DE102007025648A1

DE102007025648A1 - Bremssystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102007025648A1
Application number: DE102007025648A
Authority: DE
Inventors: Frank Sikorski
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-03-13
Also published as: WO2008017713A1

Abstract

Um bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage vom Typ "Brake-by-wire" insbesondere bei Panikbremsungen einen Druckaufbau in den Radbremsen ohne Verzögerungen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass ein Mittel (21) vorgesehen ist, das bei einer schnellen Betätigung eines Bremspedals (1) ein Vorfüllen von Radbremsen (5, 6, 7, 8) mit hydraulischem Druckmittel bzw. einen begrenzten Druckaufbau in den Radbremsen (5, 6, 7, 8) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für Kraftfahrzeuge vom Typ „Brake-by-wire" mit:
einem mittels eines Bremspedals betätigbaren hydraulischen Bremsdruckgeber mit mindestens einem Druckraum, an den über mindestens ein Trennventil Radbremsen des Kraftfahrzeuges anschließbar sind, die andererseits mit einer hydraulischen „Fremd"-Druckquelle verbindbar sind, mit Mitteln zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches, einem Pedalkraftsimulator, der mit dem Bremsdruckgeber zusammen wirkt, durch den in der Betriebsart „Brake-by-wire" eine auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft simulierbar ist, und der durch eine hydraulische Zylinderanordnung mit einem durch eine Simulatorfeder vorgespannten Simulatorkolben gebildet ist, sowie mit einer Ventileinrichtung, die in der Betriebsart „Brake-by-wire" ein Beaufschlagen des Simulatorkolbens mit dem in dem Bremsdruckgeber eingesteuerten hydraulischen Druck ermöglicht, wobei den Radbremsen hydraulische Druckaufbauventile bzw. Einlassventile vorgeschaltet und hydraulische Druckabbauventile bzw. Auslassventile nachgeschaltet sind, die ein Verbinden der Radbremsen mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter ermöglichen.
Ein derartiges Bremssystem ist aus der europäischen Patentschrift EP 1 371 535 B1 bekannt. Der Bremsdruckgeber wird bei dem vorbekannten Bremssystem durch einen zweikreisigen Hauptbremszylinder in der sog. Tandemausführung gebildet, wobei der Pedalkraftsimulator einerseits unter Zwischenschaltung eines stromlos offenen (SO-) ersten Absperrventils mit den einer ersten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremsen und andererseits unter Zwischenschaltung eines stromlos geschlossenen (SG-) zweiten Absperrventils mit einem dem Hauptbremszylinder zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter verbunden ist. Als weniger vorteilhaft anzusehen ist bei dem vorbekannten Bremssystem sein Verhalten bei Panikbremsungen, bei denen ein Druckaufbau in den Radbremsen durch die Fremddruckquelle erst nach dem Schließen der Trennventile erfolgt, so dass zwischen der schnellen Betätigung des Bremspedals und dem Druckaufbau in den Radbremsen eine unerwünschte Verzögerung in Kauf genommen werden muss.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Dynamik eines Bremssystems der eingangs genannten Gattung zu verbessern, so dass insbesondere bei Panikbremsungen ein Druckaufbau in den Radbremsen ohne Verzögerungen erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ein Mittel vorgesehen ist, das bei einer schnellen Betätigung des Bremspedals ein Vorfällen der Radbremsen mit hydraulischem Druckmittel bzw. einen begrenzten Druckaufbau in den Radbremsen ermöglicht.
Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass das Mittel durch ein zum Bremsdruckgeber hin schließendes Rückschlagventil gebildet ist, das dem mindestens einen Trennventil parallel geschaltet ist.
Eine andere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die Auslassventile als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wege-Schaltventile ausgebildet sind und dass in einer Leitung, die die Auslassventile mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbindet, ein analog regelbares 2/2-Wegeventil mit Druckbegrenzungsfunktion eingefügt ist. Durch diese Maßnahme wird unter Verwendung von kostengünstigen Mitteln ein geregelter Druckabbau realisiert.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung werden in der Betriebsart „Brake-by-wire" entstehende Geräusche dadurch reduziert, dass die „Fremd"-Druckquelle durch ein Motor-Pumpen-Aggregat gebildet ist, an dessen Druckseite eine Dämpfungskammer vorgesehen ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Dämpfungskammer eine Blende nachgeschaltet ist.
