WO2014095301A2

WO2014095301A2 - Schlupfgeregelte hydraulische fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: WO2014095301A2
Application number: PCT/EP2013/075056
Authority: WO
Inventors: Matthias Schanzenbach; Philipp Weingart; Markus Baumert
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2014-06-26
Also published as: DE102012223319A1; CN104918833B; WO2014095301A3; CN104918833A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Sie schlägt zwei Hydropumpen (9, 10) je Bremskreis I, II vor, deren eine über Druckabsenkventile (7) mit Radbremsen (5) und deren andere mit einem Hauptbremszylinder (2) verbunden ist. Die eine Hydropumpe (9) weist einen großen Druckaufbau auf, sie ist in der Lage, gegen höchste, mit dem Hauptbremszylinder (2) erzeugte Bremsdrücke zu fördern. Die weitere Hydropumpe (10) weist ein großes Fördervolumen für einen schnellen Druckaufbau auf. Die Verwendung zweier anstatt einer Hydropumpen (9, 10) vereinfacht die Erfüllung der diametral entgegenstehenden Anforderungen eines Förderns gegen einen hohen Gegendruck ohne stehen zu bleiben und eines schnellen Druckaufbaus.

Description

Beschreibung

Titel

Schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage Die Erfindung betrifft eine schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Stand der Technik Die Offenlegungsschrift DE 195 01 760 A1 offenbart eine schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit zwei Bremskreisen, die an einen Tandembzw. Zweikreis-Hauptbremszylinder angeschlossen sind. Dabei ist jeder Bremskreis über ein Trennventil an den Hauptbremszylinder angeschlossen, durch das der Bremskreis bei Schlupfregelungen hydraulisch vom Hauptbremszylinder trennbar ist. Radbremsen sind über je ein Druckaufbauventil an das Trennventil des jeweiligen Bremskreis angeschlossen. Jeder Radbremse ist ein Druckabsenkventil zugeordnet, über das die Radbremsen an einen Hydrospeicher und eine Saugseite einer Hydropumpe angeschlossen sind. Eine Druckseite der Hyd- ropumpe ist zwischen dem Trennventil und den Druckaufbauventilen ange- schlössen. Der Hydrospeicher dient zur Zwischenspeicherung von Bremsflüssigkeit bei einem Absenken der Radbremsdrücke bei einer Schlupfregelung durch Öffnen der Druckabsenkventile. Das Druckaufbauventil und das Druckabsenkventil jeder Radbremse bildet eine Druckmodulationsventileinrichtung, mit der Radbremsdrücke zu einer Schlupfregelung radindividuell regelbar sind. Die Rad- bremsdruckmodulation ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Mit der Hydropumpe ist Bremsflüssigkeit, die durch Öffnen der Druckabsenkventile aus den Radbremsen ausgeströmt ist, zurück in Richtung des Hauptbremszylinders oder zu einem erneuten Druckaufbau durch die Druckaufbauventile wieder in die Radbremsen förderbar. Außerdem weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage in jedem Bremskreis ein Ansaugventil auf, das die Saugseite der Hydropumpe mit dem Hauptbremszylinder verbindet. Durch Öffnen des Ansaugventils kann die Hydropumpe Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder ansaugen.

An die immer wieder auch als Rückförderpumpen bezeichneten Hydropumpen solch schlupfgeregelter hydraulischer Fahrzeugbremsanlagen bestehen diametral entgegengesetzte Forderungen: Wird die Hydropumpe bei betätigter Fahrzeugbremsanlage, d.h. bei mit dem Hauptbremszylinder aufgebautem Bremsdruck zu einer Bremsblockierschutzregelung angetrieben, muss sie gegen den vom Hauptbremszylinder erzeugten Druck fördern, wobei der Druck auf der Saugseite der Hydropumpe niedrig ist. Blockieren ein oder mehrere Fahrzeugräder bei optimalen Straßen- und Reifenbedingungen, ist ein Bremsdruck, der mit dem Hauptbremszylinder erzeugt wird und der eines oder mehrere Fahrzeugräder zum Blockieren bringt, sehr hoch. Gegen diesen Druck muss die Hydropumpe fördern und darf nicht stehen bleiben.

