DE102007010199B4

DE102007010199B4 - Druckmittelbremsanlage für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007010199B4
Application number: DE102007010199A
Authority: DE
Inventors: Thomas Garbe
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2027-03-03
Also published as: US20080210502A1; DE102007010199A1

Abstract

Druckmittelbremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Achse mit zwei Rädern und jeweils zugeordneten Radbremszylindern (A, B), wobei querbeschleunigungsabhängig ausgeführte Mittel zur Bestimmung einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, wobei ein als Hauptbremszylinder vorgesehener jeweiliger Radbremszylinder der oder jeder Achse kurvenabhängig angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Achse ein doppelt wirkender, kurvenabhängig druckbeaufschlagter Stellzylinder (1) zwischen den Betätigungsstangen (2, 3) für die den jeweiligen Rädern zugeordneten Radbremszylinder (A, B) zugeordnet ist, wobei das Stellzylinderrohr ein Gelenk (5) aufweist, an dem die Betätigung für die beiden Radbremszylinder der Achse angreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelbremsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug. Mit Kraftfahrzeug soll im Folgenden ein Straßenfahrzeug benannt werden das z. B. einen Verbrennungs-, Hybrid- oder Elektroantrieb aufweist, und Räder können auch als Zwillingsräder ausgeführt sein.
Die von einem Rad eines Kraftfahrzeugs übertragbare Bremskraft auf die Straße hängt in erster Linie von der Normalkraft ab, die dieses Rad erfährt. Während einer Kurvenfahrt wird das kurveninnere Rad einer Achse entlastet. Damit ist die Bremskraft der Achse durch dieses Rad limitiert, da ansonsten dieses Rad blockieren und z. B. ein Bremsplatten entstehen könnte. Zur Verbesserung der Bremswirkung sind technische Systeme bekannt, welche über den einzelnen Rädern zugeordnete Sensoren den jeweiligen Schlupf am Rad messen und über eine entsprechende Regelung eine verbesserte Bremswirkung sicherstellen. Hierzu sind entsprechende Sensoren für jedes Rad und eine aufwändige elektronische Regelung notwendig. Dabei bewirken solche Antiblockiersysteme in erster Linie aber keine Verkürzung des Bremswegs, sondern hauptsächlich dass das Kraftfahrzeug während des Bremsvorgangs steuerbar bleibt und nicht ausbricht.
Aus der DE 11 96 522 A ist ein Bremskraftverteiler bekannt, zur Verteilung der Bremskraft zwischen den beiden Achsen eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dessen Beladung. Hierzu wird ein Waagebalkensystem eingesetzt, um über einen Hydraulikzylinder eine beladungsabhängige Einstellung vorzunehmen.
Steuer/Verteilvorrichtungen für Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen sind aus der gattungsbildenden DE 10 47 645 A sowie der FR 973 210 A bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein konstruktiv einfaches System anzugeben, das eine erhöhte Bremswirkung an einer Achse bereitstellt, ohne dafür eine aufwändige elektronische Regelung zu benötigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß sind Mittel zur Bestimmung einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei ein jeweiliger Radbremszylinder einer Achse kurvenabhängig angesteuert wird. Dies bewirkt eine einfache Steuerung der Bremslastverteilung zur Erhöhung der Bremswirkung bei Kurvenfahrt. Somit wird es möglich, das kurvenäußere Rad einer Achse mit einem höheren Bremsdruck der Druckmittelbremsanlage zu beaufschlagen als das kurveninnere Rad der Achse und so die auf die Straße übertragbare Bremskraft der Achse zu erhöhen. Es ergibt sich insbesondere bei Kraftfahrzeugen ohne Antiblockiersystem, beispielsweise Rennwagen, eine Verminderung der Gefahr des Radblockierens und damit des Bremsplattens, sowie eine positive Beeinflussung der Rundenzeit.
Die Mittel zur Bestimmung der Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs sind querbeschleunigungsabhängig ausgeführt. Da die Normalkraft eines Rades abhängig von der Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ist, ergibt sich hierdurch eine einfache Möglichkeit, Existenz und Ausmaß einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
Die Erfindung sieht für ein einzelnes Rad einen eigenen Hauptbremszylinder vor. Die Ansteuerung der Radbremszylinder einer Achse umfasst dabei einen doppelt wirkenden, druckbeaufschlagten Stellzylinder der zwischen den Betätigungsstangen für die den jeweiligen Rädern der Achse zugeordneten Radbremszylindern angelenkt ist. Insbesondere ist dabei das Stellzylinderrohr mit einem Gelenk versehen, an dem die Betätigung für die Radbremszylinder der Achse angreift. Dies ermöglicht eine konstruktiv besonders einfache Realisierung der Erfindung. Hierbei wird im unbelasteten Zustand, das heißt bei Geradeausfahrt, der Kolben des doppelt wirkenden Stellzylinders in etwa mittig eingestellt, so dass die Bremsbetätigungskraft gleichmäßig zwischen den jeweiligen Radbremszylindern der Achse aufgeteilt wird. Bei einer Querbeschleunigung, das heißt bei einer Kurvenfahrt, ist eine entsprechend unterschiedliche Druckbeaufschlagung der beiden Stellzylinderkammern 21, 22 vorgesehen. Somit wird der Kolben des Stellzylinders entsprechend der Querbeschleunigung, also der Stärke der Kurve, verschoben. Es erfolgt mithin eine Veränderung der Hebelarme zwischen den jeweiligen Radbremszylindern der Achse und dem Stellzylinder.
