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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugbremssystem und ein Verfahren zum
Betreiben des Fahrzeugbremssystems.
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Bei
bekannten Fahrzeugbremssystemen mit Antiblockierfunktion (ABS) und
Fahrstabilitätsregelfunktion
(ESP) wird im Rahmen eines ABS-Regeleingriffs durch individuelles
Schalten von Einlass- und/oder Auslass-Radventilen der Hydraulikdruck geregelt.
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Für einen
ESP-Regeleingriff oder für
eine Bremsassistenten-Funktionalität (HBA)
wird durch Schalten von Hauptzylindertrennventilen eine Abtrennung
vorgenommen, und durch die Inbetriebnahme einer elektrisch betriebenen
Pumpe in Verbindung mit einer entsprechenden Ansteuerung der Einlass- und Auslassventile
wird der Hydraulikdruck gezielt in bestimmten Rädern aufgebaut und geregelt. Ein
derartiges Bremssystem ist in vollem Umfang redundant – mit anderen
Worten – zweikreisig
ausgebildet. Jeder Bremskreis ist autark, was bedeutet, dass alle
hydraulischen Baueinheiten wie insbesondere radindividuelle Ventile,
Kanäle,
Energieversorgung (Pumpe) und anderes mehr zweifach vorgesehen ist. Die
am Markt durchgesetzten Anlagen basieren auf einem sogenannten geschlossenen
System, und jede Pumpe fördert
zum Druckabbau zurück
in Richtung einer Druckkammer des Hauptzylinders (Rückförderprinzip)
oder für
einen Druckaufbau in die jeweilige(n) Radbremse(n). Zu diesem Zweck
ist ein sogenanntes Elektromagnetisches Umschaltventil (EUV) vorgesehen,
welches den Ansaugpfad der Pumpe entsprechend umschaltet. Bei einem
Ausfall (Leckage) eines der Bremskreise ist der andere Bremskreis
mit allen Funktionen weiterhin einsatzfähig. Für die Zuordnung der Radbremsen
gibt es sehr vielfältige
Varianten, von denen hier nur beispielhaft die häufig verwendete Diagonal- oder die Schwarz/Weiß-Kreisaufteilung
genannt seien.
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ABS-Regeleingriffe
sind bei den bekannten Bremsanlagen mit Pulsationen verbunden, weil
der Hauptzylinder und das daran angekoppelte Bremspedal direkte
Verbindung mit der Bremsdruckregelhydraulik (Hauptzylinder) hat.
Die von den Pumpen verursachten Rückförderzyklen werden sowohl haptisch
(infolge Pedalvibration) als auch akustisch – infolge Körperschall – als störend empfunden. Dementsprechend
wurden und werden weiterhin große
Anstrengungen unternommen, um die verwendeten Verdrängerpumpen
durch Einsatz von Dämpferkammern
und ähnlichem
mehr komfortabler zu gestalten.
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Zur
Pulsationsminderung hat man in Fahrzeugbremsanlagen auch bereits
auf Zahnradpumpen zurückgegriffen.
Diese weisen ein gleichmäßigeres Förderverhalten
auf, als die bis dato bevorzugten Kolbenpumpen. Im Automobilbereich
sind Zahnradpumpen hauptsächlich
zur Schmierstoffförderung
bekannt geworden. Die Integration in eine Fahrzeugbremsanlage erfordert
jedoch eine hochgradige Miniaturisierung. Die rheologischen Eigenschaften – insbesondere
die Dünnflüssigkeit – von Bremsflüssigkeit
erfordern besonders feine Toleranzen, um Innere Pumpenleckage zu
reduzieren, und die Einhaltung dieser Toleranzen führt zu einer
aufwändigen
und kostenintensiven Herstellung. Eine großindustrielle Nutzung durch
einfache Übertragung
von bekannten Schmierstoff-Zahnradpumpen in eine Fahrzeugbremsanlage
scheidet daher aus.
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Unter
anderem zur Verbesserung des Betätigungskomforts
wurden sogenannte Elektro-Hydraulische-Bremssysteme (EHB) entwickelt,
welche die Nachteile von konventionellen Bremssystemen, insbesondere
hinsichtlich Problemstellungen wie Haptik, softwarebasierte Implementation
von Zusatzfunktionen und Systemdynamik verbessern sollten. Ein derartiges
Bremssystem ist beispielsweise aus der
DE 197 01 070 A1 bekannt.
