WO1996013418A1 - Hydraulische bremsanlage für fahrstabilitätsregelung - Google Patents

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WO1996013418A1
WO1996013418A1 PCT/EP1995/004090 EP9504090W WO9613418A1 WO 1996013418 A1 WO1996013418 A1 WO 1996013418A1 EP 9504090 W EP9504090 W EP 9504090W WO 9613418 A1 WO9613418 A1 WO 9613418A1
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A. Stefan Drumm
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Itt Automotive Europe Gmbh
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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
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    • B60T8/4809—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems
    • B60T8/4827—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems
    • B60T8/4863—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems
    • B60T8/4872—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems pump-back systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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
    • B60T8/40—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 comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4013—Fluid pressurising means for more than one fluid circuit, e.g. separate pump units used for hydraulic booster and anti-lock braking

Definitions

  • Hydraulic brake system for driving stability control
  • the present invention is based on a hydraulic brake system according to the preamble of claim 1.
  • Such a brake system is known from DE 32 15 739 AI.
  • the brake system described therein is provided for brake slip control and for traction control.
  • the return pump is used for traction control and is therefore self-priming.
  • a high-pressure accumulator is arranged in such a way that it can be connected to the wheel brakes instead of the master cylinder.
  • the return pump has a suction line which connects to the brake line between the master cylinder and a separating valve, via which the high-pressure accumulator can be activated.
  • a hydraulically operated valve is arranged in this suction line and is always closed when the master cylinder is actuated.
  • Such a valve must always open safely when filling the high-pressure accumulator is required, or pressure medium is to be sucked out of the master cylinder by the pump for traction control.
  • a large opening cross-section is required so that the brake fluid runs in sufficient quantities from the reservoir through atmospheric pressure to the suction side to the suction side of the pump, and no vacuum is drawn in.
  • the construction of such a valve is correspondingly complex.
  • Such a valve is even unsuitable for cases in which the pump is to suck in pressure medium even during a pedal-operated braking.
  • Such cases occur, for example, when controlling yaw moment a higher braking pressure on the part of the pump is to be applied to individual wheel brakes during a braked cornering and a high-pressure accumulator is not provided for such a pressure build-up or can be quickly exhausted.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a brake system of the type described at the outset which does not require such a valve.
  • the second pump is designed to be self-priming, it is sufficient to use a non-self-priming pump as the return pump.
  • Pairs of identical pumps will each be driven by a common motor or all four pumps will be driven by a common motor. If the pumps of the same type are each driven by a common motor, a modular construction of the brake system according to the invention is possible. Then an arrangement of high-pressure accumulator, second pump and isolating valve can be installed as a so-called add-on unit in each brake circuit of a conventional anti-lock brake system which works on the return flow principle. The necessary line connections can be limited to the existing brake lines.
  • the wheel brakes are then applied to the first structural unit, which contains the device for brake slip control. close while the master cylinder is connected to the second assembly, which contains the self-priming pump, the high pressure accumulator and the isolation valve.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the invention with a common motor for all four pumps.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the invention in a modular design.
  • a master cylinder 1 which is connected to a reservoir 2 and can be actuated via a brake pedal 3.
  • Two identically constructed brake circuits I and II start from the master cylinder 1.
  • a brake line 4 extends from the master cylinder 1, runs via a separating valve 5 and is divided into two brake branches 6 and 7.
  • the brake branch 6 leads to a wheel brake 9 via an inlet valve 8, while the brake branch 7 leads to a further wheel brake 11 via an inlet valve 10 leads.
  • the suction side is at this low-pressure accumulator 17 a return pump 18 connected, the pressure side of which is connected via a pressure line 19 to the brake line 4, the junction of this pressure line 19 being between the isolating valve 5 and the inlet valves 8 and 10.
  • a damping chamber 20 with a downstream diaphragm 21 is arranged for damping pressure pulsations.
  • other components are included in the brake system in addition to the isolating valve 5.
  • a self-priming suction pump 22 connects with its suction side to the brake line 4 between the master cylinder 1 and the isolation valve 5 and with its pressure side to the pressure line 19.
