DE102011081463A1 - Bremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Stefan A. Drumm
Steffen Linkenbach
Marco Besier
Johann Jungbecker
Lothar Schiel
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Abstract

Eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem mittels eines Bremspedals (19) betätigbaren Hauptbremszylinder (4), insbesondere Tandemhauptbremszylinder, Radbremsen (6, 7, 8, 9), einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (2), und einer an den Hauptbremszylinder (4), die Druckbereitstellungseinrichtung (2) und die Radbremsen (6, 7, 8, 9) hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung (5) zur Regelung und/oder Steuerung eines an einer Radbremse (6, 7, 8, 9) eingesteuerten Radbremsdruckes, wobei jeder Radbremse ein stromlos geschlossenes Ventil (14) und ein stromlos offenes Ventil (15) der Druckregelventilanordnung (5) zugeordnet ist, soll ein verbesserten Bremsvermögen bereitstellen. Dazu ist jeweils in einer die Druckbereitstellungseinrichtung (2) mit einer Radbremse (6, 7, 8, 9) verbindenden hydraulischen Leitung, insbesondere als einziges Ventil, das stromlos geschlossene Ventil (14) angeordnet und in einer den Hauptbremszylinder (4) mit einer Radbremse (6, 7, 8, 9) verbindenden hydraulischen Leitung das stromlos offene Ventil (15) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem mittels eines Bremspedals betätigbaren Hauptbremszylinder, insbesondere Tandemhauptbremszylinder, Radbremsen, einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung, und einer an den Hauptbremszylinder, die Druckbereitstellungseinrichtung und die Radbremsen hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung zur Regelung und/oder Steuerung eines an einer Radbremse eingesteuerten Radbremsdruckes, wobei jeder Radbremse ein stromlos offenes und ein stromlos geschlossenes Ventil der Druckregelventilanordnung zugeordnet ist.
  • Derartige Bremsanlagen sind gewöhnlich in einer so genannten „Brake-by-Wire”-Betriebsart betreibbar, in der unabhängig von der Muskelkraft des Fahrzeugführers (oder gegebenenfalls noch mit seiner Mithilfe) Bremsdruck durch elektronische Ansteuerung einer Druckbereitstellungseinrichtung aufgebaut wird. Während sie vorzugsweise in dieser „Brake-by-Wire”-Betriebsart betrieben werden, ist wenigstens eine Rückfallbetriebsart bzw. Rückfallebene vorgesehen, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist.
  • In der Kraftfahrzeugtechnik finden „Brake-by-Wire”-Bremssysteme eine immer größere Verbreitung. Solche Bremssysteme umfassen oftmals eine Pedalentkopplungseinheit, wodurch eine Bremspedalbetätigung durch den Fahrer in der Betriebsart „Brake-by-wire” ein Auftrennen der direkten hydraulischen Verbindung des Hauptbremszylinders mit den Radbremsen sowie ein Aufschalten des von der Druckbereitstellung abgegebenen hydraulischen Drucks auf die Radbremsen bewirkt. „By-wire”, und demzufolge nicht hydraulisch, ist dabei ein Abschnitt der Wirkungskette von einer Fahrerwunscherfassung zum Aufbau eines entsprechenden Bremssystemdrucks in der Druckbereitstellungseinrichtung.
  • Um dem Fahrer in der Betriebsart „Brake-by-wire” ein angenehmes Pedalgefühl zu vermitteln, umfassen die Bremsanlagen üblicherweise eine Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung. Bei diesen Bremssystemen kann die Bremse auch ohne aktives Zutun des Fahrzeugführers auf Grund elektronischer Signale betätigt werden. Diese elektronischen Signale können beispielsweise von einem elektronischen Stabilitätsprogramm ESC oder einem Abstandsregelsystem ACC ausgegeben werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im „Brake-by-Wire”-Modus betreibbare Fahrzeugbremsanlage mit einem verbesserten Bremsvermögen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeweils in einer die Druckbereitstellungseinrichtung mit einer Radbremse verbindenden hydraulischen Leitung, insbesondere als einziges Ventil, das stromlos geschlossene Ventil angeordnet ist, und dass in einer den Hauptbremszylinder mit einer Radbremse verbindenden hydraulischen Leitung das stromlos offene Ventil angeordnet ist.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung der Erfindung anhand einer Zeichnung.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine Bremsanlage, bei der bevorzugt Bremsdruck durch eine elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung aufgebaut wird, sowohl im Hinblick auf den Bremsdruckaufbau im By-Wire-Betrieb als auch im Hinblick auf den Betrieb in der Rückfallebene optimiert werden sollte, indem zum Druckmittelaustausch zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und den Radbremsen möglichst wenige, den Druckmittelvolumenstrom behindernde Ventile zu passieren sind, sowie dass dem Fahrer in der Rückfallebene die Möglichkeit gegeben werden sollte, das Fahrzeug schnell und sicher zum Stillstand zu bringen. Zudem sollte das Umschalten in die Rückfallebene möglichst schnell und ohne Verlust an Bremsdruck erfolgen.
