WO2001000472A1 - Bremsvorrichtung für fahrzeuge - Google Patents

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brake
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braking device
wheel
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PCT/EP2000/004119
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Georg Frentz
Matthias Leber
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Daimlerchrysler Ag
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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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    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation

Definitions

  • the invention relates to a braking device for vehicles, according to the preamble of claim 1.
  • Hydraulic and pneumatic braking devices for vehicles have been known for a long time.
  • the invention is therefore based on the object of providing a braking device for vehicles which, when an electrohydraulic braking device is used, enables the legally prescribed deceleration values even in emergency situations.
  • an energy storage means is provided by which in the pressure chambers of the master brake cylinder in the event of a failure of both the Vacuum brake booster and pressure can be generated in the event of a failure of the pressure modulator.
  • the vacuum brake booster and the master brake cylinder can be connected in parallel to the pressure modulator by means of a switching means, the switching means only connecting in parallel when the pressure modulator is not functional. In this way it is ensured that if the pressure modulator fails and thus if the electrohydraulic braking device fails, a required residual braking effect is achieved.
  • the energy is stored in the energy storage means when the vacuum brake booster and the master brake cylinder are decoupled from the electrically controllable pressure modulator, ie whenever the pressure modulator is functional.
  • the energy storage means is a piston-cylinder unit with two pistons, which bias at least one spring means when acted upon by pressure, pressure spaces limited by the pistons being connected to the two pressure spaces of the master brake cylinder.
  • a braking device for vehicles making use of the invention is shown schematically.
  • a braking device for vehicles in particular for heavy vehicles, comprises a pressure modulator 10, by means of which pressure can be generated in hydraulic brake circuits by means of a pump operated by an electric motor (not shown), with which known hydraulic wheel brake devices, e.g. Disc or drum brakes or the like.
  • a pressure modulator 10 by means of which pressure can be generated in hydraulic brake circuits by means of a pump operated by an electric motor (not shown), with which known hydraulic wheel brake devices, e.g. Disc or drum brakes or the like.
  • the pressure modulator 10 can be controlled by an electrical control device 30 via an electrical line 31 depending on the pedal position of a brake pedal 42 detected by a pedal travel sensor 40 or another sensor that detects the pedal position. With increasing deflection of the brake pedal 42, the wheel brakes 21, 22, 23, 24 are pressurized via proportional valves (not shown).
  • a vacuum brake booster 50 can be controlled in a manner known per se by the pedal 42, by means of which a tandem master brake cylinder 52 can be actuated.
  • the two pressure chambers 52a, 52b of the tandem master brake cylinder are hydraulic Lines 53, 54 can each be connected to the front left wheel brake (VL) 21 and to the front right wheel brake (VR) 22 via isolating valves 61, 62 which, as shown, can be part of the pressure modulator 10, for example.
  • Pressure chambers 71, 72 of an energy storage means 70 are also fluidly connected to the pressure chambers 52a, 52b of the tandem master brake cylinder 52 via hydraulic lines 71a, 72a.
  • the energy storage means 70 is designed, for example, as a piston-cylinder unit with two pistons 73, 74, which bias a spring means in the form of a spring 75 by the application of pressure. As shown in the figure, the two pistons 73, 74 move towards one another and thus tension the spring 75.
  • the tension of the spring 75 takes place when the pressure modulator 10 is functional.
  • the isolating valves 61, 62 are opened, so that the vacuum brake booster and the tandem master brake cylinder 52 are decoupled from the two wheel brakes 21, 22 on the left and right front wheels .
  • the pressure prevailing in the two pressure spaces 52a, 52b of the tandem master brake cylinder 52 is fed through the two hydraulic lines 71a, 72a to the two pressure spaces 71, 72 of the energy store 70, so that a very high pressure prevails in both pressure spaces 71, 72 , which leads to compression of the spring 75.
  • This compression is renewed every time the brakes are applied.
  • the energy storage means 70 thereby also fulfills the very advantageous function of a pedal travel pedal force simulator, which is required when the brake is operated electrically in order to convey the pedal feel of a hydraulic vehicle brake to the vehicle driver.
  • the pressure modulator 10 now falls during full braking, in which the brake pedal 42 has been fully depressed, for example due to a defect in the electrical line 31 or the control unit 30 or the pedal travel sensor 40 or due to a defect in the On-board power supply exclude the two isolating valves 61, 62, so that braking of at least the front wheels by means of the vacuum brake booster 50 and the tandem master brake cylinder 52 which can be actuated by it is possible.
  • the vacuum brake booster 50 fails in addition to the electrohydraulic braking device comprising the pedal travel sensor 40, the control device 30 and the pressure modulator 10, for example due to a standstill of the internal combustion engine of the vehicle, the energy stored in the energy storage means 70 becomes the pressure spaces 52a, 52b of the Tandem master cylinder 52 supplied by releasing the preloaded spring 75, the isolation valves 61, 62 close and the in the

