WO2016116416A1 - Bremsensteuervorrichtung für eine hydraulische kraftfahrzeug-bremsanlage sowie bremsanlage mit einer derartigen bremsensteuervorrichtung - Google Patents

Bremsensteuervorrichtung für eine hydraulische kraftfahrzeug-bremsanlage sowie bremsanlage mit einer derartigen bremsensteuervorrichtung Download PDF

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WO2016116416A1
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brake
pressure
connection
control device
valve
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PCT/EP2016/050941
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Marco Besier
Stefan Drumm
Paul Linhoff
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • 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
    • B60T8/48—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 connecting the brake actuator to an alternative or additional source of fluid pressure, e.g. traction control systems
    • 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
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    • 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
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input

Definitions

  • the invention relates to a brake control device for a hydraulic motor vehicle brake system with at least two
  • wheel brakes e.g., hydraulically actuated
  • Disc brakes Disc brakes
  • HECU electro-hydraulic brake slip driving stability control unit
  • the electronic controller of the electro-hydraulic control unit is usually after the so-called "Fail
  • the brake control device comprises an input pressure port and an associated output pressure port for each of the brake circuits, wherein each brake circuit is provided with a first hydraulic connection between the input pressure port and the output pressure port, in which an analog controllable first valve is arranged is, an electrically controllable pressure source is provided, the suction side is connected to the input ⁇ pressure connection and the pressure suction side with the output ⁇ pressure connection, and a second hydraulic connection between the input pressure port and the output pressure connection is provided, in which a in the direction of the outlet pressure port opening towards first check valve is arranged.
  • the brake control device does not include a connection for a pressure medium container or pressure medium reservoir.
  • the pumps of the brake control device suck so pressure medium via the inlet pressure connections, ie for example from the main ⁇ brake cylinder.
  • the first check valve is then preferably connected in parallel to the pump and the second valve, that is, by the second hydraulic connection to the first check valve, the rear ⁇ circuit of the second valve and pump is bridged.
  • the second valve does not act as a flow resistance during the suction of pressure medium via the second hydraulic connection with the first check valve.
  • the pressure modulation device is preferred for easier testability as a structural unit in the form of a brake ⁇ control unit with an electronic control and regulating unit and a hydraulic control and regulating unit executed.
  • the electronic control unit is special preferably designed to control all electrically controllable components of the hydraulic control unit of the pressure modulation device.
  • the actuating device comprises a
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN brake system with a first exemplary brake control device
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a fiction, ⁇ brake system with a second beispielsge ⁇ MAESSEN brake control device.
  • Fig. 1 a first embodiment of an OF INVENTION ⁇ to the invention the brake control apparatus 200 is shown for a hydraulic motor vehicle brake system.
  • Bremsen Kunststoffvorrich ⁇ device 200 is designed with two circuits.
  • Per circuit 200 includes Brem ⁇ sen tenuvorides an input pressure port 1, for example, for connection to a pressure source 100, and an outlet pressure port 3, for example according to (indirect) connection with wheel brake 151a, 151b and 151c, 151d.
  • the exemplary brake control device 200 includes a pump assembly having a pump 50 per circuit commonly driven by an electric motor M and a first electrically controllable, preferably normally open, valve 5 per circuit.
  • the check valve 6 is thus, for example, connected in parallel to the first valve 5 and connected in parallel to the pump 50 or the check valve 6 bridges on the one hand the first valve 5 and the other the pump 50.
  • Brake control device 200 includes a hydraulic unit (hydraulic control and regulation unit, HCU) and a elekt ⁇ ronic control unit (ECU).
  • HCU hydraulic control and regulation unit
  • ECU elekt ⁇ ronic control unit
  • the brake control device (pump-valve module) 200 is hydraulically connected between a drive arranged device 100 and a pressure modulation device 300.
  • the exemplary actuator or pressure source 100 comprises a master cylinder 99, which by a
  • Brake pedal can be actuated via a push rod, a master cylinder upstream brake booster 150 and the master cylinder 99 associated, under atmospheric pressure pressure medium reservoir 140th
  • the dual-circuit master cylinder 99 comprises two pistons arranged one behind the other, which delimit two hydraulic pressure chambers, wherein each pressure chamber is assigned two wheel brakes 151a, 151b and 151c, 151d.
  • the first piston is coupled to the brake pedal and can be operated by the driver.
  • the pressure chambers are associated with pressure equalization lines to the pressure medium reservoir 140.
  • Each pressure chamber of the master cylinder 99 is connected to one of the input pressure ports 1 of the brake control device.
  • Brake control device 200 is preferably connected upstream of a main brake system in the form of a pressure modulation device 300 for setting wheel-specific brake pressures with an electrically controllable pressure source.
  • a pressure modulation device 300 for setting wheel-specific brake pressures with an electrically controllable pressure source.
  • this is a, be ⁇ kanntes se, ESC module (ESC: electronic stability control).
  • Pressure modulation device 300 comprises a hydraulic unit (hydraulic control and regulation unit, HCU) and an electronic control and regulation unit (ECU), which is designed to control the electrically controllable components of the pressure modulation device 300, in particular the valves and the electrically controllable pressure source 350.
  • Pressure modulation device 300 is designed, for example, as a conventional ESC module.