EHB-Bremssysteme
weichen stark von konventionellen Bremssystemen ab, weil der Fahrer
bei jeder Bremsbetätigung
von den Radbremsen getrennt wird, und der Bremsdruck, insbesondere
für Betriebsbremsungen,
fremderzeugt wird. Das System weist keinen pneumatischen Bremskraftverstärker auf,
denn eine hydraulische Pumpe saugt das benötigte Volumen über eine
separate Leitung aus einem drucklosen Behälter an, und dient der Speisung
eines zentralen Hochdruckspeichers. Eine starre Bremskreisaufteilung
liegt nur für eine
hydraulische Rückfallebene
vor. Bei funktionstüchtigem
System ist die Aufteilung jedoch situationsabhängig variierbar, indem neben
Ein- und Auslassventilen für
die Radbremsen sowie Trennventile für den Pedalwegsimulator noch
Balance-Ventile vorgesehen sind, welche zusammen mit den vorgenannten radindividuellen
Ventilen einen Druckausgleich an den Bremsen einer Fahrzeugachse
oder eine radindividuelle Bremsdruckregelung an den Bremsen einer
Fahrzeugachse ermöglichen.
Ein derartiges EHB-Bremssystem erfordert eine Vielzahl von sogenannten
analogisiert regelbaren Ventilen (8 Stück als radindividuelle Ein-
und Auslassventile sowie 2 Stück als
Pedalwegventile) – dementsprechende
Rechenkapazität
in einer elektronischen Steuereinheit – und neben einem Pedalwegsimulator
sind noch umfangreiche fail-safe und fail-silent Mechanismen erforderlich,
wie beispielsweise ein Hauptzylinder, um bei Defekten eine bestimmungsgemäße Funktion
zu ermöglichen.
Bei vollständigem
Ausfall der EHB-Funktionalität tritt
eine stromlose hydraulische Rückfallebene in
Kraft, in der eine hydraulisch fest vorgegebene Bremskreisaufteilung – jedoch
ganz ohne Servobremswirkung – zur
Verfügung
steht. Obwohl sich Zusatzfunktionalitäten vergleichsweise einfach
und softwaretechnisch umsetzen lassen, sind die Zusatzkosten im
Vergleich zu dem Mehrwert eines derartigen Systems nicht unbeträchtlich.
Eine Massenverwendung scheidet – zumindest
aus heutiger Sicht – nicht
zuletzt wegen der völlig
fehlenden Servobremswirkung in der hydraulischen Rückfallebene – aus.
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Aus
der
DE 40 29 793 A1 ist
ein Fahrzeugbremssystem bekannt. Dieses verfügt vorzugsweise in jedem Bremskreis über Hochdruckspeicher,
die von einer – mehrere
Pumpenkolben aufweisenden, geräuschgeminderten – Hochdruckpumpe
aufgeladen werden. Die Saugseite der Pumpe steht über eine
gesonderte Leitung mit einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter in
Verbindung. Radauslassventile sind unmittelbar mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugbremssystem
anzubieten, welches bei reduziertem Aufwand – insbesondere reduziertem
Bauteilaufwand (Leistungsfähigkeit/Anzahl) – eine komfortorientierte,
geräuschlose
Regelung wie auch die Implementierung von Zusatzfunktionalitäten wie
etwa OHB (Optimierte Hydraulische Bremse), HBA (Hydraulic-Brake-Assist)
oder ARP (Anti-Rollover-Protection)
sowie eine ESP-Funktionalität
erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch das nachfolgend beschriebene Fahrzeugbremssystem
und durch das nachfolgend beschriebene Verfahren zum Betreiben des
Fahrzeugbremssystems gelöst.
