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DE19949816A1 - Betätigungseinheit für eine Radbremse eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Betätigungseinheit für eine Radbremse eines Kraftfahrzeugs

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DE19949816A1
DE19949816A1 DE19949816A DE19949816A DE19949816A1 DE 19949816 A1 DE19949816 A1 DE 19949816A1 DE 19949816 A DE19949816 A DE 19949816A DE 19949816 A DE19949816 A DE 19949816A DE 19949816 A1 DE19949816 A1 DE 19949816A1
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Abstract

Eine Betätigungseinheit (1) für eine Radbremse (2) eines Kraftfahrzeugs weist eine durch einen Elektromotor (11) drehzahlveränderlich antreibbare hydraulische Pumpe (12), welcher aus einem Druckmittel-Vorratsbehälter (22) fördert, sowie ein den Druckmittel-Rückstrom zur Pumpe (12) einstellendes Element (24) auf, der zwischen der Druckseite (13) und der Saugseite (16) der Pumpe (12) angeordnet ist. Außerdem ist eine Zylinder-Kolben-Einheit (3) zum Anpressen eines Bremsbelags (7) gegen ein mit einem Fahrzeugrad verbundenes Reibelement (8) vorgesehen. Zum Zwecke der radschlupfabhängigen Steuerung des Bremsdrucks sind zwischen der Pumpe (12) und der Zyliner-Kolben-Einheit (3) ein Druckaufbauventil (18) und ein Druckabbauventil (21) angeordnet. Des weiteren ist ein Steuergerät (29) vorgesehen, mit dem elektrische Bremsanforderungssignale und Schlupfsignale verarbeitbar sowie der Elektromotor (11), das Element (24) und die Ventile (18, 21) steuerbar sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Betätigungseinheit nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Es ist schon eine solche Betätigungseinheit für eine Radbremse eines Kraftfahrzeugs bekannt (DE 195 27 936 A1), bei der ein drehzahlveränderlich steuerbarer Elektromotor eine Zahnradpumpe antreibt, welche Druckmittel aus einem Vorratsbehälter ansaugt und in eine Zylinder-Kolben-Einheit fördert, mit deren Kolben ein Bremsbelag gegen ein mit einem Fahrzeugrad verbundenes Reibelement preßbar ist. Druckseitig der Pumpe ist eine Drossel vorgesehen, mit der eine Verbindung zum Vorratsbehälter steuerbar ist. Durch entsprechende Steuerung von Pumpenantrieb und Drossel mittels einer elektronischen Bremsregelung sollen Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau in der Zylinder- Kolben-Einheit verwirklicht werden.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Betätigungseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß zum einen im Zusammenwirken von der Pumpe und dem den Druckmittel-Rückstrom zur Pumpe einstellenden Element der Druck in der Zylinder-Kolben-Einheit sowie der Gradient für Druckaufbau und Druckabbau steuerbar sind, zum anderen aber auch eine schlupfabhängige Modulation des Drucks mittels des Druckaufbauventils und des Druckabbauventils mit höher Dynamik möglich ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 beschriebenen Betätigungseinheit gegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung als Schaltplan einer Betätigungseinheit für eine Radbremse eines Kraftfahrzeugs vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Kraftfahrzeug ist an seinen Rädern jeweils mit einer Betätigungseinheit 1 für eine Radbremse 2 ausgestattet. Die als Schaltschema wiedergegebene Betätigungseinheit 1 weist eine Zylinder- Kolben-Einheit 3 auf, in deren Zylinder 4 ein Kolben 5 mit einer Kolbenstange 6 geführt ist. Die Kolbenstange 6 wirkt auf wenigstens einen Bremsbelag 7 ein, der gegen ein mit einem Fahrzeugrad verbundenes Reibelement 8, bei einer Scheibenbremse eine Bremsscheibe, preßbar und von diesem abhebbar ist.