Vorzugsweise sind dem Stellzylinder Elemente mit definierter Elastizität, zur Einstellung einer etwa mittigen Lage, zugeordnet. Damit wird bei Geradeausfahrt eine mittlere Position, das heißt, eine Aufteilung der Bremskraft gleichmäßig zwischen den beiden Radbremszylindern, einfach definiert und gehalten. Derartige elastische Elemente sind beispielsweise Gas-, Feder- oder Kunststoffelemente.
Besonders bevorzugt wird die Druckbeaufschlagung des doppelt wirkenden Zylinders von der hydraulisch unterstützen Lenkradhilfe (Servolenkung) abgezweigt. Der Kammerdifferenzdruck der Servolenkung ist proportional zur Querbeschleunigung und damit zur Bestimmung einer Kurvenfahrt gut geeignet. Somit ist der Differenzdruck, der sich aufgrund der Lenkkräfte während einer Kurvenfahrt einstellt, direkt als Stellgröße für die Bremslastverteilung auf die Radbremszylinder verwendbar. Es sind also keine Zusatzeinrichtungen für die Betätigung des Stellzylinders notwendig.
Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt die 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Ruhezustand, das heißt, bei Geradeausfahrt, und die 2 dieselbe Ausführungsform bei Kurvenfahrt, das heißt, bei Vorliegen einer Querbeschleunigung. Deshalb werden zur Bezeichnung der Elemente von 1 und 2 die jeweils selben Bezugsziffern verwendet.
In der Zeichnung dargestellt ist ein doppelt wirkender, druckbeaufschlagter Stellzylinder 1, der mittels Gelenken 6, 7 zwischen den Betätigungsstangen 2, 3 für die jeweiligen Radbremszylinder A, B einer Achse eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Der Stellzylinder 1 ist mit einem Gelenk 5 versehen, an dem die Betätigung 8 für die Radbremszylinder A, B angreift. Bei Geradeausfahrt, s. 1, wird die Bremsbetätigungskraft, dargestellt durch Pfeil 10, gleichmäßig zwischen den beiden Radbremszylindern A, B aufgeteilt. Dies ist durch die gleichlangen Pfeile 11, 12 an den Verbindungen zu den Radbremszylindern A, B visualisiert. Mithin sind beide Stellzylinderkammern 21, 22 über die jeweiligen Versorgungsleitungen 41, 42 mit einem unter Druck stehenden Medium in etwa gleichmäßig befüllt. Der Stellzylinder 1 wird dann durch Elemente mit definierter Elastizität 31, 32 in einer etwa mittigen Lage eingestellt. Damit ist der Kraftangriffspunkt in einer Position, welche die Bremsbetätigungskraft in etwa gleichmäßig zwischen den jeweiligen Radbremszylindern A, B aufteilt.
Beim Auftreten einer Querbeschleunigung, das heißt, bei Kurvenfahrt, wird der Kolben des doppelt wirkenden Stellzylinders entsprechend der auftretenden Querbeschleunigung gegen die Elemente mit definierter Elastizität 31, 32 verschoben. Dies ist in 2 schematisch dargestellt, indem das Element 32 zusammengepresst dargestellt wird. Die Druckbeaufschlagung der beiden Stellzylinderkammern 21, 22 des doppelt wirkenden Stellzylinders 1 ist somit entsprechend einer vorhandenen Querbeschleunigung bei einer Kurvenfahrt unterschiedlich, womit sich eine Veränderung der Hebelarme zwischen den Radbremszylindern A, B und dem doppelt wirkenden Stellzylinder 1 ergibt. Dies ist visualisiert durch unterschiedlich große Pfeile 11, 12 an den jeweiligen Radbremszylindern A, B. Das Stellzylinderrohr hat sich entgegen der Rückstellkraft des rechten elastischen Elementes 32 verschoben, bis sich ein Kräftegleichgewicht eingestellt hat. Hierdurch ist die Auslenkung des Stellzylinderrohres und damit der Kraftangriffspunkt proportional zum Differenzdruck der Stellzylinderkammern 21, 22.
Ursprung des Versorgungsdrucks ist der Kammerdifferenzdruck der hydraulisch unterstützten Lenkkrafthilfe (Servolenkung). Proportional zur Spurstangenkraft und damit zur Querbeschleunigung des Fahrzeuges wächst dieser Kammerdifferenzdruck. Damit ist der Differenzdruck, der sich aufgrund der Lenkkräfte während einer Kurvenfahrt einstellt, direkt als Stellgröße für die Bremslastverteilung heranziehbar. Diese Stellgröße liegt also als direkt verwertbare Größe vor und kann damit den Stellzylinder betätigen, ohne die Ursache für die Stellgröße zu beeinflussen. Es liegt mithin eine einfach realisierbare Steuerung und keine aufwändige Regelung der Bremslastverteilung der Achse vor.

