmodul 20 verarbeitet werden.
Wenn das Rad 14 beispielsweise aufgrund des hohen Drucks oder der geringen Reibung blockiert, schließt die Steuerung 64 zunächst das Einlassventil 36, um die hydraulische Verbindung 42 zu trennen (Zeitpunkt 102). Die Signallampe 56 blinkt und zeigt dem Fahrer das Regeln visuell an. Zwischen den Zeitpunkten 102 und 103 nimmt der Schlupf zu und der Bremsdruck wird gehalten.
Wenn sich das Rad 14 dann weiterdreht (anders als im gezeigten Fall) und die Radumfangsgeschwindigkeit 74 wieder zur errechneten Referenzgeschwindigkeit 72 passt, wird das Einlassventil 36 nicht mehr bestromt und öffnet wieder. Die Signallampe 56 hört auf zu blinken und zeigt dem Fahrer visuell an, dass das Regeln beendet ist.
Auch wenn das Einlassventil 36 geschlossen ist, ermittelt die Steuerung weiterhin, ob das Rad 14 des Zweirades 12 blockiert. Wenn das Rad 14 nach einiger Zeit immer noch blockiert (Zeitpunkt 103) bzw. die
Radumfangsgeschwindigkeit 74 noch nicht zur Referenzgeschwindigkeit 72 des Rades 14 passt, öffnet die Steuerung 64 das Auslassventil 48, um
Bremsflüssigkeit in den Druckspeicher 40 aus der hydraulischen Verbindung 42 zwischen dem Einlassventil 36 und der Radbremse 24 aufzunehmen. Es erfolgt ein Druckabbau in der Radbremse 24 und Bremsflüssigkeit aus dem Bremskreis wird im Druckspeicher 40 aufgenommen. Das Füllvolumen 78 des
Druckspeichers 40 steigt.
Zwischen den Zeitpunkten 103 und 104 findet somit ein Druckabbau in der Radbremse 24 statt.
Zum Zeitpunkt 104 schließt die Steuerung 64 das Auslassventil 38 wieder. Da das Einlassventil immer noch geschlossen ist, wird der Druck gehalten. Zwischen den Zeitpunkten 104 und 196 beschleunigt das Rad 14 wieder.
Wenn sich die Radumfangsgeschwindigkeit 74 wieder der
Referenzgeschwindigkeit 72 annähert, kann die Steuerung 64 das Einlassventil 36 kurzzeitig öffnen, um einen Druckaufbau an der Radbremse 24 zu
ermöglichen. Dies kann, beispielsweise wie zwischen den Zeitpunkten 106 und 108 gezeigt, in einem stufenweisen Druckaufbau stattfinden.
Zwischen den Zeitpunkten 108 und 1 10 ist ein erneuter Druckabbau gezeigt, bei dem das Volumen 60 des Druckspeichers 40 vollständig bis zu einem
Maximalvolumen 80 gefüllt wird. Da das Rad 14 erneut blockiert, obwohl das Einlassventil 36 geschlossen ist, öffnet die Steuerung 64 das Auslassventil 38 wieder. Die Regelung geht weiter, bis das Volumen 60 im Druckspeicher 40 vollständig gefüllt ist.
Die hydraulische Schaltung ist so ausgelegt, dass das Volumen 58 in der Bremsbetätigungsvorrichtung 16 größer ist als das Volumen 60 im Druckspeicher 40. Somit ist sichergestellt, dass nach einem Druckabbau mit vollständig gefülltem Druckspeicher 40 weiterhin gebremst werden kann. Das Rad 14 kann dann bei entsprechendem Fahrerwunsch und Reibung (beispielsweise bei Eis oder Split) blockieren. Zwischen den Zeitpunkten 1 10 und 1 12 wird dann der Druck gehalten und, nachdem der Fahrer die Bremsbetätigungsvorrichtung 16 gelöst hat, der Bremsvorgang beendet.
Nachdem der Fahrer die Bremsbetätigungsvorrichtung 16 gelöst hat (Zeitpunkt 1 12), hält die Steuerung 64 das Auslassventil 48 offen, Bremsflüssigkeit in die hydraulische Verbindung 42 zwischen dem Einlassventil 36 und der Radbremse 24 zurückzufordern. Dies bewerkstelligt der Druckspeicher 40 selbstständig, mittels des durch den Druck gespannten Federelements 44. Die Federkraft des Druckspeichers 40 drückt das während der Regelung aufgenommene Volumen über das bestromte Auslassventil 38 wieder in den Bremskreis. Zwischen den Zeitpunkten 1 14 und 166, in denen der Druck in der hydraulischen Leitung unter den Druck im Druckspeicher 40 gesunken ist, wird der Druckspeicher 40 vollständig entleert. Der Pegel im optional vorhandenen
Bremsflüssigkeitsbehälter 32 steigt.