  • a high-pressure accumulator 36 can be connected to the brake line 4 via a switching valve 37, also between Isolation valve 5 and the inlet valves 8 and 10.
  • this brake system has the advantage that the suction pump 22 only serves to build up an additional pressure. It can either fill the high-pressure accumulator 36 or convey it directly into the wheel brakes 9 and 11.
  • the return flow of pressure medium necessary for the brake slip control is carried out by the return flow pump 18, which is connected to the low-pressure accumulator 17 for this purpose. Due to this division of tasks, there is no need to monitor the filling state of the low-pressure accumulator 17, since the low-pressure accumulator 17 cannot be sucked empty by connecting the suction side of the suction pump 22 to the brake line 4.
  • the brake system according to FIG. 2 has two motors 26 and 27 for driving the pumps 18, 22, 23 and 24.
  • the return pumps 18 and 24 are driven by the common motor 27, while the suction pumps 22 and 23 are driven by the motor 26.
  • the two pumps 18 and 22 or 24 and 23 each of a brake circuit also no longer deliver into a common pressure line.
  • the return line pump 18 is assigned the pressure line 28 with its own damping chamber 29 and a downstream orifice 30, while the suction pump 22 delivers into the pressure line 31 with a damping chamber 32 and orifice 33.
  • the second, upper assembly 35 can be attached to the first assembly 34, which contains the hydraulic components for brake slip control, as a so-called add-on unit.
  • the second structural unit 35 contains all hydraulically additionally required components for externally actuated brake pressure build-up, namely suction pump 22, pressure line 31, damping chamber 32, orifice 33, high-pressure accumulator 36, switching valve 37 and isolating valve 5 as well as all components of the brake circuit I corresponding to these elements.
  • a motor vehicle brake system can therefore optionally be installed with or without the second structural unit 35.
  • a brake system which initially only contains the first structural unit 34, can also be upgraded with the second structural unit 35.

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Abstract

Für eine hydraulische Bremsanlage, welche ausser einer Bremsschlupfregelung auch eine Antriebsschlupfregelung oder eine anderweitige Fahrstabilitätsregelung vornehmen kann, wird vorgeschlagen, eine erste Pumpe, nämlich eine Rückförderpumpe (18, 24) zur Bremsschlupfregelung zu verwenden, während eine zweite Pumpe, eine Saugpumpe (22, 23) mit ihrer Saugleitung an den Hauptzylinder (1) und mit ihrer Druckleitung an die Bremsleitung (4) anschliesst. Ein spezielles Umschaltventil an der Saugseite der selbstansaugenden Saugpumpe (22, 23) kann entfallen, da diese Saugseite nicht mit dem Niederdruckspeicher (17) in Verbindung gebracht werden muss. Um den Kostenaufwand für eine derartige Bremsanlage gering zu halten, kann ein gemeinsamer Motor (25) alle Pumpen (18, 22, 23, 24) der Bremsanlage antreiben.

