WO2001054956A1

WO2001054956A1 - Elektrohydraulische fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: WO2001054956A1
Application number: PCT/EP2001/000721
Authority: WO
Inventors: Manfred Rüffer; Ulrich Neumann; Andreas Klein
Original assignee: Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2001-08-02

Abstract

Bei einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit mehreren, insbesondere zwei Bremskreisen, mit einem Hauptbremszylinder (2), mit einem mit dem Hauptbremszylinder (2) zusammenwirkenden Simulator (38), mit einer durch eine elektronische Steuereinheit (7, 8, 27, 28) ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels Trennventile (16, 19) absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder (2) verbindbar sind, mit einer Einrichtung (29a, 29b) zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- (12, 13, 21, 22) und Auslaßventil, weist die Druckquelle (9) eine gemeinsame hydraulische Pumpe (9) und für jeden Bremskreis jeweils eine Trennkolbeneinheit (10, 20) auf.

Description

Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Fahrzeugbremsarilage, mit mehreren, insbesondere zwei Bremskreisen, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzogerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit zwei Bremskreisen, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzόgerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil.

Eine derartige Bremsanlage ist zum Beispiel aus der DE 195 38 794 bekannt, worin vorgeschlagen wurde, daß die Druckquelle einen zweikreisigen, kontinuierlich verstellbaren Hydraulikzylinder aufweist, dessen Kolben direkt mittels eines Motors betätigbar ist oder zwei einkreisige, duch jeweils einen Motor direkt betätigbare Hydraulikzylinder aufweist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage zu schaffen, die eine technisch relativ einfache Ausführung der Druckquelle bei gleichzeitig guter Funktionalität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit mehreren, insbesondere zwei Bremskreisen, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil, dadurch gelöst, daß die Druckquelle eine gemeinsame hydraulische Pumpe und für jeden Bremskreis jeweils eine Trennkolbeneinheit aufweist .

Der Begriff „gemeinsame" Pumpe bedeutet hier eine für alle Bremskreise, insbesondere zwei Bremskreise, gemeinsame Pumpe. Unter dem Ausdruck „Trennkolbeneinheit" ist im wesentlichen eine hydraulische Kammer mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung zu verstehen, worin ein Kolben angeordnet ist, um die Bremskreise zu trennen.

Durch die erfindungsgemäßen Trennkolbeneinheiten wird mit nur einer einzigen, zentralen Pumpe eine Zweikreisigkeit der Bremsanlage erreicht. Diese relativ einfachen technischen Mittel gewährleisten zugleich eine relativ große Sicherheit der Anlage, bei gleichzeitig relativ geringen Kosten, wobei diese Fahrzeugbremsanlage den Vorteil aufweist, daß im Funktionsfall durch das Trennventil die hydraulische Verbindung zwischen Hauptbremszylinder und der Radbremse entkoppelt wird, so daß mittels des Simulators ein optimales Pedalgefühl erzeugbar ist. Durch Einsatz der Druckquelle ist auch ein

Vakuumbremskraftverstärkers (Boster) nicht notwendig, wodurch Bauraum im Fahrzeug gewonnen wird.

Ferner kann durch die Einlaß- und Auslaßventile eine radindividuelle Druckregelung erfolgen, daß bedeutet mittels Regelung des Einlaßventils in einer hydraulischen Verbindung zwischen Trennkolbeneinheit und Radbremse und des Auslaßventils in einer hydraulischen Verbindung zwischen Radbremse und einem Druckmittelreservoir .

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Druckquelle zwei Bremskreise mit jeweils einer Trennkolbeneinheit aufweist und daß eine Ausgangsseite (Druckseite) einer ersten Trennkolbeneinheit eine einer ersten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremse sowie eine einer zweiten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremse und eine Ausgangsseite (Druckseite) einer zweiten Trennkolbenemheit an die jeweils andere der ersten und der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremse angeschlossen sind.

Erfindungsgemaß ist die hydraulische Pumpe reversibel. Dadurch kann die Pumpe sowohl zum Bremsdruckaufbau als auch Bremsdruckabbau eingesetzt werden. Hierbei fordert die Pumpe Druckmittel aus dem Reservoir in Richtung der Trennkolbeneinheit zum Druckaufbau und durch Drehrichtungsumkehr das Druckmittel, insbesondere

Bremsflüssigkeit, zum Druckabbau von der Trennkolbeneinheit in Richtung Reservoir zurück.