Zu der Betätigungseinheit 1 gehört eine durch einen Elektromotor 11 drehzahlveränderlich antreibbare hydraulische Pumpe 12. Diese steht auf ihrer Druckseite 13 durch eine erste Leitung 14 mit einem bremsbelagabgewandten Zylinderraum 15 der Zylinder-Kolben-Einheit 3 in druckmittelleitender Verbindung. Zylinderseitig geht von der ersten Leitung 14 eine zur Saugseite 16 der Pumpe 12 führende zweite Leitung 17 aus. In der ersten Leitung 14 ist zwischen dem Anschluß der zweiten Leitung 17 und der Druckseite 13 der Pumpe 12 ein als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Druckaufbauventil 18 angeordnet. Das Druckaufbauventil. 18 nimmt federbetätigt seine Durchlaßstellung ein; elektromagnetbetätigt ist es in seine Sperrstellung schaltbar. Das Druckaufbauventil 18 ist von einer Bypassleitung 19 umgangen, in der ein Rückschlagventil 20 mit Sperrwirkung von der Pumpe 12 zum Zylinderraum 15 vorgesehen ist. In der zweiten Leitung 17 befindet sich ein gleichfalls als 2/2-Wegeventil ausgebildetes Druckabbauventil 21, das federbetätigt seine Sperrstellung und elektromagnetbetätigt seine Durchlaßstellung einnimmt. Zwischen dem Druckabbauventil 21 und der Saugseite 16 der Pumpe 12 ist ein Druckmittel-Vorratsbehälter 22 angeordnet. Außerdem sind die Druckseite 13 und die Saugseite 16 der Pumpe 12 durch eine an die erste Leitung 14 und die zweite Leitung 17 angeschlossene Rückführleitung 23 verbunden. In dieser ist ein 2/2-Wegeventil 24 angeordnet, das federbetätigt seine Durchlaßstellung einnimmt und elektromagnetbetätigt in seine Sperrstellung sowie in beliebige Zwischenstellungen steuerbar ist. Schließlich gehört zu der Betätigungseinheit 1 ein den Druck im Zylinderraum 15 messender Meßumformer 25, der nachfolgend als Drucksensor bezeichnet ist.
Die Betätigungseinheit 1 sowie den weiteren Fahrzeugrädern zugeordnete Betätigungseinheiten sind vom Fahrzeugführer mittels eines Bremspedals 27 ansteuerbar, dessen Pedalweg von einem Meßumformer 28, nachfolgend als Wegsensor bezeichnet, erfaßbar ist. Darüber hinaus ist ein elektronisches Steuergerät 29 vorgesehen, mit dem das ein elektrisches Bremsanforderungssignal des Wegsensors 28 darstellende Signal verarbeitbar ist. Mit dem Steuergerät 29 sind der Elektromotor 11 und die Ventile 18, 21, 24 aller Betätigungseinheiten 1 des Fahrzeugs steuerbar. Desweiteren sind die von den Drucksensoren 25 der Betätigungseinheiten 1 gemessenen Signale im Steuergerät 28 verarbeitbar. Schließlich sind in dem Steuergerät 29 schlupfabhängige Signale, welche mit nicht dargestellten Raddrehfühlern an den Fahrzeugrädern erfaßt werden, zum Zwecke der Fahrstabilitätssteuerung des Fahrzeugs verarbeitbar. Schließlich sind in dem Steuergerät 28 schlupfabhängige Signale, welche mit nicht dargestellten Raddrehfühlern an den Fahrzeugrädern erfaßt werden, zum Zwecke der Schlupfregelung z. B. für eine Bremsblockierschutz-, Antriebsschlupfschutz- oder Fahrstabilitätssteuerung des Fahrzeugs verarbeitbar.
Die Betätigungseinheit 1 hat folgende Funktionsweise:
Mit der Erzeugung eines Bremsanforderungssignals, sei es durch Bremspedalbetätigung oder die nicht näher beschriebene Radschlupfsteuerung des Fahrzeugs, werden vom Steuergerät 29 der Elektromotor 11 der Pumpe 12 in Betrieb gesetzt und das Wegeventil 24 in seine Sperrstellung geschaltet, während das Druckaufbauventil 18 und das Druckabbauventil 21 ihre gezeichnete Stellung beibehalten. Die Pumpe 12 saugt aus dem Vorratsbehälter 22 Druckmittel an und fördert dieses durch die erste Leitung 14 zu der Zylinder-Kolben-Einheit 3, so daß im Zylinderraum 15 Druck aufgebaut wird und die Kolbenstange 6 den wenigstens einen Bremsbelag 7 gegen das Reibelement 8 der Radbremse 2 preßt. Dabei kann mittels der drehzahlveränderlichen Steuerung des Elektromotors 11 die Druckanstiegsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Verlauf des Bremsanforderungssignals eingestellt werden. Der im Zylinderraum 15 wirkende Druck wird vom Drucksensor 25 erfaßt und dessen Signal im Steuergerät 29 verarbeitet. Mit Erreichen des vom Bremsanforderungssignal abhängigen Drucks im Zylinderraum 15 wird das Wegeventil 24 in eine Zwischenstellung gesteuert, so daß unter Aufrechterhaltung des Bremsdrucks das von der Pumpe 12 geförderte Druckmittel durch die Rückführleitung 23 zur Saugseite 16 der Pumpe abgeleitet wird. Zur Verringerung und gegebenenfalls dem völligen Abbau des Drucks im Zylinderraum 15 wird die Zwischenstellung des Wegeventils 24 verändert oder dieses in seine Durchlaßstellung geschaltet. Aufgrund der Elastizität der Radbremse 2 wird der Kolben 5 zurückgestellt und das aus dem Zylinderraum 5 verdrängte Druckmittel durch die erste Leitung 14 und die Rückführleitung 23 in den Druckmittel- Vorratsbehälter 22 abgeleitet. Dabei kann die Druckabbaugeschwindigkeit mittels des Wegeventils 24 eingestellt werden. Mit Beendigung des Bremsvorganges wird der Elektromotor 11 abgeschaltet.
