WO1997002165A1

WO1997002165A1 - Schlupfgeregelte hydraulische bremsanlage

Info

Publication number: WO1997002165A1
Application number: PCT/EP1996/002556
Authority: WO
Inventors: Franciscus Van Meel; Nino Romano; Jörg Krüger
Original assignee: Itt Automotive Europe Gmbh
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1997-01-23
Also published as: DE19524627A1

Abstract

Um eine schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage, welche zur Bremsschlupfregelung nach dem Rückförderprinzip arbeitet und zum schnellen Druckaufbau bei einer Fremdkraftbremsung einen Hochdruckspeicher aufweist, auf preiswerte Weise mit einer effektiven Pedalkraftverstärkung für das Bremspedal zu versehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen gemeinsamen Hochdruckspeicher (22) sowohl für den Fremddruckaufbau in den Bremskreisen (I, II) als auch zur Speisung eines hydraulischen Kraftverstärkers (20) zu verwenden. Damit auch immer ein ordnungsgemäßer Füllstand des Hochdruckspeichers (22) sichergestellt ist, ist dieser mit einem Wegschalter (23) versehen, welcher eine Ladepumpe (24) auslöst, sobald ein minimal zulässiger Füllstand unterschritten wird.

Description

Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage

Die vorliegenden Erfindung geht aus von einer schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Bremsanlagen sind beispielsweise aus der DE 32 15 739 C2 und der DE- 40 09 640 Cl bekannt.

Die DE 32 15 739 C2 betrifft eine Bremsanlage mit Bremsschlupf- und Antriebsschlupfregelung, die bei der Bremsschlupfregelung nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Zur Antriebsschlupfregelung ist ein Hochdruckspeicher vorgesehen, welche über das Trennventil, hier ein 3/2- Wegemagnetventil, an die Bremsleitung anschließbar ist, wobei zugleich der Hauptzylinder von den Radbremsen abgetrennt wird. Zur Befüllung des Hochdruckspeichers ist die Rückförderpumpe, welche auch zur Bremsschlupfregelung dient, selbstansaugend ausgelegt. Die Rückförderpumpe besitzt eine zweite Saugleitung zur Bremsleitung zwischen Hauptzylinder und Trennventil, in welcher ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil eingefügt ist.

Die DE 40 09 640 Cl zeigt in ihrer Fig. 1 ebenfalls eine Bremsanlage, welche mit einer Bremsschlupfregelung und einer Antriebsschlupfregelung ausgestattet ist und welche bei der Bremsschlupfregelung nach dem Rückförderprinzip arbeitet. Hier allerdings sind die zur Bremsschlupfregelung dienenden Rückförderpumpen nicht selbstansaugend. Ein Bremskreis ist zusätzlich zur Antriebsschlupfregelung geeignet. Hierzu ist ein Druckspeicher angelegt, welcher von einer eigenen Ladepumpe gefüllt wird, die mit ihrer Saugseite direkt an den Druckmittelvorratsbehalter, welcher den Hauptzylinder speist, angeschlossen ist. Die Druckseite der Ladepumpe und somit auch der Druckspeicher sind über ein elektromagnetisch betätigbares 2-Wegeventil zum einen über ein Rückschlagventil an die Bremsleitung zwischen Trennventil und Einlaßventil anschließbar und zum anderen über ein weiteres Rückschlagventil an die Saugseite der zugehörigen Rückförderpumpe.

In keiner der beiden Druckschriften wird erwähnt, ob und auf welche Weise die Pedalkraft des Bremspedals verstärkt wird, um in den Bremskreisen einen Bremsdruck aufzubauen. Zumindest in der DE 40 09 640 Cl weist jedoch die Zeichnung darauf hin, daß es sich um einen pneumatischen Vakuumver¬ stärker handelt. Derartige Bremskraftverstärker sind bei sogenannten geschlossenen Systemen, also bei Bremsanlagen die nach dem Rückförderprinzip arbeiten, üblich.

