-
Die Erfindung betrifft eine elektronisch schlupfregelbare Bremsanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Moderne Fahrzeuge sind mit elektronisch schlupfregelbaren Bremsanlagen bestückt, die in verschiedenen Betriebsarten bzw. Modi betrieben werden können.
-
In einem aktiven Modus sind die Bremsanlagen dazu in der Lage, selbstständig einen Bremsdruck aufzubauen, ohne dass hierfür eine Bremswunschvorgabe durch den Fahrer notwendig ist. Dazu sind die Bremsanlagen mit einem elektronisch gesteuert antreibbaren Druckerzeuger ausgestattet. Im aktiven Modus wird die Bremsanlage betrieben, wenn kritische Fahrsituationen festgestellt worden sind, also beispielsweise, wenn sich das Fahrzeug nicht mehr in einem stabilen Fahrzustand befindet, wenn eine drohende Unfallgefahr erkannt worden ist oder wenn eine automatische Abstandsregelung durchzuführen ist.
-
Befindet sich das elektronisch schlupfregelbare Bremsanlage demgegenüber im Normalbetrieb bzw. in einem passiven Modus, wird der Bremsdruck allein vom Fahrer aufgebracht. Üblicherweise geschieht dies durch eine Betätigung einer Betätigungseinrichtung der Bremsanlage per Muskelkraft.
-
Schließlich kann die Bremsanlage noch in einem teilaktiven Modus betrieben werden, in dem sowohl der Fahrer als auch ein elektronisch ansteuerbarer Druckerzeuger der Bremsanlage am Aufbau des Bremsdrucks gemeinsam beteiligt sind. Letzteres ist beispielsweise der Fall, wenn von der Bremsanlage eine radindividuelle Anpassung des Bremsdrucks der Radbremsen an die Schlupfverhältnisse an den jeweils zugeordneten Rädern vorgenommen wird. Um den teilaktiven Modus darzustellen sind der Hauptbremszylinder und der Druckerzeuger zueinander parallel mit einem der Bremskreise der Bremsanlage kontaktiert. Dazu weist ein Bremskreis der Bremsanlage eine Verzweigungsstelle auf, an der das vom Fahrer und das vom Druckerzeuger verdrängte Druckmittel zusammengeführt sind.
-
Bekannte Bremsanlagen setzen als Druckerzeuger vielfach Kolbenpumpen ein. Deren Kolben werden zur einer hin und her gehenden Bewegung angetrieben, wodurch die Kolbenpumpen ein getaktetes Förderverhalten aufweisen. Der sich einstellende Bremsdruckaufbau erfolgt demnach zyklisch bzw. stufenförmig. Im teilaktiven Modus ist ein solcher Bremsdruckaufbau vom Fahrer über ein pulsierendes Pedal wahrnehmbar. Letzteres kann als störend empfunden werden.
-
Um deshalb den Druckaufbau zu vergleichmäßigen ist es bekannt, dem Druckerzeuger bzw. einer jeden Kolbenpumpe des Druckerzeugers eine Dämpfungseinrichtung nachzuschalten. Jene umfasst üblicherweise eine Druckmittel aufnehmende Kapazität mit veränderlichem Volumen sowie ein dazu in Reihe geschaltetes Wiederstands- bzw. Drosselelement.
-
Die
DE 10 2012 209 218 A1 offenbart in ihrer
1 den Hydraulikschaltplan einer dementsprechend konfigurierten elektronisch schlupfregelbaren Bremsanlage.
-
Nachteilig am Einsatz der bekannten Dämpfungseinrichtung ist, dass während eines passiven Modus der Bremsanlage, also, wenn der Bremsdruckaufbau vom Fahrer vorgenommen wird, aufgrund der Verzweigungsstelle des Bremskreises, Druckmittel durch das Drosselelement in die Kapazität der Dämpfungseinrichtung gelangt. Dieser Anteil an verdrängtem Druckmittel steht für den Aufbau eines Bremsdrucks in den Radbremsen nicht mehr zur Verfügung, so dass vom Fahrer zum Aufbau eines gewünschten Bremsdrucks ein höheres Volumen an Druckmittel verdrängt werden muss. Damit verlängert sich der Betätigungsweg der Betätigungseinrichtung und die Dämpfungseinrichtung wird einer zusätzlichen mechanischen Belastung ausgesetzt.