Vorzugsweise ist parallel zur hydraulischen Pumpe ein Druckabbauventil geschaltet. Dann kann vorteilhaft eine einfache, nicht-reversible, Pumpe verwendet werden. Denn durch das Druckabbauventil ist ein hinreichend rascher Druckabbau möglich. In diesem Fall fordert die Pumpe das Druckmittel zu der Trennkolbenemheit für den Druckaufbau und zum Druckabbau kann das Druckmittel uder das Druckabbauventil von den Trennkolben zum Reservoir zurückfließen. Eine hohe Systemdynamik wird so erzielt.

Als Druckabbauventil wird vorzugsweise ein Analogventil eingesetzt. Auch für die übrigen Ventile, daß bedeutet Einlaß- und Auslaßventile, sind vorzugzsweise Analogventile vorgesehen. Diese ermöglichen eine sehr gute Regelung des Drucks und somit einen sicheren und komfortablen Betrieb der Bremsanlage.

Nach der Erfindung ist vor der Eingangsseite der Pumpe ein Niederdruckspeicher geschaltet.

Erfindungsgemaß ist die Pumpe eine Zahnradpumpe, vorzugsweise eine Innenzahnradpumpe . Dadurch wird ein gerauscharmer Betrieb der Pumpe und damit der Bremsanlage möglich.

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Trennkolbeneinheit als Druckspeicher ausgebildet ist und derart ausgelegt ist, daß deren Volumen für mehrere Vollbremsungen des

Fahrzeugs ausreichend ist.

Vorzugsweise ist jeweils ein den von der Trennkolbeneinheit aufgebrachten hydraulischen Druck erfassender Drucksensor und ein den von dem Hauptbremszylinder aufgebrachten hydraulischen Druck erfassender Drucksensor vorgesehen.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung auch dadurch gelost, daß die Druckquelle für jeden Bremskreis jeweils eine unabhängige hydraulische Pumpe aufweist. Dabei können die unabhängigen Pumpen jedoch von einem zentralen, gemeinsamen Motor angetrieben werden. Das System wird so vereinfacht, aber die Mehrkreisigkeit wird aufgrund der (bremskreis) unabhängigen Pumpen gewährleistet. In diesem Fall werden vorzugsweise

Zahnradpumpen, insbesondere Innenzahnradpumpen eingesetzt. Auch Analogventile können vorteilhaft zum Einsatz kommen. Die zuvor bei der Ausfuhrungsform mit den Trennzylindereinheiten beschriebenen, weiteren Systemmerkmale sollen analog auch für diese Ausfuhrungsform analog zur Anwendung kommen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit zwei Bremskreisen, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil, gelöst, bei dem jeder Bremskreis mit Druck versorgt wird durch jeweils eine unabhängige

Druckversorgungseinheit, die als eine Trennkolbeneinheit oder als eine unabhängige hydraulische Pumpe ausgebildet ist, welche Trennkolbeneinheiten oder Pumpen insbesondere durch einen einzigen Motor antreibbar sind.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden zwei Abbildungen (Fig. 1 und Fig. 2) näher erläutert.

J5

In der Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Ausführung einer erfindungsgemäßen, zweikreisigen Bremsanlage mit zwei Trennkolbeneinheiten dargestellt.

20 Die Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer Ausführung einer erfindungsgemäßen, zweikreisigen Bremsanlage mit zwei Pumpen.

Die in der Fig. 1 dargestellte, elektronisch regelbare Bremsanlage nach der Erfindung besteht aus einem mittels eines

25 Betätigungspedals 1 betätigbaren, zweikreisigen

Hauptbremszylinder bzw. Tandemhauptzylinder 2, der durch zwei Kolben 3,4 begrenzte, voneinander getrennte Druckräume 5,6 aufweist, die mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 30 in Verbindung stehen. Der erste Druckraum 5 steht mittels

30 einer absperrbaren ersten hydraulischen Leitung 11, in die ein Drucksensor 18 angeschlossen sein kann, in Verbindung mit einer beispielsweise eine der Vorderachse zugeordneten Radbremse 7 sowie einer der Hinterachse zugeordneten Radbremse 8. Das Absperren der Leitung 11 erfolgt mittels eines ersten Trennventils 16. Im Funktionsfall, daß bedeutet bei geschlossenem Trennventil 16 wird der Bremdruck durch eine aus einer Motor-Pumpen-Einheit 9 und einer Trennkolbeneinheit 10 bestehenden Druckquelle erzeugt. In den Leitungsabschnitten zwischen der Trennkolbeneinheit 10 und den Radbremsen 7,8 ist je ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO) Einlaßventil 12,13 eingefügt. Außerdem ist an der Motor-Pumpen-Einheit 9 an der Pumpeneingangsseite ein Niederdruckspeicher 36 angeschlossen und in einem