Zum Zwecke der Radschlupfsteuerung kann mit der Betätigungseinheit 1 der Druck im Zylinderraum 15 der Zylinder-Kolben-Einheit 3 mittels des Steuergeräts 29 moduliert werden. Phasen für Druckaufbau werden dadurch realisiert, daß bei druckmittelfördernder Pumpe 12 das Druckaufbauventil 18 seine Durchlaßstellung und das Druckabbauventil 21 seine Sperrstellung einnehmen. Druckhalten wird durch Umschalten des Druckaufbauventils 18 in seine Sperrstellung verwirklicht. Phasen für Druckabbau werden dadurch eingestellt, daß das Druckaufbauventil 18 seine Sperrstellung beibehält und das Druckabbauventil 21 in die Durchlaßstellung geschaltet wird. Bei gestörten Ventilen 18 und 21 und bei sehr schnellem Druckabbau ist eine Entlastung des Zylinderraums 15 dadurch möglich, daß Druckmittel durch die Bypassleitung 19 und das in Durchlaßrichtung geschaltete Wegeventil 24 zum Vorratsbehälter 22 abgeleitet wird.
Die Betätigungseinheit 1 ist ein für jedes Fahrzeugrad autarkes System. Vorteilhafterweise ist jede Betätigungseinheit des Fahrzeugs an eine separate Energieversorgung oder sind Gruppen von Betätigungseinheiten an separate Energieversorgungen angeschlossen. Beim Ausfall einer Energieversorgung bleiben die übrigen Betätigungseinheiten funktionsfähig.

Claims (3)

1. Betätigungseinheit (1) für eine Radbremse (2) eines Kraftfahrzeugs,
  • - mit einer durch einen Elektromotor (11) drehzahlveränderlich antreibbaren hydraulischen Pumpe (12), welche aus einem Druckmittel-Vorratsbehälter (22) fördert,
  • - mit einem zwischen der Druckseite (13) und der Saugseite (16) der Pumpe (12) angeordneten Element (24) zur Einstellung eines Druckmittel-Rückstroms,
  • - mit einer druckseitig an die Pumpe (12) angeschlossenen Zylinder-Kolben-Einheit (3), mit der wenigstens ein Bremsbelag (7) gegen ein mit einem Fahrzeugrad verbundenes Reibelement (8) preßbar und von diesem abhebbar ist,
  • - sowie mit einem Steuergerät (29), mit dem elektrische Bremsanforderungssignale und Schlupfsignale verarbeitbar sowie der Elektromotor (11) und das Element (24) steuerbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer zwischen der Druckseite (13) der Pumpe (12) und der Zylinder-Kolben-Einheit (3) verlaufenden ersten Leitung (14) ein elektromagnetisches Druckaufbauventil (18) und in einer zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit (3) und der Saugseite (16) der Pumpe (12) verlaufenden zweiten Leitung (17) ein elektromagnetisches Druckabbauventil (21) angeordnet sind, welche vom Steuergerät (29) schlupfabhängig in Stellungen für Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau schaltbar sind, und
daß der Druckmittel-Vorratsbehälter (22) zwischen dem Druckabbauventil (21) und der Saugseite (16) der Pumpe (12) angeordnet ist.
2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bremsbetätigung die Pumpe (12) ständig angetrieben und das den Druckmittel-Rückstrom zur Pumpe (12) einstellende Element ein 2/2-Wegeventil (24) mit einer beliebigen Anzahl Zwischenstellungen ist.
3. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder-Kolben-Einheit (3) mit einem Meßumformer (25) für Druck verbunden ist, dessen Signale im Steuergerät (29) verarbeitbar sind.
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