DE19600603B4

DE19600603B4 - Hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19600603B4
Application number: DE1996100603
Authority: DE
Inventors: Gunther Buschmann; Thomas PRÖGER; Markus Zenzen
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: DE19600603A1

Abstract

Hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug
mit einem Hauptbremszylinder, an den über Bremsleitungen die Radbremsen für die Räder der Vorderachse und Hinterachse angeschlossen sind, wobei die Radbremsen der Räder über Rücklaufleitungen an Niederdruckspeicher angeschlossen sind,
mit in den Bremsleitungen angeordneten Einlaßventilen und in den Rücklaufleitungen angeordneten Auslaßventilen, wobei parallel zu den Einlaßventilen Rückschlagventile geschaltet sind, die zum Hauptbremszylinder hin öffnen,
mit einer Steuereinheit (60) zum Betätigen der Ventile, um einen von dem Hauptzylinderdruck unabhängigen Druck in den Radbremsen einstellen zu können,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Entleeren desjenigen Niederdruckspeichers (37), der den Radbremsen der Hinterachse zugeordnet ist, nach einer Bremsung das zugeordnete Auslaßventil (34) geöffnet und das zugeordnete Einlaßventil (20) geschlossen gehalten wird, so daß Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher (37) über das parallel zum Einlaßventil (20) geschaltete Rückschlagventil (23) zum Hauptbremszylinder (1) abfließt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit einer derartigen Bremsanlage kann u.a. eine elektronische Bremskraftverteilung realisiert werden. Aus der DE 40 34 112 A1 ist beispielsweise eine gattungsbildende blockiergeschützte hydraulische Mehrkreis-Bremsanlage bekannt.

Unter einer Bremskraftverteilung ist folgendes zu verstehen:
Um ein Fahrzeug spurstabil zu bremsen, ist es notwendig, die hydraulische Betätigung der Radbremsen so auszulegen, daß an den Bremsen der Vorderachse höhere Bremskräfte übertragen werden, als an den Bremsen der Hinterachse. Damit wird vermieden, daß die Räder der Hinterachse zeitlich betrachtet vor den Rädern der Vorderachse blockieren. Außerdem soll die hydraulische Bremsanlage so ausgelegt sein, daß an den Rädern beider Achsen bei jeder Verzögerung des Fahrzeuges eine möglichst gleiche Kraftschlußausnutzung erzielt wird.

Unter diesen Prämissen erhält man eine sogenannte ideale Bremskraftverteilung. Die tatsächliche Bremskraftverteilung wird im allgemeinen so eingestellt, daß die Bremskraft an der Hinterachse kleiner ist, als es die ideale Bremskraftverteilung erlauben würde.

In konventionellen Bremsanlagen wird dies durch ein sog. Bremskraftregelventil realisiert, der in der Bremsleitung zur Hinterachse eingebaut ist.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, bei Bremsanlagen, die mit Ventilen und Pumpen zur Regelung des Druckes in den Radbremsen versehen sind, die elektronische Bremskraftverteilung durch Ansteuerung der Ventile zu realisieren und auf ein gesondertes Bremskraftregelventil zu verzichten.

Die erwähnten Druckregelsysteme bezeichnet man auch als Antiblockiersysteme, da sie dazu eingesetzt werden, ein Blockieren der Räder bei einem Bremsvorgang zu verhindern.

Sie bestehen im allgemeinen aus einem Einlaßventil in der Bremsleitung sowie einer Rückförderpumpe, die Druckmittel aus den Radbremsen in den Hauptzylinder zurückfördert. Zwischen der Radbremse und der Saugseite der Pumpe ist ein sog. Auslaßventil sowie ein Niederdruckspeicher vorgesehen, der die Druckmittelmenge aufnimmt, die über das Auslaßventil aus der Radbremse abgelassen wird und nicht sofort durch die Pumpe zurückgefördert werden kann.

