DE102006019040A1 - Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Es wird ein elektrohydraulisches Bremssystem für Kraftfahrzeuge vom Typ "Brake-by-Wire" vorgeschlagen. Das Bremssystem weist u.a. einen mit einem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator, sowie eine durch eine hydraulische Pumpe und einen Hochdruckspeicher gebildete Druckquelle auf. DOLLAR A Um bei einem Ausfall der elektrohydraulischen Komponenten des Bremssystems eine Abbremsung des Fahrzeuges mit Bremsdrücken zu ermöglichen, die größer sind, als der durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers im Hauptbremszylinder vorgegebene Druck, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in der Wirkungskette zwischen der Druckquelle (20 bzw. 21) und den Radbremsen (7, 8, 9, 10) eine Ventilanordnung (13) sowie mindestens eine Zylinder-Kolben-Anordnung (17, 18) vorgesehen sind, wobei die Ventilanordnung (13) sowohl hydraulisch durch den vom Hauptbremszylinder (2) bereitgestellten Druck als auch elektrisch steuerbar ausgebildet ist, und wobei die Zylinder-Kolben-Anordnung (17, 18) durch den von der Ventilanordnung (13) bereit gestellten Druck oder den vom Hauptbremszylinder (2) bereit gestellten Druck betätigbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, vom Typ „Brake-by-Wire" mit einem mittels eines Bremspedals betätigbaren, mindestens einen Druckraum aufweisenden Hauptbremszylinder,
einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter,
einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator, der im „Brake-by-Wire"-Modus dem Fahrzeugführer das herkömmliche Gefühl am Bremspedal (eine vorgewählte Nachgiebigkeit des Bremspedals) vermittelt,
einer mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle, die aus einer hydraulischen Pumpe sowie einem durch die Pumpe aufladbaren Hochdruckspeicher gebildet ist und durch deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges ansteuerbar sind, denen Druckregelventile (Einlassventil, Auslassventil) zugeordnet sind, die durch die elektronische Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar sind. - Ein derartiges elektrohydraulisches Bremssystem ist z. B. aus der internationalen Patentanmeldung WO 03/047936 bekannt. Das vorbekannte Bremssystem weist hydraulische Mittel auf, die in einer durch einen Ausfall von elektrohydraulischen Komponenten charakterisierten Notfall- oder Rückfallbetriebsart einen im Hochdruckspeicher vorhandenen hydraulischen Druck dazu einsetzen, die Bremsflüssigkeit, die während der vorangegangenen Normalbremsung im „Brake-by-Wire"-Modus vom Hauptzylinder in den Wegsimulator verdrängt wurde, für eine mechanisch-hydraulische Hilfsbremsung zur Verfügung zu stellen, indem durch ein hydraulikventilgesteuertes Aufschalten des Hochdruckspeicher-Drucks auf einen im Normalbetrieb mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbundenen hydraulischen Raum des Wegsimulators Druckmittel aus einem mit dem Hauptzylinder verbundenen hydraulischen Raum des Wegsimulators in den Hauptbremszylinder und einen daran angeschlossenen Hilfsbremskreis verdrängt wird, so dass die Radbremsen mit einem hydraulischen Druck betätigt werden, der durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers vorgegeben ist, mit der dieser das Bremspedal betätigt. Die ergonomischen Kräfteverhältnisse in elektrohydraulischen Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge vom Typ „Brake-by-Wire" erfordern bekanntermaßen eine Auslegung des Bremssystems, bei der im Normalbremsbetrieb die Radbremsdrücke ein Vielfaches des Hauptzylinderdrucks betragen.