Abstract

Eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge, umfassend eine von dem Fahrzeugführer bedienbare Betätigungseinrichtung, durch welche Radbremseinrichtungen (21-24) betätigbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung umfasst: sowohl einen abhängig vom Bremswunsch des Fahrzeugführers elektrisch ansteuerbaren Druckmodulator (10), durch den die Radbremseinrichtung mit einem unter Druck stehenden Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, als auch einen mittels eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers (50) betätigbaren Hauptbremszylinder (52), durch den wenigstens zwei Radbremsen (21, 22) getrennt von dem Druckmodulator ansteuerbar sind.

Description

Bremπvorri chtnng für ahrzpngp
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydraulische und pneumatische Bremsvorrichtungen für Fahrzeuge sind seit langem bekannt.
Um insbesondere Bremsleitungen, also hydraulische Leitungen oder Druckluftleitungen, vermeiden zu können und um Bremsvorrichtungen auf einfache Weise elektrisch ansteuern zu können, sollen in zukünftigen Fahrzeugen elektrohydraulische Bremseinrichtungen eingesetzt werden, welche die elektrische Ansteuerung hydraulischer Bremsen ermöglichen.
Bei derartigen Bremsvorrichtungen ist es problematisch, daß in vielen Fällen bei einem vollständigen oder teilweisen Ausfall der elektrohydraulischen Bremseinrichtung, beispielsweise bei einem Stromausfall oder bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, die gesetzlich vorgeschriebenen Verzögerungswerte nicht erreicht werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge zu vermitteln, welche bei Einsatz einer elektrohydraulischen Bremsvorrichtung auch in Notsituationen die gesetzlich vorgeschriebenen Verzögerungswerte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung für Fahrzeuge durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Kombination und Koppelung eines elektrisch ansteuerbaren Druckmodulators bei einer elektrohydraulischen Bremseinrichtung mit einem durch einen Unterdruck-Bremskraftverstärker betätigbaren Hauptbremszylinder, durch den wenigstens zwei Radbremseinrichtungen getrennt von dem Druckmodulator ansteuerbar sind, wird bei einem Ausfall des elektrisch ansteuerbaren Druckmodulators eine Restbremswirkung durch die dann noch wirksame Unterdruckverstärkung sichergestellt.
Um sowohl bei einem Defekt des elektrischen Bordnetzes als auch bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine eine Bremsverzögerung erzielen zu können, die dem gesetzlich vorgeschriebenen Mindestverzögerungswert entspricht, ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ein Energiespeichermittel vorgesehen, durch das in den Druckräumen des Hauptbremszylinders bei einem Ausfall sowohl des Unterdruck-Bremskraftverstärkers als auch bei einem Ausfall des Druckmodulators Druck erzeugbar ist .
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Unterdruck- Bremskraftverstärker und der Hauptbremszylinder durch ein Schaltmittel parallel zu dem Druckmodulator schaltbar sind, wobei die Parallelschaltung durch das Schaltmittel immer nur dann erfolgt, wenn der Druckmodulator nicht funktionsfähig ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei einem Ausfall des Druckmodulatorε und damit bei einem Ausfall der elektrohydraulischen Bremseinrichtung eine geforderte Restbremswirkung erzielt wird.
Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Speicherung der Energie in dem Energiespeichermittel dann erfolgt, wenn der Unterdruck-Bremskraftverstärker und der Hauptbremszylinder von dem elektrisch ansteuerbaren Druckmodulator abgekoppelt sind, d.h. immer dann, wenn der Druckmodulator funktionsfähig ist . Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, daß das Energiespeichermittel eine Kolben-Zylindereinheit mit zwei Kolben ist, die durch Beaufschlagung mit Druck mindestens ein Federmittel vorspannen, wobei durch die Kolben begrenzte Druckräume mit den beiden Druckräumen des Hauptbremszylinders verbunden sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.
In der einzigen Figur ist schematisch eine von der Erfindung Gebrauch machende Bremsvorrichtung für Fahrzeuge dargestellt.
Eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für schwere Fahrzeuge, umfaßt einen Druckmodulator 10, durch welchen mittels einer von einem Elektromotor betriebenen Pumpe (nicht dargestellt) gesteuert Druck in hydraulischen Bremskreisen erzeugbar ist, mit dem an sich bekannte hydraulische Radbremseinrichtungen, z.B. Scheiben- oder Trommelbremsen oder dgl . , an den Vorderrädern 21, 22 (VL = vorne links, VR = vorne rechts) sowie an den Hinterrädern 23, 24 (HL = hinten links, HR = hinten rechts) zur Erzeugung einer Bremswirkung des Fahrzeugs beaufschlagbar sind.
Der Druckmodulator 10 ist von einer elektrischen Steuereinrichtung 30 über eine elektrische Leitung 31 abhängig von der von einem Pedalwegsensor 40 oder einem anderen die Pedalstellung erfassenden Sensor erfaßten Pedalstellung eines Bremspedals 42 ansteuerbar. Mit zunehmender Auslenkung des Bremspedals 42 werden die Radbremsen 21, 22, 23, 24 über (nicht dargestellte) Proportionalventile mit Druck beaufschlagt. Neben dem Druckmodulator 10 ist auf an sich bekannte Weise durch das Pedal 42 ein Unterdruck- Bremskraftverstärker 50 ansteuerbar, durch den ein Tandem- Hauptbremszylinder 52 betätigbar ist. Die beiden Druckkammern 52a, 52b des Tandem-Hauptbremszylinders sind über hydraulische Leitungen 53, 54 jeweils mit der vorderen linken Radbremse (VL) 21 sowie mit der vorderen rechten Radbremse (VR) 22 über Trennventile 61, 62, die wie dargestellt beispielsweise Bestandteil des Druckmodulators 10 sein können, verbindbar.
Mit den Druckkammern 52a, 52b des Tandem-Hauptbremszylinders 52 sind ferner Druckräume 71, 72 eines Energiespeichermittels 70 über Hydraulikleitungen 71a, 72a fluidisch verbunden. Das Energiespeichermittel 70 ist beispielsweise als Kolben- Zylindereinheit mit zwei Kolben 73, 74 ausgeführt, die durch Beaufschlagung mit Druck ein Federmittel in Form einer Feder 75 vorspannen. Wie in der Figur dargestellt, bewegen sich dabei die beiden Kolben 73, 74 aufeinander zu und spannen so die Feder 75.
Die Spannung der Feder 75 erfolgt dabei bei funktionsfähigem Druckmodulator 10. In diesem Fall sind die Trennventile 61, 62 geöffnet, so daß der Unterdruck-Bremskraftverstärker und der Tandem-Hauptbremszylinder 52 von den beiden Radbremsen 21, 22 am linken bzw. rechten Vorderrad abgekoppelt sind. In diesem Falle wird der in den beiden Druckräumen 52a, 52b des Tandem- Hauptbremszylinders 52 herrschende Druck durch die beiden Hydraulikleitungen 71a, 72a den beiden Druckräumen 71, 72 des Energiespeichers 70 zugeführt, so daß in beiden Druckräumen 71, 72 ein sehr hoher Druck herrscht, der zu einer Komprimierung der Feder 75 führt . Diese Komprimierung wird bei jedem Bremsvorgang erneuert. Das Energiespeichermittel 70 erfüllt hierdurch gleichzeitig auch die sehr vorteilhafte Funktion eines Pedalweg-Pedalkraftsimulators, der bei einer elektrischen Betätigung der Bremse erforderlich ist, um dem Fahrzeugführer das Pedalgefühl einer hydraulischen Fahrzeugbremse zu vermitteln.
Fällt nun der Druckmodulator 10 bei einer Vollbremsung, in dem das Bremspedal 42 ganz durchgetreten ist, beispielsweise durch einen Defekt der elektrischen Leitung 31 oder des Steuergeräts 30 oder des Pedalwegsensors 40 oder aufgrund eines Defekts der Bordnetzversorgung aus, schließen die beiden Trennventile 61, 62, so daß ein Abbremsen wenigstens der Vorderräder mittels des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 50 und des durch ihn betätigbaren Tandem-Hauptbremszylinders 52 möglich ist.
Fällt darüber hinaus beispielsweise durch einen Stillstand der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs noch der Unterdruck- Bremskraftverstärker 50 zusätzlich zu der den Pedalwegsensor 40, die Steuereinrichtung 30 und den Druckmodulator 10 umfassenden elektrohydraulischen Bremseinrichtung aus, wird die in dem Energiespeichermittel 70 gespeicherte Energie den Druckräumen 52a, 52b des Tandem-Hauptbremszylinders 52 durch Entspannen der vorgespannten Feder 75 zugeführt, die Trennventile 61, 62 schließen und der in dem
Energiespeichermittel 70 gespeicherte Druck wird so den beiden Vorderradbremsen 21, 22 zugeführt, bis sich ein Kräftegleichgewicht mit der durch den Fahrzeugführer durch wiederholtes Niedertreten des Bremspedals 42 erzeugten Betätigungskraft ergibt.
Da die in dem, im ungestörten Betriebszustand als Simulator fungierenden Energiespeichermittel 20 gespeicherte Energie sehr groß ist, ist eine sichere Verzögerung des Fahrzeugs auf diese Weise bei einem Ausfall sowohl des Druckmodulators 10 als auch des Unterdruck-Bremskraftverstärkers 50 möglich.