Die Entwicklung der Fahrzeugmotoren bringt es aber mit sich, daß nicht mehr ein so großer Unterdruck angesaugt wird, wie es zum Betrieb eines Vakuumbremskraftverstärkers wünschens¬ wert wäre. Zur Kompensation werden daher große Flächen benötigt, die sich entweder durch besonders große Durch¬ messer oder durch Tandemanordnung eines Vakuumbrems- kraftverstärkers erzielen lassen. Es bestehen aber auch Bestrebungen, statt mit Unterdruck mit Überdruck zu arbeiten. Dazu ist aber eine entsprechende Druckquelle pneumatischer oder hydraulischer Art notwendig. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln eine effektive Bremskraftverstärkung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Das Prinzip der Erfindung besteht also darin, einen ohnehin zum schnellen Druckaufbau in den Bremskreisen vorhandenen Druckspeicher zugleich zur Speisung eines hydraulischen Kraftverstärkers zu verwenden.

Wenn zwei Bremskreise vorhanden sind, für die ein Druckauf¬ bau durch einen Speicher erforderlich ist, so ist es besonders effektiv, wenn ein gemeinsamer Druckspeicher für beide Bremskreise und den hydraulischen Kraftverstärker Verwendung findet.

Damit eine erfindungsgemäße Bremsanlage beispielsweise auch während einer Antriebsschlupfregelung mit weiterem Druck¬ mittel versorgt werden kann, ist es sinnvoll, die Rückförderpumpen selbstansaugend auszulegen und über eine elektromagnetisch sperrbare zweite Saugleitung an den Druckmittelvorratsbehalter anzuschließen. Dies erfolgt praktischerweise durch Anschluß dieser Saugleitung an die Bremsleitung zwischen Hauptzylinder und Trennventil, da bei unbetätigtem Bremspedal der Hauptzylinder für Druckmittel durchlässig ist. Ein elektromagnetisch betätigtes Umschalt¬ ventil in dieser zweiten Druckleitung ermöglicht es, unab¬ hängig von den vorherrschenden Drücken diese Saugleitung beliebig freizugeben oder zu sperren. Dies ist insbesondere bei einer Giermomentregelung vorteilhaft. Um mit einfachen Mitteln sicherzustellen, daß der Druck¬ speicher, der für verschiedene Aufgaben benötigt wird, immer ausreichend gefüllt ist, empfiehlt sich die Verwendung eines Wegschalters. Dieser ist im Vergleich zu einem Druckschalter wesentlich einfacher. Der Wegschalter signalisiert, wenn der Druckpeicher einen bestimmten Füllstand unterschreitet, und aktiviert eine Ladepumpe. Die Ladepumpe ist dabei zweck¬ mäßigerweise eine separate Pumpe, da ein direkter Anschluß der Saugleitung der Ladepumpe an den Druckmittelvorrats¬ behalter empfehlenswert ist. Hierdurch wird nämlich unabhängig von der Stellung des Bremspedals eine Befüllung des Druckpeichers durch die Ladepumpe ermöglicht.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt im weiteren durch die Beschreibung eines Ausführunsbeispiels in einer Zeichnung. Die einzige Figur zeigt eine zweikreisige -Bremsanlage mit einem gemeinsamen Druckspeicher für beide Bremskreise und für einen hydraulischen Kraftverstärker.

Die Bremsanlage besitzt einen Hauptzylinder 1 der an einen Druckmittelvorratsbehalter 2 angeschlossen ist. Vom Haupt¬ zylinder 1 gehen zwei Bremskreise I und II aus, welche völlig identisch aufgebaut sind. Daher ist es unerheblich, zu welcher Achse und zu welcher Seite die jeweils einem Bremskreis zugeordneten Radbremsen gehören.

Die folgende Beschreibung des Bremskreises I gilt analog für den Bremskreis II.