Eine wesentliche Besonderheit besteht darin, dass die Auslassventile
aller Radbremsen an einen einzigen Niederdruckspeicher angeschlossen
sind, und dass bei elektronischen Regelvorgängen prinzipiell beide Druckkammern
des Hauptzylinders durch Trennventile von den Radbremsen abgetrennt
werden. Dabei verfügt
die Bremsanlage über
ein Bremsgerät
mit einem pneumatischen Bremskraftverstärker und mit einem Hauptzylinder
aufweist, dessen Druckkammern über
Bremsleitungen mit innerhalb Bremskreisen (I, II) paarweise zusammengefassten
Radbremsen verbindbar sowie mittels elektromagnetisch betätigbarer Ventile
von den Radbremsen trennbar sind, und wobei eine Fördervorrichtung
Druckmittel in einen Hochdruckspeicher einzuspeisen vermag, der
auf einer Druckseite der Fördervorrichtung
angeordnet ist, wobei die Radbremsen auslasseitig mit einem einzigen
Niederdruckspeicher verbunden sind, welcher mit einer Saugseite
der Fördervorrichtung
verbunden ist. Erfindungsgemäß werden
Normalbremsungen herkömmlich,
das heißt
auf Basis eines herkömmlichen
Bremssystems, ausgeführt.
Nur für
elektronische Regelvorgänge,
beispielsweise während ABS-Regelvorgängen erfolgt
eine Abtrennung des Hauptzylinders, mit der Folge, dass die weitere Bremsbetätigung by-wire
durchgeführt
wird. Für Druckaufbauvorgänge wird
das Volumen des Hochdruckspeichers verwendet. Dadurch wird eine
vorteilhafte Systemdynamik erzielt. Der Hochdruckspeicher ist schnell
auffüllbar,
weil die Fördervorrichtung
durch den Niederdruckspeicher vorgeladen wird. Die Erfindung weist
den zusätzlichen
Vorteil auf, dass der Verbohrungsaufwand drastisch reduziert ist,
weil lediglich ein einziger Niederdruckspeicher, ein einziger Hochdruckspeicher
und eine einzige Pumpe erforderlich ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
noch ein elektromagnetisch betätigbares
Ventil vorgesehen, welches es der Fördervorrichtung ermöglicht,
wahlweise aus dem Niederdruckspeicher in den Hochdruckspeicher oder
aus dem Hauptzylinder in den Hochdruckspeicher zu fördern. Wenn
das Volumen des Niederdruckspeichers erschöpft ist, kann der Ansaugpfad
durch Ventilbetätigung
umgeschaltet werden, so dass auf das Hauptzylindervolumen zurück gegriffen
wird.
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Um
eine Befüllung
des Niederdruckspeichers initiieren zu können, weist dieser einen Sensor auf,
der zur Ermittlung des Speicherfüllstandes
dient. Dieser Sensor ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
als Wegsensor ausgebildet.
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Um
beispielsweise während
einem ABS-Regelvorgang den by-wire-Bremsbetrieb trotz Abtrennung des Fahrervordrucks
geregelt aufrecht erhalten zu können,
weist der Hauptzylinder einen Wegsensor auf, der zur Erfassung eines
Kolbenweges – und
damit des Fahrerwunsches – dient.
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Dagegen
wird der Druck im Hochdruckspeicher mit einem Drucksensor ermittelt.
Der Hochdruckspeicher weist eine definiert elastisch vorgespannte
Befederung für
einen Kolben auf, die erst nach Überschreiten
eines definierten Druckschwellwertes nachgibt, und eine Befüllung erlaubt.
Bei der vorgeschlagenen Ausführungsform
liegt der Druckschwellwert bei etwa 100 bar.
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Gemäß einem
ebenfalls vorgeschlagenen Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Bremsanlage
werden die Ventile (12,13; Trennventile) bei jedem
elektronischen Regelvorgang, wie insbesondere während ABS-Regelvorgängen, zwecks Abtrennung
des Hauptzylinders von den Radbremsen betätigt, und der Hochdruckspeicher
wird für
die Druckversorgung der Radbremsen während ABS-Druckaufbauvorgängen herangezogen.
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Zum
definierten Auffüllen
des Hochdruckspeichers werden die stromlos geöffneten Einlassventile der
Radbremsen – zumindest
bei jedem Beginn eines ABS-Regelungseingriffs – in eine Schließstellung
gebracht. Ferner wird die Fördervorrichtung – zumindest zu jedem Beginn eines ABS-Regelungseingriffs – angetrieben,
bis der Hochdruckspeicher gefüllt
ist.
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Um
eine Abschätzung
des Füllstands
im Hochdruckspeicher zu ermöglichen,
kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ein Signal eines Drucksensors
herangezogen werden.