Der diametral entgegengesetzte Fall ist ein Druckaufbau zur Betätigung einer oder mehrerer Radbremsen bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder und druckloser Fahrzeugbremsanlage. Dieser Fall ist typisch für eine Antriebsschlupfregelung, d.h. das automatische Bremsen eines beim Anfahren eines Kraftwagens durchdrehenden angetriebenen Fahrzeugrads. Auch eine Schleuderschutzregelung, also das Bremsen eines oder mehrerer Fahrzeugräder, um einer Schleuderneigung eines Kraftwagens entgegenzuwirken, kann bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder und infolge dessen druckloser Fahrzeugbremsanlage erfolgen. Hier ist ein sehr schneller, nicht unbedingt hoher Bremsdruckaufbau zum Bremsen eines oder mehrerer Fahrzeugräder äußerst wichtig, weil einer Schleuderneigung umso effektiver entgegengewirkt werden kann, je schneller der gezielte Bremseingriff an einem oder mehreren Fahrzeugrädern erfolgt. Der Bremseingriff muss nach längstens etwa ein bis zwei Zehntel Sekunden erfolgen, dauert er länger, insbesondere länger als etwa drei bis fünf Zehntel Sekunden, lässt sich ein Schleudern eines Fahrzeugs normalerweise nicht mehr verhindern. Die Zeiten sind beispielhaft und von den Umständen, u.a. vom jeweiligen Kraftwagen, den Reifen und den Fahrbahnverhältnissen abhängig. Die diametral entgegengesetzten Anforderungen führen zu einer an sich überdimensionierten Hydropumpe, die sowohl gegen einen sehr hohen Gegendruck fördern als auch ohne oder bei niedrigem Gegendruck ein großes Fördervolumen aufweisen muss. Zudem muss die Hydropumpe selbstsaugend sein, um Druck in der drucklosen Fahrzeugbremsanlage aufbauen zu können. Die Anforderungen an die Hydropumpe erfordern einen leistungsstarken und damit großbauenden und schweren Elektromotor zu ihrem Antrieb, der wiederum eine entsprechend leistungsstarke Stromversorgung benötigt. Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 kann eine Einkreis- oder eine Mehrkreis-, insbesondere eine Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage sein. Sie weist einen Einkreis-, Mehrkreis- oder Zweikreis-Hauptbremszylinder auf, an den der oder die Bremskreise hydraulisch getrennt voneinander angeschlossen sind. Dabei ist jeder Bremskreis über ein eigenes Trennventil an den Hauptbremszylinder angeschlossen. Jeder Bremskreis weist eine oder mehrere Radbremsen auf, denen je ein Druckaufbauventil zugeordnet ist, über das sie an das Trennventil angeschlossen sind. Des weiteren ist jeder Radbremse ein Druckabsenkventil zugeordnet, über das die Radbremsen gemeinsam an einen Hydrospeicher und an eine Saugseite einer Hydropumpe angeschlossen sind, deren Druckseite zwischen dem Trennventil und den Druckaufbauventilen angeschlossen ist. Des weiteren weist die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage in jedem Bremskreis eine weitere Hydropumpe auf, deren Druckseite wie die Druckseite der einen Hydropumpe zwischen dem Trennventil und den Druckaufbauventilen angeschlossen ist. Eine Saugseite der weiteren Hydropumpe ist an den Hauptbremszylinder angeschlossen. Ein Ansaugventil, das die Saugseite einer der beiden Hydropumpen mit dem Hauptbremszylinder verbindet, ist nicht vorgesehen, allerdings auch nicht ausgeschlossen.