Wenn mit einem derartigen System eine elektronische Bremskraftverteilung realisiert wird, wird im allgemeinen darauf verzichtet, das Druckmittel mittels der Pumpe in den Hauptzylinder zurückzufördern, da dies mit einer erheblichen Geräuschentwicklung verbunden ist. Diese kann für die selten vorkommenden Abbremsungen des Fahrzeuges mit hoher Verzögerung, die ohne Bremsdruckregelung zu einem Blockieren der Räder führen würde, hingenommen werden; nicht aber für die häufig vorkommenden Bremsungen im Teilbremsbereich, in dem die elektronische Bremskraftverteilung einsetzt.

Da die Regelung des Bremsdrucks während einer elektronischen Bremskraftverteilung recht grob erfolgen kann, braucht der Radbremse nur wenig Druckmittel entnommen werden, die während der Bremsung im Niederdruckspeicher angesammelt werden kann.

Nach einer Bremsung muß der Niederdruckspeicher allerdings entleert werden, damit er bei einer folgenden Bremsung wieder Druckmittel aufnehmen kann.

Bisher wurde dazu das Auslaßventil geöffnet, so daß das Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher über das Auslaßventil das Einlaßventil sowie den Zentralventilen im Hauptzylinder zum Vorratsbehälter der Bremsanlage zurückfließen kann. Dies hat allerdings den folgenden Nachteil. Wenn während eines solchen Entleerungsvorganges, der bis zu 2 Sek. dauern kann, eine Bremsung erfolgt, so würde das Druckmittel, das durch eine Betätigung des Hauptzylinders aus dem Hauptzylinder in die Radbremsen verdrängt werden soll, in den Niederdruckspeicher geführt, was zur Folge hat, daß das Betätigungspedal durchfällt und keine Bremsdrücke mehr aufgebaut werden können. Man könnte sich nun vorstellen, daß mit Hilfe eines Sensors oder Schalters, z.B. dem Bremslichtschalter, festgestellt wird, ob eine Bremsung eingeleitet wird, und das Auslaßventil wieder zu schließen, sobald ein entsprechendes Signal vorliegt. Damit hängt aber die Sicherheit der Bremsanlage vom Funktionieren des Bremslichtschalters ab.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine sichere Bremsanlage zu schaffen, bei der der Niederdruckspeicher sicher entleert werden kann.

Dazu wird vorgeschlagen, zum Entleeren des Niederdruckspeichers das Auslaßventil zu öffnen und das Einlaßventil zu schließen, wobei das Druckmittel über ein parallel zum Einlaß geschaltetes Rückschlagventil zum Hauptzylinder abfließen kann.

Erfolgt in diesem Fall während der Entleerung des Niederdruckspeichers eine Bremsung, so kann auch hier aufgrund des Signals des Bremslichtschalters der ursprüngliche Zustand, d.h. geschlossenes Auslaßventil und geöffnetes Einlaßventil wieder hergestellt werden. Sollte aber der Bremslichtschalter nicht funktionieren, so hätte dies lediglich zur Folge, daß die Bremsleitung zur Hinterachse für die kurze Entleerungszeit gesperrt ist. Nach Ablauf dieser Zeit schalten die Ventile nämlich in ihre ursprüngliche Stellung zurück, so daß die Radbremsen der Hinterachse mit Druck beaufschlagt werden können. Die Verzögerung im Druckaufbau kann, da sie nur die Bremsen der Hinterachse betreffen, hingenommen werden.

Vorteilhafterweise wird die Entleerung des Niederdruckspeichers durch ein Signal hervorgerufen, das ausgelöst wird, sobald das Fahrzeug über einen gewissen Schwellenwert hinaus beschleunigt wird.

Dieses Beschleunigungssignal wird von einem Sensor mit einer nachgeschalteten Auswerteeinheit generiert. Bei dem Sensor kann es sich um einen Beschleunigungssensor handeln. Vorzugsweise wird das Beschleunigungssignal aber von Radsensoren, die die Winkelgeschwindigkeit der Räder erfassen, abgeleitet. Diese Radsensoren werden auch für die Antiblockierregelung benötigt.

Die Entleerung braucht natürlich nur dann eingeleitet zu werden, wenn zuvor eine elektronische Bremskraftverteilung stattgefunden hat. Dazu wird in der Steuereinheit ein entsprechendes Bedingungssignal gesetzt, sobald Während einer EBV-Regelung ein Auslaßventil geöffnet wird.