Claims

Druckmittelbremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Achse mit zwei Rädern und jeweils zugeordneten Radbremszylindern (A, B), wobei querbeschleunigungsabhängig ausgeführte Mittel zur Bestimmung einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, wobei ein als Hauptbremszylinder vorgesehener jeweiliger Radbremszylinder der oder jeder Achse kurvenabhängig angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Achse ein doppelt wirkender, kurvenabhängig druckbeaufschlagter Stellzylinder (1) zwischen den Betätigungsstangen (2, 3) für die den jeweiligen Rädern zugeordneten Radbremszylinder (A, B) zugeordnet ist, wobei das Stellzylinderrohr ein Gelenk (5) aufweist, an dem die Betätigung für die beiden Radbremszylinder der Achse angreift.
Druckmittelbremsanlage nach Anspruch 1, wobei die Betätigung für die beiden Radbremszylinder der Achse als eine dem Bremspedal zugeordnete Betätigungsstange (8) vorgesehen ist.
Druckmittelbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem Stellzylinder (1) Elemente mit definierter Elastizität (31, 32) zur Einstellung einer etwa mittigen Lage zugeordnet sind.
Druckmittelbremsanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Druckbeaufschlagung des Stellzylinders (1) von der hydraulisch unterstützen Lenkkrafthilfe abgezweigt wird.
Kraftfahrzeug umfassend eine Druckmittelbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche.