DE19538974B4

DE19538974B4 - Bremsanlage

Info

Publication number: DE19538974B4
Application number: DE1995138974
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Kahrs; Peter E. Dr Rieth; Jochen Burgdorf; Stefan A. Drumm; Alfred Eckert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: WO1997014590A1; DE19538974A1

Abstract

Bremsanlage mit einem Hauptzylinder, der eine Arbeitskammer aufweist, die von einem Arbeitskolben begrenzt wird und an die Bremskreise mit Radbremsen angeschlossen sind,
mit einer Antriebseinheit, die einen Antriebskolben aufweist, der am Arbeitskolben abgestützt ist, und der eine Antriebskammer begrenzt,
und mit einer elektronisch steuerbaren Druckquelle, die hydraulisch mit der Antriebskammer verbunden ist, mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die einen Druck für die Antriebskammer ermittelt und entsprechende Signale an die Druckquelle abgibt, die über einen ersten Ausgang verfügt, der mit der Antriebseinheit verbunden ist, mit einem Pedalsensor, der zumindest den Pedalweg erfaßt, wobei aufgrund der Pedalweginformation der Druck in der Antriebskammer ermittelt wird, wobei der Druck in der Antriebskammer ausschließlich aufgrund eines elektronischen Steuersignals bestimmt und eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (3) über einen weiteren Ausgang (40) verfügt, der mit einer Kupplungsbetätigung (30) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 43 10 061 A1 bekannt. Bei dieser Bremsanlage ist ein die Bewegung einer Druckstange erfassender Sensor vorgesehen, dessen Signal durch eine Steuer- und Regelelektronik ausgewertet wird, die bei einer Regelabweichung einen Schwimmkolben aktiviert, um den Druck in einer Antriebskammer einzustellen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Bremsanlage dahingehend zu erweitern, daß die steuerbare Druckquelle zur Betätigung einer Kupplung genutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird für eine Bremsanlage der gattungsbildenden Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigt:
1 das Grundsystem einer fremdbetätigbaren Bremsanlage, und die
2 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der zusätzlich zur Grundausführung eine Kupplungsbetätigung vorgesehen ist.
Es soll zunächst auf die 1 Bezug genommen werden. Das Grundsystem besteht aus einem Hauptzylinder 1, der in diesem Ausführungsbeispiel als Tandem-Hauptzylinder ausgeführt ist. Dem Hauptzylinder 1 ist eine Antriebseinheit 2 mechanisch vorgeschaltet, die über eine elektrisch steuerbare Druckquelle 3 mit hydraulischer Energie versorgt wird. Die Antriebseinheit enthält, was hier nicht näher dargestellt ist, einen Antriebskolben, der am Arbeitskolben des Hauptzylinders abgestützt ist. Der Antriebskolben begrenzt weiterhin eine Antriebskammer, die über eine Leitung 4 mit der elektrisch steuerbaren Druckquelle 3 verbunden ist.
Die Antriebseinheit ist damit so gestaltet, daß der Hauptzylinder betätigt wird, wenn Druckmittel unter Druck aus der Druckquelle 3 in die Antriebskammer einströmt.
Um die Druckquelle 3 steuern zu können, und um ggf., das heißt bei Ausfall der Druckquelle 3, den Hauptzylinder 1 mechanisch betätigen zu können, ist ein Pedal 5 vorgesehen, das über einen Pedalkolben 6 mit der Antriebseinheit zusammenwirkt. Dies kann in unterschiedlicher Weise erfolgen.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, daß der Pedalkolben 6 fest mit dem Antriebskolben verbunden ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Pedalkolben 6 lediglich am Antriebskolben anliegt. Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Pedalkolben 6 lediglich mit einer Wirkfläche in die Antriebskammer eintaucht, was dazu führt, daß der in der Antriebskammer eingesteuerte Druck der vom Fahrer ausgeübten entgegenwirkt. Desweiteren ist es denkbar, daß der Pedalkolben 6 lediglich an einer Simulationsfeder abgestützt ist.
Entscheidend ist, daß ein Pedalsensor 7 vorgesehen ist, der in dem Ausführungsbeispiel nach der 1 einen Wegsensor umfaßt. Dieser Sensor erfaßt den Verschwenkweg des Pedals 5, den es unter Einwirkung der Pedalkraftdurch zurücklegt.
Zusätzlich kann, was in dieser Figur nicht dargestellt ist, der Pedalsensor einen Kraftsensor enthalten, der die auf das Pedal ausgeübte Kraft mißt.
Die Signale des Pedalsensors 7 werden einer elektronischen Steuereinheit 8 zugeführt, die aufgrund bestimmter Algorithmen den Druck errechnet, den die Druckquelle 3 der Antriebskammer zur Verfügung stellen soll. Dazu errechnet die Steuereinheit 8 entsprechende Stellsignale, die am Ausgang 9 zur Verfügung gestellt werden.
Die Form der Signale am Ausgang 9 hängt von der Art der Druckquelle ab. Beinhaltet die Druckquelle eine Pumpe, deren Druckmittelabgabe über ein Ventil gesteuert wird, so stehen am Ausgang 9 entsprechende Schaltsignale für das Ventil zur Verfügung. Wird die Druckquelle von einem Stellzylinder gebildet, dessen Kolben von einem Motor angetrieben wird, so liegen am Ausgang 9 entsprechende Signale für den Stellmotor vor.
An den Hauptzylinder 1 sind zwei Bremskreise, die mehrere Radbremsen 12, 13, 14, 15 umfassen, angeschlossen.
Die Bremskreise 10,11 enthalten eine hydraulische Steuereinheit 16, die Ein- und Auslaßventile sowie Rückförderpumpen enthält. Hier sind verschiedene hydraulische Schaltungsmöglichkeiten bekannt, die an dieser Stelle nicht näher erläutert werden brauchen. Entscheidend ist, daß mit Hilfe der Ventile die Drüc ke in den Radbremsen individuell und unabhängig vom Druck im Hauptzylinder eingestellt werden können.
Die elektronische Steuereinheit 8 sieht nun mindestens zwei Algorithmen vor, die unterschiedlichen Betriebsarten zugeordnet sind.