  • the ESC module comprises a dual-circuit motor / pump unit 310 and one low-pressure accumulator 311 and two electrically controllable valves 312, 313 and one electrically controllable pressure modulator 320 with wheel-specific intake valves 352a-352d and exhaust valves 353a-353d for setting wheel-specific brake pressures for the wheel brakes 151a-151d.
  • the input ports of the intake valves 352a, 352b; 352c, 352d are supplied in pairs by means of line sections 323a, 323b with pressures referred to as modulator feedforward.
  • the output ports of the exhaust valves 353a, 353b; 353c, 353d are connected in pairs to one of the low-pressure hydraulic accumulators 311.
  • the intake valves 352a-352d are each connected in parallel in the direction of the wheel brake 151 closing, unspecified check valve.
  • the low-pressure accumulators 311 are each connected to the associated hydraulic pump 350 via a non-return valve 331a, 331b closing in the direction of the low-pressure accumulator 311.
  • the two pumps 350 are driven by means of a common electric motor M.
  • normally closed (SG) 2/2-way valve 313 is between a brake circuit pressure line 324 a, 324 b and the suction port of the pump 350 ge ⁇ switches.
  • the pressure ports of the pumps 350 are connected to the modulator upstream lines 323a, 323b.
  • a normally open and analog controllable valve 312a, 312b is arranged in the brake circuit pressure lines 324a, 324b .
  • Each of the valves 312a, 312b is connected in parallel with a check valve 317a, 317b which opens in the direction of the wheel brakes 151.
  • a preferably redundant executed pressure sensor 319 is provided.
  • the pumps 350 of the ESC module 300 draw pressure fluid volumes from the actuator 100 via the brake control device 200.
  • the lowest possible hydraulic resistance of advantage because the lower the hydraulic Wi ⁇ resistance for the pump 350 is the suction, the faster this pressure medium can promote and thus build up brake pressure.
  • the second connections of the brake control device 200 with the first check valves 6 serve.
  • the hydraulic components of the exemplary brake system are thus arranged in three electro-hydraulic or hydraulic units 100, 200, 300, wherein the brake control ⁇ device 200 forms the middle of the modules.
  • each of the electronic control units that is, the ECU of the pressure modulation device 300 and the ECU of the brake control device 200, is powered by its own electric power supply (not shown).
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a brake system according to Inventive ⁇ is shown.
  • the second embodiment of the brake system differs from the first embodiment ⁇ example of the brake system in Fig. 1 only by the brake control device. Therefore, only the differences in the brake control device will be discussed below.
  • the illustrated in Fig. 2 second embodiment of an invention brake control device to the invention corresponds largely to the first embodiment of Fig. 1.
  • Valve 7 is arranged in the hydraulic connection between the suction side 41 of the pump 50 and the inlet pressure port 1 (ie in the conduit section 4a and 4c). Ent ⁇ speaking valve 7 closes in the currentless state of the pressure medium flow from the inlet pressure port 1 to the suction side of pump 41 from.
  • the pump 50 is protected from damage.
  • Check valve 6 is connected according to the second embodiment, on the one hand, the first valve 5 in parallel and connected to the other of the pump 50 with the second valve 7 in parallel.
  • Rear ⁇ check valve 6 serves to bridge valve 7 and pump 50, and the analog valve 5 and thus a compound with low flow resistance between the thoroughlyschristan- circuit 1 and to create the output pressure port 3 of the Bremsensteu ⁇ ervorides 200 to a pressure fluid-sucking the downstream Pressure modulation device 300 by the brake control device 200 to facilitate.
  • the hydraulic layout of the brake control device according to the invention allows a flow with optimized hydraulic resistance. This is particularly advantageous in order to allow suction of pressure medium of the downstream brake system (the pressure modulation device) with the lowest possible hydraulic resistance by the brake control device.
  • the brake control device (the pump-valve module) preferably amplifies input pressure (e.g., master cylinder pressure) applied to the input and outputs it to an electrically controllable pressure modulation device, in particular to an ESC (Electronic Stability Control) module.
  • input pressure e.g., master cylinder pressure
  • ESC Electronic Stability Control
  • the brake control device is preferably driven by a separate electronic control unit (ECU), which is independent of the function of the electronic control unit (ECU) of the pressure modulation device (e.g., the ESC electrohydraulic module). This creates the
  • a brake control device is preferably used as a supplement to a main brake system, which already has an electrically controllable pressure generator or pressure source 350.
  • Brake system two independent ECUs and electrically controllable pressure generators 350, 50 are present.
  • the exemplary brake control devices 200 include No connection for a pressure medium container or pressure medium reservoir.
  • High availability is preferably achieved by supplying the brake system with at least two independent electrical energy sources.
  • components at risk of possible failures such as ECUs (electronic control units) and actuators (e.g., electrically controllable pressure sources) are preferably at least two-fold.