  • Wie nunmehr erkannt wurde, lassen sich diese Anforderungen durch eine Auslegung von den einzelnen Radbremsen zugeordneten Ventilen realisieren, wobei die Ventile, die jeweils in die die Druckbereitstellungseinrichtung mit der Bremse verbindende hydraulische Leitung geschaltet sind als stromlos geschlossene Ventile, und die in die jeweilige hydraulische Leitung zwischen Hauptbremszylinder und Radbremse geschalteten Ventile als stromlos offen ausgebildet sind.
  • Eine derartige Konfiguration ist auch dazu geeignet, im Rückfallmodus jede der Radbremsen mit einer der beiden Kammern eines Tandemhauptbremszylinders zu verbinden, so dass im Rückfallmodus ein zweikreisiges System zur Bremsung des Fahrzeuges zur Verfügung steht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die den Radbremsen zugeordneten Ventile als analog steuerbare Sitzventile ausgeführt, wobei die Ventile derart orientiert sind, dass der Ventilstößel des stromlos geschlossenen Ventils vom Druck der Druckbereitstellungseinrichtung in der Richtung eines Anhebens vom Ventilsitz und vom Radbremsdruck in der Richtung eines Anpressens auf den Ventilsitz belastet wird, und dass der Ventilstößel des stromlos offenen Ventils vom Radbremsdruck in der Richtung eines Abhebens vom Ventilsitz belastet wird. Mit dieser Ventilorientierung ist zum einen sichergestellt, dass in der Rückfallebenen-Betriebsart die Stößel der unbestromt geschlossenen Ventile in den Ventilsitz gedrückt werden. Damit wird ein unerwünschtes Abströmen von Druckmittel zu der in der Rückfallebene nicht steuerbaren Druckquelle vermieden.
  • Zum anderen erlaubt die Ventilorientierung die Nutzung der analogen Ansteuerbarkeit beider Ventilarten in der By-Wire-Betriebsart. Hierfür ist es erforderlich dass die Ventilsitze vom Druckmittel in Richtung zu den Ventilstößeln durchströmt werden. Dies ist für einen Radbremsdruckaufbau gegeben, bei dem das stromlos geschlossene Ventil von der steuerbaren Druckquelle zur Radbremse durchströmt wird und für einen Radbremsdruckabbau bei dem das stromlos offene Ventil von der Radbremse in Richtung Druckmittelvorratsbehälter durchströmt wird.
  • Ausdrücklich sei an dieser Stelle erwähnt, dass ein nicht mit Hilfe der Analogfunktion des Ventils kontrollierter Druckabbau durch ein vollständig geöffnetes (stromlos geschlossenes) Ventil von der Radbremse hin zur steuerbaren Druckquelle ebenfalls möglich ist. Der oben erwähnte radindividuell analog gesteuerte Druckabbau über die stromlos offenen Ventile wird daher bevorzugt dann verwendet, wenn die Radbremsdrücke unterschiedlich sein müssen.
  • Vorteilhafterweise ist der der Radbremse abgewandte Anschluss eines stromlos offenen Ventils, insbesondere über ein weiteres stromlos geschlossenes Ventil mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter verbindbar. Auf diese Weise kann bei Bedarf ein Druckausgleich des durch das stromlos offene Ventil aus der Bremse zurückströmenden Druckmittels mit Atmosphärendruck bzw. mit dem Druckmittelvorratsbehälter vorgenommen werden.