Im Verstärkermodus wird in Abhängigkeit von den Signalen des Pedalsensors, insbesondere von den Signalen des Wegsensors ein Druck für die Antriebseinheit zum Betätigen des Hauptzylinders 1 ermittelt. Der Betätigungsdruck wird dabei so ermittelt, das mit größerwerdendem Pedalweg die Betätigungskraft überproportional ansteigt, was in etwa der Kraft-Wegcharakteristik eines Pedals für eine herkömmliche Bremsanlage entspricht. In dieser Betriebsart arbeitet das System im Endeffekt wie ein mechanisch betätigtes Proportionalventil eines üblichen hydraulischen Verstärkers.
Um den in der Steuereinheit 8 errechneten Druck in der Antriebskammer einstellen zu können, schließt an die Kammer bzw. an die Druckleitung 4 ein Drucksensor 17 an, dessen Signal an die elektronische Steuereinheit 8 gegeben wird, sodaß ein unterlagerter Druckregler realisiert werden kann.
Die mit den Radbremsen 12 – 15 versehenen Räder des Fahrzeuges sind mit Drehzahlsenoren 18, 19, 20, 21 versehen, die ihre Signale ebenfalls an die elektronische Steuereinheit 8 geben.
Die Radsensoren ermöglichen es, den Schlupf der Räder zu ermitteln, so daß für den Fall, daß eine oder mehrere Räder zu blockieren drohen, eine Bremsschlupfregelung stattfinden kann.
Dazu werden Steuersignale an die hydraulische Steuereinheit 16 gegeben.
Eine Bremsschlupfregelung läuft dabei unabhängig von der Steuerung der Antriebseinheit 2.
Die hydraulische Steuereinheit 16 kann aber nicht nur eingesetzt werden, um den Bremsschlupf zu regeln, also ein Blockieren der Räder zu vermeiden, sondern auch um den Antriebsschlupf zu begrenzen, oder aber gezielt Bremskräfte aufzubauen, um ein Schleudern des Fahrzeuges zu verhindern. Diese und weitere Systeme werden unter dem Begriff "fremdbetätigt" zusammengefaßt, da in diesem Fall ein Bremsdruck in den Radbremsen aufgebaut wird, auch ohne daß das Pedal 5 betätigt wird. Dazu weist die elektronische Steuereinheit 8 eine Schnittstelle 22 zu weiteren elektronischen Reglern auf, die entsprechende Regelalgorithmen aufweisen und über die elektronische Steuereinheit 8 die Druckquelle 3 derart steuern, daß unabhängig von einer Pedalbetätigung im Hauptzylinder 1 ein Druck aufgebaut wird, der anschließend durch eine Ansteuerung der hydraulischen Steuereinheit 16 entsprechend der in den weiteren elektronischen Steuereinheiten abgelegten Regelalgorithmen modifiziert wird.
Die Besonderheit der Bremsanlage liegt somit darin, daß sowohl im Fall einer Pedalbetätigung als auch im Falle einer Fremdbetätigung der Betätigungsdruck in der Antriebseinheit 2 über eine elektrisch steuerbare Druckquelle 3 eingespeist wird. Damit kann auf ein mechanisch arbeitendes Proportionalventil in der Antriebseinheit 2 verzichtet werden.
Die 2 zeigt eine Erweiterung des Systems nach 1 mit einer Kupplungsbetätigung 30.
Weiterhin ist die elektronische Steuereinheit 8 für die Druckquelle 3 räumlich integriert mit der elektronischen Steuerung für die hydraulische Steuereinheit 16.
Weiterhin wird diese kombinierte elektronische Steuereinheit räumlich zusammengeführt mit der hydraulischen Steuereinheit 16.
Der Pedalsensor 7 besteht hier, wie schon angedeutet, aus einem Wegsensor 31 sowie einem Kraftsenor 32. Die Felder 33 und 34 deuten weitere Sensoren an, die notwendig sind, um verschiedene Regelaufgaben erledigen zu können.
Die elektrisch steuerbare Druckquelle 3 besteht hier aus einer Pumpe 35 und einem Speicher 36, die über zwei durch Drucksteller 37,38 getrennte Ausgänge 39 und 40 verfügt. Während der eine Ausgang 39 über die Druckleitung 4 zur Antriebseinheit 2 geführt ist, führt der zweite Ausgang 46 über eine Druckleitung 41 zu einer Kupplungsbetätigung 30. Das heißt für die Antriebseinheit 2 sowie für die Kupplungsbetätigung 30 ist ein gemeinsamer hydraulischer Antrieb vorgesehen.
Grundsätzlich können natürlich anstelle einer gemeinsamen Druckquelle 35 auch getrennte Druckquellen vorgesehen werden, die z. B. als Stellaktuatoren ausgebildet sein können.
Der von der Pumpe zur Verfügung gestellt Druck liegt bei ca 50 bar. Dies ist ein üblicher Betätigungsdruck für Kupplungen in Personenkraftwagen, der es ermöglicht Stellzylinder aus Kunststoff zu verwenden. Die Antriebseinheit 2 kann nun ebenfalls diesem Druckniveau angepaßt werden, so daß ein integriertes Druckversorgungssystem auf niedrigen Druckniveau ensteht.
Zur Betätigung der Drucksteller 37 und 38 ist eine elektronische Steuereinheit 8' vorgesehen, die neben den Signalen der Pedalsensoren 31,32 Signale von Sensoren 42 erhält, die notwendig sind, die Steuerung der Kupplungsbetätigung durchzuführen.
Die Steuereinheit 8' enthält auch Unteralgorithmen, die dafür sorgen, daß die Antriebseinheit 2 zur Betätigung der Bremse mit Priorität mit Druckmittel versorgt wird.
Das beschriebene System ist insbesondere dann von Interesse, wenn im Fahrzeug auf ein Kupplungspedal verzichtet wird, und die Kupplung somit nicht vom Fahrer sondern automatisch aufgrund von Signalen einer entsprechenden Sensorik betätigt wird. Auf diese Weise kann ein halbautomatisches Getriebe realisiert werden.
Für den eingangs erwähnten Verstärkermodus hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, mit zwei Pedalsensoren zu arbeiten, wobei der eine Sensor als Wegsensor und der andere Sensor als Kraftsensor ausgebildet ist.
Eine übliche Pedalcharakteristik ist nämlich dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anfangsphase große Pedalwege zurückgelegt werden, ohne daß der Druck in den Bremskreisen überproportional ansteigt. Sobald aber ein bestimmter Druck aufgebaut worden ist, lassen sich schon mit kleinen zusätzlichen Pedalwegen überproportionale Drucksteigerungen erreichen.
Die Drucksteuerung bzw -Regelung im Verstärkermodus läßt sich damit am einfachsten durchführen, indem bei kleinen Drücken die Steuerung auf die Weginformation aufbaut, während bei hohen Drücken die Kraftinformation genutzt wird.