Vom Hauptzylinder 1 verläuft eine Bremsleitung 3 durch ein Trennventil 4 und verzweigt sich in zwei Bremszweige 5 und 6, welche über jeweils ein elektromagnetisches Einlaßventil 7 bzw. 7' zu einer Radbremse 9 bzw. 10 führen. Von den Radbremsen 9 und 10 führen mit je einem elektromagnetisch betätigten Auslaßventil 8 bzw. 8' versehene Rücklaufzweige 11 und 12 zu einem Niederdruckspeicher 13. Vom Niederdruck¬ speicher 13 verläuft eine erste Saugleitung 14 über ein Rückschlagventil 15, dessen Vordruck etwa dem Atmosphären¬ druck entspricht, zur Saugseite einer Pumpe 16. Eine zweite Saugleitung 17 verbindet die Saugseite dr Pumpe 16 über ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 18 mit der Bremsleitung 3 zwischen Hauptzylinder 1 und Trennventil 4. Die Druckseite der Pumpe 16 ist an den Bremszweig 5 angeschlossen. Dies ist eine rein zeichnerische Darstellungsweise. Der Anschluß der Druckseite der Pumpe entspricht funktional einem Anschluß an die Bremsleitung 3 unmittelbar hinter dem Trennventil 4. Die Pumpe 16, die bei der Bremsschlupfregelung als Rückförderpumpe dient, ist selbstansaugend ausgelegt.

Der Hauptzylinder 1 wird von einem Bremspedal 19 betätigt, dessen Pedalkraft von einem hydraulischen Kraftverstärker 20 verstärkt wird. Der hydraulische Kraftverstärker 20 wird über ein pedalwegabhängiges 3/2-Wegeventil 21 von einem Hochdruckspeicher 22 gespeist. Zur Aufladung des Hoch¬ druckspeichers 22 ist ein Wegschalter 23 vorgesehen, welcher ein Ladepumpe 24 aktiviert, wenn ein vorgeschriebener Speicherfüllstand unterschritten wird. Die Ladepumpe 24 erzeugt einen Hochdruck von etwa 180 bar. Auf diesen Fülldruck ist auch der Hochdruckspeicher 22 ausgelegt. Die Ladepumpe 24 ist mit ihrer Saugseite direkt an den Druckmittelvorratsbehalter 2 angeschlossen. Ein der Ladepumpe 24 parallelgeschaltetes Überdruckventil 25 lädt Druckmittel in den Druckmittelvorratsbehalter ab, wenn der maximale Ladedruck erreicht ist.

Der Hochdruckspeicher 22 ist außer an dem hydraulischen Kraftverstärker 20 auch an eine Anordnung aus zwei elektromagnetisch betätigten Schaltventilen 26 und 27 angeschlossen, welche jeweils Verbindung zur Druckseite einer der Rückförderpumpen herstellen bzw. sperren. Den Schaltventilen 26 und 27 ist jeweils ein Rückschlagventil 28 bzw. 29 nachgeschaltet, welches verhindert, daß bei geöffneten Schaltventilen Druckmittel unkontrolliert aus dem Bremskreis entweicht. Die Anordnung der Schaltventile 26 und 27 sowie der nachgeschalteten Rückschlagventile 28 und 29 ist symmetrisch bezüglich des Hochdruckspeichers 23, welcher zwischen den Ventilen angeschlossen ist. Hierdurch ist eine separate Druckmittelversorgung jedes der Bremskreise möglich, ohne den anderen Bremskreis zu beeinflussen. Die Druckmittelzufuhr über ein geöffnetes Schaltventil 26 bzw. 27 zur Druckseite ermöglicht einen schnellen Druckaufbau auch bei niedrigen Temperaturen, wenn das Druckmittel eine erhöhte Viskosität aufweist.

