DE19601418A1 - Hydraulic motor vehicle brake system with pre-charge pump - Google Patents
Hydraulic motor vehicle brake system with pre-charge pumpInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Konzepte werden häufig verwendet, wenn Bremsanlagen, die zur Blockierschutzregelung nach dem Rückförderprinzip ar beiten, zusätzlich mit einer Einrichtung zur automatischen Bremsung ausgerüstet werden sollen. Als automatische Bremsung ist zu betrachten einerseits eine Antriebsschlupfregelung, bei welcher ein Bremseneingriff nur bei den Radbremsen der ange triebenen Räder vorgenommen wird, oder andererseits auch eine Regelung des Giermomentes des Fahrzeugs durch Bremseneingriff an einzelnen Fahrzeugrädern. Schließlich ist noch als automati sche Bremsung zu verstehen, wenn das Fahrzeug aus bestimmten Gründen verlangsamt werden soll, beispielsweise wenn ein Sensor ein Warnsignal gibt, daß der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu gering ist und dergleichen.The present invention is based on a hydraulic Motor vehicle brake system according to the preamble of claim 1. Such concepts are often used when braking systems, the anti-lock control according to the return principle ar with an automatic device Braking should be equipped. As automatic braking one has to consider a traction control system, at which is a brake intervention only with the wheel brakes of the driven wheels is made, or otherwise a Regulation of the yaw moment of the vehicle through brake intervention on individual vehicle wheels. Finally, it is automatic cal braking to understand when the vehicle from certain Reasons should be slowed down, for example if a sensor a warning signal indicates that the distance to a vehicle in front Vehicle is too small and the like.
Bei Bremsanlagen, die also zur Blockierschutzregelung nach dem Rückförderprinzip arbeiten, wird häufig die verwendete Rück förderpumpe selbstansaugend ausgelegt, um für eine automatische Bremsung selbsttätig Druckmittel aus dem Druckmittelvorrats behälter ansaugen zu können. Bei Kälte jedoch hat das verwende te Druckmittel, nämlich Bremsflüssigkeit, eine hohe Viskosität, so daß die Rückförderpumpe erhebliche Schwierigkeiten hat, die erforderliche Saugleistung zu erbringen. In brake systems, that is, for anti-lock control according to Return principle work, the return is often used self-priming feed pump designed for automatic Braking automatically pressure medium from the pressure medium supply to be able to suck in containers. In the cold, however, use that pressure medium, namely brake fluid, high viscosity, so that the return pump has considerable difficulties to provide the required suction power.
Beispielsweise treten beim Ansaugen über die Bremsleitung und dem Hauptzylinder aus dem Vorratsbehälter starke Drosseleffekte durch den Hauptzylinder auf. Zusätzlich bringen lange Rohrlei tungen und Verbohrungen ein Druckgefälle mit sich.For example, when priming via the brake line and the master cylinder from the reservoir strong throttling effects through the master cylinder. In addition, bring long Rohrlei a pressure drop with them.
Es ist daher vielfach vorgeschlagen worden, eine Vorladepumpe zu verwenden. Zum Teil sind in solchen Bremsanlagen dann die Rückförderpumpen nicht selbstansaugend, zum Teil jedoch wirkt die Vorladepumpe lediglich unterstützend, wobei die Rückförder pumpe weiterhin selbstansaugend ausgelegt ist.A precharge pump has therefore been proposed many times to use. In some cases, such braking systems are Return pumps are not self-priming, but sometimes have an effect the pre-charge pump only supportive, the return pump is still designed to be self-priming.