  • Durch die Verwendung eines stromlos geschlossenen Ventils wird sichergestellt, dass dieser Druckausgleich nur bei aktiver Ansteuerung des Ventils erfolgt. Bei einem Ausfall des Bordnetzes, wenn die Druckbereitstellungseinrichtung aktiv keinen Bremsdruck aufbauen kann und die Bremsanlage in der Rückfallebene betrieben wird, ist ein derartiger Ausgleich nicht erwünscht, da in diesem Fall zur Aufrechterhaltung von Bremsdruck die stromlos geschlossenen Ventile geschlossen sind und die stromlos offenen Ventile mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch verbunden sind, wodurch ein Druckaufbau in den Radbremsen durch Muskelkraft des Fahrers ermöglicht wird.
  • In einer Normalbetriebsart „Brake-by-wire” wird der Radbremsdruck in der jeweiligen Radbremse vorzugsweise von der Druckbereitstellungseinrichtung bereitgestellt. Dabei wird vorteilhafterweise ein Radbremsdruckaufbau an einer Radbremse über das stromlos geschlossene Ventil und ein Radbremsdruckabbau über das stromlos offene Ventil durchgeführt. Das heißt, die stromlos geschlossenen Ventile werden in dieser Betriebsart aktiv (durch elektronische Ansteuerung) geöffnet. In der Rückfallebene schließen diese Ventile dann, so dass die Verbindung zur Druckbereitstellungseinrichtung getrennt wird und kein Druckmittel in die Druckbereitstellungseinrichtung zurückfließt und dadurch zum Druckaufbau nicht zur Verfügung steht.
  • Die Druckbereitstellungseinrichtung wird vorteilhafterweise durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator betätigbar ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist es vorteilhaft, wenn der Fahrer, insbesondere in der „Brake-by-Wire”-Betriebsart, ein angenehmes Pedalgefühl erfährt. Dazu ist vorteilhafterweise an den Hauptbremszylinder eine hydraulisch betätigbare Simulationseinrichtung mit mindestens einem elastischen Element angeschlossen. Bei Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung, beispielsweise eines Bremspedals, wird auf diese Weise Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder in die Simulationseinrichtung gedrückt, wodurch das elastische Element, vorzugsweise durch einen Kolben, zusammengedrückt wird. Der Widerstand, den der Fahrer beim Zusammendrücken des elastischen Elementes verspürt, vermittelt ihm ein von einfachen hydraulischen Bremsanlagen gewohntes Pedalgefühl. Auf diese Weise kann insbesondere ein reproduzierbarer Zusammenhang zwischen Pedalweg und Pedalkraft realisiert werden.
  • Die Simulationseinrichtung umfasst vorzugsweise zwei hydraulische Wirkflächen, deren Bewegung, insbesondere starr, miteinander gekoppelt ist, wobei jede der Wirkflächen mit einem der Bremskreise des Hauptbremszylinders bzw. mit dem Druck einer zugeordneten Kammer des Hauptbremszylinders verbunden ist. Mit anderen Worten: Diese beiden Wirkflächen, die beispielsweise Flächen eines Kolbens sein können, können jeweils mit dem Druck eines der Bremskreise beaufschlagt werden. Dazu sind vorzugsweise Kammern in der Simulationseinrichtung vorgesehen, die im Normalbetriebszustand mit den Kammern des Hauptbremszylinders hydraulisch in Verbindung stehen.
  • Die Simulationseinrichtung ist vorteilhafterweise zu- und abschaltbar ausgeführt, wobei insbesondere ein hydraulischer Raum der Simulationseinrichtung mittels eines elektrisch steuerbaren Simulatorfreigabeventils mit Atmosphärendruck verbindbar und absperrbar ist. Dazu ist in besonders vorteilhafter Weise eine trennbare Verbindung zu einem Druckmittelvorratsbehälter vorgesehen.
  • In der hydraulischen Verbindung zwischen Hauptbremszylinder und stromlos offenem Ventil ist vorteilhafterweise zumindest ein elektrisch steuerbares Trennventil angeordnet, welches ein Absperrung dieser Verbindung ermöglicht. Dadurch kann im Normalbetriebszustand „Brake-by-wire” die hydraulische Verbindung vom Hauptbremszylinder zu den Radbremsen getrennt werden, so dass der Druckaufbau in den Radbremsen ausschließlich durch die elektronisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung erfolgt.
