DE10119128A1 - Betätigungseinheit für eine elektrohydraulische Bremsanlage - Google Patents
Betätigungseinheit für eine elektrohydraulische BremsanlageInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinheit für eine elektrohydraulische Bremsanlage vom Typ "Brake-by-wire", die einen Tandemhauptzylinder umfaßt, dessen erster und zweiter Kolben durch jeweils eine Rückstellfeder entgegen der Betätigungsrichtung vorgespannt sind. Der erste Druckraum des Tandemhauptzylinders ist mit einem hydraulischen Raum verbunden, der von einem Simulatorkolben begrenzt wird. Andererseits begrenzt der Simulatorkolben eine eine Simulatorfeder aufnehmende Simulatorkammer. Dabei ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, die die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Druckraum und dem hydraulischen Raum absperrt bzw. freigibt. DOLLAR A Um eine Feststellung des Zustands der dritten Ventileinrichtung in ihrer unbetätigten Stellung zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß Mittel zur Überprüfung der Funktion der dritten Ventileinrichtung (11, 14) vorgesehen sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für
eine elektrohydraulische Bremsanlage vom Typ "Brake-by-wire"
mit:
einem mittels eines Betätigungspedals betätigbaren, durch eine erste Rückstellfeder vorgespannten ersten Kolben (DK-Kolben) sowie einem durch eine zweite Rückstellfeder vorgespannten zweiten Kolben (SK-Kolben), die in einem Gehäuse hintereinander angeordnet sind und mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung stehende Druckräume begrenzen, an die mittels einer ersten und einer zweiten Ventileinrichtung absperrbare hydraulische Leitungen angeschlossen sind, mit einem Wegsimulator, der durch einen eine Simulatorkammer begrenzenden, mit einer Simulatorfeder zusammenwirkenden Simulatorkolben gebildet wird, der mittels einer hydraulischen Verbindung mit dem im ersten Druckraum eingesteuerten Druck beaufschlagbar ist, sowie mit einer dritten Ventileinrichtung, die die vom ersten Druckraum zum Simulatorkolben führende hydraulische Verbindung absperrt bzw. freigibt und die durch eine Relativbewegung des zweiten Kolbens gegenüber dem Gehäuse betätigbar ist.
einem mittels eines Betätigungspedals betätigbaren, durch eine erste Rückstellfeder vorgespannten ersten Kolben (DK-Kolben) sowie einem durch eine zweite Rückstellfeder vorgespannten zweiten Kolben (SK-Kolben), die in einem Gehäuse hintereinander angeordnet sind und mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung stehende Druckräume begrenzen, an die mittels einer ersten und einer zweiten Ventileinrichtung absperrbare hydraulische Leitungen angeschlossen sind, mit einem Wegsimulator, der durch einen eine Simulatorkammer begrenzenden, mit einer Simulatorfeder zusammenwirkenden Simulatorkolben gebildet wird, der mittels einer hydraulischen Verbindung mit dem im ersten Druckraum eingesteuerten Druck beaufschlagbar ist, sowie mit einer dritten Ventileinrichtung, die die vom ersten Druckraum zum Simulatorkolben führende hydraulische Verbindung absperrt bzw. freigibt und die durch eine Relativbewegung des zweiten Kolbens gegenüber dem Gehäuse betätigbar ist.
Eine derartige Betätigungseinheit ist z. B. aus der
internationalen Patentanmeldung WO 99/32337
bekannt. Das Besondere an der vorbekannten Betätigungseinheit
besteht darin, daß die Simulatorkammer eine in der die Kolben
aufnehmenden Bohrung mündende Eingangsöffnung aufweist, und
daß die dritte Ventileinrichtung im Ruhezustand des zweiten
Kolbens die Simulatorkammer mit dem ersten Druckraum verbindet
und bei der Bewegung des zweiten Kolbens aus dem Ruhezustand
die Simulatorkammer von dem ersten Druckraum trennt. Als
nachteilig wird bei der vorbekannten Betätigungseinheit
insbesondere die Tatsache angesehen, daß bei der Betätigung
eine fehlerhafte Funktion der dritten Ventileinrichtung nicht
erkannt werden kann. Somit nimmt der Simulator Druckmittel
volumen auf, so daß die Gefahr droht, daß die zur Betätigung
des Hauptzylinders aufgebrachte Betätigungskraft sowie der von
den Kolben zurückgelegte Weg nicht ausreichen, die gesetzlich
geforderte Verzögerung zu gewährleisten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Betätigungseinheit der eingangs genannten Gattung
vorzuschlagen, die eine Feststellung des Zustands der dritten
Ventileinrichtung in ihrer unbestätigten Stellung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
Mittel zur Überprüfung der Funktion der dritten
Ventileinrichtung vorgesehen sind.
Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens wird
vorgeschlagen, daß Mittel vorgesehen sind, die bei jeder
Betätigung der Betätigungseinheit das Dichtelement der dritten
Ventileinrichtung mit dem im ersten Druckraum eingesteuerten
Druck beaufschlagen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß Mittel vorgesehen sind, die den im ersten Druckraum
eingesteuerten Druck sowie den vom ersten Kolben
zurückgelegten Weg erfassen und deren den genannten Größen
entsprechende Signale einer elektronischen Steuereinheit
zugeführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen
4 bis 11 aufgeführt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen
Betätigungseinheit im Axialschnitt; und
Fig. 2 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen
Betätigungseinheit in einer Fig. 1 entsprechenden
Darstellung.
Die in Fig. 1 dargestellte Betätigungseinheit besteht im
wesentlichen aus einem mittels eines nicht gezeigten
Betätigungspedals betätigbaren, zweigleisigen Druckerzeuger
bzw. Tandemhauptzylinder 1 sowie einem mit dem
Hauptbremszylinder 1 zusammenwirkenden Pedalwegsimulator 30.
Der in Fig. 1 dargestellte Tandemhauptzylinder 1 ist
vorzugsweise als ein Plunger-Hauptbremszylinder ausgebildet.
Ein Hauptbremszylindergehäuse 10 weist in einer Bohrung 21
durch zwei Tauchkolben 2, 3 begrenzte, voneinander getrennte
Druckräume 4, 5 auf, die mit einem drucklos ausgeführten, nicht
gezeigten Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung stehen. An
die beiden Druckräume (Primärdruckraum 4, Sekundärdruckraum 5)
sind über nicht dargestellte, mittels Elektromagnetventile
absperrbare hydraulische Verbindungen den Fahrzeugachsen
zugeordnete hydraulische Radbremsen angeschlossen. Der erste,
sowie der zweite Druckraum 4, 5 stehen jeweils mittels eines
Druckmittelkanals 6, 7 mit dem Druckmittelvorratsbehälter in
Verbindung.
Wie Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, sind in den erwähnten
Druckräumen 4, 5 eine erste sowie eine zweite Rückstellfeder
8, 9 angeordnet, die die Kolben 2, 3 entgegen deren
Betätigungsrichtung vorspannen bzw. in der Ausgangsposition
halten. Die erste Rückstellfeder 8 ist dabei vorzugsweise als
eine gefesselte Feder definierter Länge ausgeführt. Im
Primärdruckraum 4 ist ein zwei Dichtelemente 11, 12 tragender
Ringkolben 22 angeordnet, der mit der Wandung der vorhin
erwähnten Bohrung 21 einen Ringraum 13 begrenzt, der über
einen senkrecht ausgebildeten Druckmittelkanal 14 mit dem
Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung steht und somit
drucklos ist. Die Anordnung des Ringkolbens 22 in der Bohrung
21 ist dabei vorzugsweise derart getroffen, daß er mit dem
zweiten Tauchkolben 3 gekoppelt und somit synchron mit diesem
verschiebbar ist. Außerdem ist an den Primärdruckraum 4 ein
hydraulischer Raum 15 angeschlossen, der von einem
Simulatorkolben 16 begrenzt ist. Der Simulatorkolben 16, der
andererseits eine Simulatorkammer 17 begrenzt, bildet zusammen
mit einer in der Simulatorkammer 17 angeordneten
Simulatorfeder 18 den vorhin erwähnten Pedalwegsimulator 30,
der beim Absperren der Druckräume 4, 5 dem Fahrer des
Fahrzeuges das gewöhnliche Pedalgefühl vermittelt. Die
Simulatorfeder 18 bestimmt dabei der Verlauf der
Pedalcharakteristik, d. h., der Abhängigkeit der Pedalkraft vom
Betätigungsweg.
