DE19642192A1

DE19642192A1 - Verfahren und Bremsensystem zur Verbesserung des Regelverhaltens bei tiefen Außentemperaturen

Info

Publication number: DE19642192A1
Application number: DE19642192A
Authority: DE
Inventors: Helmut Fennel
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1996-10-12
Publication date: 1998-04-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines hydraulischen Bremsensystems mit Bremsdruckregelung, insbesondere eines Antriebsschlupf- und/oder eines Fahrstabilitäts-Regelungssystems (ASR und/oder FSR, ASMS etc.), in der Startphase des Fahrzeugs und bei tiefen Außentemperaturen, für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren und mit Wärmespeichern. Ein Bremsensy stem zur Durchführung des Verfahrens gehört ebenfalls zur Erfindung.

Bekanntlich ist die Viskosität einer Hydraulikflüssigkeit oder Bremsflüssigkeit in hohem Maße temperaturabhängig. Die hohe Viskosität bei niedriger Flüssigkeitstemperatur, näm lich bei tiefer Temperatur in der Startphase eines Kraft fahrzeugs, beeinträchtigt, wie ohne weiteres einzusehen ist, die Regelbarkeit des Bremsdruckes einer geregelten hydrau lischen Bremsanlage. Nach mehrfacher Betätigung des Bremsen systems verliert dieses Problem durch die innere Erwärmung der Bremsflüssigkeit und Verringerung der Viskosität an Be deutung.

In der Praxis tritt die durch niedrige Flüssigkeitstempera tur hervorgerufene hohe Viskosität einer Hydraulikflüssig keit vor allem bei einem Antriebsschlupfregelungssystem stö rend in Erscheinung, weil gerade in der Startphase eines Fahrzeugs, nämlich bei zu hoher Antriebskraft, und winterli cher Fahrbahn ein solches System benötigt wird und in Ein satz gelangt. Gerade in einer solchen Situation - Anfahr vorgang auf winterlicher, glatter Fahrbahn - ist die Beein trächtigung der Regelung durch die hohe Viskosität der Hy draulikflüssigkeit ein schwerwiegender Nachteil.

Natürlich wäre es denkbar, eine elektrische Heizung zur Er wärmung der Flüssigkeit und Absenkung der Viskosität auf den Betriebswert zu installieren. Diese Heizung könnte aus der Fahrzeugbatterie gespeist werden und würde nach einer be stimmten, für die Erwärmung der Flüssigkeit erforderlichen Verzögerungszeit "normale Betriebsbedingungen" herstellen. Eine solche Anlage wäre jedoch teuer, würde eine wesentlich erhöhte Batteriekapazität voraussetzen, weil bekanntlich die Kapazität einer Autobatterie bzw. eines Bleiakkus mit fal lender Temperatur sinkt. Ein derartiger Lösungsweg zur Ver besserung der Regelbarkeit bei tiefen Außentemperaturen scheidet daher aus.

Die Verwendung von speziellen, bei niedrigen Temperaturen dünnflüssigen Hydraulikflüssigkeiten und/oder die Auslegung des Bremsensystems für die ungünstigen Gegebenheiten bei winterlichen Bedingungen hätte ebenfalls eine inakzeptable Aufwandserhöhung zur Folge.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen mit geringem Aufwand realisierbaren Weg zur Überwin dung des beschriebenen Problems bzw. zur Verbesserung der Regelbarkeit eines Antriebsschlupfregelungssystems unter den vorgenannten ungünstigen Bedingungen, nämlich in der Start phase bei tiefen Außentemperaturen, aufzufinden.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch ein Verfahren und Bremsensystem der in Anspruch 1 genannten Art gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, daß durch Anschluß des Hydrauliksystems an den Wärmespeicher und Nut zung der Abwärme des Verbrennungsmotors die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit auf einen für die Funktionsfähigkeit des Regelungssystems ausreichenden Wert gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Bremsensystem erweist sich bei allen Systemen von Vorteil, die in der Startphase eines Kraftfahr zeuges und bei tiefen Temperaturen bzw. winterlichen Bedin gungen zum Einsatz gelangen. Dies gilt inbesondere, wie be schrieben, für eine Antriebsschlupfregelung, aber auch für Z.B. für ein Fahrstabilitätsregelungssystem (ASR, ASMS), das ebenfalls auch in der Startphase des Fahrzeugs und bei win terlichen Bedingungen zum Einsatz gelangt.