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Zur
Verbesserung der Systemdynamik in Hinblick auf nachfolgende ABS-Regelungszyklen bietet
es sich an, den Niederdruckspeicher aufzufüllen, nachdem der gegenwärtige ABS-Regelungseingriff
beendet ist. Dies kann unterstützt
werden, indem die Trennventile im Anschluss an das Ende eines ABS-Regelvorgangs
erst geöffnet
werden, nachdem der Niederdruckspeicher zurückgestellt – mit anderen Worten gefüllt – worden
ist. Dadurch liegt auf der Saugseite der Pumpe immer das ungedrosselt
ansaugbare Volumen des Niederdruckspeichers vor.
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Einzelheiten
gehen aus der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor, welche eine
bevorzugte Ausführungsform
wiedergibt. In der Zeichnung zeigt:
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1 einen
hydraulischen Schaltplan, und
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2 eine
schematisierte Kennlinie eines Hochdruckspeichers.
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Das
Fahrzeugbremssystem basiert grundsätzlich auf einer hydraulisch
zumindest zweikreisig verschalteten Bremsanlage 1 für herkömmliche,
fahrerinitiierte Betriebsbremsungen, wie sie beispielsweise als
Typ MK 60 der Fa. Continental Teves zum Einsatz kommt, und verfügt über eine
Betätigungseinheit,
eine Hydraulikeinheit (HCU) mit einer Elektronikeinheit (ECU) sowie über Radbremsen 7-10. Die
Betätigungseinheit
umfasst einen pneumatischen Bremskraftverstärker 2 welcher in
seiner Leistung prinzipiell kleiner als notwendig ausgelegt sein kann,
weil die ohnehin vorgesehene Fördervorrichtung 26 als
zusätzliche
Verstärkungsquelle
ausgenutzt wird (sogenannter OHB-V-Betrieb). Weiterhin umfasst die
Betätigungseinheit
eine Hauptzylinder/Behälterkombination 3,4.
Der Hauptzylinder 4 hat Druckkammern und Kolben und der
Druck in einer sogenannten Druckstangenkammer ist über einen Drucksensor 11 erfassbar.
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In
weiterer Übereinstimmung
mit bekannten Bremsanlagen sind die Druckkammern über Bremsleitungen 5,6 und
mittels der Hydraulikeinheit (HCU) – entsprechend der jeweiligen
Kreisaufteilung beispielsweise achsweise oder diagonal – mit den
Radbremsen 7-10 verbunden, die jeweils ein analogisiert regelbares
Einlassventil 14-17 (SO-Ventil) und ein konventionell
ansteuerbares Auslassventil 18-21 (SG-Ventil)
aufweisen. In der Verbindung zwischen den Radbremskreisen und dem
Hauptzylinder ist noch je ein Trennventil 12,13 angeordnet,
um auch eine fahrerunabhängige
(fremdbetätigte)
Druckbeaufschlagung der Radbremsen 7-10 zu ermöglichen.
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Nachstehend
werden die Besonderheiten der Erfindung im Bereich der HCU beschrieben.
Die Energieversorgung des Bremssystems ist einkreisig ausgebildet,
indem jedes der Auslassventile 18-21 mit einem
einzigen Niederdruckspeicher 24 verbunden ist, an den sich
die einzige Fördervorrichtung 26 in
Form einer Pumpe anschließt.
Die Pumpe ist pulsationsarm ausgebildet, so dass vorzugsweise eine Zahnradpumpe
oder eine Mehrkolbenpumpe Verwendung finden kann. Prinzipiell wäre jedoch
sogar eine Einkolbenpumpe denkbar, wenn karosserieseitig für entsprechende
Körperschallentkoppelung
gesorgt wird. Es versteht sich, dass für eine Kolbenpumpe zusätzlich noch
Einlass- und Auslassventile – erforderlich
sind. Weil lediglich eine einzige Pumpe vorgesehen ist, bietet dies
einen wesentlichen Kostenvorteil aber auch einen Baugrößenvorteil
im Vergleich zu bekannten Bremssystemen. Gleichzeitig tritt durch
lediglich eine Pumpe eine Geräuschverminderung
ein. Die Erfindung nimmt weiterhin von dem sogenannten Rückförderprinzip
Abstand, indem die Pumpe während
ABS-Regelvorgängen
zur Aufladung eines Hochdruckspeichers 27 herangezogen wird,
welcher die Radbremsen 7-10 speist. Diese Funktion
geht mit einer vollständigen
Abtrennung des Hauptzylinders 4 (Trennventile werden geschlossen) einher.