Description

Hydraulische Bremsanlage für Fahrstabilitätsregelung
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer hydraulischen Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartige Bremsanlage ist aus der DE 32 15 739 AI be¬ kannt. Die darin beschriebene Bremsanlage ist zur Brems¬ schlupfregelung und zur Antriebsschlupfregelung vorgesehen. Bei der Bremsschlupfregelung arbeitet die Bremsanlage nach dem Rückförderprinzip. Zur Antriebsschlupfregelung wird die Rückförderpumpe genutzt und ist deswegen selbstansaugend ge¬ staltet. Es ist ein Hochdruckspeicher derart angeordnet, daß er anstelle des Hauptzylinders an die Radbremsen anschließbar ist. Um diesen Hochdruckspeicher laden zu können, besitzt die Rückförderpumpe eine Saugleitung, die zwischen dem Haupt¬ zylinder und einem Trennventil, über welches der Hochdruck¬ speicher zuschaltbar ist, an die Bremsleitung anschließt. In dieser Saugleitung ist ein hydraulisch betätigtes Ventil angeordnet, welches immer geschlossen ist, wenn der Hauptzylinder betätigt wird. Ein solches Ventil muß immer sicher öffnen, wenn ein Befüllen des Hochdruckspeichers erforderlich ist, oder zur Antriebsschlupfregelung von der Pumpe Druckmittel aus dem Hauptzylinder angesaugt werden soll. Dabei wird ein großer Öffnungsquerschnitt benötigt, damit die Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in ausreichender Menge durch Atmosphärendruck zur Saugseite zur Saugseite der Pumpe nachläuft, und kein Vakuum angesaugt wird. Die Konstruktion eines solchen Ventils gestaltet sich entsprechend aufwendig. Für Fälle, in denen die Pumpe auch während einer pdalbetätigten Bremsung Druckmittel ansaugen soll, ist eine derartiges Ventil sogar ungeeignet. Derartige Fälle treten beispielsweise auf, wenn zur Giermomentregelung während einer gebremsten Kurvenfahrt auf einzelne Radbremsen ein höherer Bremdruck vonseiten der Pumpe aufgebracht werden soll und ein Hochdruckspeicher für einen solchen Druckaufbau ncht vorgesehen oder schnell erschöpfbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die ohne ein solches Ventil auskommt.
Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnen¬ den Merkmalen des Anspruchs 1. Indem eine zweite Pumpe zur Befüllung des Hochddruckspeichers vorgesehen ist benötigt die Rückförderpumpe keine Saugleitung zum Vorratsbehälter. Damit ist auch kein Ventil erforderlich, welches diese Saugleitung öffnet oder sperrt.
Wenn die zweite Pumpe selbstansaugend ausgelegt ist, reicht es aus, als Rückförderpumpe eine nicht selbstansaugende Pumpe zu verwenden.
Die Verwendung eines gemeinsamen Motors zum Antrieb der beiden Pumpen hält den Kostenaufwand niedrig.
Paare gleichartiger Pumpen werden von je einem gemeinsamen Motor angetrieben werden oder alle vier Pumpen werden von einem gemeinsamen Motor angetrieben. Wenn jeweils die gleichartigen Pumpen von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden, ist ein modularer Aufbau der erfindungsgemäßen Bremsanlage möglich. Dann kann eine Anordnung aus Hochdruck¬ speicher, zweiter Pumpe und Trennventil als sogenannte Add- On-Einheit n jeden Brmeskreis einer üblichen blockierge¬ schützte Bremsanlage angebaut werden, welche nach dem Rück¬ förderprinzip arbeitet. Die nötigen Leitungsverbindungen können auf die bereits vorhandenen Bremsleitungen beschränkt werden. Die Radbremsen werden dann an die erste Baueinheit, die die Einrichtung zur Bremsschlupfregelung enthält, ange- schlössen, während der Hauptzylinder an die zweite Baueinheit angeschlossen ist, welche die selbstansaugende Pumpe, den Hochdruckspeicher und das Trennventil enthält.
Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen in zwei Figuren.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem geimeinsamen Motor für alle vier Pumpen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in modularer Bauweise.
In den Figuren sind jeweils nur die für die Erfindung wichtigen hydraulischen Elemente dargestellt. Auf eine Abbildung der zugehörigen elektronischen Komponenten wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Die Bremsanlage nach Fig. 1 weist einen Hauptzylinder 1 auf, welcher an einen Vorratsbehälter 2 angeschlossen ist und über ein Bremspedal 3 zu betätigen ist. Vom Hauptzylinder 1 gehen zwei identisch aufgebaute Bremskreise I und II aus.