Claims

Patentansprüche
Bremsvorrichtung für Fahreuge, umfassend eine von dem Fahrzeugführer bedienbare Betätigungseinrichtung, durch welche Radbremseinrichtungen (21, 22, 23, 24) betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung umfaßt: sowohl einen abhängig vom Bremswunsch des Fahrzeugführers elektrisch ansteuerbaren Druckmodulator (10) , durch den die Radbremseinrichtung (21, 22, 23, 24) mit einem unter Druck stehenden Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, als auch einen mittels eines Unterdruck- Bremskraftverstärkers (50) betätigbaren Hauptbremszylinder (52) , durch den wenigstens zwei Radbremsen (21, 22) getrennt von dem Druckmodulator (10) ansteuerbar sind.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energiespeichermittel (70) vorgesehen ist, durch das in Druckräume (52a, 52b) des Hauptbremszylinders (52) sowohl bei einem Ausfall des Unterdruck- Bremskraftverstärkers (50) als auch bei einem Ausfall des Druckmodulators (10) Druck erzeugbar ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdurck-Bremskraftverstärker (50) und der Hauptbremszylinder (52) durch ein Schaltmittel (61, 62) parallel zu dem Druckmodulator (10) schaltbar sind, wobei eine Parallelschaltung durch das wenigstens eine Schaltmittel (61, 62) nur dann erfolgt, wenn der Druckmodulator (10) nicht funktionsfähig ist. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Schaltmittel zwei Trennventile (61, 62) sind, die jeweils in den die Druckräume (52a, 52b) mit den Radbremseinrichtungen (21, 22) verbindenden Druckleitungen (54, 53) angeordnet sind.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung der Energie in dem Energiespeichermittel (70) dann erfolgt, wenn der Unterdruck-Bremskraftverstärker (50) und Hauptbremszylinder (52) von den Radbremseinrichtungen (21, 22) abgekoppelt sind.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespeichermittel eine Kolben- Zylindereinheit (70) mit zwei Kolben (73, 74) ist, die durch Beaufschlagung mit Druck wenigstens ein Federmittel (75) vorspannen, wobei durch die Kolben (73, 74) begrenzte Druckräume (71, 72) der Kolben-Zylindereinheit (70) mit den beiden Druckräumen (52a, 52b) des Hauptbremszylinders fluidisch verbunden sind.
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