- Als nachteilig wird bei dem vorbekannten Bremssystem die Tatsache empfunden, dass bei einem Ausfall der elektrohydraulischen Komponenten lediglich eine Abbremsung des Fahrzeuges mit einem Bremsdruck weit unterhalb des im „Brake-by-Wire"-Modus bei gleicher Betätigungskraft erreichten Wertes möglich ist. Eine Bremskraftverstärkung mit Radbremsdrücken oberhalb des vom Fahrzeugführer mit dem Bremspedal in den Hauptbremszylinder eingesteuerten Drucks ist ohne voll funktionsfähige elektrohydraulischen Komponenten nicht darstellbar. Weiterhin wird als nachteilig empfunden, dass von dem erwähnten plötzlichen Rückfördern von Druckmittel aus dem Wegsimulator in den Hauptbremszylinder Rückwirkungen auf das Bremspedal verursacht werden, die geeignet sind, den Fahrzeugführer zusätzlich zum Verlust der Bremskraftverstärkung zu irritieren.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässig funktionierendes Bremssystem der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen bzw. ein Bremssystem vorzuschlagen, bei dem eine weitere Rückfallbetriebsart vorgesehen ist, die bei einem Ausfall der elektrohydraulischen Komponenten eine Abbremsung des Fahrzeuges mit Bremsdrücken ermöglicht, die größer sind, als der durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers im Hauptbremszylinder vorgegebene Druck.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Wirkungskette zwischen der Druckquelle und den Radbremsen eine Ventilanordnung sowie mindestens eine Zylinder-Kolben-Anordnung vorgesehen sind, wobei die Ventilanordnung sowohl hydraulisch durch den vom Hauptbremszylinder bereitgestellten Druck als auch elektrisch steuerbar ausgebildet ist, und wobei die Zylinder-Kolben-Anordnung durch den von der Ventilanordnung bereit gestellten Druck oder den vom Hauptbremszylinder bereitgestellten Druck betätigbar ist.
- Die Ventilanordnung gibt vorzugsweise einen analog steuerbaren hydraulischen Fremddruck ab, der über hydraulische Verbindungen zu der bzw. den Zylinder-Kolben-Anordnungen geleitet wird.
- Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, dass die Zylinder-Kolben-Anordnung durch ein Gehäuse mit zylindrischer Bohrung, einen ersten bzw. Reaktionskolben, der mit einem durch eine Betätigung des Hauptbremszylinders eingesteuerten hydraulischen Betätigungsdruck beaufschlagbar ist, sowie einen im Gehäuse dem ersten bzw. Reaktionskolben gegenüberliegend angeordneten zweiten bzw. Bremsdruckkolben, der im Gehäuse einerseits eine Bremsdruckkammer begrenzt, an die die Radbremsen angeschlossen sind, und andererseits mit dem Reaktionskolben in mechanischen Kontakt bringbar ist.
- Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bremsdruckkammer mittels einer absperrbaren hydraulischen Verbindung an den Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen, die durch eine Relativbewegung des zweiten bzw. Bremsdruckkolbens gegenüber dem Gehäuse absperrbar ist.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes begrenzen der erste bzw. Reaktionskolben und der zweite bzw. Bremsdruckkolben einen Zwischenraum, der mit dem von der Ventilanordnung bereitgestellten Druck beaufschlagbar ist.
- Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Innenraum des ersten bzw. Reaktionskolbens eine hydraulische Simulatorkammer bildet, die eine Simulatorfeder aufnimmt und die von einem im ersten bzw. Reaktionskolben geführten Simulatorkolben begrenzt ist.
- Die Simulatorfeder wird vorzugsweise durch eine Parallelanordnung einer linearen Feder sowie einer progressiven Feder, vorzugsweise einer Elastomerfeder, gebildet, wobei die progressive Feder vorzugsweise erst nach dem Zurücklegen eines vorbestimmten Deformationsweges der linearen Feder wirksam wird.
- Die Simulatorkammer ist bei einer weiteren Ausführung des Erfindungsgegenstandes mittels einer absperrbaren hydraulischen Verbindung an den Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen, die durch eine Relativbewegung des ersten bzw. Reaktionskolbens gegenüber dem Gehäuse absperrbar ist.
- Bei einer weiteren Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist zum elektrischen Steuern des von der Ventilanordnung abgegebenen Fremddrucks ein Kraftaktuator vorgesehen.