Claims

Bremsanlage mit einem Hauptzylinder, der eine Arbeitskammer aufweist, die von einem Arbeitskolben begrenzt wird und an die Bremskreise mit Radbremsen angeschlossen sind, mit einer Antriebseinheit, die einen Antriebskolben aufweist, der am Arbeitskolben abgestützt ist, und der eine Antriebskammer begrenzt, und mit einer elektronisch steuerbaren Druckquelle, die hydraulisch mit der Antriebskammer verbunden ist, mit einer elektronischen Steuereinrichtung, die einen Druck für die Antriebskammer ermittelt und entsprechende Signale an die Druckquelle abgibt, die über einen ersten Ausgang verfügt, der mit der Antriebseinheit verbunden ist, mit einem Pedalsensor, der zumindest den Pedalweg erfaßt, wobei aufgrund der Pedalweginformation der Druck in der Antriebskammer ermittelt wird, wobei der Druck in der Antriebskammer ausschließlich aufgrund eines elektronischen Steuersignals bestimmt und eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (3) über einen weiteren Ausgang (40) verfügt, der mit einer Kupplungsbetätigung (30) verbunden ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bremskreisen eine hydraulische Steuereinheit (16) vorgesehen ist, die wenigstens ein Ventil und mindestens eine Rückförderpumpe beinhaltet, wobei durch eine entsprechende Ansteuerung der hydraulischen Steuereinheit (16) der Druck in den Radbremsen (12, 13, 14, 15) individuell und unabhängig vom Hauptzylinderdruck eingestellt werden kann.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalsensor (7) neben einem Wegsensor (31) einen weiteren Sensor (32) enthält, der die auf das Pedal (5) ausgeübte Kraft ermittelt und an eine elektrische Steuereinheit weitergibt.
Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Antriebskammer eingesteuerte Druck bei kleinen Pedalwegen aufgrund der Pedalweginformation und bei großen Betätigungskräften aufgrund einer Kraftinformation ermittelt wird.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (3) für beide Ausgänge (39, 40) über eine gemeinsame Pumpe (35) verfügt.