Durch den Gebrauch der modernen Langzeit- Wärmespeicher, die nach den derzeit bekannten Ausführungsformen über mehre re Tage, z. B. 5 Tage oder noch länger, ausreichend Wärme speichern und bei Bedarf wieder abgeben können, wird erfin dungsgemäß der entscheidende Fortschritt erreicht. In der Regel wird ein Kraftfahrzeug täglich benutzt und nur in Aus nahmefällen für längere Zeit stillgesetzt. Die vorgenannte, ohne weiteres erreichbare Speicherzeit von mehreren Tagen ist also durchaus ausreichend.

Ein Bremsensystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und einige besonders vorteilhafte Ausführungsbei spiele sind in den Unteransprüchen beschrieben. Vorzugsweise erfolgt die Wärmezufuhr aus einem die Motorabwärme spei chernden Latentwärmespeicher an die Hydraulikflüssigkeit. Alternativ kann ein Isolierwärmespeicher verwendet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefüg ten Abbildung hervor. Diese Abbildung zeigt schematisch ver einfacht die wesentlichen Komponenten eines Bremsensystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den wesentlichen Vor teil, daß bereits in der Startphase ausreichend Wärme an die Hydraulikflüssigkeit des Bremsensystems zuführbar ist, und daß sie aus einem bereits vorhandenen Wärmespeicher, der im allgemeinen zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften des Motors vorgesehen ist, zuführbar ist.

Das erfindungsgemäße hydraulische Kraftfahrzeug- Bremsen system gemäß der Abbildung besteht aus einer Einrichtung zur Verbesserung des Ansprechverhaltens der Bremsen 3, 4 in der Startphase bei tiefen Außentemperaturen. Durch diese Einrichtung wird die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit 1 des Bremsensystems 2, 3, 4, 5, 9, 10 durch Wärmezufuhr aus einem im Kraftfahrzeug vorhandenen Energiespeicher 6 oder Energie wandler zur Verbesserung der Viskosität der Hydraulikflüs sigkeit 1 erhöht. Die Wärmezufuhr an die Hydraulikflüssig keit 1 erfolgt vorzugsweise aus einem Latentwärmespeicher 6, der die Motorabwärme speichert.

Latentwärmespeicher und andere Wärmespeicher, die für die erfindungsgemäße Anlage in Frage kommen, sind mit dem Kühl mittelkreislaufs 17 des Kraftfahrzeugs verbunden und können die Motorabwärme über mehrere Tage speichern. Ihr bisher bekanngewordener Verwendungszweck liegt hauptsächlich in der Verbesserung der Kaltstarteigenschaften des Motors eines Kraftfahrzeuges, indem die Kühlflüssigkeit in der Startphase vorgewärmt wird, damit der Motor relativ schnell seine ge wünschte Betriebstemperatur erreicht. Durch diese Maßnahme läßt sich der Kraftstoffverbrauch erheblich reduzieren und der Motor wird u. a. betriebssicherer.

Bekannte Latentwärmespeicher (6) enthalten ein Wärmespei chermedium (16), das im Betrieb des Kraftfahrzeuges durch Phasenumwandlung Wärmeenergie aufnimmt ist und bei Bedarf zurückgibt. Im vorliegenden Fall wird die Wärmeenergie der Kühlflüssigkeit im Kühlmittelkreislauf 17 entzogen, im Wär mespeicher 6 gespeichert und nach Abkühlung über die Kühl flüssigkeit und über Wärmetauscher 7, 8 zur Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit und damit zur Verringerung der Viskosi tät in der Startphase des Kraftfahrzeuges verwertet.

Anstelle eines Latentwärmespeichers kann auch ein Isolierwärmespeicher (nicht dargestellt) verwendet werden, der ebenfalls die Motorabwärme speichert und bei Betriebs unterbrechung an die Hydraulikflüssigkeit abgibt. Die Wirkungsweise eines Isolierwärmespeichers ist vergleich bar mit der eines Thermosgefäßes.

Das Bezugszeichen 14 zeigt schematisch den Motor des Kraft fahrzeuges. Mit 13 ist der Kühler gekennzeichnet, der über das Lüfterrad 15 angeblasen wird. Kühler 13 und Motor 14 sind über den Kühlmittelkreislauf 17 verbunden, in dem die Kühlmittelflüssigkeit mittels der Wasserpumpe 12 zirkuliert. Der Kühlmittelkreislauf 17 ersteckt sich auch auf den Wärme speicher in Form bspw. des Latentwärmespeichers 6 bzw. des Isolierwärmespeichers. Es sind ein oder mehrere Wärmetau scher 7, 8 in der Einrichtung vorgesehen, die bspw. mit dem Latentwärmespeicher 6 bzw. dem Isolierwärmespeicher durch einen thermischen Kreislauf verbunden sind und an bevorzug ten Stellen des Bremsensystems 2, 3, 4, 5, 9, 10 durch Wärmeabga be die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit 1 erhöhen. Die Verbindung des bzw. der Wärmetauscher 7, 8 mit dem Latent wärmespeicher 6 bzw. dem Isolierwärmespeicher kann seriell oder parallel sein. Weitere Ausgestaltungen dieser Art sind möglich.