- Eine andere vorteilhafte Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass zum elektrischen Steuern des von der Ventilanordnung abgegebenen Fremddrucks elektrohydraulische Mittel vorgesehen sind, die einen elektrisch analog steuerbaren Druck abgeben. Dies hat den Vorteil, dass die Stellenergie zum elektrischen Steuern der Ventilanordnung im Wesentlichen dem Hochdruckspeicher entnommen wird, wodurch der elektrische Leistungsbedarf der elektronischen Steuer- und Regeleinheit verringert wird.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die elektrohydraulischen Mittel durch analog regelbare Elektromagnetventile gebildet werden, die mit der Druckquelle und dem Druckmittelvorratsbehälter hydraulisch verbunden sind. Diese regelbaren Elektromagnetventile haben sich bereits als Bremssystemkomponenten bewährt. Auch in der vorbekannten Bremsanlage sind sie enthalten, wenn auch an anderer Stelle und in anderer Funktion.
- Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die Betätigung der Ventilanordnung mittels eines Betätigungselementes erfolgt, das mit einem Ventilkörper der Ventilanordnung in kraftübertragender Verbindung steht. Eine hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Betätigungselements definiert den Proportionalitätsfaktor zwischen dem Hauptbremszylinderdruck und der übertragenen Ventilbetätigungskraft.
- Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilanordnung als ein Schieberventil ausgebildet. Gegenüber anderen an dieser Stelle ebenso gut einsetzbaren Ventilbauarten mit Ventilsitzen bzw. Kombinationen von Ventilsitz und Steuerkanten in Schieberbauweise hat das Schieberventil den Vorzug eines einteiligen Aufbaus. Das vorhin erwähnte Betätigungselement ist bei einer weiteren Ausführung des Erfindungsgegenstandes als ein hydraulischer Kolben ausgeführt, der sowohl mit dem vom Hauptbremszylinder bereitgestellten Druck als auch mit dem elektrisch steuerbaren Druck beaufschlagbar ist. Der hydraulische Kolben begrenzt vorzugsweise einen hydraulischen Raum, der mit einem der bereitgestellten Drücke beaufschlagbar ist. Bei zugeschaltetem elektrisch analog steuerbarem Druck arbeitet die Bremsanlage in der „Brake-by-Wire" Betriebsart, bei Zuschaltung des Hauptzylinderdrucks in der erwähnten Rückfallbetriebsart als Bremsanlage mit rein hydraulischer Verstärkung.
- Eine andere sinnvolle Weiterbildung der Erfindung besteht darin, in den Verbindungen zwischen dem Hauptbremszylinder und dem hydraulischen Raum sowie zwischen den elektrohydraulischen Mitteln und dem hydraulischen Raum ein Wechselventil einzufügen, das durch eine Druckdifferenz zwischen dem vom Hauptbremszylinder bereitgestellten Druck und dem elektrisch steuerbaren Druck betätigt wird.
- Dabei erfolgt die hydraulische Betätigung des Wechselventils derart, dass der hydraulische Raum mit dem jeweils höheren Druck beaufschlagt wird. Damit wird automatisch zwischen der „Brake-by-Wire"-Betriebsart und der hydraulisch verstärkten Betriebsart derart umgeschaltet, dass sich die jeweils höhere Bremsdruckanforderung durchsetzt.
- Eine andere vorteilhafte Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass der hydraulische Kolben als ein Stufenkolben ausgeführt ist, dessen eine Fläche mit dem vom Hauptbremszylinder bereitgestellten Druck beaufschlagbar ist, während dessen andere Fläche mit dem elektrisch analog steuerbaren Druck beaufschlagbar ist. In dieser Variante kann auf ein Wechselventil zur Auswahl der jeweils höheren Radbremsdruckanforderung verzichtet werden. Vorzugsweise wird die Ringfläche des Stufenkolbens dem Hauptzylinderdruck und die Kolbenfläche mit kleinerem Durchmesser dem elektrisch analog steuerbaren Druck zugeordnet.