Abstract

Bremsensteuervorrichtung (200) für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit zumindest zwei Bremskreisen, umfassend für jeden der Bremskreise einen Eingangsdruckanschluss (1) und einen zugehörigen Ausgangsdruckanschluss (3), wobei je Bremskreis eine erste hydraulische Verbindung (11a, 11b) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruckanschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein, insbesondere stromlos offen ausgeführtes, analog ansteuerbares, erstes Ventil (5) angeordnet ist, eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle mit einer Saugseite (41) und einer Druckseite (42) vorgesehen ist, wobei die Saugseite (41) mit dem Eingangsdruckanschluss (1) verbunden ist und die Drucksaugseite (42) mit dem Ausgangsdruckanschluss (3) verbunden ist, und eine zweite hydraulische Verbindung (IIa, 2a, 2b) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruckanschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses (3) hin öffnendes erstes Rückschlagventil (6) angeordnet ist, sowie Bremsanlage mit einer solchen Betätigungsvorrichtung (100), welche hydraulisch zwischen einer Betätigungsvorrichtung (100) mit bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder (99) und einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationsvorrichtung (300) zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke mit einer elektrisch ansteuerbaren Druckquelle (310) angeordnet ist.

Description

BREMSENSTEUERVORRICHTUNG FÜR EINE HYDRAULISCHE
KRAFTFAHRZEUG-BREMSANLAGE SOWIE BREMSANLAGE MIT EINER
DERARTIGEN BREMSENSTEUERVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Bremsensteuervorrichtung für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit zumindest zwei
Bremskreisen sowie eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Bekannte konventionelle hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen umfassen oftmals Radbremsen (z.B. hydraulisch betätigte
Scheibenbremsen) , eine elektrohydraulischen Bremsschlupf-Fahrstabilitäts-Kontrolleinheit (HECU) und eine
Bremsbetätigungseinrichtung mit einem Vakuumbremskraftverstärker. Der elektronische Regler der elektrohydraulischen Kontrolleinheit ist meist nach dem sogenannten „Fail
Silent"-Prinzip ausgelegt , d.h. nach einem erkannten Fehler wird die Kontrolleinheit vollständig oder teilweise elektrisch funktionslos geschaltet. Eine Möglichkeit der Betätigung der Bremsanlage durch den Fahrer, z.B. ohne elektrische Unter- Stützung oder Beeinflussungsmöglichkeit, bleibt aber bestehen.
Bekannte elektrohydraulische Kontrolleinheiten für
ABS/ESP-Kraftfahrzeugbremsanlagen umfassen zwei Eingangs¬ druckanschlüsse, d.h. für jeden der zwei Bremskreise einen Eingangsdruckanschluss , vier radindividuelle Ausgangsdruck¬ anschlüsse, eine Druckregelventilanordnung zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke an den Ausgangsdruckanschlüssen, einen Niederdruckspeicher je Bremskreis zur Aufnahme von aus den Radbremsen abgelassenem Druckmittel und eine zweikreisige Rückförderpumpe.
Es ist zu erwarten, dass zukünftig auch Fahrzeugbremssysteme zum Einsatz kommen werden, welche für automatisiert fahrende Fahrzeuge geeignet sind. Diese Bremssysteme müssen grundsätzlich fremdansteuerbare Systeme sein. Dies bedeutet, dass eine Bremsanforderung über elektronische oder elektrische Steuersignale angefordert und vom System ohne Zutun des Fahrers umgesetzt werden kann. Hierbei muss aus Sicherheitsgründen eine ausreichend hohe Verfügbarkeit des Bremssystems bzw. der fremdansteuerbaren Bremsfunktion gewährleistet sein.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage bereitzustellen, welche die für automatisiertes Fahren not- wendige Verfügbarkeit der Bremsdruckbereitstellung gewährleistet. Insbesondere soll eine einfache und damit kosten¬ günstige Bremsensteuervorrichtung bereitgestellt werden, welche zwischen einer Betätigungsvorrichtung mit einem bremspedal- betätigbaren Hauptbremszylinder und einer elektrisch steuer- baren Druckmodulationsvorrichtung mit Druckmodulationsventilen und einer elektrisch steuerbaren Druckquelle angeordnet werden kann, und welche einen hydraulischen Verstärker mit geringem Strömungswiderstand darstellt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 10 und eine Bremsensteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst .
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Bremsen- Steuervorrichtung für jeden der Bremskreise einen Eingangs- druckanschluss und einen zugehörigen Ausgangsdruckanschluss umfasst, wobei je Bremskreis eine erste hydraulische Verbindung zwischen dem Eingangsdruckanschluss und dem Ausgangsdruckanschluss vorgesehen ist, in welcher ein analog ansteuerbares erstes Ventil angeordnet ist, eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle vorgesehen ist, deren Saugseite mit dem Ein¬ gangsdruckanschluss und deren Drucksaugseite mit dem Aus¬ gangsdruckanschluss verbunden ist, und eine zweite hydraulische Verbindung zwischen dem Eingangsdruckanschluss und dem Ausgangs- druckanschluss vorgesehen ist, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses hin öffnendes erstes Rückschlagventil angeordnet ist. Durch die zweite hydraulische Verbindung mit dem ersten
Rückschlagventil wird eine Verbindung mit geringem Strö¬ mungswiderstand zwischen Eingangsdruckanschluss und dem Aus- gangsdruckanschluss der Bremsensteuervorrichtung geschaffen, so dass ein Ansaugen von Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder der Betätigungsvorrichtung in die elektrisch steuerbare Druckmodulationsvorrichtung durch die Bremsensteuervorrichtung mit möglichst geringem hydraulischem Widerstand möglich ist.