Die nun folgende Beschreibung des Bremskreises II ist analog auf den Bremskreis I übertragbar. Vom Hauptzylinder 1 geht ein Bremsleitung 4 aus, verläuft über ein Trennventil 5 und teilt sich in zwei Bremszweige 6 und 7. Der Bremszweig 6 führt über ein Einlaßventil 8 zu einer Radbremse 9, während der Bremszweig 7 über ein Einlaßventil 10 zu einer weiteren Radbremse 11 führt. Ein von der Radbremse kommender Rücklaufzweig 12, welcher über ein Auslaßventil 13 führt, vereinigt sich mit einem Rücklaufzweig 14, der von der Radbremse 11 kommt und über ein Auslaßventil 15 verläuft, zu einer Rücklaufleitung 16, die zu einem Niederdruckspeicher 17 führt. An diesem Niederdruckspeicher 17 ist die Saugseite einer Rückförderpumpe 18 angeschlossen, deren Druckseite über eine Druckleitung 19 mit der Bremsleitung 4 verbunden ist, wobei die Einmündungsstelle dieser Druckleitung 19 zwischen dem Trennventil 5 und den Einlaßventilen 8 und 10 liegt. In der Druckleitung 19 ist zur Dämpfung von Druckpulsationen eine Dämpfungskammer 20 mit nachgeschalteter Blende 21 angeordnet.
Die bisher beschriebenen Funktionselemente 1 bis 4 und 6 bis 21 bilden die hydraulischen Bestandteile einer Bremsanlage mit Bremsschlupfregelung, die nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Um auch bei unbetätigtem Bremspedal 3 einen Druck¬ aufbau in den Radbremsen 9 und 11 zu ermöglichen, sei es zur Antriebsschlupfregelung sei es zu einer anderen Fahrstabili- tätsregelung, sind außer dem Trennventil 5 noch weitere Komponenten in die Bremsanlage aufgenommen. Eine selbst¬ ansaugende Saugpumpe 22 schließt mit ihrer Saugseite an die Bremsleitung 4 zwischen Hauptzylinder 1 und Trennventil 5 an und mit ihrer Druckseite an die Druckleitung 19. Ein Hoch¬ druckspeicher 36 ist über ein Schaltventil 37 an die Brems¬ leitung 4 anschließbar, ebenfalls zwischen Trennventil 5 und den Einlaßventilen 8 und 10. Gegenüber dem Stand der Technik hat diese Bremsanlage den Vorteil, daß die Saugpumpe 22 nur dazu dient, einen zusätzlich Druck aufzubauen. Sie kann entweder den Hochdruckspeicher 36 füllen oder aber direkt in die Radbremsen 9 und 11 fördern. Das für die Bremsschlupf- regelung notwendige Rückfördern von Druckmittel übernimmt die Rückförderpumpe 18, die zu diesem Zweck an den Niederdruck¬ speicher 17 angeschlossen ist. Durch diese Aufteilung der Aufgaben besteht keine Notwendigkeit, den Füllzustand des Niederdruckspeiche s 17 zu überwachen, da durch den Anschluß der Saugseite der Saugpumpe 22 an die Bremsleitung 4 ein Leersaugen des Niederdruckspeichers 17 ausgeschlossen ist.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Bremsanlage kann ein Umschaltventil zwischen der Saugseite der Saugpumpe 22 und dem Hauptzylinder entfallen. Um den Aufwand für zwei Pumpen 18 und 22 pro Bremskreis gering zu halten, werden in der dargestellten Bremsanlage alle vier für zwei Bremskreise erforderlichen Pumpen 18,22,23 und 24 von einem gemeinsamen Motor 25 angetrieben.
Im Unterschied hierzu weist die Bremsanlage nach Fig. 2 zwei Motoren 26 und 27 zum Antrieb der Pumpen 18,22,23 und 24 auf. Die Rückförderpumpen 18 und 24 werden vom gemeinsamen Motor 27 angetrieben, während die Saugpumpen 22 und 23 vom Motor 26 angetrieben werden. Die zwei Pumpen 18 und 22 bzw. 24 und 23 jeweils eines Bremskreises fördern auch nicht mehr in eine gemeinsame Druckleitung. Der Rückförderpumpe 18 ist die Druckleitung 28 mit eigener Dämpfungskammer 29 und nach¬ geschalteter Blende 30 zugeordnet, während die Saugpumpe 22 in die Druckleitung 31 mit Dämpfungskammer 32 und Blende 33 fördert. Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird ein modularer Aufbau der Bremsanlage ermöglicht, wie die einge¬ zeichneten Baueinheiten 34 und 35 zeigen. Dabei kann die zweite, obere Baueinheit 35 als sogenannte Add-On-Einheit an die erste Baueinheit 34, welche die hydraulischen Komponenten zur Bremsschlupfregelung enthält, aufgesetzt werden. So bestehen von der zweiten Baueinheit 35 jeweils nur zwei Leitungsverbindungen zum Hauptzylinder 1 und zur ersten Baueinheit 34 mit den hydraulischen Komponenten zur Brems¬ schlupfregelung. Die zweite Baueinheit 35 enthält alle hydraulisch zusätzlich erforderlichen Komponenten zum fremd¬ betätigten Bremsdruckaufbau, nämlich Saugpumpe 22, Druck¬ leitung 31, Dämpfungskammer 32, Blende 33, Hochdruckspeicher 36, Schaltventil 37 und Trennventil 5 sowie alle diesen Elementen entsprechenden Komponenten des Bremskreises I.