Leitungsabschnitt parallel zur Motor-Pumpen-Einheit 9 ein zur Trennkolbeneinheit 10 hin sich öffnendes Rückschlagventil 17 und parallel dazu ein Druckabbauventil 35 geschaltet. Über je ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes (SG) Auslaßventil 14,15 sind die Radbremsen 7,8 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 30 verbindbar.

Der zweite Druckraum 6 des Hauptbremszylinders 2 ist über eine mittels eines zweiten Trennventils 19 absperrbare hydraulische Leitung 25 einerseits mit einer zweiten Trennkolbeneinheit 20 und andererseits mit dem anderen Radbremsenpaar 27,28 verbindbar. Der Aufbau der an dem zweiten Druckraum 6 des Hauptbremszylinders 2 angeschlossenen hydraulischen Schaltung entspricht mit Einlaß- und Auslaßventilen 21 bis 24 identisch der im Zusammenhang mit dem ersten Bremskreis 11 erläuterten

Schaltung und braucht im nachfolgenden Text nicht mehr erörtert werden.

Der gemeinsamen Ansteuerung der Pumpen-Einheit 9 sowie der Elektromagnetventile 12 bis 15, 16, 19 und 21 bis 24 dient eine elektronische Steuereinheit (ECU) 26, der als Eingangssignale die Ausgangssignale von mit dem Betätigungspedal 1 zusammenwirkenden Betätigungswegsensoren 29a, 29b sowie des Drucksensors 18 zugeführt werden und die eine Fahrerverzogerungswunscherkennung ermöglichen. Zur Fahrerverzogerungswunscherkennung können jedoch auch andere Mittel, beispielsweise ein die Betatigungskraft am Betatigungspedal 1 sensierender Kraftsensor verwendet werden. Als weitere Eingangsgroßen werden der elektronischen Steuereinheit 26 die der Geschwindigkeit des Fahrzeuges entprechenden Ausgangssignale von Radsensoren 31 bis 34 zugeführt sowie die Werte von Drucksensoren 36,37, die den in den Trennkolbenemheiten 10,20 anstehenden Druck sensieren.

Wie Fig. 1 schließlich erkennen laßt, ist dem Hauptbremszylinder 2 ein Simulator 38 zugeordnet, der eine Simultorfeder 39 aufweist, die bei einer Betätigung des Betatigungspedal 1 durch einen Simulatorkolben betatigbar ist, um ein für den Fahrer gewohntes Pedalgefuhl zu erzeugen. Die elektronische Steuereinheit 26 ist vorteilhaft über ein Kraftfahrzeugbussystem, insbesondere einen CAN-Bus 41, in ein Fahrzeugregelungssystem 42 eingebunden.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Bremsanlage funktioniert im wesentlichen wie folgt:

Wird ein Bremsvorgang durch Niederdrucken des Bremsbetatigungspedals 1 eingeleitet, so wird der

Betatigungszustand vom Betatigungswegsensor 29a, 29b erkannt und der elektronischen Steuereinheit 26 mitgeteilt, deren Steuersignale ein Umschalten der Ventile 16 und 19 und dadurch eine Trennung der Hauptzylmderdruckraume 5,6 von den Druckraumen der Trennkolbenemheiten 10,20 bewirken. Durch den Drucksensor 18 erfolgt eine zweite Meldung des

Fahrerverzogerungswunsches bzw. eine zweite Vorgabe eines Ist- Druckwertes an die elektronische Steuereinheit 26, die Ansteuersignale für die Motor-Pumpen-Einheit 9 erzeugt, die eine Druckerhöhung in den Radbremsen 7,8,27,28 einleitet. Der Soll- und Istwert-Abgleich erfolgt über die an die Trennkolbeneinheiten 10,20 angeschlossenen Drucksensoren 36,37. Das für den Fahrer gewöhnliche, bei einem Bremsvorgang spürbare Pedalgefühl wird durch Zusammendrücken der Simulatorfeder 39 gewährleistet .

Ein Druckabbau erfolgt durch die Auslaßventile 14,15,23,24 und unter Umständen durch aktive Drehrichtungsumkehr der Motor- Pumpen-Einheit 9.