Bevorzugt ist in der zweiten hydraulischen Verbindung neben dem ersten Rückschlagventil kein weiteres Ventil angeordnet.
Bevorzugt umfasst die Bremsensteuervorrichtung keinen Anschluss für einen Druckmittelbehälter oder Druckmittelvorratsbehälter. Die Pumpen der Bremsensteuervorrichtung saugen also Druckmittel über die Eingangsdruckanschlüsse, also z.B. aus dem Haupt¬ bremszylinder .
Um einen geringen Strömungswiderstand zu erreichten, besitzt das erste Rückschlagventil bevorzugt einen großen Durchtritts- querschnitt. Besonders bevorzugt besitzt das erste Rück¬ schlagventil einen Durchtrittsquerschnitt von mindestens 3 bis 4 mm.
Bevorzugt ist dem ersten Ventil ein in Richtung des Aus- gangsdruckanschlusses hin öffnendes zweites Rückschlagventil parallel geschaltet ist, das konstruktiv in dem ersten Ventil ausgebildet ist. Dieses zweite, integrierte Rückschlagventil besitzt einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als das einzeln ausgeführte, erste Rückschlagventil. Daher ist das zweite Rückschlagventil für einen geringen Strömungswiderstand von Eingangsdruckanschluss zu Ausgangsdruckanschluss nicht aus¬ reichend . Das erste Rückschlagventil ist bevorzugt dem ersten Ventil parallel geschaltet sowie der Pumpe parallel geschaltet, so dass unabhängig vom Schaltzustand des ersten Ventils ein Ansaugen eines ausreichend großen Druckmittelvolumenstroms aus der vorgeschalteten Betätigungsvorrichtung in die nachgeschaltete Druckmodulationsvorrichtung über die zweite hydraulische
Verbindung mit erstem Rückschlagventil der Bremsensteuervorrichtung geschehen kann. Anders ausgedrückt überbrückt das erste Rückschlagventil das erste Ventil und auch die Pumpe. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in der hydraulischen Verbindung zwischen der Saugseite der Pumpe und dem Eingangsdruckanschluss ein stromlos geschlossen ausgeführtes, zweites Ventil vorgesehen. Durch das zweite Ventil wird die Pumpe vor Beschädigung geschützt. An sich sind Pumpen bekannt, welche ein verbessertes Pumpenansaugverhalten besitzen, deren Dichtung jedoch bei einer andauernden oder wiederholten Druckbeaufschlagung auf der Saugseite beschädigt werden können. Durch das stromlos geschlossene zweite Ventil wird die Pumpe vor einer Druckbeaufschlagung durch den Fahrer geschützt.
Das erste Rückschlagventil ist dann bevorzugt Pumpe und zweitem Ventil parallel geschaltet, d.h. durch die zweite hydraulische Verbindung mit dem ersten Rückschlagventil wird die Hinter¬ einanderschaltung von zweitem Ventil und Pumpe überbrückt. So wirkt das zweite Ventil beim Ansaugen von Druckmittel über die zweite hydraulische Verbindung mit erstem Rückschlagventil nicht als Strömungswiderstand.
Zur einfacheren Prüfbarkeit der Bremsanlage ist die Bremsen- Steuervorrichtung bevorzugt als eine bauliche Einheit in Form eines Bremsensteuergeräts mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit und einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit ausgeführt. Dabei ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung der elektrisch steuerbaren Komponenten der Bremsensteuervorrichtung ausgebildet, insbesondere zur AnSteuerung der Pumpen und der ersten Ventile, und ggf. der zweiten Ventile .
Bevorzugt werden die Pumpen der Bremsensteuervorrichtung durch einen Elektromotor gemeinsam angetrieben.
Bevorzugt ist je Bremskreis zumindest eine erste Druckerfas¬ sungseinrichtung vorgesehen, welche den Druck an einem Aus- gangsdruckanschluss erfasst.
Die Erfindung betrifft auch eine Bremsanlage gemäß dem Ober¬ begriff von Anspruch 10, die eine erfindungsgemäße Bremsen¬ steuervorrichtung umfasst.
Bevorzugt sind die Eingangsdruckanschlüsse der Bremsensteu¬ ervorrichtung mit dem Hauptbremszylinder verbunden und die Ausgangsdruckanschlüsse der Bremsensteuervorrichtung mit der Druckmodulationsvorrichtung verbunden. Besonders bevorzugt sind die Eingangsdruckanschlüsse der Bremsensteuervorrichtung ohne Zwischenschaltung eines Ventils mit dem Hauptbremszylinder verbunden, um Strömungswiderstände beim Ansaugen aus dem Hauptbremszylinder zu minimieren.
Die Druckmodulationsvorrichtung ist zur einfacheren Prüfbarkeit bevorzugt als eine bauliche Einheit in Form eines Bremsen¬ steuergeräts mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit und einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit ausgeführt. Dabei ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit besonders bevorzugt zur Ansteuerung aller elektrisch ansteuerbarer Komponenten der hydraulischen Steuer- und Regeleinheit der Druckmodulationsvorrichtung ausgebildet . Bevorzugt umfasst die Betätigungsvorrichtung einen dem
Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärker. Der Bremskraftverstärker ist besonders bevorzugt elektrisch betätigbar ausgeführt. Vorteilhafterweise handelt es sich um einen, an sich bekannten, elektrisch betätigbaren Vakuum- bremskraftverstärker .