Zum Anschluß der Druckseite der Vorladepumpe an die Saugseite der Rückförderpumpe gibt es unterschiedliche Vorschläge. Es muß auf jeden Fall sichergestellt sein, daß der von der Vorladepum pe erzeugte Vordruck auf jeden Fall zur Saugseite der Rückför derpumpe gelangt und nicht etwa in einen drucklosen Behälter abfließt. Außerdem muß ein Restdruckabbau gesichert sein, wenn die Pumpen ausgeschaltet werden. Es stellt sich immer wieder das Problem, daß die Vorladepumpe auch nach Abschalten noch nachläuft, so daß zusätzliche Ventile erforderlich sind, die zum Abbau des entstehenden Restdruckes geöffnet werden.For connecting the pressure side of the pre-charge pump to the suction side There are different suggestions for the return pump. It must in any case be sure that the of the Vorladepum pe generated pre-pressure in any case to the suction side of the return the pump and not in a pressureless container drains away. In addition, a residual pressure reduction must be ensured if the pumps are switched off. It keeps coming up the problem that the pre-charge pump still after switching off runs on, so that additional valves are required, the be opened to reduce the resulting residual pressure.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bremsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Vor ladekonzept einfach und preiswert ist, aber wirkungsvoll arbei tet.The object of the present invention is a To create a brake system of the type mentioned, its front charging concept is simple and inexpensive, but works effectively tet.
Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Durch eine derartige Anordnung der Druckleitung, die unmittelbar vor oder erst in der hydrauli schen Steuereinheit in die Bremsleitung einmündet, sind keiner lei Ventile zum Restdruckabbau notwendig. Schließlich ist ja die Druckseite der Vorladepumpe über die Bremsleitung bei un betätigtem Hauptzylinder permanent an den Vorratsbehälter an geschlossen. Andererseits ist die Rohrverbindung vom Hauptzy linder zur hydraulischen Steuereinheit so lang, daß diese Lei tung allein schon ausreicht, den Druckmittelstrom von der Druckseite der Vorladepumpe derart zu drosseln, daß der aller größte Teil zur Saugseite der Rückförderpumpe gelangt.This problem is solved in connection with the characteristic ones Features of claim 1. By such an arrangement of Pressure line that is immediately before or only in the hydrauli control unit opens into the brake line are none Lei valves necessary to reduce residual pressure. After all, yes the pressure side of the precharge pump via the brake line at un actuated master cylinder permanently to the reservoir closed. On the other hand, the pipe connection from the main zy Linder to the hydraulic control unit so long that this Lei the pressure flow from the Throttle pressure side of the precharge pump so that everyone most of it reaches the suction side of the return pump.
Ein Trennventil in der Bremsleitung, welches einen Druckmittel strom zum Hauptzylinder hin unterbindet, ist also lediglich zwischen der Druckseite der Rückförderpumpe und dem Hauptzylin der erforderlich. Die Druckleitung der Vorladepumpe kann also in die Bremsleitung einmünden zwischen dem Trennventil und dem Hauptzylinder.An isolating valve in the brake line, which is a pressure medium prevents electricity to the master cylinder, is therefore only between the pressure side of the return pump and the main cylinder the required. The pressure line of the precharge pump can therefore open into the brake line between the isolating valve and the Master cylinder.
Um auch in diesem Falle den Restdruck bei Nachlauf der Vorlade pumpe von der Rückförderpumpe fernzuhalten, reicht es aus, ein bei selbstansaugenden Rückförderpumpen übliches elektrisches Umschaltventil an der Saugseite der Rückförderpumpe zu verwen den.In this case, too, the residual pressure when the precharge runs on To keep the pump away from the return pump, it is sufficient to usual electrical for self-priming return pumps Changeover valve to be used on the suction side of the return pump the.
Besonders preiswert wird eine derartige Bremsanlage, wenn für beide Bremskreise eine gemeinsame Vorladepumpe verwendet wird, wobei zur Kreistrennung je ein Rückschlagventil in den zu den Bremskreisen führenden - Druckzweigen angeordnet ist.Such a brake system is particularly inexpensive if for a common precharge pump is used for both brake circuits, with a non-return valve in the to each for the circuit separation Brake circuits leading - pressure branches is arranged.