Bei einer Bremskraftaufteilung, bei der die Radbremsen der Hinterachse gemeinsam an einem Bremskreis angeschlossen sind, wird im allgemeinen der Bremsdruck in den Radbremsen gemeinsam geregelt. Es ist ein einziges Ventilpaar, bestehend aus einem Einlaß- und einem Auslaßventil vorgesehen. Zur Entleerung werden diese beiden Ventile geschaltet. Bei einer sog. Diagonalaufteilung, befinden sich die Radbremsen der Hinterachse in unterschiedlichen Bremskreisen und verfügen beide über je ein Ventilpaar. Dabei kann der Fall auftreten, daß zur elektronischen Bremskraftverteilung nur die Ventile einer Radbremse der Hinterachse angesteuert werden, so daß auch nur der dazugehörige Niederdruckspeicher gefüllt wird. Trotzdem werden in der Entleerungsphase beide Ventilpaare angesteuert, so daß für den Fall, daß eine Bremsung während der Entleerungsphase erfolgt und diese nicht durch ein Ansprechen des Bremsenschalters unterbrochen wird, beide Radbremsen der Hinterachse vom Hauptzylinder getrennt sind und erst nach Ablauf der Entleerungszeit an die Bremskreise angeschlossen werden. Damit wird vermieden, daß das Fahrzeug bei der Bremsung "schief zieht".

