WO2011076470A1

WO2011076470A1 - Hydraulische fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: WO2011076470A1
Application number: PCT/EP2010/066436
Authority: WO
Inventors: Heiko Druckenmueller
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN102686457B; JP2013514933A; EP2516223A1; DE102009055224A1; US20120256478A1; CN102686457A; US8827380B2; DE102009055224B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage (1) mit einem Hauptbremszylinder (2), an den über ein Trennventil (3) die Fahrzeugbremsanlage (1) angeschlossen ist, die eine Schlupfregelung aufweist. Als Pedalwegsimulator (7) schlägt die Erfindung einen federbeaufschlagten Hydrospeicher (8) vor, der über ein differenzdruckgesteuertes Simulatorventil (9) mit dem Hauptbremszylinder (2) verbindbar ist. Das Simulatorventil (9) öffnet, wenn ein Bremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage (1) größer als ein Hauptbremszylinderdruck ist, ansonsten ist das Simulatorventil (9) geschlossen. Ist das Trennventil (3) beispielsweise während einer Schlupfregelung geschlossen, verdrängt der Hauptbremszylinder (2) bei Betätigung Bremsflüssigkeit durch das geöffnete Simulatorventil (9) in den Hydrospeicher (8), so dass bei geschlossenem Trennventil (3) zumindest näherungsweise eine gewohnte Pedalcharakteristik herrscht.

Description

Beschreibung

Titel

Hydraulische Fahrzeugbremsanlage Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Stand der Technik In hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen, die eine Schlupfregelung aufweisen, sind die Bremskreise üblicherweise über Trennventile an einen Hauptbremszylinder angeschlossen und werden während einer Schlupfregelung durch Schließen der Trennventile hydraulisch vom Hauptbremszylinder getrennt. Dadurch werden Rückwirkungen der Schlupfregelung auf den Hauptbremszylinder, insbesondere ein pulsierendes Bremspedal wegen einer pulsierenden Förderung von Bremsflüssigkeit mittels einer Hydropumpe in jeden Bremskreis, die üblicherweise als Kolbenpumpe ausgebildet ist, vermieden. Auch wird umgekehrt eine Störung eines Bremsdruckaufbaus und einer Bremsdruckregelung durch den Hauptbremszylinder während einer Druckregelung durch Schließen der Trenn- ventile vermieden. Schlupfregelungen sind als Blockierschutzregelung, Antriebsschlupfregelung und Fahrdynamik- bzw. Schleuderschutzregelung bekannt, es sind die Abkürzungen ABS, ASR, FDR und ESP gebräuchlich. Die Aufzählung ist nicht abschließend. Das Trennen des Hauptbremszylinders von den Bremskreisen der Fahrzeugbremsanlage durch Schließen der Trennventile hat die Folge, dass ein Bremsflüssigkeitsvolumen im Hauptbremszylinder eingeschlossen ist und wegen der Inkompressibilität der Bremsflüssigkeit so gut wie kein Pedalweg oder allgemeiner ausgedrückt kein Betätigungsweg am Hauptbremszylinder möglich ist. Das sich„hart" und nahezu unbeweglich anfühlende Bremspedal verunsichert einen Fahrzeugführer und erschwert die Dosierung einer Pedalkraft oder allgemein einer Betätigungskraft, also einer vom Fahrzeugführer zur Bremsbetätigung ausgeübten Muskelkraft. Es kommt erschwerend hinzu, dass das „verhärtete" Bremspedal regelmäßig in einer ohnehin kritischen Fahrsituation auftritt, wenn die Schlupfregelung einsetzt.

Es sind deswegen Pedalwegssimulatoren bekannt. Dabei handelt es sich üblicherweise um federbeaufschlagte Hydrospeicher, die an den Hauptbremszylinder angeschlossen sind und in die der Hauptbremszylinder Bremsflüssigkeit verdrängt, wenn er betätigt wird. Der Pedalwegsimulator ermöglicht einen Betätigungsweg am Hauptbremszylinder, wenn dieser durch Schließen der Trennventile hydraulisch von den Bremskreisen getrennt ist. Ein Federelement des Hydro- speichers erzeugt eine Pedalkraft, es ist ein zumindest näherungsweise übliches Pedalgefühl möglich, also die übliche Abhängigkeit einer Betätigungskraft vom Betätigungsweg wie bei einer Bremsbetätigung ohne Schlupfregelung. Die Federbeaufschlagung kann beispielsweise auch durch Gasdruck erfolgen, der Hydrospeicher also ein Gasdruckspeicher sein.