Folglich steht der Fahrervordruck während einer ABS-Regelung nicht
für Druckaufbauvorgänge zur
Verfügung.
Damit erfolgt eine ABS-Regelung gewissermaßen by-wire, also ohne unmittelbaren
hydraulischen Durchgriff durch den Fahrer. Grundsätzlich gleiches
gilt für
andere Regelvorgänge
wie etwa OHB, ICC, BA oder ähnlichem.
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Aus
den Radbremsen 7-10 abgelassenes Volumen strömt in den
gemeinsamen Niederdruckspeicher 24. Die Saugseite der gemeinsamen
Pumpe ist an den Niederdruckspeicher 24 angeschlossen.
Für eine
Vielzahl von Regelvorgängen
reicht das im Niederdruckspeicher 24 bevorratete Volumen
aus, so dass bei geschlossenen Trennventilen 12,13 keine
Rückwirkungen
auf das Bremspedal stattfinden. Wenn das zwischengespeicherte Volumen
nicht ausreichen sollte, dient ein einziges elektromagnetisches
Umschaltventil 28 (EUV) dazu, das Ansaugen aus der Druckstangenkammer
des Hauptzylinders 4 zu ermöglichen. Damit kann notfalls
auf das Zusatzvolumen der Druckstangenkammer zurück gegriffen werden. Der Niederdruckspeicher 24 ist
mit einem Sensor 29 zur Erfassung des Füllgrades versehen. Dabei handelt
es sich vorzugsweise um einen Wegsensor. Auf der Druckseite der
Pumpe wird der anstehende Systemdruck mittels einem Drucksensor 30 überwacht.
Die daraus gewonnen Informationen dienen auch zur Ansteuerung des
Antriebs für
die Pumpe (Drehzahlregelung). In Summe erfordert das System daher
neben zeichnerisch dargestellter, obligatorischer Raddrehsensoren
lediglich zwei Drucksensoren 11,30 (Druckstangenkammer,
Pumpendruckseite) und zwei Wegsensoren 25,29 (Druckstangenkolbenweg,
Niederdruckspeicherweg). Pumpendruckseitig ist weiterhin ein Hochdruckspeicher 27 vorzusehen,
welcher der Druckversorgung der Radbremsen 7-10 dient.
Die Befederung des Hochdruckspeichers 27 ist vorzugsweise
so ausgelegt, dass eine Befüllung
nur in einem Druckintervall zwischen etwa 100 bis 150 bar möglich ist.
Eine Befüllung
des Hochdruckspeichers 27 soll prinzipiell nur bei hohen
Systemdrücken
vorgenommen werden, wie insbesondere während vollgebremster ABS-Regeleingriffe.
Der Niederdruckspeicher 24 und der Hochdruckspeicher 27 können konstruktiv
vergleichbar ausgebildet sein, unter Anpassung einer für den vorgesehenen
Fall geeigneten Befederung. Die Befüllung des Hochdruckspeichers 27 verursacht
keine Geräuschbelästigung,
weil eine hydraulische Rückkopplung
zwischen Pedal und Pumpe fehlt.
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Durch
die Hochdruck-Speicherkennlinie gemäß 2 wird die
Systemdynamik bei ESP-Regeleingriffen verbessert, deren Druckniveau
sich in der Regel unterhalb von 100 bar befindet. Mit anderen Worten
geht eine Druckerzeugung durch die Pumpe unmittelbar in die vorgesehene
Radbremse 7-10, ohne eine Befüllung des Hochdruckspeichers 27 zu verursachen.
Diese Anordnung hat im Vergleich zu bekannten Fahrzeugbremsanlagen
weitere Vorteile. Für
ESP-Regeleingriffe ist der Saugwiderstand für die Pumpe minimiert, weil
das Volumen grundsätzlich nicht
aus dem Hauptzylinder mit drosselnden Querschnitten sowie über eine
verhältnismässig lange
Zuleitung angesaugt werden muss. Sollte das bevorratete Volumen
nicht ausreichen, kann jederzeit über das in einem Kreis vorhandene
elektronische Umschaltventil 28 (welches sinnvollerweise
an den Druckstangenkreis des Hauptzylinders 4 angeschlossen
ist), Volumen nachgefördert
werden. Derartige Maßnahmen
sind jedoch bei einer bevorzugten Abstimmung mit beispielsweise
3-8 ccm Aufnahmevolumen im Niederdruckspeicher 24 und vorzugsweise
3 ccm Aufnahmevolumen im Hochdruckspeicher 27 nur in Ausnahmefällen zu
befürchten.