Das schematisch wiedergegebene Bremsensystem besteht u. a. aus den Komponenten Bremskraftverstärker 2, Bremsscheibe 3, Bremssattel 4, Bremspedal 5, dem Vorratsbehälter 9, und den Bremsleitungen 10, sowie weiteren, nicht dargestellten Kom ponenten.

Der bzw. die Wärmetauscher 7, 8 können bevorzugt am Vorrats behälter 9 der Hydraulikflüssigkeit 1 oder/und an bevorzug ten Stellen der Bremsleitungen 10 oder/und an den Stellglie dern der Bremsen 3, 4, insbesondere an den Radbremsventilen oder/und an den Radbremszylindern angeordnet sein.

Der bzw. die Wärmetauscher 7, 8 können über steuerbare oder regelbare Stellglieder 11 an den wärmezuführenden Kühlmit telkreislauf 17 zuschaltbar oder abschaltbar sein. Diese Stellglieder 11 können bimetall-gesteuerte Ventile sein. Ebenso sind als Stellglieder 11 elektromagnetische Ventile verwendbar (nicht dargestellt), die von einer Elektronik einheit (nicht dargestellt) gesteuert oder geregelt sind.

Bezugszeichenliste

1

Hydraulikflüssigkeit

2

Bremskraftverstärker

3

Bremsscheibe

4

Bremssattel

5

Bremspedal

6

Wärmespeicher

7

Wärmetauscher

8

Wärmetauscher

9

Vorratsbehälter

10

Bremsleitung

11

Stellglied

12

Wasserpumpe

13

Kühler

14

Motor

15

Lüfterrad

16

Wärmespeichermedium

17

Kühlmittelkreislauf

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens eines hydraulischen Bremsensystems mit Bremsdruckregelung, insbesondere eines Antriebsschlupf- und/oder eines Fahrstabilitäts-Regelungssystems (ASR und/oder FSR, ASMS etc.), in der Startphase des Fahrzeugs und bei tiefen Außentemperaturen, für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungs motoren und mit Wärmespeichern, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anschluß des Hydrauliksystems an den Wärme speicher (6) und Nutzung der Abwärme des Verbrennungs motors (14) die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit (1) auf einen für die Funktionsfähigkeit des Regelungssy stems ausreichenden Wert gehalten wird.

2. Hydraulisches Bremsensystem zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses einen Wärmetauscher (7, 8) enthält, über den das Hydrau liksystem an den Wärmespeicher (6) angeschlossen ist.

3. Hydraulisches Bremsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses als Wärmespeicher (6) einen Latentwärmespeicher, einen Isolierwärmespeicher oder dergl., die die Motorabwärme speichern, enthalten.

4. Hydraulisches Bremsensystem nach Anspruche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wärmetauscher (7, 8) vorgesehen sind, die mit dem Wärmespeicher (6), insbe sondere Latent- oder Isolierwärmespeicher, durch einen Kühlmittelkreislauf (17) verbunden sind und an bevor zugten Stellen des Bremsensystems (2, 3, 4, 5, 9, 10) durch Wärmeabgabe die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit (1) erhöhen.

5. Hydraulisches Bremsensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (7, 8) am Vorratsbehälter (9) der Hydrau likflüssigkeit (1) oder/und an bevorzugten Stellen der Bremsleitungen (10) oder/und an den Stellgliedern der Bremsen (3, 4), insbesondere den Radbremsventilen oder/und den Radbremszylindern, angeordnet sind.

6. Hydraulisches Bremsensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wär metauscher (7, 8) über steuer- oder/und regelbare Stell glieder (11) an den wärmezuführenden Kühlmittelkreislauf (17) zu- oder abschaltbar sind.

7. Hydraulisches Bremsensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (11) bimetall-ge steuerte Ventile sind.

8. Hydraulisches Bremsensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (11) elektromagne tische Ventile sind, die von einer Elektronikeinheit gesteuert oder/und geregelt sind.