Die Rückforderung von Bremsflüssigkeit, die zu einer Druckabsenkung in den Radbremsen durch Öffnen der Druckabsenkventile bei einer Bremsblockier- schutzregelung aus den Radbremsen ausgelassen wird, erfolgt mit der einen Hydropumpe, deren Saugseite an den Hydrospeicher und die Druckabsenkventile angeschlossen ist. Da bei einer Bremsblockierschutzregelung der Haupt- bremszylinder betätigt und die Fahrzeugbremsanlage deswegen druckbeaufschlagt ist, muss die eine Hydropumpe im beschriebenen Fall gegen den in der Fahrzeugbremsanlage herrschenden Druck fördern. Sie ist deswegen vorzugsweise für einen großen Druckaufbau ausgelegt (Anspruch 2), kann allerdings ein vergleichsweise niedriges Fördervolumen aufweisen. Die weitere Hydropumpe läuft, jedenfalls wenn sie gemeinsam mit der einen Hydropumpe angetrieben wird, mit. Auf ihrer Saugseite herrscht der vom Hauptbremszylinder erzeugte Bremsdruck, sie fördert deswegen ohne oder allenfalls mit geringer hydraulischer Last. Ist das Trennventil offen, fördert sie durch das Trennventil im Kreis. Im be- schriebenen Fall erhöht die weitere Hydropumpe, die lastfrei oder nahezu lastfrei mitläuft, die notwendige Antriebsleistung der beiden Hydropumpen nicht nennenswert und macht deswegen keinen leistungsstärkeren Antriebsmotor erforderlich.

Zu einem schnellen Druckaufbau bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder und druckloser Fahrzeugbremsanlage wird das Trennventil geschlossen und die weitere Hydropumpe, deren Saugseite an den Hauptbremszylinder angeschlossen ist, wird angetrieben. Da für eine Schleuderschutzregelung wie oben erläutert ein schneller Druckaufbau wichtig ist, weist die weitere Hydropumpe vorzugsweise ein großes Fördervolumen auf (Anspruch 3). Da zu einem Druckaufbau in einer oder mehreren Radbremsen deren Druckaufbauventile geöffnet und alle Druckabsenkventile geschlossen sind, läuft in diesem Fall die weitere Hydropumpe lastfrei mit ohne ein zum Antrieb der beiden Hydropumpen notwendiges Antriebsmoment nennenswert zu erhöhen. Die notwendige mechanische Antriebsleistung wird in diesem Fall durch die lastfrei mitlaufende weitere Hydropumpe nicht nennenswert erhöht.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen, schlupfgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Ausführungsform der Erfindung

Die in der Zeichnung dargestellte schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbrems- anläge 1 gemäß der Erfindung ist eine Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage mit zwei

Bremskreisen I, II, die hydraulisch voneinander getrennt an einen Zweikreis- Hauptbremszylinder 2 angeschlossen sind, der auch als Tandem- Hauptbremszylinder bezeichnet werden kann. Der Hauptbremszylinder 2 und damit die Fahrzeugbremsanlage 1 kann Muskelkraft betätigbar sein, im Ausfüh- rungsbeispiel weist er einen Unterdruck-Bremskraftverstärker 3 auf und ist folglich hilfskraftbetätigt, d.h. per Muskelkraft und Fremdkraft des Bremskraftverstärkers 3.

Die beiden Bremskreise I, II sind identisch aufgebaut und werden nachfolgend anhand des rechts gezeichneten Bremskreis I erläutert. Der Bremskreis I ist über ein Trennventil 4 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Dem Bremskreis I sind zwei Radbremsen 5 zugeordnet, die über Druckaufbauventile 6 an das Trennventil 4 angeschlossen sind. Es weist jede Radbremse 5 ein Druckaufbauventil 6 auf. Die Druckaufbauventile 6 sind wie das Trennventil 4 als in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet. Jeder

Radbremse 5 ist ein Druckabsenkventil 7 zugeordnet, über das die Radbremsen 7 mit einem Hydrospeicher 8 und einer Saugseite einer Hydropumpe 9 verbunden sind. Eine Druckseite der Hydropumpe 9 ist zwischen dem Trennventil 4 und den Druckaufbauventilen 6 angeschlossen.