Im Fehlerfall, beispielsweise wenn der Akku bzw. die Stromversorgung 65, das Steuergerät 64 und/oder das Regelmodul 20 (beispielsweise ein Ventil 26, 38) defekt ist, leuchtet die Signallampe 56 permanent und zeigt dem Fahrer an, dass einer der oben beschriebenen Defekte eingetreten ist.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener
Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den
Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1 . Hydraulisches Antiblockiersystem (12) für ein Zweirad (10), das
Antiblockiersystem (12) umfassend:
ein Einlassventil (36) zum Verbinden und Trennen einer hydraulischen Verbindung (42) zwischen einer Bremsbetätigungsvorrichtung (16) und einer Radbremse (24);
einen Druckspeicher (40) zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit aus der hydraulischen Verbindung (40) zwischen dem Einlassventil (36) und der Radbremse (24); und
ein Auslassventil (38) zum Verbinden und Trennen des Druckspeichers (40) mit der Radbremse (24);
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckspeicher (40) dazu ausgeführt ist, Bremsflüssigkeit in die hydraulische Verbindung (42) zwischen dem Einlassventil (36) und der Radbremse (24) zurückzufordern.
2. Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach Anspruch 1 ,
wobei der Druckspeicher (40) ein Federelement (44) umfasst, das beim Füllen des Druckspeichers (40) gespannt wird, so dass das Federelement (44) bei sinkendem Druck im Druckspeicher den Druckspeicher
selbstständig entleert.
3. Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Einlassventil (36) ein elektrisches Einlassventil ist, das bei Bestromung schließt.
4. Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Auslassventil (38) ein elektrisches Auslassventil ist, das bei Bestromung öffnet. Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend:
eine elektronische Steuerung (64), die dazu ausgeführt ist, das Einlassventil (36) und das Auslassventil (38) anzusteuern und in Abhängigkeit eines ermittelten Blockierzustands eines Rades (14) des Zweirads zu öffnen und zu schließen.
Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuerung (64) dazu ausgeführt ist, Signale von einem
Stellungssensor (48) der Bremsbetätigungsvorrichtung (16) und/oder von einem hydraulischen Drucksensor (50, 52) in der hydraulischen Verbindung (42) zu empfangen.
Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuerung (64) dazu ausgeführt ist, Signale von einem
Drehzahlsensor (54) an einem Rad (14) des Zweirads (10) zu empfangen und daraus einen Blockierzustand des Rades (14) zu bestimmen.
Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steuerung (64) dazu ausgeführt ist, Signale an eine Signallampe (56) abzugeben, die anzeigen, ob die Steuerung (64) einen Blockierzustand erkannt hat.
Hydraulisches Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Einlassventil (36), das Auslassventil (38) und der Druckspeicher (40) mit einem ersten hydraulischen Bremskreis für ein erstes Rad (14) des Zweirads verbunden sind;
wobei das hydraulische Antiblockiersystem (12) ein zweites Einlassventil (36), ein zweites Auslassventil (38) und einen zweiten Druckspeicher (40) umfasst, die mit einem zweiten hydraulischen Bremskreis für ein zweites Rad (62) des Zweirads verbunden sind.
10. Zweirad (10) mit einem hydraulischen Antiblockiersystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Antiblockiersystems (12) für ein Zweirad, das Verfahren umfassend die Schritte:
Ermitteln, ob ein Rad (14) des Zweirades (10) blockiert, nachdem von einem Fahrer mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung (16) ein Druck in einer hydraulischen Verbindung (42) aufgebaut wurde, die die
Bremsbetätigungsvorrichtung (16) und eine Radbremse (24) für das Rad (14) verbindet;
Schließen eines Einlassventils (36), um die hydraulische Verbindung (42) zu trennen, wenn das Rad (14) blockiert;
Ermitteln, ob das Rad (14) des Zweirades (10) blockiert, wenn das
Einlassventil (36) geschlossen wurde;
Öffnen eines Auslassventils (38), um Bremsflüssigkeit in einen
Druckspeicher (40) aus der hydraulischen Verbindung (42) zwischen dem Einlassventil (36) und der Radbremse (24) aufzunehmen; und
Offenhalten des Auslassventils (38) zum Zurückfördern von Bremsflüssigkeit in die hydraulische Verbindung (42) zwischen dem Einlassventil (36) und der Radbremse (24) durch den Druckspeicher (40), nachdem der Fahrer die Bremsbetätigungsvorrichtung (16) gelöst hat.
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