In einem ABS-Regelfall kann ein Überschußdruckmittelvolumen in den Niederdruckspeichern 36 gespeichert werden. An dem zu regelnden Rad erfolgt eine Druckänderung über die Ein- und Auslaßventile wobei der Niederdruckspeicher 36 über das Rückschlagventil 17 entleert werden kann.

Bei einer Antriebsschlupf- oder einer Fahrstabilitätsregelung werden die Trennventile 16,19 geschlossen, wobei der erforderliche Bremsdruck von der Motor-Pumpen-Einheit 9 erzeugt wird. Eine Druckhaltephase wird durch Umschalten des (SO-) Einlaßventils 12,13,21,22 erreicht. Durch Umschalten des stromlos geschlossenen (SG-) Auslaßventils 14,15,23,24 oder durch Schalten des geschlossenen (SG-) Einlaßventils

12,13,21,22 mit gleichzeitiger Senkung des durch die Motor- Pumpen-Einheit 9 durchgeführten Druckaufbaus kann ein Druckabbau durchgeführt werden. Das Rückschlagventil 17 ermöglicht ein Zurückströmen des Druckmittels nach oder sogar während der Regelung.

Bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführung des Erfindungsgegenstandes finden anstelle der im Zusammenhang mit Fig. 1 dargestellten zweikreisigen Aufteilung mittels der Trennkolbeneinheiten 10,20 zwei einkreisige, daß bedeutet jeweils voneinander unabhängige, Pumpen 43,44 Verwendung, die über einen gemeinsamen Motor 45 antreibbar sind.

Die Aufteilung und Schaltung der Bremskreise bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführung entspricht der Bremskreisaufteilung bzw. -Schaltung der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführung, so daß hier im einzelnen nicht näher darauf eingangen zu werden braucht. In der Fig. 2 sind daher dieselben Bauteile (mit denselben Funktionen) auch mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Unterschied zur in Fig. 1 gezeigten Ausführung hier zwei Niederdruckspeicher 36a, 36b vorgesehen sind, die jeweils an der Eingangsseite der Pumpen^' 43,44 angeschlossen sind.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit mehreren, 5 insbesondere zwei Bremskreisen, mit einem

Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind,

K) die über mindestens eine mittels Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil,

15 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle eine gemeinsame hydraulische Pumpe und für jeden Bremskreis jeweils eine Trennkolbeneinheit aufweist.

2. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle zwei

Bremskreise mit jeweils einer Trennkolbeneinheit aufweist und daß eine Ausgangsseite einer ersten Trennkolbeneinheit eine einer ersten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremse sowie eine einer zweiten Fahrzeugachse zugeordneten 25 Radbremse und eine Ausgangsseite einer zweiten

Trennkolbeneinheit an die jeweils andere der ersten und der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremse angeschlossen sind.

30 3. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Pumpe reversibel ist.

4. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur hydraulischen Pumpe ein Druckabbauventil geschaltet ist.

5. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Eingangsseite der Pumpe ein Niederdruckspeicher geschaltet ist.

6. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Zahnradpumpe ist.

7. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkolbeneinheit als Druckspeicher ausgebildet ist und derart ausgelegt ist, daß deren Volumen für mehrere Vollbremsungen des Fahrzeugs ausreichend ist.

8. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein den von der Trennkolbeneinheit aufgebrachten hydraulischen Druck erfassender Drucksensor und ein den von dem Hauptbremszylinder aufgebrachten hydraulischen Druck erfassender Drucksensor vorgesehen ist.

9. Elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit mehreren, insbesondere zwei Bremskreisen, mit einem Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, die über mindestens eine mittels Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle für jeden Bremskreis jeweils eine unabhängige hydraulische Pumpe aufweist .

10. Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage, mit zwei Bremskreisen, mit einem

Hauptbremszylinder, mit einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Simulator, mit einer durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbaren Druckquelle, mit deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind, - die über m indestens eine mittels

Trennventile absperrbare hydraulische Verbindung mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind, mit einer Einrichtung zur Erkennung des Fahrerverzögerungswunsches, mit je einem den Radbremsen vorgeschalteten Ein- und Auslaßventil, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bremskreis mit Druck versorgt wird durch jeweils eine unabhängige Druckversorgungseinheit, die als eine Trennkolbeneinheit oder als eine unabhängige hydraulische Pumpe ausgebildet ist.