Um beim Absperren der Druckräume 4, 5 eine Relativbewegung des
ersten Tauchkolbens 2 gegenüber dem Hauptzylindergehäuse 10 zu
ermöglichen, die ein Beaufschlagen des hydraulischen Raumes 15
mit dem aus dem ersten Druckraum 4 verdrängten Druckmittel
volumen zur Folge hat, ist zwischen den beiden Räumen 4, 15
eine hydraulische Verbindung 14 vorgesehen, die im Falle einer
Notbremsung unterbrochen bzw. abgesperrt werden muß. Die
hydraulische Verbindung 14 ist im in Fig. 1 gezeigten Beispiel
als eine Bohrung bzw. ein Kanal ausgebildet, mit dessen
Mündungsbereich im Primärdruckraum 4 das vorhin erwähnte, am
Ringkolben 12 angeordnete Dichtelement bzw. Dichtmanschette 11
zusammenwirkt. Der Mündungsbereich des Kanals 14 bildet
zusammen mit der Dichtmanschette 11 eine dritte
Ventileinrichtung. Durch die beschriebene Anordnung wird
erreicht, daß beim abgesperrten zweiten Druckraum 5 das
Druckmittel aus dem ersten Druckraum 4 in den hydraulischen
Raum 15 verschoben werden kann. Dabei wirkt der im
Primärdruckraum 4 bzw. im hydraulischen Raum 15 eingesteuerte
hydraulische Druck auf die Dichtmanschette 11. Nicht gezeigte
Meßmittel erfassen sowohl den im ersten Druckraum 4
eingesteuerten Druck als auch den vom ersten Tauchkolben 2
zurückgelegten Weg, wobei ihre Ausgangssignale einer ebenso
nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit zugeführt werden.
Wenn die Dichtmanschette 11 defekt ist, kann das Druckmittel
aus dem Primärdruckraum 4 über den drucklosen Raum 13 in den
Druckmittelvorratsbehälter verdrängt werden. Demzufolge wird
von der elektronischen Steuereinheit erkannt, daß der erste
Tauchkolben 2 einen Weg zurückgelegt hat (das Betätigungspedal
fällt durch), ohne daß eine signifikante Druckerhöhung in
ersten Druckraum 3 erfolgte. Dadurch kann eine fehlerhafte
Funktion der Dichtmanschette 11 zuverlässig erkannt werden.
Bei einer Notbremsung, bei der die vorhin erwähnten
Absperrventile offen bleiben, werden die beiden Tauchkolben 2,
3 verschoben, so daß die auf dem Ringkolben 12 angeordnete
Dichtmanschette 11 die Mündung des Kanals 14 überfährt und die
Verbindung zwischen dem Primärdruckraum 4 und dem
hydraulischen Raum 15 unterbricht, so daß der Pedalsimulator
30 kein Druckmittelvolumen mehr aufnehmen kann und in den
beiden Druckräumen 4, 5 ein hydraulischer Druck aufgebaut
werden kann. Es ist auch denkbar, den Mündungsbereich der
hydraulischen Verbindung 14 als eine Ringnut auszuführen, die
derart bemessen ist, daß die Dichtmanschette 11 radial
spannungsfrei verbaut ist. Dadurch werden im Brake-by-wire-
Modus sowohl die Reibkräfte als Störgröße in der Kraft-Weg-
Kennlinie als auch der Verschleiß der Dichtmanschette
entfallen.
Der Aufbau der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführung der
Erfindung entspricht im wesentlichen dem, der im Zusammenhang
mit Fig. 1 erläutert wurde. Bei der zweiten Ausführung ist der
Hauptbremszylinder als ein Tandemhauptzylinder ausgebildet,
dessen Druckräume 40, 50 über in den Kolben 20, 30 angeordnete
Zentralventile 24, 25 mit Nachlaufräumen 26, 27 verbindbar
sind, die mit einem nicht dargestellten Druckmittelvorrats
behälter in Verbindung stehen. Der im Zusammenhang mit Fig. 1
erwähnte Ringkolben 22 wird hierbei durch eine axiale
Verlängerung 28 des Sekundärkolbens 30 gebildet, während der
drucklose Ringraum 13 mittels eines im Ringkolben 22
ausgebildeten Kanals 29 mit dem dem Sekundärdruckraum 50
zugeordneten Nachlaufraum 27 in Verbindung steht. Ansonsten
entspricht die Funktionsweise dieser Ausführung der
Funktionsweise der ersten Ausführung, so daß sich eine
weitergehende Erklärung erübrigt.