Bevorzugt wird die Bremsanlage aus mindestens zwei, voneinander unabhängigen elektrischen Energiequellen versorgt, um eine hohe Verfügbarkeit der Bremsanlage zu erreichen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren. Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Bremsanlage mit einer ersten beispielsgemäßen Bremsensteuervorrichtung, und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage mit einer zweiten beispielsge¬ mäßen Bremsensteuervorrichtung. In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsensteuervorrichtung 200 für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage dargestellt. Bremsensteuervorrich¬ tung 200 ist zweikreisig ausgelegt. Je Kreis umfasst Brem¬ sensteuervorrichtung 200 einen Eingangsdruckanschluss 1, beispielsgemäß zur Verbindung mit einer Druckquelle 100, und einen Ausgangsdruckanschluss 3, beispielsgemäß zur (indirekten) Verbindung mit Radbremse 151a, 151b bzw. 151c, 151d. Die beispielgemäße Bremsensteuervorrichtung 200 umfasst eine Pumpenanordnung mit einer Pumpe 50 je Kreis, die von einem Elektromotor M gemeinsamen angetrieben werden, und ein erstes elektrisch steuerbares, vorteilhafterweise stromlos offenes, Ventil 5 je Kreis.
Jede Pumpe 50 umfasst eine Saugseite 41 und eine Druckseite 42. Um Folgenden wird einer der Kreise der Bremsensteuervorrichtung 200 beschrieben, der andere Kreis ist entsprechend aufgebaut. Das erste Ventil 5, welches analog ansteuerbar und beispielsgemäß stromlos offen ausgeführt ist, ist in einer hydraulischen Verbindung 11 zwischen dem Eingangsdruckanschluss 1 und dem Ausgangsdruckanschluss 3 mit den Leitungsabschnitten IIa und IIb angeordnet. Dem ersten Ventil 5 ist ein in Richtung des Aus- gangsdruckanschlusses 3 öffnendes Rückschlagventil 10 parallel geschaltet, das konstruktiv in dem Ventil 5 ausgebildet ist und daher einen geringen Durchtrittsquerschnitt besitzt.
Die Druckseite 42 der Pumpe 50 ist über Leitungsabschnitte 4b und 15 mit dem zugehörigen Leitungsabschnitt IIb und somit dem zugehörigen Ausgangsdruckanschluss 3 verbunden.
Die Saugseite 41 der Pumpe 50 ist über die Leitungsabschnitte 4a, 4c mit dem zugehörigen Eingangsdruckanschluss 1 verbunden. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Saugseite 41 direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Ventils, mit dem Eingangsdruckanschluss 1 verbunden.
Weiterhin ist über die Leitungsabschnitte IIa, 2a, 2b eine weitere hydraulische Verbindung zwischen dem Eingangsdruck- anschluss 1 und dem Ausgangsdruckanschluss 3 vorgesehen, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses 3 hin öffnendes Rückschlagventil 6 angeordnet ist. Dieses besitzt im Vergleich mit dem Rückschlagventil 10 einen großen
Durchtrittsquerschnitt. Das Rückschlagventil 6 ist somit beispielsgemäß zum einen dem ersten Ventil 5 parallel geschaltet und zum anderen der Pumpe 50 parallel geschaltet bzw. das Rückschlagventil 6 überbrückt zum einen das erste Ventil 5 und zum anderen die Pumpe 50. Die hydraulische Verbindung mit
Rückschlagventil 6 dient dazu, eine Verbindung mit geringem Strömungswiderstand zwischen Druckeingang 1 und Druckausgang 3 der Bremsensteuervorrichtung 200 zu schaffen. Dies ist insbesondere von Vorteil, um ein Ansaugen von Druckmittel der nachgeschalteten Bremsanlage bzw. der nachgeschalteten Druckmodulationsvorrichtung 300 mit möglichst geringem hydraulischem Widerstand durch die Bremsensteuervorrichtung 200 zu ermöglichen . Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Drucksensor (eine Druckerfassungseinrichtung) 20 je Kreis vorgesehen, welcher den Druck an dem Ausgangsdruckanschluss 3 erfasst. Weiterhin ist für zumindest einen der Kreise ein Drucksensor (eine Druckerfas¬ sungseinrichtung) 21 vorgesehen, welcher den Druck des Ein- gangsdruckanschlusses 1 erfasst.
Bremsensteuervorrichtung 200 umfasst eine Hydraulikeinheit (hydraulische Steuer- und Regeleinheit, HCU) und eine elekt¬ ronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) .
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage (siehe Fig. 1) ist die Bremsensteuervorrichtung (Pumpen-Ventil-Modul) 200 hydraulisch zwischen einer Betäti- gungsvorrichtung 100 und einer Druckmodulationsvorrichtung 300 angeordnet .
Die beispielsgemäße Betätigungsvorrichtung bzw. Druckquelle 100 umfasst einen Hauptbremszylinder 99, welcher durch ein
Bremspedal über eine Druckstange betätigbar ist, einen dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärker 150 und einen dem Hauptbremszylinder 99 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 140.