Zur besseren Regelung des von der „Fremd"-Druckquelle bereit gestellten Druckes ist bei einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ein zweites analog regelbares 2/2-Wegeventil mit Druckbegrenzungsfunktion vorgesehen, das einerseits an eine die Einlassventile mit dem Druckgeber sowie mit der „Fremd"-Druckquelle verbindende Leitung und andererseits an einen zwischen dem analog regelbaren 2/2-Wegeventil mit Druckbegrenzungsfunktion und dem Druckmittelvorratsbehälter liegenden Leitungsabschnitt angeschlossen ist.
Eine kostengünstig herstellbare Ausführungsvariante sieht vor, dass der Druckgeber als ein einkreisiger Hauptbremszylinder ausgeführt ist, an dessen Druckraum die Radbremsen sowie der Pedalkraftsimulator angeschlossen sind.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Druckgeber als ein einkreisiger Hauptbremszylinder ausgeführt ist, mit dessen Druckraum die Radbremsen verbindbar sind, während der Pedalkraftsimulator mit einem vom Druckraum getrennten weiteren Druckraum verbindbar ist.
Eine redundante Erfassung des Fahrerverzögerungswunsches wird schließlich dadurch erreicht, dass die Mittel zum Erfassen des Verzögerungswunsches durch einen Pedaiwinkel-Sensor sowie einen Wegsensor gebildet sind, der den Weg einer beweglichen Wand eines dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Unterdruckbremskraftverstärkers sensiert.
Schließlich sieht eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ein zu einer Fahrzeugachse hin schließendes Rückschlagventil vorgesehen ist, das einen Druckaufbau in den dieser Fahrzeugachse zugeordneten Radbremsen durch den hydraulischen Bremsdruckgeber verhindert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung an zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen 1 und 2 je ein hydraulisches Schaltbild einer ersten (1) sowie einer zweiten (2) Ausführung des erfindungsgemäßen Bremssystems.
Das in der Zeichnung dargestellte elektrohydraulische Bremssystem nach der Erfindung besteht im Wesentlichen aus einem mittels eines Bremspedals 1 betätigbaren hydraulischen Bremsdruckgeber 2, einem an den Bremsdruckgeber 2 angeschlossenen hydraulischen Bremskreis, einem Verstärkerkreis, einem Druckmodulationskreis, einer nicht dargestellten elektronischen Steuer- und Regeleinheit sowie an den Druckmodulationskreis angeschlossenen, zwei Fahrzeugachsen zugeordneten Radbremsen 5, 6, 7 und 8. Der Bremsdruckgeber 2 ist bei beiden Ausführungen als ein einkreisiger Hauptbremszylinder ausgeführt, der mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 20 versehen ist und dem ein pneumatischer Bremskraftverstärker, vorzugsweise ein Unterdruckbremskraftverstärker 37 vorgeschaltet ist. Einer redundanten Erfassung des Fahrerverzögerungswunsches dienen ein Bremspedalwinkelsensor 10 sowie ein Wegsensor 11, der den Weg einer nicht dargestellten beweglichen Wand des Unterdruckbremskraftverstärkers 37 sensiert.
Der mit einem lediglich schematisch angedeuteten Druckraum 3 des Hauptbremszylinders 2 in Verbindung stehende Bremskreis weist eine hydraulische Leitung 38 auf, an die unter Zwischenschaltung einer Ventilanordnung 19 ein Pedalkraftsimulator 12, ein Drucksensor 39 sowie unter Zwischenschaltung eines Trennventils 4 sowie des vorhin erwähnten Druckmodulationskreises die Radbremsen 5, 6, 7, 8 angeschlossen sind. Dem Trennventil 4 ist ein zum Hauptbremszylinder 2 hin schließendes Rückschlagventil 21 parallel geschaltet. Die Ventilanordnung 19, die eine Trennung des Pedalkraftsimulators 12 vom Druckraum 3 ermöglicht, ist als ein stromlos geschlossenes (SG-) 2/2-Wegeventil ausgebildet. Der Pedalkraftsimulator 12 wird durch eine hydraulische Zylinderanordnung gebildet, in der ein mittels einer Simulatorfeder 13 vorgespannter Simulatorkolben 14 verschiebbar geführt ist. Auf der Ausgangsseite des Trennventils 4 zweigt von der vorhin erwähnten hydraulischen Leitung 38 eine weitere Leitung 32 ab, an die einerseits unter Zwischenschaltung einer Dämpfungskammer 29 sowie einer Drosselstelle bzw. Blende 30 eine hydraulische „Fremd"-Druckquelle 9 und andererseits die Radbremsen 5-8 angeschlossen sind. Die „Fremd"-Druckquelle 9 ist im gezeigten Beispiel als ein Motor-Pumpen-Aggregat 24 ausgebildet. Ein stromabwärts der Blende 30 an die Leitung 32 angeschlossener Drucksensor 41 dient der Erfassung des von der „Fremd"-Druckquelle 9 bereit gestellten Druckes, wobei in dem Leitungsabschnitt zwischen dem einer ersten Fahrzeugachse, beispielsweise der Vorderachse, zugeordneten Radbremsenpaar 5, 6 und dem einer zweiten Fahrzeugachse, beispielsweise der Hinterachse, zugeordneten Radbremsenpaar 7, 8 ein zur zweiten Fahrzeugachse schließendes Rückschlagventil 42 eingefügt ist. Dadurch wird bei einem Ausfall der „Fremd"-Druckquelle 9 sichergestellt, dass auch bei einem klein dimensionierten Hauptzylinder 3 ein ausreichend hoher Druck an der Vorderachse erreicht werden kann. Die Leitung 32 bildet zusammen mit dem Motor-Pumpen-Aggregat 24, der ihm nachgeschalteten Dämpfungskammer 29, der Blende 30 sowie dem Drucksensor 41 den vorhin erwähnten Verstärkerkreis.