  • Das zumindest eine elektrisch steuerbare Trennventil hält vorzugsweise im geschlossenen Zustand in beide Richtungen der Verbindung zwischen Hauptbremszylinder und stromlos geöffnetem Ventil Druck. Mit anderen Worten: Im bestromten, geschlossenen Zustand kann Druckmittel durch das Ventil weder in Richtung des Hauptbremszylinders noch in Richtung des stromlos geöffneten Ventils fließen. In dem Fall, dass im „Brake-by-Wire”-Betrieb keine unterschiedlichen Radbremsdrücke erforderlich sind, können auf diese Weise die Radbremsdruckabbauventile unbestromt und damit offen bleiben.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch eine Verbindung der Druckbereitstellungseinrichtung mit einer Radbremse über jeweils ein stromlos geschlossenes Ventil und eine Verbindung des Hauptbremszylinders mit einer Radbremse über jeweils ein stromlos offenes Ventil eine effektive und responsive Ventilanordnung bereitgestellt wird, die einerseits schnelle Druckregulationen in den einzelnen Radbremsen ermöglicht und andererseits ein schnelles und unmittelbares Umschalten zwischen einer „Brake-by-Wire”-Betriebsart und einer Rückfallebene ermöglicht. Durch die hydraulische Verbindung einer Simulationseinrichtung mit dem Hauptbremszylinder wird dem Fahrer in der „Brake-by-Wire”-Betriebsart ein angenehmes und reproduzierbares Pedalgefühl vermittelt.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage, und
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die in 1 dargestellte beispielsgemäße elektrohydraulische Bremsanlage besteht im Wesentlichen aus einer Betätigungseinrichtung 1 mit einem Tandemhauptbremszylinder 4 und einer Simulationseinrichtung 3, einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 2, einer Radbremsdruckmodulationseinrichtung 5 und einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) 10. An die Radbremsdruckmodulationseinrichtung 5 sind Radbremsen 6, 7, 8, 9 angeschlossen. Die Druckräume des Tandemhauptbremszylinders 4 sind mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 11 (bevorzugt bei vollständig gelöster Bremsbetätigungseinrichtung 1) verbindbar.
  • Die Zuordnung der Radbremsen 6, 7, 8, 9 zu den Bremskreisen I, II ist dabei beispielsweise derart getroffen, dass die an den ersten Bremskreis I angeschlossenen Radbremsen 8, 9 einer Fahrzeugachse zugeordnet sind, während die an den zweiten Bremskreis II angeschlossenen Radbremsen 6, 7 der Abbremsung der anderen Fahrzeugachse dienen. Der indirekten Erfassung der in den Radbremsen 6 bis 9 bei einem Bremsvorgang eingesteuerten Druckes können beispielsweise nicht dargestellte Raddrehzahlsensoren dienen.
  • Der Hauptbremszylinder bzw. Tandemhauptbremszylinder 4 ist über ein Bremspedal 19 betätigbar. Der Betätigungsweg des Bremspedals 19 wird mittels eines vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensors 30 erfasst, der z. B. den Weg eines Kolbens sensiert und somit der Fahrerwunscherkennung bzw. einer Sollwertgenerierung in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 10 dient.
  • Die elektrohydraulische Druckbereitstellungseinrichtung 2 besteht beispielsgemäß im Wesentlichen aus einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 43 sowie einem elektromechanischen Aktuator 44, der beispielsweise durch einen Elektromotor mit einem Untersetzungsgetriebe gebildet wird, der eine Rotationsbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung eines hydraulischen Kolbens 45 umsetzt, so dass in einem Druckraum 46 der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 43 ein hydraulischer Druck aufgebaut wird. Der elektromechanische Aktuator 44 wird aus dem elektrischen Bordnetz (nicht dargestellt) des Fahrzeugs, gegebenenfalls gepuffert von einem elektrischen Energiespeicher (nicht dargestellt) mit Energie versorgt. Die Bewegung des Kolbens 45 wird indirekt mittels zumindest eines Drehwinkelsensors 48 erfasst, der die Rotorlage des elektromechanischen Aktuators 44 sensiert.