- In einer weiteren Ausführungsvariante wird der vorhin erwähnte hydraulische Raum andererseits von einem weiteren, mittels einer Feder vorgespannten Kolben begrenzt, dessen Bewegung gegen die Kraft der Feder eine Volumenaufnahme für das von den elektrohydraulischen Mitteln abgegebene Druckmittel ermöglicht. Eine solche Volumenaufnahme verbessert die Regelgüte der elektrohydraulischen Druckregelung in der „Brake-by-Wire"-Betriebsart.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung hervor. In der Zeichnung, in der die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigen:
-
1 den Aufbau einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems im unbetätigten und stromlosen Zustand; -
2 eine stark vergrößerte Darstellung der in1 gezeigten Zylinder-Kolben-Anordnung; -
3 eine stark vergrößerte Darstellung der in1 gezeigten Ventilanordnung; -
4 den Aufbau einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems im unbetätigten und stromlosen Zustand; -
5 eine stark vergrößerte Darstellung der in4 gezeigten Ventilanordnung; -
6 den Aufbau einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems im unbetätigten und stromlosen Zustand, und -
7 eine stark vergrößerte Darstellung der in6 gezeigten Ventilanordnung. - Das in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellte elektrohydraulische Bremssystem besteht im wesentlichen aus einem mittels eines Bremspedals
1 betätigbaren, zweikreisigen hydraulischen Druckerzeuger bzw. Hauptbremszylinder2 in Tandemausführung, einem mit dem Tandemhauptzylinder2 zusammenwirkenden Wegsimulator3 , einem Druckmittelvorratsbehälter4 , einem schematisch dargestellten Hydraulikmodul5 , einer hydraulischen Steuereinheit HCU6 , an die den Fahrzeugrädern zugeordnete Radbremsen7 ,8 ,9 ,10 angeschlossen sind, sowie einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit16 . Im Hydraulikmodul5 sind eine Druckquelle, eine mit dem Bezugszeichen13 versehene Ventilanordnung sowie zwei Zylinder-Kolben-Anordnungen17 ,18 integriert, deren Aufgabe nachfolgend erläutert wird. Die hydraulische Steuereinheit HCU6 enthält sämtliche, für radindividuelle Druckregelvorgänge erforderlichen Komponenten, die im wesentlichen aus mindestens einer Rückförderpumpe sowie Druckregelventilen bestehen. - Zur Ermittlung der Drehzahl der Fahrzeugräder dienen lediglich angedeutete, nicht näher bezeichnete Radsensoren. Der an sich bekannte Tandemhauptzylinder
2 weist durch zwei Kolben11 ,12 , begrenzte, voneinander getrennte Druckräume14 ,15 auf, die einerseits mit dem Druckmittelvorratsbehälter4 und andererseits mittels Leitungen26 , – mit den Eingangsanschlüssen der Zylinder-Kolben-Anordnungen17 ,18 verbunden sind. Die vorhin erwähnte Druckquelle wird durch ein Motor-Pumpenaggregat20 , das aus einem Elektromotor22 sowie eine vom Elektromotor22 angetriebene Pumpe23 besteht, ein der Pumpe23 parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil24 sowie einen durch die Pumpe23 aufladbaren Hochdruckspeicher21 gebildet. Der im Hochdruckspeicher21 vorliegende hydraulische Druck wird von einem Drucksensor25 überwacht. - Die vorhin erwähnte Ventilanordnung
13 , die im gezeigten Beispiel als ein Schieberventil ausgebildet ist, ist wirkungsmäßig zwischen der Druckquelle20 ,21 und jeweils einem weiteren Eingangsanschluss der Zylinder-Kolben-Anordnungen17 ,18 geschaltet und wird einerseits durch einen elektromechanischen Aktuator28 und andererseits durch den im ersten Druckraum14 des Hauptbremszylinders2 eingesteuerten hydraulischen Druck betätigt. - Wie weiterhin der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die Radbremsen