Damit bei einer normalen Bremsbetätigung ohne Schlupfregelung keine Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder in den Pedalwegsimulator verdrängt wird, kann ein Simulatorventil zwischen dem Pedalwegsimulator und dem Hauptbremszylinder vorgesehen werden, das den Pedalwegsimulator vom Hauptbremszylinder trennt und bei geschlossenen Trennventilen mit dem Hauptbremszylinder verbindet. Als Simulatorventile finden Magnetventile Verwendung.

Ein weiterer Anwendungsfall für einen Pedalwegsimulator sind elektrohy- draulische Fahrzeugbremsanlagen. Hierbei handelt es sich um Fremdenergie- Fahrzeugbremsanlagen, bei denen der Bremsdruck per Fremdenergie von einer Hydropumpe erzeugt wird und der Hauptbremszylinder ebenfalls durch Schließen eines Trennventils in jedem Bremskreis hydraulisch von der Fahrzeugbremsanlage getrennt wird. Bei einer Störung ist eine Hilfsbremsung mit dem Hauptbremszylinder möglich, indem die Trennventile offen bleiben.

Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen federbeaufschlagten Hydrospeicher als Pedal- wegsimulator auf, der durch ein Simulatorventil mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist. Das Simulatorventil weist eine hydraulische Drucksteuerung auf, es wird durch hydraulischen Druck der Fahrzeugbremsanlage geöffnet und/oder geschlossen. Der Steuerdruck für das Simulatorventil ist insbesondere ein Brems- druck, den eine Hydropumpe der Fahrzeugbremsanlage beispielsweise bei einer

Schlupfregelung oder einer Fremd kraftbremsung erzeugt und/oder ein vom Hauptbremszylinder erzeugter Hauptbremszylinderdruck. Die erfindungsgemäße Drucksteuerung des Simulatorventils hat den Vorteil, dass sich eine elektronische Steuerung erübrigt. Sie benötigt keine Stromversorgung. Die Steuerung ist einfach und lässt sich robust und zuverlässig ausbilden. Sie ist in bestehende

Fahrzeugbremsanlage integrierbar und ermöglicht ein zumindest näherungsweise gewohntes Pedalgefühl, wenn die Bremskraft von der Hydropumpe anstatt mit dem Hauptbremszylinder erzeugt wird und der Hauptbremszylinder hydraulisch von der Fahrzeugbremsanlage getrennt ist.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zu Gegenstand.

Anspruch 4 sieht ein Differenzdruckventil als Simulatorventil bzw. eine Differenz- drucksteuerung des Simulatorventils vor. Das Simulatorventil wird vom Bremsdruck geöffnet bzw. in einer Öffnungsrichtung beaufschlagt, den die Hydropumpe erzeugt, und es wird vom Hauptbremszylinderdruck geschlossen bzw. in Schließrichtung beaufschlagt. Ist der von der Hydropumpe erzeugte Bremsdruck größer als der Hauptbremszylinderdruck, wird das Simulatorventil geöffnet, ansonsten wird oder bleibt es geschlossen. Geöffnet bedeutet, dass das Simulatorventil den

Hydrospeicher mit dem Hauptbremszylinder verbindet, geschlossen, dass der Hydrospeicher vom Hauptbremszylinder getrennt ist. Beispielsweise mit einem Federelement kann ein Differenzdruck, um den der Bremsdruck größer sein muss als der Hauptbremszylinderdruck um das Simulatorventil zu öffnen, bewirkt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen vereinfachten und schematisieren hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydraulischen Fahrzeugbremsanlage.