  • Der Druckraum 46 der Zylinder-Kolben-Anordnung 43 ist über radindividuelle, stromlos geschlossene Ventile 14, insbesondere ohne Zwischenschaltung eines weiteren Ventils, mit den Radbremsen verbindbar.
  • Im Normalbetrieb der Bremsanlage („Brake-by-Wire”-Betriebsart) baut der elektromechanisch-hydraulische Aktuator 43, 44 den Systembremsdruck auf, aus dem die Radbremsdruckmodulationseinrichtung 5 radindividuelle Bremsdrücke erzeugt. Ein Radbremsdruckaufbau erfolgt im Normalbetrieb über ein geöffnetes, stromlos geschlossenes analoges Sitzventil 14 und ein Radbremsdruckabbau erfolgt entweder über ein Zurückströmen durch das stromlos geschlossene analoge Sitzventil 14, wobei prinzipbedingt in dieser Durchströmrichtung keine analoge Ventilregelung, sondern nur ein vollständiges Öffnen möglich ist, so dass ein solcher Druckabbau an allen geöffneten stromlos geschlossenen Ventilen 14 gleichzeitig erfolgt, oder – wenn ein radindividueller Druckabbau benötigt wird – über ein stromlos offenes analoges Sitzventil 15 (dessen Ausgang beispielsgemäß über ein stromlos geschlossenes Ventil 17 je Bremskreis mit dem Behälter 11 verbindbar ist).
  • Die (Sitz-)Ventile 14, 15 sind derart orientiert, dass der Ventilstößel des als Druckaufbauventil wirkenden Ventils 14 vom Aktuatordruck in der Richtung eines Abhebens vom Ventilsitz und vom Radbremsdruck in der Richtung eines Anpressens auf den Ventilsitz belastet wird, und dass das als Druckabbauventil wirkende Ventil 15 vom Radbremsdruck in der Richtung eines Abhebens vom Ventilsitz belastet wird.
  • Die Druckräume des Tandemhauptbremszylinders 4 sind über jeweils ein stromlos offenes Trennventil 13, welches beispielsgemäß in bestromtem Zustand die Wirkung eines Rückschlagventils erfüllt, mit den stromlos offenen (Druckabbau-)Ventilen 15 der Radbremsen 6 bis 9 verbunden bzw. verbindbar.
  • In einer Rückfallebenen-Betriebsart sind die beiden Kreise des Pedal-Tandemhauptzylinders 4 (über die offenen Trennventile 13) mit den stromlos offenen analogen Bremsdruckabbau-Sitzventilen 15 verbunden. Zum Vermeiden eines Zudrückens dieser Ventile beim pedalgesteuerten Druckaufbau sind Rückschlagventile parallel geschaltet. Zur Inanspruchnahme der Rückfallebenen-Betriebsart werden in der beispielsgemäßen Bremsanlage jegliche Bestromungen der Ventile und des Aktuators ausgeschaltet. Auf Grund der Verbindung einer jeden Radbremse mit einer der beiden Kammern des Tandemhauptbremszylinders 4 werden in dieser Betriebsart zwei voneinander hydraulisch getrennte Bremskreise I und II hergestellt, was sichergestellt, dass das Fahrzeug im Rückfallmodus bzw. in der Rückfallebenen-Betriebsart durch alle Radbremsen 6, 7, 8, 9 abgebremst werden kann und ausreichend Bremsmoment selbst dann aufgebaut werden kann, wenn einer der beiden Bremskreise ausfällt.
  • Ein Umschalten des Modulators bzw. der Radbremsdruckmodulationseinrichtung 5 aus der Rückfallebenen-Betriebsart in den Normalbetrieb erfolgt durch ein Bestromen von vier als Schaltventile wirkenden Ventilen 13, 17. Damit wird die Verbindung der stromlos offenen Ventile 15 mit dem Tandemhauptbremszylinder 4 unterbrochen und die als Bremsdruckabbauventile wirkenden Ventile 15 werden ausgangsseitig mit dem Behälter 11 verbunden.