Wenn dagegen die Vorladepumpe zweikreisig ausgeführt wird, also die Bremskreise von separaten Druckleitungen vorgeladen werden, bringt das einen Sicherheitsgewinn: Bei Ausfall eines Rück schlagventils in einer der Druckleitungen fließt das im zugehö rigen Bremskreis befindliche Druckmittel in den drucklosen Vorratsbehälter ab und nicht in den anderen Bremskreis. Somit ist auch bei einem defekten Rückschlagventil stets eine Kreis trennung gegeben. Bei dieser Pumpenausführung ist eine elektro nische Überwachungseinheit in der Lage, ein defektes Rück schlagventil schnell zu erkennen, so daß schleichende Fehler ausgeschlossen sind.If, on the other hand, the precharge pump is designed with two circuits, that is the brake circuits are pre-charged by separate pressure lines, That brings a safety gain: In the event of a failure of a back blow valve in one of the pressure lines flows in the associated pressure circuit located in the unpressurized brake circuit Reservoir off and not in the other brake circuit. Consequently is always a circle even with a defective check valve given separation. This pump version is an electro African monitoring unit capable of a defective return Check valve quickly to detect creeping errors excluded are.
Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun durch die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand von vier Figuren.A more detailed explanation of the inventive concept is now given by the description of preferred exemplary embodiments based on of four figures.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erfindungsidee mit einkreisiger Vorladepumpe, Fig. 1 is a schematic diagram for the inventive idea with single-circuit precharging pump,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Bremsanlage gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows an embodiment of an inventive braking system according to Fig. 1,
Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Erfindungsidee mit zweikreisiger Vorladepumpe, Fig. 3 is a schematic diagram for the inventive idea with two-circuit precharging pump,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Bremsanlage gemäß Fig. 3. Fig. 4 shows an embodiment for an inventive braking system according to FIG. 3.
In Fig. 1 sind nur wenige Funktionselemente dargestellt, die zum Verständnis des Erfindungsgedankens beitragen. Ein Haupt zylinder 1 ist an einen Vorratsbehälter 2 angeschlossen und durch ein Bremspedal 3 betätigbar. Vom Hauptzylinder 1 gehen zwei Bremsleitungen 4 und 5 aus. Sie führen zu einer hydrau lischen Steuereinheit 6, an welche vier Radbremsen 7 bis 10 angeschlossen sind. Eine Vorladepumpe 11 ist mit ihrer Saugsei te an den Vorratsbehälter 2 angeschlossen und besitzt eine Druckleitung 12 zur hydraulischen Steuereinheit 6. Diese Druck leitung 12 teilt sich auf in je eine Druckleitung 13 und 14 pro Bremskreis, also pro Bremsleitung 4 bzw. 5. Die hydraulische Steuereinheit 6 enthält pro Radbremse je ein Einlaß- und ein Auslaßventil, und jeweils eine Rückförderpumpe, einen Nieder druckspeicher und Dämpfungselemente, je ein Trennventil und je ein Umschaltventil an der Saugseite der Rückförderpumpe pro Bremskreis. Die Einmündung der beiden Druckleitungen 13 und 14 in die jeweilige Bremsleitung 4 bzw. 5 liegt so weit vom Haupt zylinder 1 entfernt, nämlich innerhalb der hydraulischen Steu ereinheit 6, daß die Rohrverbindung, welche jeweils die Brems leitung 4 bzw. 5 bildet, derart drosselnd wirkt, daß sich der von der Vorladepumpe 11 erzeugte Vordruck nicht bis zum Haupt zylinder 1 fortpflanzen kann. Die Bremsleitungen 4 und 5 benö tigen daher weder zusätzliche Blenden oder Drosseln noch ir gendwelche Ventile, die für einen Staudruck in den Bremsleitun gen sorgen.In Fig. 1 only a few functional elements are shown which contribute to the understanding of the inventive concept. A master cylinder 1 is connected to a reservoir 2 and can be operated by a brake pedal 3 . Two brake lines 4 and 5 extend from the master cylinder 1 . They lead to a hydraulic control unit 6 , to which four wheel brakes 7 to 10 are connected. A precharge pump 11 is connected with its suction side to the reservoir 2 and has a pressure line 12 to the hydraulic control unit 6 . This pressure line 12 is divided into a pressure line 13 and 14 per brake circuit, that is, per brake line 4 and 5 . The hydraulic control unit 6 contains one inlet and one outlet valve per wheel brake, and one return pump, one low-pressure accumulator and damping elements, one isolating valve and one changeover valve on the suction side of the return pump per brake circuit. The confluence of the two pressure lines 13 and 14 in the respective brake line 4 and 5 is so far from the master cylinder 1 , namely within the hydraulic control unit 6 that the pipe connection, which forms the brake line 4 and 5 , respectively, so throttling has the effect that the pre-pressure generated by the precharge pump 11 cannot reproduce up to the master cylinder 1 . The brake lines 4 and 5 therefore do not require any additional orifices or throttles or any valves that provide a dynamic pressure in the brake lines.