Der zweikreisige Hauptbremszylinder 99 umfasst zwei hintereinander angeordnete Kolben, die zwei hydraulische Druckräume begrenzen, wobei jedem Druckraum zwei Radbremsen 151a, 151b bzw. 151c, 151d zugeordnet sind. Der erste Kolben ist mit dem Bremspedal gekoppelt und kann vom Fahrzeugführer betätigt werden. Den Druckräumen sind Druckausgleichsleitungen zum Druckmittelvorratsbehälter 140 zugeordnet. Jeder Druckraum des Hauptbremszylinders 99 ist mit einem der Eingangsdruckanschlüsse 1 der Bremsensteuervorrichtung verbunden.
Bremsensteuervorrichtung 200 wird vorzugsweise einem Hauptbremssystem in Form einer Druckmodulationsvorrichtung 300 zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke mit einer elektrisch ansteuerbaren Druckquelle vorgeschaltet. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies ein, an sich be¬ kanntes, ESC-Modul (ESC: Electronic Stability Control) .
Druckmodulationsvorrichtung 300 umfasst eine Hydraulikeinheit (hydraulische Steuer- und Regeleinheit, HCU) und eine elekt- ronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) , welche zur Ansteuerung der elektrisch ansteuerbaren Komponenten der Druckmodulationsvorrichtung 300, insbesondere der Ventile und der elektrisch ansteuerbaren Druckquelle 350 ausgebildet ist. Druckmodulationsvorrichtung 300 ist beispielsgemäß als ein konventionelles ESC-Modul ausgeführt. Das ESC-Modul umfasst im wesentlichen ein zweikreisiges Motor-Pumpen-Aggregat 310 und je Kreis einen Niederdruckspeicher 311 und zwei elektrisch steuerbare Ventile 312, 313 sowie eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung 320 mit radindividuellen Einlassventilen 352a-352d und Auslassventilen 353a-353d zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke für die Radbremsen 151a-151d.
Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 352a, 352b; 352c, 352d werden paarweise mittels Leitungsabschnitten 323a, 323b mit Drücken versorgt, die als Modulatorvordrücke bezeichnet werden. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 353a, 353b; 353c, 353d sind paarweise an je einen der hydraulischen Niederdruckspeicher 311 angeschlossen.
Den Einlassventilen 352a-352d ist je ein in Richtung der Radbremse 151 schließendes, nicht näher bezeichnetes Rück- schlagventil parallel geschaltet.
Die Niederdruckspeicher 311 sind je über ein in Richtung des Niederdruckspeichers 311 schließendes Rückschlagventil 331a, 331b mit der zugehörigen hydraulischen Pumpe 350 verbunden. Die beiden Pumpen 350 werden mittels eines gemeinsamen Elektromotors M angetrieben.
Je ein elektromagnetisch betätigbares, stromlos geschlossenes (SG-) 2/2-Wegeventil 313 ist zwischen einer Bremskreisdruck- leitung 324a, 324b und dem Sauganschluss der Pumpe 350 ge¬ schaltet. Die Druckanschlüsse der Pumpen 350 sind an die Modulatorvordruckleitungen 323a, 323b angeschlossen. In den Bremskreisdruckleitungen 324a, 324b ist je ein stromlos offenes und analog ansteuerbares Ventil 312a, 312b angeordnet. Den Ventilen 312a, 312b ist je ein in Richtung der Radbremsen 151 öffnendes Rückschlagventil 317a, 317b parallel geschaltet.
An der Bremskreisdruckleitung 324b ist ein vorzugsweise redundant ausgeführter Drucksensor 319 vorgesehen.
Die Pumpen 350 des ESC-Moduls 300 saugen Druckmittelvolumen über die Bremsensteuervorrichtung 200 aus der Betätigungsvorrichtung 100 an. Hierbei ist ein möglichst geringer hydraulischer Widerstand von Vorteil, denn je geringer der hydraulische Wi¬ derstand für die Pumpen 350 beim Ansaugen ist, desto schneller kann diese Druckmittel fördern und somit Bremsdruck aufbauen. Hierzu dienen die zweiten Verbindungen der Bremsensteuervorrichtung 200 mit den ersten Rückschlagventilen 6.
Die hydraulischen Komponenten der beispielsgemäßen Bremsanlage sind also in drei elektrohydraulischen bzw. hydraulischen Einheiten 100, 200, 300 angeordnet, wobei die Bremsensteuer¬ vorrichtung 200 das Mittlere der Module bildet.
Bevorzugt wird jede der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (ECU) , also die ECU der Druckmodulationsvorrichtung 300 und die ECU der Bremsensteuervorrichtung 200, von einer eigenen elektrischen Energieversorgung versorgt (nicht dargestellt) .
Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel der Bremsanlage unterscheidet sich vom ersten Ausführungs¬ beispiel der Bremsanlage in Fig. 1 nur durch die Bremsensteuervorrichtung. Daher wird im Folgenden nur auf die Unterschiede in der Bremsensteuervorrichtung eingegangen. Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Bremsensteuervorrichtung entspricht weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist je Kreis der Bremsensteuer¬ vorrichtung 200 ein zweites elektrisch steuerbares, vorteil- hafterweise stromlos geschlossen ausgeführtes Ventil 7 vor¬ gesehen. Ventil 7 ist in der hydraulischen Verbindung zwischen der Saugseite 41 der Pumpe 50 und dem Eingangsdruckanschluss 1 (d.h. in dem Leitungsabschnitt 4a und 4c) angeordnet. Ent¬ sprechend sperrt Ventil 7 im unbestromten Zustand den Druck- mittelvolumenstrom vom Eingangsdruckanschluss 1 zur Pumpen- saugseite 41 ab. Durch das zweite Ventil 7 wird die Pumpe 50 vor Beschädigung geschützt.
Rückschlagventil 6 ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zum einen dem ersten Ventil 5 parallel geschaltet und zum anderen der Pumpe 50 mit zweitem Ventil 7 parallel geschaltet. Rück¬ schlagventil 6 dient dazu, Ventil 7 und Pumpe 50 sowie das Analogventil 5 zu überbrücken und somit eine Verbindung mit geringem Strömungswiderstand zwischen dem Eingangsdruckan- schluss 1 und dem Ausgangsdruckanschluss 3 der Bremsensteu¬ ervorrichtung 200 zu schaffen, um ein Druckmittel-Ansaugen der nachgeschalteten Druckmodulationsvorrichtung 300 durch die Bremsensteuervorrichtung 200 zu erleichtern. Das Hydrauliklayout der erfindungsgemäßen Bremsensteuervorrichtung ermöglicht ein Durchströmen mit optimiertem hydraulischem Widerstand. Dies ist insbesondere von Vorteil, um ein Ansaugen von Druckmittel des nachgeschalteten Bremssystem (der Druckmodulationsvorrichtung) mit möglichst geringem hydrau- lischem Widerstand durch die Bremsensteuervorrichtung zu ermöglichen .
Mit einem verhältnismäßig geringen Hydraulikaufwand der Ver¬ wendung eines Rückschlagventils 6 pro Bremskreis wird eine direkte Verbindung mit geringem Strömungswiderstand zwischen Eingangsdruckanschluss 1 und Ausgangsdruckanschluss 3 erreicht, welche die sonst zu durchströmenden hydraulischen Widerstände des Analogventils 5 bzw. der Pumpe 50 und ggf. des Ventils 7 umgeht .
Die Bremsensteuervorrichtung (das Pumpen-Ventil-Modul) verstärkt bevorzugt die eingangsseitig anliegenden Eingangsdrücke (z.B. Hauptbremszylinderdrücke) und gibt diese ausgangsseitig an eine elektrisch steuerbare Druckmodulationsvorrichtung, insbesondere an ein ESC-Elektrohydraulikmodul (ESC: Electronic Stability Control) , ab.
Die Bremsensteuervorrichtung wird bevorzugt von einer separaten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) angesteuert, die unabhängig von der Funktion der elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) der Druckmodulationsvorrichtung (z.B. des ESC-Elektrohydraulikmoduls ) ist. Dies schafft die
für automatisiertes Fahren notwendige Redundanz der elektronisch gesteuerten Bremsdruckbereitstellung.
Eine erfindungsgemäße Bremsensteuervorrichtung wird bevorzugt als Ergänzung zu einem Hauptbremssystem genutzt, welches bereits einen elektrisch ansteuerbaren Druckerzeuger bzw. Druckquelle 350 besitzt.
Die Bremsensteuervorrichtung beinhaltet bevorzugt die für eine Redundanz nötige eigene elektronische Steuer- und Re¬ geleinheit (ECU) und einen zweiten elektrisch ansteuerbaren Druckerzeuger bzw. Druckquelle 50, so dass im gesamten
Bremssystem zwei unabhängige ECUs und elektrisch ansteuerbare Druckerzeuger 350, 50 vorhanden sind.
Die beispielsgemäßen Bremsensteuervorrichtungen 200 umfassen keinen Anschluss für einen Druckmittelbehälter oder Druck- mittelvorratsbehälter .
In elektrisch verstärkten Bremsanalagen wird ein besonderes Augenmerk auf die Verfügbarkeit gelegt. Eine hohe Verfügbarkeit wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Bremsanlage aus mindestens zwei voneinander unabhängigen elektrischen Energiequellen versorgt wird. Außerdem sind bevorzugt die durch mögliche Ausfälle gefährdeten Komponenten, wie ECUs (elekt- ronische Steuer- und Regeleinheiten) und Aktuatoren (z.B. elektrisch steuerbare Druckquellen) , zumindest zweifach ausgeführt .

Claims
Bremsensteuervorrichtung (200) für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit zumindest zwei Bremskreisen, umfassend für jeden der Bremskreise einen Eingangsdruck- anschluss (1), insbesondere zur Verbindung mit einer bremspedalbetätigbaren Druckquelle (100), und einen zugehörigen Ausgangsdruckanschluss (3) , insbesondere zur Verbindung mit einer Radbremse, wobei je Bremskreis
• eine erste hydraulische Verbindung (IIa, IIb) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruckanschluss
(3) vorgesehen ist, in welcher ein, insbesondere stromlos offen ausgeführtes, analog ansteuerbares, erstes Ventil
(5) angeordnet ist,
• eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle, insbesondere Pumpe (50), mit einer Saugseite (41) und einer Druckseite (42) vorgesehen ist, wobei die Saugseite (41) mit dem Eingangsdruckanschluss (1) verbunden ist und die
Drucksaugseite (42) mit dem Ausgangsdruckanschluss (3) verbunden ist, und
• eine zweite hydraulische Verbindung (IIa, 2a, 2b) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruck¬ anschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses (3) hin öffnendes erstes Rückschlagventil (6) angeordnet ist.
Bremsensteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsensteuervorrichtung (200) keinen Anschluss für einen Druckmittelbehälter oder
Druckmittelvorratsbehälter umfasst .
Bremsensteuervorrichtung nach Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten hydraulischen Verbindung (IIa, 2a, 2b) neben dem ersten Rückschlagventil (6) kein weiteres Ventil angeordnet ist.
4. Bremsensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (6) einen großen Durchtrittsquerschnitt besitzt, insbesondere einen Durchtrittsquerschnitt von mindestens 3 bis 4mm.
5. Bremsensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Ventil (5) ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses (3) hin öffnendes zweites Rückschlagventil (10) parallel geschaltet ist, welches insbesondere einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als das erste Rückschlagventil (6) besitzt.
6. Bremsensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (6) dem ersten Ventil (5) parallel geschaltet und der Pumpe parallel geschaltet ist.
7. Bremsensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (41) der Pumpe (50) mit dem Eingangsdruckanschluss (1) über ein zweites, stromlos geschlossen ausgeführtes Ventil (7) trennbar verbunden ist.
8. Bremsensteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (6) zweitem Ventil (7) und Pumpe (50) parallel geschaltet ist.
9. Bremsensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsensteuervorrichtung als eine bauliche Einheit in Form eines Bremsensteuergeräts mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) und einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit (HCU) ausgeführt ist, wobei die elektronische Steuer- und Regel¬ einheit zur Ansteuerung der Pumpe oder Pumpen (50) und des oder der ersten Ventile (5) , und insbesondere des oder der zweiten Ventile (7), ausgebildet ist.
Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug zur Betätigung von hydraulisch betätigbaren Radbremsen (151a-151d), mit
• einer Betätigungsvorrichtung (100) mit einem
bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder (99) mit zumindest zwei Druckräumen zum Anschließen von je einem Bremskreis ,
• insbesondere einem der Betätigungsvorrichtung (100) zugeordneten unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (140),
• einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationsvorrichtung (300) zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke mit einer elektrisch ansteuerbaren Druckquelle (310), und insbesondere mit zumindest einem Einlassventil (352a-352d) und einem Auslassventil (353a-353d) für jede Radbremse (151a-151d), und
• einer Bremsensteuervorrichtung (200), welche hydraulisch zwischen der Betätigungsvorrichtung (100) und der Druckmodulationsvorrichtung (300) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bremsensteuervorrichtung (200) für j eden der Bremskreise einen Eingangsdruckanschluss (1) und einen zugehörigen Ausgangsdruckanschluss (3) umfasst, wobei je Bremskreis
• eine erste hydraulische Verbindung (IIa, IIb) zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangsdruck¬ anschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein, insbesondere stromlos offen ausgeführtes, analog
ansteuerbares, erstes Ventil (5) angeordnet ist, • eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle, insbesondere Pumpe (50), mit einer Saugseite (41) und einer Druckseite (42) vorgesehen ist, wobei die Saugseite (41) mit dem Eingangsdruckanschluss (1) verbunden ist und die
Drucksaugseite (42) mit dem Ausgangsdruckanschluss (3) verbunden ist, und
• eine zweite hydraulische Verbindung (IIa, 2a, 2b)
zwischen dem Eingangsdruckanschluss (1) und dem Ausgangs¬ druckanschluss (3) vorgesehen ist, in welcher ein in Richtung des Ausgangsdruckanschlusses (3) hin öffnendes erstes Rückschlagventil (6) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsdruckanschlüsse (1) der Bremsensteuervor¬ richtung (200), insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Ventils, mit dem Hauptbremszylinder (99) verbunden sind, und dass die Ausgangsdruckanschlüsse (3) der Bremsensteuer¬ vorrichtung (200) mit der Druckmodulationsvorrichtung (300) verbunden sind.
Bremsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodulationsvorrichtung (300) als eine bauliche Einheit in Form eines Bremsensteuergeräts mit einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) und einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit (HCU) ausgeführt ist, wobei die elektronische Steuer- und Regel¬ einheit zur Ansteuerung der Komponenten der hydraulischen Steuer- und Regeleinheit ausgebildet ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (100) einen dem Hauptbremszylinder (99) vorgeschalteten, insbesondere elektrisch betätigbaren, Bremskraftverstärker (150), insbesondere Vakuumbremskraftverstärker, umfasst.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Bremsensteuervorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9 umfasst.
PCT/EP2016/050941 2015-01-21 2016-01-19 Bremsensteuervorrichtung für eine hydraulische kraftfahrzeug-bremsanlage sowie bremsanlage mit einer derartigen bremsensteuervorrichtung WO2016116416A1 (de)

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