  • In einem Normalbetriebsmodus der Bremsanlage („Brake-by-Wire”-Betriebsart) wird der Tandemhauptbremszylinder 4 mittels der Ventile 13 von den Radbremsen entkoppelt und Druckmittel wird durch den Fahrzeugführer aus den beiden Druckräumen des Tandemhauptbremszylinder 4 in die Simulationseinrichtung 3 verschoben, welche dem Fahrzeugführer ein angenehmes Pedalgefühl vermittelt. Der Bremsdruck an den Radbremsen wird durch die Druckbereitstellungseinrichtung 2 bereitgestellt. Die Realisierung der Bremsanlage mit einem pedalbetätigten(Plunger-)Tandemhauptzylinder 4 und einem hydraulisch angekoppelten Pedalgefühlsimulator bzw. Simulationseinrichtung 3 ermöglicht es, dem Fahrer in dieser Betriebsart ein vertrautes und angenehmes Pedalgefühl zu vermitteln.
  • In einem Notfallbetriebsmodus, welcher auch als Rückfallebene bezeichnet wird (alle Ventile sind in einem stromlosen Zustand), der beispielsweise bei einem Ausfall des Bordnetzes auftritt, sind die Radbremsen über die Ventile 15, 13 mit dem Hautbremszylinder 4 verbunden und der Bremsdruck wird durch den Fahrzeugführer bereitgestellt.
  • Wie oben bereits erwähnt stellt die Simulationseinrichtung 3 einen hydraulisch betätigten Pedalgefühlsimulator dar. Sie umfasst beispielsgemäß ein elastisches Element 33 (z. B. eine Simulatorfeder) und einen Kolben 28, der eine Begrenzung eines hydraulischen Raums 26 darstellt. Der hydraulische Raum 26 ist über ein stromlos offenes Ventil 50 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 11 verbunden. Der Kolben 28 besitzt auf der dem elastischen Element 33 abgewandten Seite vorzugsweise zwei hydraulische Wirkflächen 51, 52, welche jeweils mit dem Druck eines hydraulischen Kreises I, II des Tandemhauptbremszylinders 4 beaufschlagbar sind.
  • Alternativ könnten zwei Simulatoren mit einfachen, nicht gestuften Kolben an die beiden Druckräume des Tandemhauptbremszylinders 4 angeschlossen werden oder ein einzelnen solcher einfacher Simulator wird an lediglich einen Druckraum des Tandemhauptbremszylinders 4 angeschlossen. Die vorgeschlagene Simulatoreinrichtung bzw. Simulationseinrichtung 3 mit einem Stufenkolben hat jedoch den Vorteil, dass in dieser Variante bei einer möglichen Leckage eines Simulatorkreises der dadurch bedingte Leerweg der Pedalbetätigung am kleinsten ist.
  • In einem Normalbetrieb der Bremsanlage sind hydraulische Verbindungen vom Tandemhauptbremszylinder 4 zu den Radbremsen gesperrt, während der Simulator freigegeben ist. In einer Rückfallebenen-Betriebsart ist der Tandemhauptbremszylinder 4 mit den Radbremsen verbunden und der Simulator ist abgesperrt. Die erfindungsgemäße Bremsanlage ist sowohl für achsweise als auch für diagonale Bremskreisaufteilung verwendbar.
  • Das erste (1) und das zweite Ausführungsbeispiel (2) unterscheiden sich durch die Ausführung der Trennventile 13, 113. Zur hydraulischen Trennung der Betätigungseinheit 1 von den Radbremsen 6 bis 9 wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Verwendung zweier Trennventile 113 vorgeschlagen, die in bestromtem Zustand in beiden Richtungen Druck halten. Dadurch können, solange im Normalbetrieb keine unterschiedlichen Radbremsdrücke benötigt werden, die stromlos offenen Radbremsdruckabbauventile 15 unbestromt und damit offen bleiben, wodurch zum einen weniger Strom benötig wird und zum anderen die stromlos geschlossenen Behälterverbindungsventile 17 prüfbar werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Betätigungseinrichtung
    2
    Druckbereitstellungseinrichtung
    3
    Simulationseinrichtung
    4
    Tandemhauptbremszylinder
    5
    Radbremsdruckmodulationseinrichtung
    6, 7, 8, 9
    Radbremsen
    10
    Steuer- und Regeleinheit
    11
    Druckmittelvorratsbehälter
    13
    Trennventil
    14
    stromlos geschlossenes Ventil
    15
    stromlos offenes Ventil
    17
    stromlos geschlossenes Ventil
    19
    Bremspedal
    26
    hydraulischer Raum
    28
    Kolben
    30
    Wegsensor
    33
    elastisches Element
    43
    Zylinder-Kolben-Anordnung
    44
    Aktuator
    45
    Kolben
    46
    Druckraum
    48
    Drehwinkelsensor