Claims (11)
1. Betätigungseinheit für eine elektrohydraulische
Bremsanlage vom Typ "Brake-by-wire" mit:
einem mittels eines Betätigungspedals betätigbaren, durch
eine erste Rückstellfeder vorgespannten. ersten Kolben
(DK-Kolben) sowie einem durch eine zweite Rückstellfeder
vorgespannten zweiten Kolben (SK-Kolben), die in einem
Gehäuse hintereinander angeordnet sind und mit einem
drucklosen Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung
stehende Druckräume begrenzen, an die mittels einer
ersten und einer zweiten Ventileinrichtung absperrbare
hydraulische Leitungen angeschlossen sind, mit einem
Wegsimulator, der durch einen eine Simulatorkammer
begrenzenden, mit einer Simulatorfeder zusammenwirkenden
Simulatorkolben gebildet wird, der mittels einer
hydraulischen Verbindung mit dem im ersten Druckraum
eingesteuerten Druck beaufschlagbar ist, sowie mit einer
dritten Ventileinrichtung, die die vom ersten Druckraum
zum Simulatorkolben führende hydraulische Verbindung
absperrt bzw. freigibt und die durch eine Relativbewegung
des zweiten Kolbens gegenüber dem Gehäuse betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Überprüfung der
Funktion der dritten Ventileinrichtung (11, 14)
vorgesehen sind.
2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorgesehen sind, die bei jeder Betätigung der
Betätigungseinheit das Schließelement (11) der dritten
Ventileinrichtung (11, 14) mit dem im ersten Druckraum (4,
40) eingesteuerten Druck beaufschlagen.
3. Betätigungseinheit nach Anspruch 2 dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den im
ersten Druckraum (4, 40) eingesteuerten Druck sowie den
vom ersten Kolben (2, 20) zurückgelegten Weg erfassen und
deren den genannten Größen entsprechende Signale einer
elektronischen Steuereinheit zugeführt werden.
4. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch
gekennzeichnet, daß das Schließelement (11) der dritten
Ventileinrichtung auf einem Ringkolben (22) angeordnet
ist, der sich bei der Betätigung der Betätigungseinheit
mit dem den zweiten Druckraum (5, 50) begrenzenden Kolben
(3, 30) synchron bewegt.
5. Betätigungseinheit nach Anspruch 4 dadurch
gekennzeichnet, daß der Ringkolben (22) einen drucklosen
Raum (13) begrenzt, der in der Betätigungsrichtung der
Betätigungseinheit vor dem Schließelement (11)
ausgebildet ist.
6. Betätigungseinheit nach Anspruch 5 dadurch
gekennzeichnet, daß der drucklose Raum (13) mit einem
Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung steht, der mit
den Druckräumen (4, 5, 40, 50) verbindbar ist.
7. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement
(11) der dritten Ventileinrichtung (11, 14) als eine
Dichtmanschette ausgeführt ist.
8. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 7
dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (22 bzw. 28)
mit dem den zweiten Druckraum (50) begrenzenden Kolben
(30) einteilig ausgebildet ist.
9. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8
dadurch gekennzeichnet, daß die die Kolben (20, 30) und
Druckräume (40, 50) umfassende hydraulische Anordnung als
ein Tandemhauptzylinder ausgeführt ist, wobei die
Druckräume (40, 50) unter Zwischenschaltung von in den
Kolben (20, 30) angeordneten Zentralventilen (24, 25) mit
dem Druckmittelvorratsbehälter verbindbar sind.
10. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8
dadurch gekennzeichnet, daß die die Kolben (2, 3) und
Druckräume (4, 5) umfassende hydraulische Anordnung als
ein Tandemhauptzylinder ausgeführt ist, dessen Kolben (2,
3) als Tauchkolben ausgebildet sind.
11. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8
dadurch gekennzeichnet, daß die die Kolben und Druckräume
umfassende hydraulische Anordnung als ein Hybrid-
Tandemhauptzylinder ausgeführt ist.
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ID=7675191
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8130 | Withdrawal |