-
Um wiederum diese Nachteile zu vermeiden, ist es über die Offenbarung in der
DE 10 2012 209 218 A1 hinaus bekannt, zwischen der Dämpfungseinrichtung und der Verzweigungsstelle eine Sperreinrichtung in Gestalt eines druckgesteuerten Rückschlagventils anzuordnen. Dieses koppelt im passiven Modus der Bremsanlage die Kapazität der Dämpfungseinrichtung vom Bremskreis ab.
-
Typische Rückschlagventile sind als Sitzventile ausgeführt, bei denen ein Ventilsitz von einem beweglich aufgenommenen Schließglied gesteuert ist. Meist werden Kugeln als Schließglieder verwendet. Die Schließglieder derart ausgebildeter Rückschlagventile neigen allerdings zu Oszillationen, wenn sie im geöffneten Zustand des Rückschlagventils von Druckmittel um- bzw. überströmt werden. Diese Oszillationen wiederum sind ursächlich für die Entstehung unerwünschte Geräusche.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die Erfindung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die von den Oszillationen des Schließglieds der Rückschlagventile verursachten Geräusche gedämpft werden, ohne dass hierfür zusätzlich zu verbauende Einrichtungen notwendig sind. Die Geräuschdämpfung wird durch eine Änderung der relativen Platzierung von Komponenten der Drosseleinrichtung und dem Rückschlagventil erreicht und ist damit wenigstens annähernd kosten- und bauraumneutral umsetzbar.
-
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen oder aus der nachfolgenden Beschreibung.
-
Figurenliste
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.
- 1 zeigt in diesem Zusammenhang den Hydraulikschaltplan einer elektronisch schlupfregelbaren Bremsanlage mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung der Komponenten einer Dämpfungseinrichtung und einer Sperreinrichtung, während
- 2 anhand eines Details dieses Hydraulikschaltplans eine der Erfindung zugrundeliegende Anordnung der Komponenten der Dämpfungseinrichtung und der Sperreinrichtung offenbart.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
Der in 1 gezeigte Aufbau einer elektronisch schlupfregelbaren Bremsanlage ist aus zum Stand der Technik hinlänglich bekannt.
-
Die dargestellte Bremsanlage 10 umfasst einen Hauptbremszylinder 12, welcher von einer Betätigungseinrichtung 14 in Gestalt eines Pedals durch den Fahrer betätigbar ist. Zwischen Pedal und Hauptbremszylinder 12 ist ein Bremskraftverstärker 16 angeordnet. An den Hauptbremszylinder 12 sind zwei identisch aufgebaute Bremskreise 18 angeschlossen, wobei jeder Bremskreis 18 jeweils zwei Radbremsen 20 mit Druckmittel versorgt. Dazu verzweigt sich jeder Bremskreis 18 an einer Verzweigungsstelle 22 in zwei Leitungsabschnitte 24, welche jeweils eine der Radbremsen 20 kontaktieren. Der Bremskreis 18 ist steuerbar mit dem Hauptbremszylinder 12 verbunden. Zur Steuerung ist ein elektronisch ansteuerbares Betriebsartenumschaltventil 26 vorhanden. Für eine radindividuelle Einstellung des Bremsdrucks ist den Radbremsen 20 jeweils ein Druckaufbauventil 28 und ein Druckabsenkventil 30 zugeordnet. Diese beiden Wegeventile sind durch elektronische Ansteuerung wechselweise offen- bzw. schließbar und bestimmen je nach Ansteuerung einen Druckmittelzufluss oder einen Druckmittelabfluss zu oder von der Radbremse 20. Aus der Radbremse 20 abfließendes Druckmittel gelangt in einen Rücklauf 32 mit einem darin angeordneten Niederdruckspeicher 34 und von dort weiter zu einer Saugseite eines Druckerzeugers 36. Letzterer ist elektromotorisch antreibbar und fördert das Druckmittel stromabwärts des Betriebsartenumschaltventils 26 und stromaufwärts der Verzweigungsstelle 22 zum Hauptbremszylinder 12 zurück in den Bremskreis 18. Die Saugseite des Druckerzeugers 36 ist schließlich über eine Ansaugleitung 38 mit dem Hauptbremszylinder 12 gekoppelt. Zur Steuerung dieser Ansaugleitung 38 ist ein sogenanntes Hochdruckschaltventil 40 vorgesehen, das ebenfalls elektronisch ansteuerbar ausgeführt ist. Die Bremsdrucksteuerung erfolgt durch ein elektronisches Steuergerät 50, das die erläuterten Ventile sowie den Antrieb des Druckerzeugers 36 derart ansteuert, dass bei Bremsvorgängen ein an den Rädern auftretender Radschlupf minimiert bzw. vermieden wird.