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines hydraulischen Schaltplanes näher erläutert.
Die Fig. zeigt im oberen Teil einen Tandem-Hauptzylinder 1, der über zwei Arbeitskammern 2, 3 verfügt. Diese Arbeitskammern sind über Zentralventile 4, 5 mit einem Vorratsbehälter 6 verbunden. Die Darstellung der Zentralventile 4, 5 erfolgt hier rein schematisch. Tatsächlich sind diese Ventile im allgemeinen in den Kolben des Hauptzylinders angeordnet, die die Kammern 2, 3 begrenzen.
An die Kammern 2, 3 schließen Bremsleitungen 10, 11 an, wobei die Bremsleitung 10 zu den Radbremsen 12, 13 der Hinterachse führt, während die andere Bremsleitung 11 sich verzweigt, wobei jede Zweigleitung zu jeweils einer Radbremse 14, 15 der Vorderachse führt.
In der Bremsleitung zu den Hinterradbremsen sowie in den Zweigleitungen zu den Vorderradbremsen ist je ein Einlaßventil 20, 21, 22 vorgesehen, zu denen je ein Rückschlagventil 23, 24, 25 parallel geschaltet ist.
Die Radbremsen sind weiterhin über eine Rücklaufleitung mit einer Rückförderpumpe verbunden.
Die Hinterradbremsen 12, 13 weisen eine gemeinsame Rücklaufleitung 30 auf, die zu einer ersten Pumpe 31 führt. Die Radbremsen der Hinterachse 14, 15 sind über eine sich verzweigende Rücklaufleitung 32 mit einer zweiten Pumpe 33 verbunden. In der Rücklaufleitung 30 und den Verzweigungen der Rücklaufleitung 32 ist je ein Auslaßventil 34, 35, 36 angeordnet. An jeder Rücklaufleitung 30, 32 schließt ein Niederdruckspeicher 37, 38 an.
Die Pumpen 31, 33 sind über Druckleitungen 40, 41 mit den Bremsleitungen 10 bzw. 11 zwischen dem Hauptzylinder und dem jeweiligen Einlaßventil verbunden.
Die Pumpen 31, 33 werden von einem gemeinsamen Motor angetrieben.
Die Bremsanlage ist mit weiteren Ventilen versehen, die es ermöglichen, die Radbremsen 14, 15 der Vorderachse unabhängig von einer Betätigung des Hauptbremszylinders mit Druckmittel zu versorgen. Dies ermöglicht es, eine Antriebsschlupfregelung durchzuführen. Dazu verbindet eine Leitung 50 die Bremsleitung 11 zu den Vorderradbremsen mit der Saugseite der zu diesem Bremskreis gehörigen Pumpe 33, wobei in dieser Leitung 50 ein Umschaltventil 51 vorgesehen ist. Dies ist normalerweise offen und schließt aufgrund eines Drucks in der Bremsleitung 11. Außerdem befindet sich zwischen dem Einmündungspunkt der Druckleitung 40 in die Bremsleitung 11 und im Hauptzylinder 1 ein Trennventil 52, das im Falle einer Antriebsschlupfregelung sperrt, so daß das von dem Pumpen geförderte Druckmittel nicht in den Hauptbremszylinder 1 zurückfließt. Mit diesem Trennventil 52 ist ein Überdruckventil 53 parallelgeschaltet, das im ASR-Fall den Pumpendruck bestimmt.
Die Steuerung der Anlage erfolgt mittels einer elektronischen Auswerteinheit 60, die u.a. die Signale eines Bremslichtschalters 61 enthält. Dieser Schalter registriert die Bewegung des Bremspedals 62 zur Betätigung des Hauptbremszylinders 1. Außerdem erhält die Auswerteeinheit, was hier nicht näher dargestellt ist, die Signale der Radsensoren. Sie erzeugt Signale für die Ein- und Auslaßventile, die elektromagnetisch betätigt werden. Die Einlaßventile sind dabei stromlos offen, die Auslaßventile stromlos geschlossen.
Eine elektronische Bremskraftverteilung wird nun in der Weise durchgeführt, daß bei einer Bremsung (Bremslichtschalter 61 geschlossen) zur Verhinderung eines weiteren Druckanstiegs in den Radbremsen der Hinterachse das Einlaßventil 20 geschlossen wird. Falls es notwendig wird, den Druck zu senken, wird das Auslaßventil 34 geöffnet, wobei Druckmittel aus den angeschlossenen Radbremsen 12, 13 in den Niederdruckspeicher 37 abfließt.
Nach Beendigung einer Bremsung muß der Niederdruckspeicher entleert werden, dies geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß das Steuergerät 60 sowohl ein Signal für das Auslaßventil 34 als auch für das Einlaßventil 20 generiert. Dies hat zur Folge, daß das Auslaßventil öffnet und das Einlaßventil schließt. Die Feder im Niederdruckspeicher drückt nun das im Niederdruckspeicher 37 enthaltene Druckmittel über das offene Auslaßventil, das Rückschlagventil 23, das parallel zum Einlaßventil 20 geschaltet ist, in die entsprechende Kammer 2 des Hauptzylinders 1 und über das offene Zentralventil 4 in den Vorratsbehälter 6. Das Einlaßventil 20 wird deswegen geschlossen, weil vorstellbar ist, daß während dieser Entleerungszeit, die Bremse betätigt wird.
Ist der Bremslichtschalter 61 in Ordnung, so generiert die elektronische Auswerteinheit bei Bremsbetätigung ein Rückstellsignal, daß das Einlaßventil und Auslaßventil zurückschaltet, so daß die Bremsleitung freigegeben wird. Das Druckmittel, daß im Niederdruckspeicher 37 verblieben ist, wird nach Abschluß dieser Bremsung durch erneutes Einleiten eines Entleerungsvorganges dem Niederdruckspeicher entnommen.
Sollte während einer solchen Bremsung keine Regelung erfolgt sein, so dauert der anschließende Entleerungsvorgang nur die verbliebene Restenleerungszeit. Andernfalls wird für den Entleerungsvorgang wieder die volle vorgesehene Zeit angesetzt.
Sollte der Bremslichtschalter 61 defekt sein, kann die elektronische Auswerteinheit 60 kein Rückstellsignal ausgeben. Dies hätte zur Folge, daß das Einlaßventil geschlossen bleibt, so daß zumindest für den Rest der andauernden Entleerungszeit die Radbremsen der Hinterachse nicht mit Druckmittel versorgt werden können. Dies kann aber hingenommen werden, da die Radbremsen der Hinterachse in der Regel nicht sehr viel zur Gesamtverzögerung des Fahrzeuges beitragen.
Beim Ablauf einer vorgegebenen Entleerungszeit beendet die elektronische Steuereinheit den Entleerungsvorgang, indem das Einlaß- und Auslaßventil wieder zurückschaltet, so daß nun für den Rest der Bremsung die Hinterradbremse normal mit Druck beaufschlagt werden kann.
Sollte während einer solchen Bremsung, deren Einleitung nicht mittels des Bremslichtschalters registriert werden kann, eine Antiblockierregelung eingeleitet werden, so wird mit Einleitung der Regelung ein Rückstellsignal generiert. Die Entleerung des Niederdruckspeichers erfolgt dann mittes eines entsprechenden Programms, das Teil der Antiblockierregelung ist.
Die Besonderheit der Anlage besteht auch darin, daß die Entleerungsphase nicht aufgrund des Bremslichtschalters aktiviert wird, sondern aufgrund eines Beschleunigungssignals. Dieses Beschleunigungssignal wird in der elektronischen Auswerteinheit 60 aufgrund der Radsensorsignale generiert und ausgegeben, wenn die berechnete Fahrzeugbeschleunigung über einem Schwellenwert liegt. Zwar besteht auch hier die Gefahr, daß die Radsensoren ausfallen. Dies hätte aber zur Folge, daß die elektronische Bremskraftverteilung als Ganzes ausfallen würde. Auf diesen Umstand wird der Fahrer durch entsprechende Warneinrichtungen hingewiesen.