Ein Rückgriff
auf das Volumen im Druckstangenkreis ist insbesondere nur bei volumenkritischen
Förderzuständen wie
beispielsweise einem BA-Regelvorgang mit Druckaufbau an 2 Vorderrädern oder
bei my-Split-Zuständen
zu erwarten.
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Um
zu verhindern, dass eine Undichtigkeit oder Luftverseuchung in einem
einzigen der Radbremskreise A,B Auswirkungen auf den benachbarten
Radbremskreis hat, verfügt
jeder der Kreise A,B über
jeweils ein Kreistrennventil 31,32 (Rückschlagventil).
Die Kreistrennventile sind als einfache Rückschlagventile ausgebildet.
Das Rückschlagventil
jedes Bremskreises lässt
ausschließlich
eine Durchströmung
in Richtung Radbremse 7-10 zu. Die Dichtigkeit
dieser Kreistrennventile ist wie folgt einfach ermittelbar. Bei
jeder ungeregelten Bremsung darf der Drucksensor 30 für den Systemdruck
keinen Druckwert liefern. Wenn jedoch ein Druck gemessen wird, ist
wenigstens eines der Rückschlagventile 31,32 undicht.
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Der
Wegsensor 25 für
den Druckstangenkolbenweg erlaubt eine Dichtigkeitsüberwachung
der Bremsanlage und vermeidet die Erschöpfung des Volumen im Hauptzylinder 4 (Druckstangenkreis). Durch
die Plausibilisierung des gemessenen Kolbenweges anhand des Wegsensors 29 sowie
der Druckwerte der Drucksensoren 11,30 (Hauptzylinderdruck und
Systemdruck) kann zusätzlich
auf Leckage oder Lufteintrag geschlossen werden. Auf diesem Wege können geeignete
Maßnahmen,
wie beispielsweise die Stillegung bestimmter Regelfunktionen oder
die Defektanzeige über
geeignete Anzeigeelemente vorgenommen werden.
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Betriebsweise am Beispiel
einer ABS-Bremsdruckregelung:
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Sobald
eine Pumpenförderung
erforderlich ist, werden die Trennventile 12,13 für den Hauptzylinder 4 in
eine Schließstellung
gebracht, und die Pumpe dient der Aufladung des Hochdruckspeichers 27, welcher
für die
Druckerhöhung
in den Radbremsen 7-10 herangezogen wird. Generell
sollte für
die Aufladung das abgelassene Volumen herangezogen werden.
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Druckabbauvorgänge erfolgen
wie bei bekannten Systemen über
radindividuell einregelbare Auslassventile 18-21,
an die sich jedoch der einzige Niederdruckspeicher 24 (ND-Speicher)
anschließt, der
mit druckloser Bremsflüssigkeit
vorbefüllt
ist. Dieser stellt mit 3 – 9
ccm ein stets ausreichendes Schluckvolumen für notwendige Druckabbauten
in den Radbremsen 7-10 zur Verfügung. Das
aufgenommene Volumen ist durch Sensierung des ND-Speicherweges beurteilbar,
und wenn das Schluckvermögen
des Niederdruckspeichers 24 erschöpft sein sollte, können die
Trennventile 12,13 kurzzeitig geöffnet werden,
um das überschüssige Volumen
in die Druckkammern des Hauptzylinders 4 abzuleiten. Wenn
dagegen in großem
Umfang Druckaufbauvorgänge
an den Radbremsen 7-10 erforderlich sind, und
das Volumen des Niederdruckspeichers 24 erschöpft ist,
wird das Umschaltventil 12,13 geöffnet, und
dadurch auf das Zusatzvolumen der Druckstangenkammer zurück gegriffen.