Während Fig. 1 etwa die räumlichen Verhältnisse darstellt, sind in Fig. 2 die hydraulischen Leitungsverbindungen auch innerhalb der hydraulischen Steuereinheit dargestellt. Hier allerdings, in Fig. 2, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die Propor tionen der einzelnen Leitungslängen zueinander nicht eingehal ten.While FIG. 1 shows the spatial conditions, the hydraulic line connections are also shown within the hydraulic control unit in FIG. 2. Here, however, in Fig. 2, for the sake of clarity, the proportions of the individual line lengths to each other are not kept.
Der Hauptzylinder 1, der Vorratsbehälter 2, das Bremspedal 3, die Bremsleitungen 4 und 5, die Vorladepumpe 11, die Drucklei tungen 13 und 14 sowie die Radbremsen 7, 8, 9 und 10 entsprechen den mit gleichen Bezugszeichen belegten Elementen aus Fig. 1. Die in der hydraulischen Steuereinheit 6 enthaltenen Funktions elemente sind gestrichelt umrandet. In einer realen Bremsanlage ist der Abstand vom Hauptzylinder 1 zur hydraulischen Steuer einheit 6 wesentlich länger als in dieser Darstellung.The master cylinder 1 , the reservoir 2 , the brake pedal 3 , the brake lines 4 and 5 , the precharge pump 11 , the Drucklei lines 13 and 14 and the wheel brakes 7 , 8 , 9 and 10 correspond to the elements with the same reference numerals from Fig. 1st The functional elements contained in the hydraulic control unit 6 are outlined in dashed lines. In a real brake system, the distance from the master cylinder 1 to the hydraulic control unit 6 is significantly longer than in this illustration.
Innerhalb der hydraulischen Steuereinheit 6 sind die beiden Bremskreise völlig identisch aufgebaut. Im folgenden wird daher nur der von der Bremsleitung 5 versorgte Bremskreis beschrie ben.Within the hydraulic control unit 6 , the two brake circuits are constructed completely identically. In the following, therefore, only the brake circuit supplied by the brake line 5 is described ben.