Der den Radbremsen 5-8 zugeordnete Druckmodulationskreis enthält den Radbremsen 5-8 vorgeschaltete Einlassventile 15, 16, 17, 18, Raddrucksensoren 45, 46, 47, 48, den Radbremsen 5-8 nachgeschaltete Auslassventile 25, 26, 27, 28 sowie ein analog regelbares 2/2-Wegeventil 23 mit Druckbegrenzungsfunktion, das in einer Leitung 22 eingefügt ist, die die Auslassventile 25-28 mit dem vorhin erwähnten Druckmittelvorratsbehälter 20 verbindet. Während die Auslassventile 25-28 als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wege-Schaltventile ausgebildet sind, sind die Einlassventile 15-18 als analog regelbare 2/2-Wegeventile ausgeführt, wobei den dem ersten Radbremsenpaar 5, 6 zugeordneten Einlassventilen 15, 16 zu den Radbremsen 5-8 hin schließende Rückschlagventile 55, 56 parallel geschaltet sind.
Der Aufbau der in 2 dargestellten zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung entspricht weitgehend dem der in 1 gezeigten ersten Ausführung. Dabei weist der Hauptbremszylinder 33' einen von seinem Druckraum 3'' mittels eines zweiten Kolbens 35 getrennten zweiten Druckraum 34 auf, an den unter Zwischenschaltung der im Zusammenhang mit 1 erwähnten Ventilanordnung 19 der Pedalkraftsimulator 12 angeschlossen ist. Um die Güte der Druckregelung weiter zu verbessern ist ein zweites analog regelbares 2/2-Wegeventil 31 mit Druckbegrenzungsfunktion vorgesehen, das zwischen der vorhin genannten Leitung 32 und einem Leitungsabschnitt 22a geschaltet ist, der das erste analog regelbare 2/2-Wegeventil 23 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 20 verbindet.
Die Funktionsweise von Bremssystemen vom Typ „Brake-by-wire" ist im Wesentlichen dem Fachmann bekannt. Bei einem Druckaufbau in der Betriebsart „Brake-by-wire" wird das Bremspedal 1 vom Fahrer betätigt, wobei der Fahrerverzögerungswunsch von den Sensoren 10, 11 erfasst wird. Gleichzeitig werden das Trennventil 4 sowie die Ventilanordnung 19 umgeschaltet, wobei das vom Fahrer verdrängte Druckmittel vom Pedalkraftsimulator 12 aufgenommen wird, der eine am Bremspedal 1 spürbare Gegenkraft entsprechend der gewünschten Kennlinie erzeugt. Entsprechend dem Fahrerverzögerungswunsch wird durch einen drehzahlgeregelten Betrieb des Motor-Pumpen-Aggregats 24 in den Radbremsen 5-8 ein Druck aufgebaut. Das dem Trennventil 4 parallel geschaltete Rückschlagventil 21 bleibt geschlossen, da der Raddruckwert immer höher ist als der im Hauptbremszylinder 2 eingesteuerte Druck. Ein Druckabbau, der durch Lösen des Bremspedals 3 eingeleitet wird, findet über die Auslassventile 25-28 sowie das erste analog regelbare 2/2-Wegeventil 23 geregelt statt.
Wird das Bremspedal 1 vom Fahrer mit hoher Dynamik bzw. sehr schnell betätigt, so dass dadurch am Trennventil 4 eine ausreichend große Druckdifferenz entsteht, so können die Radbremsen 5, 6 trotz geschlossenem Trennventil 4 über das Rückschlagventil 21 mit Druckmittel vorbefüllt werden bzw. es kann bereits ein Bremsdruck aufgebaut werden. So können die Auswirkungen eines verzögerten Druckaufbaus infolge der beschränkten Dynamik des Motor-Pumpen-Aggregats 24 kompensiert werden. Um dabei den Fahrer zu unterstützen kann bei erkanntem hohem Antrittsgradienten die Ventilanordnung 19 abgeschaltet werden.