Claims

Hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Hauptbremszylinder, an den über Bremsleitungen die Radbremsen für die Räder der Vorderachse und Hinterachse angeschlossen sind, wobei die Radbremsen der Räder über Rücklaufleitungen an Niederdruckspeicher angeschlossen sind, mit in den Bremsleitungen angeordneten Einlaßventilen und in den Rücklaufleitungen angeordneten Auslaßventilen, wobei parallel zu den Einlaßventilen Rückschlagventile geschaltet sind, die zum Hauptbremszylinder hin öffnen, mit einer Steuereinheit (60) zum Betätigen der Ventile, um einen von dem Hauptzylinderdruck unabhängigen Druck in den Radbremsen einstellen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entleeren desjenigen Niederdruckspeichers (37), der den Radbremsen der Hinterachse zugeordnet ist, nach einer Bremsung das zugeordnete Auslaßventil (34) geöffnet und das zugeordnete Einlaßventil (20) geschlossen gehalten wird, so daß Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher (37) über das parallel zum Einlaßventil (20) geschaltete Rückschlagventil (23) zum Hauptbremszylinder (1) abfließt.
Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand der Ventile (34, 20) zum Entleeren des Niederdruckspeichers über eine vorgegebene Zeitspanne (Entleerungszeit) beibehalten wird.
Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Erfassung der Fahrzeugbeschleunigung vorgesehen ist, wobei die Steuerung zum Entleeren des Niederdruckspeichers nur dann eingeleitet wird, wenn die Fahrzeugbeschleunigung über einem gewissen Schwellenwert liegt.
Hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der Ventile zum Entleeren des Niederdruckspeichers nur dann vorgenommen wird, wenn zuvor das Auslaßventil (34) zum Regeln der Bremskraftverteilung geschaltet worden ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage einen Bremslichtschalter (61) vorsieht, der die Hauptbremszylinderbetätigung registriert, wobei die Entleerung des Niederdruckspeichers abgebrochen wird, sobald der Bremslichtschalter (61) anspricht.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen der Hinterachse unterschiedlichen Bremskreisen zugeordnet sind, und daß jeder Radbremse der Hinterachse ein Einlaß- und ein Auslaßventil sowie ein Niederdruckspeicher zugeordnet ist, wobei zur Entleerung mindestens eines Niederdruckspeichers beide Ventilpaare angesteuert werden.
Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer durch eine Bremsung abgebrochenen Entleerung des Niederdruckspeichers (37) bei einer nach dieser Bremsung erfolgenden Entleerung die Entleerungszeit auf die verbliebende Restenleerungszeit beschränkt ist.