Die Bremsleitung 5 verläuft über ein Trennventil 15 zu den Einlaßventilen 16 und 17 der Radbremsen 9 und 10. Über die den Radbremsen 9 und 10 zugeordneten Auslaßventile 18 und 19 ist eine Rücklaufleitung 20 an die Radbremsen 9 und 10 angeschlos sen. Die Rücklaufleitung 20 führt zu einem Niederdruckspeicher 21, welcher mit der Saugseite der Rückförderpumpe 22 verbunden ist. An die Verbindung zwischen dem Niederdruckspeicher 21 und der Rückförderpumpe 22 knüpft eine Saugleitung 23 an, welche über ein Umschaltventil 24 zur Bremsleitung 5 zwischen Haupt zylinder 1 und Trennventil 15 führt. An diese Saugleitung 23 ist zwischen der Anknüpfungsstelle 25 an die Bremsleitung 5 und dem Trennventil 24 die Druckleitung 14 angeschlossen. In der Druckleitung 14 befindet sich ein Rückschlagventil 26, welches verhindert, daß zwischen den beiden Bremsleitungen 4 und 5 ein Druckmittelaustausch stattfindet, da die Druckleitung 13 zu sammen mit der Druckleitung 14 von der Vorladepumpe 11 gespeist wird und völlig analog an die Bremsleitung 4 anschließt. Die Druckseite der Rückförderpumpe 22 ist auf bekannte Weise an die Bremsleitung 5 zwischen dem Trennventil 15 und den Einlaßventi len 16 und 17 angeschlossen. Das Umschaltventil 24 ist ein stromlos geschlossenes 2/2-Wegemagnetventil. Es bewirkt, daß in unbestromter Stellung des Umschaltventils die Saugseite der Rückförderpumpe 22 zwar von der Bremsleitung 5 abgetrennt ist, nicht jedoch die Druckseite der Vorladepumpe 11. Über die Druckleitung 14, den Anknüpfungspunkt 25 und die Bremsleitung 5 kann bei unbetätigtem Hauptzylinder - wenn auch nur allmählich - das von der Vorladepumpe nach Abschalten einer automatischen Bremsung zuviel geförderte Volumen in den Hauptzylinder 1 und somit in den Vorratsbehälter 2 abfließen. Dabei kann durch das Umschaltventil 24 ein weiterer Druckaufbau an der Saugseite der Rückförderpumpe 22 unterbunden werden.The brake line 5 runs via a isolating valve 15 to the inlet valves 16 and 17 of the wheel brakes 9 and 10 . About the the wheel brakes 9 and 10 associated exhaust valves 18 and 19 , a return line 20 to the wheel brakes 9 and 10 is ruled out. The return line 20 leads to a low pressure accumulator 21 which is connected to the suction side of the return pump 22 . At the connection between the low pressure accumulator 21 and the return pump 22 , a suction line 23 is connected , which leads via a changeover valve 24 to the brake line 5 between the master cylinder 1 and the isolation valve 15 . The pressure line 14 is connected to this suction line 23 between the connection point 25 to the brake line 5 and the isolating valve 24 . In the pressure line 14 there is a check valve 26 , which prevents an exchange of pressure medium between the two brake lines 4 and 5 , since the pressure line 13 is fed together with the pressure line 14 from the precharge pump 11 and connects to the brake line 4 in a completely analogous manner. The pressure side of the return pump 22 is connected in a known manner to the brake line 5 between the isolating valve 15 and the inlet valves 16 and 17 . The changeover valve 24 is a normally closed 2/2-way solenoid valve. It causes the suction side of the return pump 22 to be disconnected from the brake line 5 in the de-energized position of the changeover valve, but not the pressure side of the precharging pump 11 . Via the pressure line 14 , the connecting point 25 and the brake line 5 , if the master cylinder is not actuated - even if only gradually - after the pre-charging pump, after too much automatic braking has been switched off, the volume discharged into the master cylinder 1 and thus into the reservoir 2 can flow away. A further pressure build-up on the suction side of the return pump 22 can be prevented by the changeover valve 24 .
Da bei einer automatischen Bremsung das Umschaltventil 24 ge öffnet und das Trennventil 15 geschlossen ist, ist einerseits sichergestellt, daß die Rückförderpumpe 22 ihren hohen Förder druck zu den Einlaßventilen fördert und nicht in die Bremslei tung 5. Andererseits ist durch die sehr lange Bremsleitung 5 und die demgegenüber sehr kurze Verbindung zur Saugseite der Rückförderpumpe 22 sichergestellt, daß bei einer automatischen Bremsung ein ausreichender Vordruck für die Rückförderpumpe 22 zur Verfügung steht.Since the switch valve 24 opens during automatic braking and the isolating valve 15 is closed, on the one hand it is ensured that the return pump 22 promotes its high delivery pressure to the inlet valves and not in the brake line device 5 . On the other hand, the very long brake line 5 and the very short connection to the suction side of the return pump 22 ensure that sufficient pressure is available for the return pump 22 during automatic braking.