Claims

Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge vom Typ „Brake-by-wire" mit: einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren hydraulischen Bremsdruckgeber (2) mit mindestens einem Druckraum (3), an den über mindestens ein Trennventil (4) Radbremsen (5, 6, 7, 8) des Kraftfahrzeuges anschließbar sind, die andererseits mit einer hydraulischen „Fremd"-Druckquelle (9) verbindbar sind, mit Mitteln (10, 11) zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches, einem Pedalkraftsimulator (12), der mit dem Bremsdruckgeber (2) zusammen wirkt, durch den in der Betriebsart „Brake-by-wire" eine auf das Bremspedal (1) wirkende Rückstellkraft simulierbar ist, und der durch eine hydraulische Zylinderanordnung mit einem durch eine Simulatorfeder (13) vorgespannten Simulatorkolben (14) gebildet ist, sowie mit einer Ventileinrichtung (19), die in der Betriebsart „Brake-by-wire" ein Beaufschlagen des Simulatorkolbens (14) mit dem in dem Bremsdruckgeber (2) eingesteuerten hydraulischen Druck ermöglicht, wobei den Radbremsen (5, 6, 7, 8) hydraulische Druckaufbauventile bzw. Einlassventile (15, 16, 17, 18) vorgeschaltet und hydraulische Druckabbauventile bzw. Auslassventile (25, 26, 27, 28) nachgeschaltet sind, die ein Verbinden der Radbremsen (5, 6, 7, 8) mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter (20) ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (21) vorgesehen ist, das bei einer schnellen Betätigung des Bremspedals (1) ein Vorfällen der Radbremsen (5, 6, 7, 8) mit hydraulischem Druckmittel bzw. einen begrenzten Druckaufbau in den Radbremsen (5, 6, 7, 8) ermöglicht.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel durch ein zum Bremsdruckgeber (2) hin schließendes Rückschlagventil (21) gebildet ist, das dem mindestens einen Trennventil (4) parallel geschaltet ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile (25, 26, 27, 28) als elektromagnetisch betätigbare 2/2-Wege-Schaltventile ausgebildet sind und dass in einer Leitung (22), die die Auslassventile (25, 26, 27, 28) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (20) verbindet, ein analog regelbares 2/2-Wegeventil (23) mit Druckbegrenzungsfunktion eingefügt ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die „Fremd"-Druckquelle durch ein Motor-Pumpen-Aggregat (24) gebildet ist, an dessen Druckseite eine Dämpfungskammer (29) vorgesehen ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskammer (29) eine Blende (30) nachgeschaltet ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites analog regelbares 2/2-Wegeventil (31) mit Druckbegrenzungsfunktion vorgesehen ist, das einerseits an eine die Einlassventile (15, 16, 17, 18) mit dem Druckgeber (2) sowie mit der „Fremd"-Druckquelle (9 bzw. 24) verbindende Leitung (32) und andererseits an einen zwischen dem analog regelbaren 2/2-Wegeventil (23) mit Druckbegrenzungsfunktion und dem Druckmittelvorratsbehälter (20) liegenden Leitungsabschnitt (22a) angeschlossen ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgeber (2) als ein einkreisiger Hauptbremszylinder (33) ausgeführt ist, an dessen Druckraum (3) die Radbremsen (5, 6, 7, 8) sowie der Pedalkraftsimulator (12) angeschlossen sind.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgeber als ein einkreisiger Hauptbremszylinder (33') ausgeführt ist, mit dessen Druckraum (3') die Radbremsen (5, 6, 7, 8) verbindbar sind, während der Pedalkraftsimulator (12) mit einem weiteren, vom Druckraum (3') getrennten Druckraum (34) verbindbar ist.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erfassen des Verzögerungswunsches durch einen Pedalwinkel-Sensor (10) sowie einen Wegsensor (11) gebildet sind, der den Weg einer beweglichen Wand eines dem Hauptbremszylinder (33, 33') vorgeschalteten Unterdruckbremskraftverstärkers (37) sensiert.
Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein zu einer Fahrzeugachse hin schließendes Rückschlagventil (42) vorgesehen ist, das einen Druckaufbau in den dieser Fahrzeugachse zugeordneten Radbremsen (7, 8) durch den hydraulischen Bremsdruckgeber (2) verhindert.