Eine Kraftfahrzeugbremsanlage kann also wahlweise mit oder ohne die zweite Baueinheit 35 eingebaut werden. Auch kann eine Bremsanlage, die zunächst nur die erste Baueinheit 34 enthält, mit der zweiten Baueinheit 35 aufgerüstet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Bremsanlage mit einem pedalbetätigten Hauptzylinder (1) der an einen Vorratsbehälter (2) angeschlossen ist, mit mindestens einer Radbremse (9), die über eine Bremsleitung (4,6) mit dem Hauptzylinder (1) in Verbindung steht, mit einem Niederdruckspeicher (17), der über eine Rücklaufleitung (12) an die Radbremse (9) angeschlossen ist, mit einer ersten Pumpe (18), die mit ihrer Saugseite mit dem Niederdruck¬ speicher (17) und mit ihrer Druckseite mit der Bremsleitung (4) verbunden ist, mit Bremsdruckregel- ventilen (8,13), die in der Bremsleitung (6) zwischen der ersten Pumpe (18) und der Radbremse (9) und in der Rücklaufleitung (12) zwischen der Radbremse (9) und dem Niederdruckspeicher (17) angeordnet sind, mit einem Trennventil (5) in der Bremsleitung (4) zwischen Haupt¬ zylinder (1) und der Druckseite der ersten Pumpe (18), dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Pumpe (22) mit ihrer Saugseite an die Bremsleitung (4) zwischen Haupt¬ zylinder (1) und Trennventil (5) anschließt und mit ihrer Druckseite an die Bremsleitung (4) zwischen Trennventil (5) und Bremsddruckregelventil (8) .
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochdruckspeicher (36) an die Bremsleitung (4) zwischen dem Trennventil (5) und dem Bremsdruckregel- ventil (8) anschließbar ist.
3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die erste Pumpe (18) nicht selbstansaugend und die zweite Pumpe (22) selbstansaugend ist. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pumpen (18,22) von einem gemeinsamen Motor (25) angetrieben werden.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichent, daß vom Hauptzylinder (1) zwei Bremsleitungen (4) ausgehen, welche mit den Druckseiten je einer ersten Pumpe (18,24) und je einer zweiten Pumpe
(22.23) verbunden sind, wobei die beiden ersten Pumpen
(18.24) und/oder die beiden zweiten Pumpen (22,23) jeweils von einem gemeinsamen Motor (26,27) angetrieben werden.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Baueinheiten, (34,35), von denen die erste Baueinheit (34) die erste Pumpe oder die ersten Pumpen (18,24), den oder die Niederdruckspeicher (17) und die Bremsdruckregelventile (8,13,10,15) enthält und die zweite Baueinheit (35) die zweite Pumpe (22) oder die zweiten Pumpen (22,23), gegebenenfalls den Hochdruckspeicher (36) sowie das Trennventil (5), wobei beide Baueinheiten (34,35) hydraulisch miteinander nur über die Bremsleitung (4) in Verbindung stehen.
Bremsanlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylinder (1) über die Bremsleitung oder Brems¬ leitungen (4) mit der zweiten Baueinheit (35) und die Radbremsen (9,11) mit der ersten Baueinheit (34) verbunden sind.
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