-
Dem Druckerzeuger 36 ist aus den eingangs dargelegten Gründen eine Dämpfungseinrichtung 42 nachgeschaltet. Diese Dämpfungseinrichtung 42 besteht aus einer Druckmittelkapazität 44 mit einem veränderlichen Volumen und einer Drosseleinrichtung 46 stromabwärts dieser Druckmittelkapazität 44. Darüber hinaus ist eine Sperreinrichtung 48 wiederum stromabwärts der Drosseleinrichtung 46 vorgesehen. Sie verhindert, dass aus dem Hauptbremszylinder 12 in den Bremskreis 18 hinein verdrängtes Druckmittel über die Drosseleinrichtung 46 in die Druckmittelkapazität 44 gelangt und damit nicht mehr für einen Aufbau von Bremsdruck in einer der Radbremsen 20 zur Verfügung steht. Es ist in diesem Zusammenhang davon auszugehen, dass es sich bei der Sperreinrichtung 48 um ein konventionell aufgebautes Rückschlagventil handelt, das für eine Druckmittelströmung in Richtung vom Druckerzeuger 36 zur Verzweigungsstelle 22 durchlässig ist und das in die Gegenrichtung, also von der Verzweigungsstelle 22 zum Druckerzeuger 36 hin sperrt, sofern entsprechende Druckgefälle im Bremskreis 18 vorherrschen. Weiterhin ist als gegeben anzusehen, dass die Sperreinrichtung 48 als Sitzventil ausgestaltet ist, bei der ein Ventilsitz einen Durchflussquerschnitt des Rückschlagventils umgibt. Mit dem Ventilsitz wirkt ein Schließglied zusammen um den Durchflussquerschnitt der Sperreinrichtung 48 zu steuern. Das Schließglied wird bei freiem Durchflussquerschnitt bzw. offenem Rückschlagventil umfangseitig von Druckmittel umströmt.
-
Wie eingangs dargelegt hat sich an der erläuterten Anordnung dieser Komponenten als nachteilig herausgestellt, dass vom Druckmittel umströmte Schließglieder der Sperreinrichtung 48 zu Geräusch verursachenden Oszillationen neigen. Konstruktive Maßnahmen an der Sperreinrichtung 48 zur Vermeidung derartiger Oszillationen sind zwar bekannt, sind aber aus wirtschaftlichen oder strömungstechnischen Gründen, insbesondere bei niedriger Viskosität des Druckmittels, nur bedingt wirksam bzw. für den Großserieneinsatz nur bedingt tauglich. Mit einer nachfolgend erläuterten geänderten Relativposition der Druckmittelkapazität 44, der Drosseleinrichtung 46 und der Sperreinrichtung 48 zueinander, lassen sich Oszillationen der Schließglieder ohne nachteilige Folgeeffekte dämpfen.
-
2 zeigt dazu den Abschnitt des Leitungsabschnitts des Bremskreises 18 vom Druckerzeuger 36 über die Verzweigungsstelle 22 zum Hauptbremszylinder 12 zur Radbremse 20, ohne dabei allerdings das der Radbremse 20 zugeordnete Druckaufbauventil 28 und das Druckabsenkventil 30 darzustellen, da diese Ventile keinen Einfluss auf die Erfindung haben.