Die Druckabsenkventile 7 sind als in ihrer stromlosen Grundstellung geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet. Die Radbremsen 5 sind über ihre Druckabsenkventile 7 gemeinsam mit dem Hydrospeicher 8 und der Saugseite der Hydropumpe 9 verbunden. Das Druckaufbauventil 6 und das Druckabsenk- ventil 7 jeder Radbremse 5 kann auch als Bremsdruckmodulationsventilanord- nung aufgefasst werden, mit der Bremsdrücke in den Radbremsen 5 radindividuell geregelt werden können. Die Radbremsdruckregelung ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Es ist möglich, das Druckaufbauventil 6 und das Druckabsenkventil 7 jeder Radbremse 5 durch ein gemeinsames 3/3- Wege-Magnetventil zu ersetzen (nicht dargestellt). Der Bremskreis I weist eine weitere Hydropumpe 10 auf, deren Saugseite an den Hauptbremszylinder 2 und deren Druckseite wie die Druckseite der einen Hydropumpe 9 zwischen dem Trennventil 4 und den Druckaufbauventilen 6 angeschlossen ist. Beide Hydropumpen 9, 10 beider Bremskreise I, II werden von ei- nem gemeinsamen Elektromotor als Antriebsmotor 1 1 angetrieben. Die eine

Hydropumpe 9, deren Saugseite an die Druckabsenkventile 7 angeschlossen ist, weist einen großen Druckaufbau auf, d.h. sie ist in der Lage gegen einen hohen Druck auf ihrer Druckseite zu fördern, selbst wenn ihre Saugseite drucklos ist oder auf der Saugseite nur ein niedriger Druck herrscht. Das wird u.a. durch ein kleines Fördervolumen, bei einer Kolbenpumpe beispielsweise durch einen kleinen Pumpenkolben und/oder einen kleinen Kolbenhub erreicht. Der Antriebsmotor 1 1 ist so ausgelegt, dass er die einen Hydropumpen 9 beider Bremskreise I, II auch bei höchsten, mit dem bremskraftverstärkten Hauptbremszylinder 2 erzeugten Drücken antreibt ohne stehen zu bleiben. Der Druckaufbau der einen Hydro- pumpe 9 ist größer als der Druckaufbau der weiteren Hydropumpe 10. Wie bereits gesagt ist der Bremskreis II identisch mit dem beschriebenen Bremskreis I aufgebaut.

Die weitere Förderpumpe 10 weist ein großes Fördervolumen auf, was bei bei- spielsweise einer Kolbenpumpe durch einen großen Kolbendurchmesser und/oder einen langen Kolbenhub erreichbar ist. Das Fördervolumen der weiteren Hydropumpe 10 ist größer als das Fördervolumen der einen Hydropumpe 9.

Bei einer Bremsblockierschutzregelung (ABS) werden die Bremsdrücke in den Radbremsen 5 radindividuell mit den Druckaufbauventilen 6 und den Druckabsenkventilen 7 geregelt. Das Trennventil 4 kann geschlossen werden. Das ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Bei der Bremsblockierschutzregelung werden die Hydropumpen 9, 10 mit dem Antriebsmotor 1 1 angetrieben. Die eine Hydropumpe 9, deren Saugseite an die Druckab- senkventile 7 angeschlossen ist, fördert Bremsflüssigkeit, die zu einem Absenken eines Drucks in den Radbremsen 5 durch Öffnen der Druckabsenkventile 7 ausgelassen und ggf. im Hydrospeicher 8 zwischengespeichert wird, zurück in Richtung der Radbremsen 5, so dass die Radbremsdrücke durch Öffnen der Druckaufbauventile 6 wieder erhöht werden können, oder durch das Trennventil 4 in den Hauptbremszylinder 2, wenn das Trennventil 4 geöffnet ist. Die eine Hydropumpe 9 muss dabei gegen den in der Fahrzeugbremsanlage 1 herrschenden Bremsdruck fördern, der mit dem Hilfskraft-Hauptbremszylinder 2 erzeugt wird bzw. erzeugt worden ist.

Auf der Saugseite der weiteren Hydropumpe 10 herrscht der vom Hauptbremszylinder 2 erzeugte Druck, so dass die weitere Hydropumpe 10 nahezu lastfrei mit der einen Hydropumpe 9 mitläuft. Wenn das Trennventil 4 geöffnet ist, fördert die weitere Hydropumpe 10 im Kreis. Die dafür notwendige mechanische Antriebsleistung der weiteren Hydropumpe 10 ist so niedrig, dass sie den Antriebsmotor 1 1 nicht anhält.

Zu einem Druckaufbau bei nicht betätigtem Hauptbremszylinder 2 und in Folge dessen druckloser Fahrzeugbremsanlage 1 zu einer Antriebsschlupf(ASR)- oder einer Schleuderschutzregelung (ESP, FDR) wird das Trennventil 4 geschlossen und die Hydropumpen 9, 10 werden mit dem Antriebsmotor 1 1 angetrieben. Die weitere Hydropumpe 10, deren Saugseite an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen ist, saugt Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 2 und fördert ihn zu den Radbremsen 5. Druckaufbauventile 6 von Radbremsen 5, die nicht betätigt werden sollen, werden geschlossen, Druckaufbauventile 6 von zu betätigenden Radbremsen 5 bleiben offen. Wegen des großen Fördervolumens der weiteren Förderpumpe 10 und des jedenfalls zu Beginn des Druckaufbaus fehlenden Gegendrucks auf der Druckseite der Hydropumpe 10 steigt der Bremsdruck schnell an. Die eine Hydropumpe 9 fördert wegen der geschlossenen Druckabsenkventile 7 und des leeren Hydrospeichers 8 keine Bremsflüssigkeit, sie läuft nahezu lastfrei mit der weiteren Hydropumpe 10 mit. Zudem herrscht zumindest zu Beginn des Druckaufbaus auf der Druckseite der einen Hydropumpe 9 kein Gegendruck, der sie bremsen könnte.

Ist der Hauptbremszylinder 2 bei einer Schleuderschutzregelung betätigt, herrscht zwar auf der Druckseite der weiteren Hydropumpe 10 ein Druck, allerdings herrscht dieser Druck auch auf ihrer Saugseite, so dass eine schnelle Druckerhöhung problemlos vonstatten geht, wenn sie erforderlich ist. Ein Antriebsmoment des Antriebsmotors 1 1 reicht stets zum Antrieb der Hydropumpen 9, 10 aus ohne stehen zu bleiben. Wegen der unmittelbar an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossenen weiteren Hydropumpe 10 benötigt die Fahrzeugbremsanlage 1 kein Ansaugventil, das die Saugseite einer Hydropumpe 9, 10 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbindet.

Claims

Ansprüche

1 . Schlupfgeregelte hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder (2), an den über ein Trennventil (4) ein Bremskreis I, II angeschlossen ist, mit einer Radbremse (5), die über ein Druckaufbauventil (6) an das Trennventil (4) und über ein Druckabsenkventil (7) an einen Hydrospei- cher (8) angeschlossen ist, und mit einer Hydropumpe (9), deren Saugseite auf einer der Radbremse (5) abgewandten Seite an das Druckabsenkventil (7) und an den Hydrospeicher (8) und deren Druckseite zwischen dem Trennventil (4) und dem Druckaufbauventil (6) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine weitere Hydropumpe (10), deren Saugseite an den Hauptbremszylinder (2) und deren Druckseite zwischen dem Trennventil (4) und dem Druckaufbauventil (6) angeschlossen ist.

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die eine Hydropumpe (9), deren Saugseite an das Druckabsenkventil (7) und an den Hydrospeicher (8) angeschlossen ist, einen größeren Druckaufbau als die weitere Hydropumpe (10) aufweist.

3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Hydropumpe (10), deren Saugseite an den Hauptbremszylinder (2) angeschlossen ist, ein größeres Fördervolumen als die eine Hydropumpe (9) aufweist.

4. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hydropumpen (9, 10) einen gemeinsamen Antriebsmotor (1 1 ) aufweisen.