7 ,8 ,9 ,10 an jeweils eine Druckkammer der Zylinder-Kolben-Anordnung17 ,18 angeschlossen, die im Zusammenhang mit2 ausführlich beschrieben wird. Vor der Zylinder-Kolben-Anordnung17 zweigt von der vorhin erwähnten Leitung26 eine weitere, zur Ventilanordnung13 führende Leitung27 ab, die der hydraulischen Ansteuerung der Ventilanordnung13 dient. Der im ersten Druckraum14 eingesteuerte Druck wird mittels eines Drucksensors19 überwacht, während der von der Ventilanordnung13 gelieferte Druck mittels eines Drucksensors29 erfasst wird. Die obigen Erläuterungen gelten entsprechend auch für den zweiten Druckraum15 , die zweite Zylinder-Kolben-Anordnung18 sowie die an eine Druckkammer der zweiten Zylinder-Kolben-Anordnung18 angeschlossenen Radbremsen9 ,10 . - Die vorhin erwähnte elektronische Regel- und Steuereinheit
16 , der die Ausgangssignale der Drucksensoren19 ,25 ,29 , der Raddrehzahlsensoren sowie einer vorzugsweise redundant ausgeführten Bremswunscherfassungseinrichtung35 zugeführt werden, die dem Hauptbremszylinder2 zugeordnet ist, dient der Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats20 , des Aktuators28 , sowie der elektrischen Komponenten der hydraulischen Steuereinheit HCU6 . - Im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung der Zylinder-Kolben-Anordnungen
17 ,18 wird darauf hingewiesen, dass deren Aufbau identisch ist, so dass lediglich eine (17 ) ausführlich erläutert wird. Wie insbesondere aus2 zu erkennen ist, besteht die Zylinder-Kolben-Anordnung17 im Wesentlichen aus einem Gehäuse45 mit einer zylindrischen Bohrung46 , einem ersten bzw. Reaktionskolben47 , dem ersten bzw. Reaktionskolben47 gegenüberliegend angeordneten zweiten bzw. Bremsdruckkolben48 , einer im Gehäuse45 vom Reaktionskolben47 begrenzte Betätigungsdruckkammer49 , einer im Gehäuse45 vom Bremsdruckkolben48 begrenzten Bremsdruckkammer50 sowie einem vom Reaktionskolben47 sowie dem Bremsdruckkolben48 begrenzten Zwischenraum51 . Dabei ist die Betätigungsdruckkammer49 über die Leitung26 mit dem im ersten Druckraum14 des Hauptbremszylinders2 eingesteuerten hydraulischen Druck beaufschlagbar, während an die Bremsdruckkammer50 , wie bereits erwähnt wurde, die Radbremsen7 ,8 angeschlossen sind. Außerdem ist die Bremsdruckkammer50 über eine hydraulische Verbindung52 mit dem Druckmittelvorratsbehälter4 (1 ) verbunden, die durch eine Relativbewegung des Bremsdruckkolbens48 gegenüber dem Gehäuse45 absperrbar ist. Der Zwischenraum51 ist mittels einer Leitung34 mit dem von der Ventilanordnung13 bereitgestellten Druck beaufschlagbar. Außerdem nimmt der Reaktionskolben47 einen Simulatorkolben54 auf, der im Inneren des Reaktionskolbens47 eine Simulatorkammer55 begrenzt, in der eine Simulatorfeder56 , die sich am Simulatorkolben54 abstützt, angeordnet ist. Die Simulatorkammer55 ist über näher nicht bezeichnete Durchgänge im Reaktionskolben47 und dem Gehäuse45 an eine von der Verbindung52 abzweigende, weitere Verbindung57 angeschlossen, die durch eine Relativbewegung des Reaktionskolbens47 gegenüber dem Gehäuse45 absperrbar ist. Die Komponenten54 ,55 ,56 bilden den im Zusammenhang mit1 erwähnten Simulator3 . - Wie insbesondere
3 zu entnehmen ist, weist die Ventilanordnung13 einen Ventilkörper30 auf, der in der gezeigten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen einem Ausgangsraum31 , der mittels der Leitung34 mit dem Zwischenraum51 (2 ) verbunden ist, und einer hydraulischen Kammer32 ermöglicht, die mit dem Druckmittelvorratsbehälter4 in Verbindung steht. Die Kammer32 wird von einem hydraulischen Kolben33 begrenzt, der einerseits, wie bereits oben erwähnt wurde, über die Leitung27 mit dem im Hauptbremszylinder2 eingesteuerten Druck belastet wird und andererseits mit dem elektromechanischen Aktuator28 in kraftübertragender Verbindung steht. - Bei den in