    50
    Ventil
    51, 52
    Wirkflächen
    113
    Trennventil
    I, II
    Bremskreise

Claims (10)

  1. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem mittels eines Bremspedals (19) betätigbaren Hauptbremszylinder (4), insbesondere Tandemhauptbremszylinder, Radbremsen (6, 7, 8, 9), einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (2), und einer an den Hauptbremszylinder (4), die Druckbereitstellungseinrichtung (2) und die Radbremsen (6, 7, 8, 9) hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung (5) zur Regelung und/oder Steuerung eines an einer Radbremse (6, 7, 8, 9) eingesteuerten Radbremsdruckes, wobei jeder Radbremse ein stromlos geschlossenes Ventil (14) und ein stromlos offenes Ventil (15) der Druckregelventilanordnung (5) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils in einer die Druckbereitstellungseinrichtung (2) mit einer Radbremse (6, 7, 8, 9) verbindenden hydraulischen Leitung, insbesondere als einziges Ventil, das stromlos geschlossene Ventil (14) angeordnet ist, und dass in einer den Hauptbremszylinder (4) mit einer Radbremse (6, 7, 8, 9) verbindenden hydraulischen Leitung das stromlos offene Ventil (15) angeordnet ist.
  2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radindividuellen Ventile (14, 15) als analoge Sitzventile ausgeführt sind, wobei die Ventile derart orientiert sind, dass der Ventilstößel des stromlos geschlossenen Ventils (14) vom Druck der Druckbereitstellungseinrichtung (2) in der Richtung eines Abhebens vom Ventilsitz und vom Radbremsdruck in der Richtung eines Anpressens auf den Ventilsitz belastet wird, und dass der Ventilstößel des stromlos offenen Ventils (15) vom Radbremsdruck in der Richtung eines Abhebens vom Ventilsitz belastet wird.
  3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der Radbremse (6, 7, 8, 9) abgewandte Anschluss eines stromlos offenen Ventils (15), insbesondere über ein weiteres stromlos geschlossenes Ventil (17), mit Atmosphärendruck, insbesondere einem Druckmittelvorratsbehälter, verbindbar ist.
  4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Normalbetriebsart „Brake-by-wire” ein Radbremsdruck von der Druckbereitstellungseinrichtung (2) bereitgestellt wird, und dass ein Radbremsdruckaufbau an einer Radbremse über das stromlos geschlossene Ventil (14) und ein Radbremsdruckabbau über das stromlos offene Ventil (15) durchgeführt wird.
  5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbereitstellungseinrichtung (2) durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung (43) gebildet wird, deren Kolben (45) durch einen elektromechanischen Aktuator (44) betätigbar ist.
  6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Hauptbremszylinder (4) eine hydraulisch betätigbare Simulationseinrichtung (3) mit mindestens einem elastischen Element (33) angeschlossen ist, die, insbesondere in einer Betriebsart „Brake-by-wire”, dem Fahrzeugführer ein angenehmes Pedalgefühl vermittelt.
  7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationseinrichtung (3) zwei hydraulische Wirkflächen (51, 52), deren Bewegung, insbesondere starr, miteinander gekoppelt ist, umfasst, wobei jede der Wirkflächen (51, 52) mit dem Druck einer zugeordneten Kammer des Hauptbremszylinders (4) verbunden ist.
  8. Bremsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationseinrichtung (3) zu- und abschaltbar ausgeführt ist, insbesondere ein hydraulischer Raum (26) der Simulationseinrichtung (3) mittels eines elektrisch steuerbaren Simulatorfreigabeventils (50) mit Atmosphärendruck verbindbar/trennbar ist.
  9. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen Hauptbremszylinder (4) und stromlos geöffnetem Ventil (15) zumindest ein elektrisch steuerbares Trennventil (13, 113) angeordnet ist, das ein Absperren der Verbindung ermöglicht.
  10. Bremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine elektrisch steuerbare Trennventil (113) im geschlossenen Zustand in beide Richtungen der Verbindung zwischen Hauptbremszylinder (4) und stromlos geöffnetem Ventil (15) Druck hält.
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