Ausführungsform der Erfindung

Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage 1 weist einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 2 auf, an den zwei Bremskreise I, II angeschlossen sind, von denen ein Bremskreis I vereinfacht und schematisiert dargestellt ist. Der andere Bremskreis II ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der Bremskreis I weist ein Trennventil 3 auf, durch das er an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen ist. Durch Schließen des Trennventils 3 ist der Hauptbremszylinder 2 hydraulisch vom Bremskreis I trennbar. Mit einer Hydropumpe 4 ist ein Bremsdruck im Bremskreis I erzeugbar. Hydraulische Radbremsen 5 sind durch Radbremsdruckmodulationsventilanordnungen 6 mit dem Bremskreis I verbunden. Solche Radbremsdruck- modulationsventilanordnungen 6 weisen üblicherweise ein Bremsdruckaufbau- und ein Bremsdruckabsenkventil auf, mit ihnen ist eine radindividuelle Radbremsdruckregelung in den Radbremsen 5 möglich. Solche Radbremsdruck- modulationsventilanordnungen 6 und ihre Funktion sind an sich bekannt und sol- len hier nicht näher erläutert werden. Eine radindividuelle Radbremsdruckregelung erfolgt zu einer Schlupfregelung, beispielsweise einer Bremsblockierschutz-, einer Antriebsschlupf- und/oder einer Fahrdynamik- bzw. Schleuderschutzregelung, für die Abkürzungen wie ABS, ASR, FDS und ESP gebräuchlich sind. Auch eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Abstandsregelung von einem vorausfahrenden Fahrzeug ist möglich. Solche Regelungen werden als automatische Distanzregelung (ADR) oder Adaptive Cruise Control (ACC) bezeichnet. Wenn nachfolgend von einer Schlupfregelung die Rede ist, sollen darunter auch andere Bremsdruck- und Radbremsdruckregelungen verstanden werden, wie beispielsweise die genannte Abstandregelung.

Der nicht gezeichnete Bremskreis II ist übereinstimmend mit dem gezeichneten Bremskreis I aufgebaut.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 1 weist einen Pedalwegsimulator 7 auf, der einen federbeaufschlagten Hydrospeicher 8 und ein Simulatorventil 9 umfasst. Das Simulatorventil 9 weist eine Drucksteuerung auf, es wird von einem Bremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage 1 geöffnet und von einem Hauptbremszylinderdruck im Hauptbremszylinder 2 geschlossen. Die Drucksteuerung ist eine Differenzdrucksteuerung, das Simulatorventil 9 wird geöffnet, wenn der Bremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage 1 größer als der Hauptbremszylinderdruck ist; ansonsten ist das Simulatorventil 9 geschlossen. Geschlossen bedeutet, dass das Simulatorventil 9 den Hydrospeicher 8 vom Hauptbremszylinder 2 trennt, geöffnet bedeutet, dass das Simulatorventil 9 den Hydrospeicher 8 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbindet. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das Simulatorventil 9 ein

Schieberventil in Bauform eines Kolbenventils. Als Absperrkörper weist das Simulatorventil 9 einen Absperrkolben 10 auf, der allgemein auch als Schieber auf- gefasst werden kann. Der Absperrkolben 10 weist Durchlässe 1 1 auf, so dass auf seinen beiden Seiten stets derselbe Druck herrscht und keine resultierende Kraft bewirkt.

Der Absperrkolben 10 ist mit einer Kolbenstange 12 starr mit einem Steuerkolben 13 verbunden, beide Kolben 10, 13 sind in einem Zylinder bzw. einer Zylinderbohrung des Simulatorventils 9 angeordnet. Die beiden Seiten des Absperr- kolbens 10 kommunizieren durch die Durchlässe 1 1 miteinander. Der Steuerkolben 13 ist doppelt wirkend, seine eine Seite ist mit dem Bremsdruck der Fahrzeugbremsanlage 1 beaufschlagt und seine andere Seite ist mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden, d. h. sie wird vom Hauptbremszylinder 2 druckbeaufschlagt. Die eine Seite des Steuerkolbens 13 ist auf einer dem Haupt- bremszylinder 2 abgewandten Seite des Trennventils 3 an den Bremskreis I angeschlossen, beispielsweise an eine Druckseite der Hydropumpe 4.

Ist der Bremsdruck, den beispielsweise die Hydropumpe 4 bei geschlossenem Trennventil 3 in der Fahrzeugbremsanlage 1 bzw. im Bremskreis I erzeugt, grö- ßer als der Hauptbremszylinderdruck, verschiebt die dadurch am Steuerkolben

13 wirksame Druckdifferenz den Steuerkolben 13 in der Zeichnung nach rechts. Über die Kolbenstange 12 verschiebt der Steuerkolben 13 den Absperrkolben 10, der eine Verbindung 14 zum Hydrospeicher 8 freigibt, d. h. den Hydrospeicher 8 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbindet. Ist der Hauptbremszylinderdruck min- destens so groß wie der Bremsdruck, den die Hydropumpe 4 im Bremskreis I erzeugt, herrscht Gleichdruck auf beiden Seiten des doppelt wirkenden Steuerkol- bens 13 oder es herrscht eine Druckdifferenz, die den Steuerkolben 13 in der Zeichnung nach links, also in eine Schließstellung beaufschlagt. Bei Gleichdruck am Steuerkolben 13 stellt eine Ventilschließfeder 15 die beiden Kolben 10, 13 in die Schließstellung zurück. Zusammengefasst bedeutet das, dass wenn der Bremsdruck, den die Hydropumpe 4 im Bremskreis I der Fahrzeugbremsanlage 1 erzeugt, größer als der Hauptbremszylinderdruck ist, wird das Simulatorventil 9 geöffnet, d. h. es verbindet den Hauptbremszylinder 2 mit dem Hydrospeicher 8. Sonst ist das Simulatorventil 9 geschlossen und der Hydrospeicher 8 vom Hauptbremszylinder 2 getrennt.

Durch die Verbindung des Hydrospeichers 8 mit dem Hauptbremszylinder 2 durch Öffnen des Simulatorventils 9 ist es möglich, Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 2 in den Hydrospeicher 8 zu verdrängen. Das ermöglicht eine Bewegung an einem Bremspedal 16 bei geschlossenen Trennventilen 3. Ein Simulatorfederelement 17 im Hydrospeicher 8 bewirkt eine Pedalkraft, so dass bei geschlossenen Trennventilen 3 zumindest näherungsweise dieselbe Abhängigkeit einer Pedalkraft von einem Pedalweg am Bremspedal 16 und damit zumindest näherungsweise ein übliches Pedalgefühl herrscht wie bei geöffneten Trennventilen 3 und geschlossenem Simulatorventil 9, d. h. vom Hauptbrems- zylinder 2 getrenntem Hydrospeicher 8. Der Hydrospeicher 8 und das die beschriebene Differenzdrucksteuerung aufweisende Simulatorventil 9 bilden wie bereits gesagt einen Pedalwegsimulator 7, der die beschriebene, zumindest näherungsweise übliche Pedalkraft/Pedalweg-Abhängigkeit am Bremspedal 16 bei geschlossenen Trennventilen 3 bewirkt.

Der Hydrospeicher 8 ist durch ein Rückschlagventil 18 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen, das in Richtung des Hauptbremszylinders 2 durchströmbar ist. Nach einem Lösen der Fahrzeugbremsanlage 1 verdrängt das Simulatorfederelement 17 eventuell im Hydrospeicher 8 noch vorhandene Rest- bremsflüssigkeit durch das Rückschlagventil 18 in den Hauptbremszylinder 2.

Nach Beendigung einer Bremsung ist bzw. wird der Hydrospeicher 8 auf diese Weise entleert.

Ein zweiter Pedalwegsimulator 7 ist an dem nicht dargestellten Bremskreis II möglich, jedoch nicht erforderlich.

Claims

Ansprüche

1 . Hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Hauptbremszylinder (2), an den durch ein Trennventil (3) mindestens ein Bremskreis I, II angeschlossen ist, der eine Hydropumpe (4) aufweist, mit der ein Bremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage (1 ) erzeugbar ist, und mit einem federbeaufschlagten Hyd- rospeicher (8), der durch ein Simulatorventil (9) mit dem Hauptbremszylinder (2) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (9) eine Drucksteuerung aufweist.

2. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (9) vom Bremsdruck der Fahrzeugbremsanlage (1 ) geöffnet wird.

3. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (9) von einem Hauptbremszylinderdruck geschlossen wird.

4. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (9) ein Differenzdruckventil ist, das vom Bremsdruck der Fahrzeugbremsanlage (1 ) geöffnet und von einem Hauptbremszylinderdruck geschlossen wird.

5. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuerung des Simulatorventils (9) einen doppelt wirkenden Steuerkolben (13) aufweist, dessen eine Seite mit dem Bremsdruck der Fahrzeugbremsanlage (1 ) und dessen andere Seite mit dem Hauptbremszylinderdruck beaufschlagt ist und das Simulatorventil (9) öffnet, wenn der Bremsdruck größer als der Hauptbremszylinderdruck ist.

6. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (9) ein Schieberventil ist, dessen Absperrkörper ein Schieber ist, der mechanisch mit dem Steuerkolben (13) verbunden ist. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (9) ein Kolbenventil ist, dessen Absperrkörper ein Absperrkolben (10) ist, der mechanisch mit dem Steuerkolben (13) verbunden und in einem Zylinder mit dem Steuerkolben (13) angeordnet ist, wobei die beiden Seiten des Absperrkolbens (10) miteinander kommunizieren.

Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrospeicher (8) durch ein Rückschlagventil (18) mit dem Hauptbremszylinder (2) verbunden ist, das in Richtung des Hauptbremszylinders (2) durchströmbar ist.