4 bis7 gezeigten Ausführungen wird die im Zusammenhang mit1 und3 erwähnte Ventilanordnung13 zusätzlich zur hydraulischen Ansteuerung durch den Hauptbremszylinder2 durch elektrohydraulische Mittel angesteuert, die im gezeigten Beispiel durch elektrisch ansteuerbare, analog regelbare 2/2-Wegeventile35 ,36 gebildet sind. Das an den Ausgang der Druckquelle20 bzw.21 angeschlossene 2/2-Wegeventil35 ist als stromlos geschlossenes (SG-)-Ventil ausgeführt, während das andere 2/2-Wegeventil36 als ein stromlos offenes (SO-)Ventil ausgebildet ist. Die Ausgangsseite des erstgenannten Ventils35 sowie die Eingangsseite des zweitgenannten Ventils36 ist an einen hydraulischen Raum37 (5 ) angeschlossen, der einerseits vom Kolben33 und andererseits von einem weiteren Kolben38 begrenzt ist. Der durch die Ventile35 ,36 elektrisch analog regelbare Druck im Raum37 wird mittels eines weiteren Drucksensors39 überwacht. Wie insbesondere aus5 zu erkennen ist, ist der Kolben33 als Stufenkolben ausgebildet, dessen Ringfläche40 mit dem vom Hauptbremszylinder2 bereitgestellten Druck beaufschlagt wird, während auf seine Kolbenfläche41 kleineren Durchmessers der durch die 2/2-Wegeventile35 ,36 elektrisch analog regelbare Druck einwirkt. Der andere Kolben38 ist mittels einer Druckfeder42 vorgespannt, wobei seine Bewegung entgegen der Kraft der Feder42 eine Vergrößerung des hydraulischen Raumes37 und somit eine Aufnahme des von den Ventilen35 ,36 bereit gestellten Druckmittelvolumens ermöglicht. - Bei dem in
6 und7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in die Leitung zwischen den analog regelbaren 2/2-Wegeventilen35 ,36 und dem im Gehäuse der Ventileinrichtung13 vom Kolben33 begrenzten Raum37a ein Wechselventil43 eingefügt, das durch eine Druckdifferenz zwischen dem vom Hauptbremszylinder2 bereitgestellten Druck und dem von den elektrohydraulischen Mitteln35 ,36 abgegebenen, elektrisch analog steuerbaren hydraulischen Druck betätigbar ist. - Die Betätigung des Wechselventils
43 erfolgt derart, dass der Kolben33 mit dem jeweils höheren Druck beaufschlagt wird. Außerdem ist an die vorhin genannte Leitung ein Volumenaufnahmeelement44 angeschlossen.
Claims (20)
- Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, vom Typ „Brake-by-Wire" mit einem mittels eines Bremspedals betätigbaren, mindestens einen Druckraum aufweisenden Hauptbremszylinder, einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter, einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator, der im „Brake-by-Wire"-Modus dem Fahrzeugführer das herkömmliche Gefühl am Bremspedal (eine vorgewählte Nachgiebigkeit des Bremspedals) vermittelt, einer mittels einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle, die aus einer hydraulischen Pumpe sowie einem durch die Pumpe aufladbaren Hochdruckspeicher gebildet ist und durch deren Druck Radbremsen des Fahrzeuges ansteuerbar sind, denen Druckregelventile (Einlassventil, Auslassventil) zugeordnet sind, die durch die elektronische Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wirkungskette zwischen der Druckquelle (
20 bzw.21 ) und den Radbremsen (7 ,8 ,9 ,10 ) eine Ventilanordnung (13 ) sowie mindestens eine Zylinder-Kolben-Anordnung (17 ,18 ) vorgesehen sind, wobei die Ventilanordnung (13 ) sowohl hydraulisch durch den vom Hauptbremszylinder (2 ) bereitgestellten Druck als auch elektrisch steuerbar ausgebildet ist, und wobei die Zylinder-Kolben-Anordnung (17 ,18 ) durch den von der Ventilanordnung (13 ) bereitgestellten Druck oder den vom Hauptbremszylinder (2 ) bereit gestellten Druck betätigbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Anordnung (
17 ,18 ) durch ein Gehäuse (45 ) mit zylindrischer Bohrung (46 ), einen ersten bzw. Reaktionskolben (47 ), der mit dem im Hauptbremszylinder (2 ) eingesteuerten hydraulischen Druck beaufschlagbar ist, sowie einen im Gehäuse (45 ) dem ersten bzw. Reaktionskolben (47 ) gegenüberliegend angeordneten zweiten bzw. Bremsdruckkolben (48 ), der im Gehäuse (45 ) einerseits eine Bremsdruckkammer (50 ) begrenzt, an die die Radbremsen (7 ,8 ) angeschlossen sind, und andererseits mit dem von der Ventilanordnung (13 ) bereitgestellten Druck beaufschlagbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste bzw. Reaktionskolben (
47 ) und der zweite bzw. Bremsdruckkolben (48 ) einen Zwischenraum (51 ) begrenzen, der mit dem von der Ventilanordnung (13 ) bereitgestellten Druck beaufschlagbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des ersten bzw. Reaktionskolbens (