-
Gemäß 2 ist unmittelbar stromabwärts des Druckerzeugers 36 nach wie vor die Druckmittelkapazität 44 angeordnet. Die bislang stromabwärts der Drosseleinrichtung 46 angeordnete Sperreinrichtung 48 befindet sich nunmehr allerdings zwischen der Druckmittelkapazität 44 und der Drosseleinrichtung 46. Eine Dimensionierung der Sperreinrichtung 48 ist dabei derart gewählt, dass diese Sperreinrichtung 48 keinen Druckabfall im Leitungsabschnitt verursacht bzw. dass ein Druckabfall im Leitungsabschnitt maßgeblich von der Dimensionierung und der Gestaltung der Drosseleinrichtung 46 bestimmt ist. Die Sperreinrichtung 48 ist jeweils unmittelbar mit der Druckmittelkapazität 44 und/oder mit der Drosseleinrichtung (46) verbunden, was bedeutet, dass zwischen jeweils einem Komponentenpaar idealer Weise keine weiteren, die Druckmittelströmung beeinflussenden Komponenten angeordnet sind, keine Geometrieänderungen am Leitungsquerschnitt ausgeführt sind und keine Änderungen an der Verlaufsrichtung des Leitungsabschnitts vorgesehen sind.
-
Im passiven Modus der Bremsanlage 10, also bei einer Bremsdruckerzeugung durch den Fahrer, entkoppelt das Rückschlagventil der Sperreinrichtung 48 somit die Druckmittelkapazität 44 der Bremsanlage 10 nach wie vor vom Hauptbremszylinder 12 und verhindert folglich eine mechanische Belastung dieser Druckmittelkapazität 44.
-
Im aktiven Modus der Bremsanlage 10 dagegen, also bei einer Bremsdruckerzeugung durch den Druckerzeuger 36, wird Druckmittel vom Druckerzeuger 36 durch die Druckmittelkapazität 44, das dann offene Rückschlagventil (Sperreinrichtung 48) und die Drosseleinrichtung 46 zur Radbremse 20 gefördert und die Druckmittelkapazität 44 gleicht die Förderstromschwankungen der Kolbenpumpe des Druckerzeugers 36 wie gehabt aus. Treten dabei Oszillationen an dem umströmten Schließglied der Sperreinrichtung 48 auf, so werden diese von der stromabwärts der Druckmittelkapazität 44 angeordneten Drosseleinrichtung 46 gedämpft und führen folglich im Ergebnis zu weniger Geräusch.
-
Während des teilaktiven Modus der Bremsanlage 10, wenn also Druckerzeuger 36 und der Fahrer gemeinsam an der Bremsdruckerzeugung beteiligt sind, werden zudem über die Betätigungseinrichtung 14 weniger Pulsationen in den Fahrzeuginnenraum übertragen.
-
Zur Dämpfung von Druckpulsationen, wie sie beispielsweise von Kolbenpumpen erzeugt werden, werden als Dämpfungseinrichtungen idealerweise sogenannte RC-Glieder eingesetzt. Unter RC-Glieder werden Einrichtungen verstanden, bei denen eine Widerstands- bzw. Drosseleinrichtung 46 mit einer Druckmittelkapazität 44 in Reihe geschaltet ist. Demgegenüber werden schwankende Volumenströme, wie sie von Kolbenpumpen verursacht werden, idealerweise durch CR-Glieder gedämpft. Bei CR-Gliedern ist im Unterschied dazu, eine Druckmittelkapazität 44 mit einer Drosseleinrichtung 46 in Reihe angeordnet.
-
Betrachtet man im Bremskreis 18 die Sperreinrichtung 48 aufgrund der von den Oszillationen ihres Schließglieds verursachten Druckpulsationen als Pulsationsquelle, so ist der Drosseleinrichtung 46 eine Druckmittelkapazität 44 nachgeschalten, deren Aufnahmevolumen vom Leitungsquerschnitt und von der Leitungslänge des Leitungsabschnitts zwischen der Drosseleinrichtung 46 und der Verzweigungsstelle 22 bestimmt ist. Mit der erfindungsgemäßen Umsetzung der Komponentenanordnung wird demnach ein RC-Glied geschaffen, das die auf Oszillationen des Schließglieds zurückgehende Druckpulsationen besonders wirksam dämpft.
-
Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen an dem beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012209218 A1 [0008, 0010]