Ein derartiges Vorladekonzept hat erhebliche Vorteile. Bei spielsweise entfällt an der Vorladepumpe ein Mittel zur Druck begrenzung wie beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil oder aber eine Blende. Eine Blende dient beim Stand der Technik außerdem zum Restdruckabbau, der in diesem Falle ja durch die Bremsleitung 5 erfolgt, die keine zusätzlichen Drosselelemente benötigt. Der Hauptzylinder und der Vorratsbehälter können dem üblichen Standard entsprechen. Der durch den Nachlauf der Vor ladepumpe 11 erzeugte Restdruck kann durch Schließen des Um schaltventils 24 von der Rückförderpumpe 22 ferngehalten werden und baut sich über die Bremsleitung ab. Durch den im Vergleich zur langen Bremsleitung kurzen Weg zur Saugseite der Rückför derpumpe steigt die erforderliche Leistung der Vorladepumpe nur geringfügig an gegenüber einer solchen Vorladepumpe, deren Druckseite völlig vom Hauptzylinder abgeschnitten ist.Such a precharge concept has considerable advantages. For example, there is no pressure limiting means on the precharge pump, such as a pressure relief valve or an orifice. In the prior art, an orifice also serves to reduce residual pressure, which in this case takes place through the brake line 5 , which does not require any additional throttle elements. The master cylinder and reservoir can meet the usual standard. The residual pressure generated by the wake of the pre-charge pump 11 can be kept away from the return pump 22 by closing the switching valve 24 and decreases via the brake line. Due to the short path to the suction side of the return pump compared to the long brake line, the required output of the precharge pump increases only slightly compared to such a precharge pump, the pressure side of which is completely cut off from the master cylinder.
Fig. 3 zeigt analog zu Fig. 1 eine Prinzipskizze, allerdings mit zweikreisiger Vorladepumpe 111/211, welche von einem ge meinsamen Motor M angetrieben wird. Funktionselemente, die mit denen aus Fig. 1 identisch sind, tragen dieselben Bezugszei chen. Durch die langen Bremsleitungen 4 und 5 ergeben sich dieselben Vorteile wie in Fig. 1. Fig. 3 shows analogous to Fig. 1, a schematic diagram, but with a two-circuit precharging pump 111/211 , which is driven by a common motor M. Functional elements that are identical to those of FIG. 1 bear the same reference characters. The long brake lines 4 and 5 give the same advantages as in FIG. 1.
Anhand von Fig. 4, die in ihrer Darstellungsweise Fig. 2 ent spricht, läßt sich außerdem erkennen, daß die Druckleitungen 113 und 114 nicht miteinander in Berührung kommen. Daher ist auch bei Defekt eines der in den Druckleitungen angeordneten Rückschlagventile eine Vermischung der zwei Bremskreise ausge schlossen. Das beispielsweise über ein defektes Rückschlagven til 26 entweichende Druckmittel fließt über den diese Druck leitung ladenden Teil 211 der zweikreisigen Vorladenpumpe in den Vorratsbehälter 2 ab. Da ein solcher Defekt leicht erkannt werden kann, sind schleichende Fehler ausgeschlossen. Die übri gen Funktionselemente entsprechen denen aus Fig. 2.With reference to FIG. 4, which speaks ent in its representation of FIG. 2, it can also be seen that the pressure lines 113 and 114 do not come into contact with one another. Therefore, even if one of the check valves arranged in the pressure lines is defective, mixing of the two brake circuits is excluded. The pressure medium escaping, for example, via a defective Rückschlagven valve 26 flows through the pressure line loading part 211 of the two-circuit precharge pump into the reservoir 2 . Since such a defect can be easily recognized, gradual errors are excluded. The remaining functional elements correspond to those from FIG. 2.
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