47 ) eine hydraulische Simulatorkammer (55 ) bildet, die eine Simulatorfeder (56 ) aufnimmt und die von einem im ersten bzw. Reaktionskolben (47 ) geführten Simulatorkolben (54 ) begrenzt ist. 4a. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Simulatorfeder (56 ) durch eine Parallelanordnung einer linearen Feder sowie einer progressiven Feder, vorzugsweise einer Elastomerfeder, gebildet ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsdruckkammer (
50 ) mittels einer absperrbaren hydraulischen Verbindung (52 ) an den Druckmittelvorratsbehälter (4 ) angeschlossen ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (
52 ) durch eine Relativbewegung des zweiten bzw. Bremsdruckkolbens (48 ) gegenüber dem Gehäuse (45 ) absperrbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Simulatorkammer (
55 ) mittels einer absperrbaren hydraulischen Verbindung (57 ) an den Druckmittelvorratsbehälter (4 ) angeschlossen ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung (
57 ) durch eine Relativbewegung des ersten bzw. Reaktionskolbens (47 ) gegenüber dem Gehäuse (45 ) absperrbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (
13 ) einen analog steuerbaren hydraulischen Bremsdruck abgibt. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zum elektrischen Steuern des von der Ventilanordnung abgegebenen Bremsdrucks ein elektrischer Aktuator (
28 ) vorgesehen ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass zum elektrischen Steuern des von der Ventilanordnung abgegebenen Bremsdrucks elektrohydraulische Mittel (
35 ,36 ) vorgesehen sind, die einen elektrisch analog steuerbaren Druck abgeben. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrohydraulischen Mittel durch analog regelbare Elektromagnetventile (
35 ,36 ) gebildet werden, die mit der Druckquelle (20 bzw.21 ) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4 ) hydraulisch verbunden sind. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Ventilanordnung (
13 ) mittels eines Betätigungselementes (33 ) erfolgt, das mit einem Ventilkörper (30 ) der Ventilanordnung (13 ) in kraftübertragender Verbindung steht. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der vorher gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (
13 ) als ein Schieberventil ausgebildet ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 13 oder 14 dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (
33 ) als ein hydraulischer Kolben ausgeführt ist, der sowohl mit dem vom Hauptbremszylinder (2 ) bereitgestellten Druck als auch mit dem elektrisch analog steuerbaren Druck beaufschlagbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Kolben einen hydraulischen Raum (
37 ) begrenzt, der mit einem der bereitgestellten Drücke beaufschlagbar ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungen zwischen dem Hauptbremszylinder (
2 ) und dem hydraulischen Raum (37 ) sowie zwischen der Druckquelle (20 bzw.21 ) und dem hydraulischen Raum (37a ) ein Wechselventil (43 ) eingefügt ist, das durch eine Druckdifferenz zwischen dem vom Hauptbremszylinder (2 ) bereitgestellten Druck und dem elektrisch analog steuerbaren Druck betätigt wird. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Wechselventils (
43 ) derart erfolgt, dass der hydraulische Raum (37a ) mit dem jeweils höheren Druck beaufschlagt wird. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Kolben (
33 ) als ein Stufenkolben ausgeführt ist, dessen eine Fläche (40 ) mit dem vom Hauptbremszylinder (2 ) bereitgestellten Druck beaufschlagt ist, während dessen andere Fläche (41 ) mit dem elektrisch analog steuerbaren Druck beaufschlagt ist. - Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Raum (
37 ) andererseits von einem weiteren, mittels einer Feder (42 ) vorgespannten Kolben (38 ) begrenzt wird, dessen Bewegung gegen die Kraft der Feder (42 ) eine Volumenaufnahme für das von den elektrohydraulischen Mitteln (35 ,36 ) abgegebene Druckmittel ermöglicht.
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