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Betriebsweise am Beispiel
der ESP-Druckregelung:
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Die
Trennventile 12,13 werden geschlossen, und die
Pumpe in Betrieb genommen. Weil die Pumpe über den Niederdruckspeicher 24 vorgeladen
ist, verzeichnet man eine hohe Systemdynamik. Zu einer Aufladung
des Hochdruckspeichers 27 kommt es nicht, weil die Kennlinie
des Hochdruckspeichers 27 oberhalb üblicher ESP-Regeldrücke liegt. Der Hochdruckspeicher 27 ist
folglich schlicht inaktiv. In den Saugpfad der Pumpe ist das elektronische
Umschaltventil 28 integriert, um bei Bedarf auf das Zusatzvolumen
in der Druckstangenkammer zurück
greifen zu können.
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Auch
für alle
anderen, elektronisch geregelten Eingriffe wie beispielsweise Hydraulischer
Bremsassistent (HBA), Bremsen Fading Unterstützung (FBS) oder OHB werden
die Trennventile geschlossen.
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Nachtstehend
werden die Vorteile des vorgeschlagenen Bremssystems genannt:
- 1. Während
elektronischer Regelvorgänge
keinerlei hydraulische Rückwirkung
auf das Bremspedal (kein Pedalvibrieren) infolge Hauptzylinderabtrennung.
- 2. Zweikreisiges Basisbremssystem mit hochverfügbarer und
kostengünstiger
hydraulisch-pneumatischer Servobetätigung – auch in einer stromlosen
Rückfallebene.
- 3. Bauteil- und Bauraumeinsparung durch einkreisige Energieversorgung
(Pumpe) und daran anknüpfende
Bauteile (ein Elektromagnetisches Umschaltventil 28 (EUV),
ein Niederdruckspeicher 24, ein Hochdruckspeicher 27).
- 4. Keine Verstimmung der THZ-seitigen Bremsflüssigkeitsvolumen
trotz einkreisiger Regelbremse.
- 5. Leckage von Kreistrennungsventilen 31,32 sicher
erkennbar.
- 6. Der Leistungsbedarf der Pumpe ist im Vergleich zu bekannten
Systemen reduziert, weil der Saugzweig der Pumpe optimal kurz ausgebildet
ist. Wegen geringerem Leistungsbedarf kann der Antrieb der Pumpe
kleiner und kostengünstiger
ausgebildet werden.
- 7. Sehr genaue Druckregelung möglich durch Erfassung des Systemdrucks
für Komfortfunktionen (ACC,
Tempomatbremsenschnittstelle, usw.).
- 8. Verbesserte Ansteuerbarkeit des Antriebs der Pumpe (vor allem
wenn Zahnradpumpe verwendet wird) durch Sensierung des Systemdrucks und
des ND-Speicherweges (Schluckvolumen).
- 9. Kleinere Baugröße im Vergleich
zu bekannten Bremssystemen durch einkreisige Pumpenkonfiguration.
- 10. Geringe Anzahl elektromagnetisch betätigbarer Ventile (insgesamt
11 Elektromagnetventile und geringe Anzahl von analogisiert regelbaren Ventilen
(4 Radeinlassventile (SO-Ventile)
+ 2 Trennventile).
- 11. Geringe Sensoranzahl (2 Drucksensoren, 2 Wegsensoren, 4
Raddrehsensoren).
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- 1
- Bremsanlage
- 2
- Bremskraftverstärker
- 3
- Druckmittelbehälter
- 4
- Hauptzylinder
- 5
- Bremsleitung
- 6
- Bremsleitung
- 7
- Radbremse
- 8
- Radbremse
- 9
- Radbremse
- 10
- Radbremse
- 11
- Drucksensor
- 12
- Trennventil
- 13
- Trennventil
- 14
- Einlassventil
- 15
- Einlassventil
- 16
- Einlassventil
- 17
- Einlassventil
- 18
- Auslassventil
- 19
- Auslassventil
- 20
- Auslassventil
- 21
- Auslassventil
- 22
-
- 23
-
- 24
- Niederdruckspeicher
- 25
- Wegsensor
- 26
- Fördervorrichtung
- 27
- Hochdruckspeicher
- 28
- Ventil
- 29
- Wegsensor
- 30
- Drucksensor
- 31
- Rückschlagventil
- 32
- Rückschlagventil
- HCU
- Hydraulische
Steuereinheit (Hydraulic Control Unit)
- ECU
- Elektronische
Steuereinheit (Electronic Control Unit)