Die Bremsanlage besitzt außer dem schon erwähnten Weg¬ schalter 23 am Hochdruckspeicher 22 noch einen Bremslicht¬ schalter 30, der eine pedalbetätigte Bremsung sensiert, je einen Drucksensor 31 bzw. 32 in jeder Bremsleitung 3 unmittelbar unterhalb des Hauptzylinders 1, womit der von einer Pedalbremsung herrührende Bremsdruck ermittelt wird, Drehzahlmesser 33 bis 36 zur Ermittlung der Einzelraddreh¬ zahlen und Berechnung einer Referenzgeschwindigkeit. Des weiteren sind zur Giermomentregelung im Fahrzeug noch weitere Sensoren vorgesehen: eine Lenkradwinkelsensor 37, ein Gierwinkelgeschwindigkeits¬ sensor 38 sowie ein Querbeschleunigungsmesser 39. Die Signale all dieser Sensoren fließen zusammen in einer elektronischen Auswerteeinheit 40, welche die so ermittelten Daten in Ventilschaltsignale und Pumpenmotoransteuerungs- signale umarbeitet. Die entsprechenden elektrischen Leitungsverbindungen sowie die Pumpenmotoren sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Die dargestellte Bremsanlage ist durch gestrichelte Umrandungen in einzelne Baugruppen unterteilt. Mit 41 ist der Komplex des hydraulischen Kraftverstärkers bezeichnet, mit 42 der Komplex zur Hochdruckerzeugung, im wesentlichen bestehend aus der Ladepumpe 24 und dem Hochdruckspeicher 22, mit 43 ist ein Ventiladapter bezeichnet und mit 44 eine an sich bekannte hydraulische Pumpen-Ventil-Anordnung, welche beispielsweise in bekannten Bremsanlagen mit Antriebs¬ schlupfregelung Verwendung findet. Ein beachtlicher Vorteil der dargestellten Bremsanlage besteht darin, daß die Baueinheiten 41,42 und 44 so gut wie unverändert dem Stand der Technik entnommen werden können. Lediglich der Ventil¬ adapter 43, welcher den Hochdruckspeicher 22 mit der Pumpen- Ventil-Anordnung 44 verbindet, wird zwischen den Hochdruck¬ komplex 42 und dem Ventilpumpenaggregat 44 eingefügt. Sogar die Anschlußleitungen 45 und 46 von der Pumpen-Ventil- Anordnung 44 zum Ventiladapter 43 sind im Stand der Technik schon vorgesehen, da an dieser Stelle jeweils ein Hochdruck¬ speicher angeordnet sein soll. Der zwischengeschaltete Ventiladapter 43 ist denkbar einfach aufgebaut, wie zuvor schon beschrieben. Die Einfügung eines solchen Bauteils ist daher relativ preiswert, zumal zusätzliche Hochdruckspeicher eingespart werden.

Claims

Patentansprüche

1. Schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlage mit einem pedalbetätigten, kraftverstärkten Hauptzylinder (1), der an einen Druckmittelvorratsbehalter (2) angeschlossen ist, mit mindestens einem Bremskreis (I), an welchen mindestens eine Radbremse (9) angeschlossen ist, mit einer Bremsleitung (3) vom Hauptzylinder (1) zur Rad¬ bremse (9) mit einer Rücklaufleitung (11) von der Radbremse (9) zu einem Niederdruckspeicher (13), mit einem Einlaßventil (7) in der Bremsleitung (5) und einem Auslaßventil (8) in der Rücklaufleitung (11) , mit einer Rückförderpumpe (16), die mit ihrer Saugseite über eine erste Saugleitung (14) an den Niederdruckspeicher (13) mit ihrer Druckseite über eine Druckleitung an die Bremsleitung (5) zwischen Hauptzylinder (1) und ein Einlaßventil (7) angeschlossen ist, mit einem Trenn¬ ventil (4) in der Bremsleitung (3) zwischen Hauptzylin¬ der (1) und Anschluß der Druckleitung und mit einem Druckspeicher (22) der über ein elektromagnetisches Schaltventil (26) an die Bremsleitung (5) zwischen Trennventil (4) und Einlaßventil (7) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (22) sowohl zur Fremdkraftbremsung als auch zur Pedalkraft¬ verstarkung durch einen hydraulischen Bremskraftver¬ stärker (20) genutzt wird.

2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei identische Bremskreise (1,11) vorhanden sind, die über je ein Schaltventil (26,27) an einen gemeinsamen Druckspeicher (22) anschließbar sind. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rückförderpumpe (16) selbstansaugend ist und über eine zweite, elektro¬ magnetisch sperrbare Saugleitung (17) verfügt, die an die Bremsleitung (3) zwischen Hauptzylinder (1) und Trennventil (4) angeschlossen ist.

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckspeicher (22) einen Wegschalter (23) aufweist, der eine Ladepumpe (24) aktiviert, wenn ein bestimmter Speicherfüllstand unterschritten wird.