DE102011082492A1 - Bremsanlage für Kraftfahrzeuge und zugehöriges Betriebsverfahren - Google Patents

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DE102011082492A1
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Stefan A. Drumm
Steffen Linkenbach
Marco Besier
Johann Jungbecker
Lothar Schiel
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Continental Automotive Technologies GmbH
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Continental Teves AG and Co OHG
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081Systems with stroke simulating devices for driver input

Abstract

Eine Bremsanlage (2) für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsbetätigungselement (8) und wenigstens einem Betätigungswegsensor (38, 44) zur Erfassung eines durch Betätigung des Bremsbetätigungselementes (8) zum Ausdruck gebrachten Bremswunsches, einem Tandemhauptbremszylinder (14) mit einer ersten (20) und einer zweiten (26) Hauptbremszylinderkammer, einem ersten (I) und einem zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitt, die jeweils mit der ersten (20) und zweiten (26) Hauptbremszylinderkammer verbunden sind, Radbremsen (56, 64, 70, 76) denen jeweils stromlos offene Ventile (90, 96, 102, 108) zugeordnet sind, durch die jede der Radbremsen (56, 64, 70, 76) mit einem der hydraulischen Leitungsabschnitte (I, II) jeweils separat verbindbar oder von ihm abkoppelbar ist, soll den Zielkonflikt bei der Auslegung des Tandemhauptbremszylinders bei bekannten Systemen zu lösen und die Crash-Sicherheit und den Komfort für den Fahrer deutlich erhöhen. Dazu ist eine elektronisch ansteuerbare Druckquelle (186) mit einer Druckkammer (192) vorgesehen, in der Druckmittel zum Betätigen der Radbremsen (56, 64, 70, 76) bereit gehalten wird sowie Trenneinrichtungen (160, 168) zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen jeweils erster (20) und zweiter Hauptbremszylinderkammer und jeweils erstem (I) und zweitem hydraulischem Leitungsabschnitt (II) und Verbindungseinrichtungen (130, 142) zum Verbinden des jeweils ersten (I) und zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle (186).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsbetätigungselement und wenigstens einem Betätigungswegsensor zur Erfassung eines durch Betätigung des Bremsbetätigungselementes zum Ausdruck gebrachten Bremswunsches, einem Tandemhauptbremszylinder mit einer ersten und einer zweiten Hauptbremszylinderkammer, einem ersten und einem zweiten hydraulischen Leitungsabschnitt, die jeweils mit der ersten und zweiten Hauptbremszylinderkammer verbunden sind, und Radbremsen, denen jeweils stromlos offene Ventile zugeordnet sind, durch die jede der Radbremsen mit einem der hydraulischen Leitungsabschnitte jeweils separat verbindbar oder von ihm abkoppelbar ist. Sie betrifft weiterhin ein zugehöriges Betriebsverfahren.
  • Ein derartiges Bremssystem, welches auch als Multiplexbremssystem bezeichnet wird, ist beispielsweise aus der DE 33 17 629 bekannt. Die den Radbremsen jeweils zugeordneten stromlos offenen Ventile werden dabei auch als Multiplexventile bezeichnet, da sie in einem Multiplexprozess Radbremsdruckmodulation ermöglichen. Bei einem derartigen Multiplexprozess wird in den Leitungsabschnitten ein zeitlich variierbarer Bremssystemdruck aufgebaut und die den einzelnen Radbremsen zugeordneten Ventile werden sequentiell betätigt, so dass zu einer gegebenen Zeit jeweils der Bremsdruck der momentan angeschlossenen, d.h. nicht abgekoppelten Bremse bzw. Bremsen gesteuert wird, wobei die Variation des Bremssystemdrucks und das Zeitfenster der Zuschaltung dieser Radbremse bzw. Radbremsen zum Bremssystemdruck aufeinander abgestimmt werden. Sobald dieser Radbremsdruck eingestellt ist, werden die entsprechenden Multiplexventile geschlossen, und die Bremsdruckeinstellung bzw. Modulation kann mit anderen Radbremsen fortgesetzt werden. Ein derartiger Multiplexprozess kann bei schnellen Regelungsvorgängen, wie beispielsweise ABS, sehr schnell und mehrmals hintereinander durchgeführt werden. Ein weiteres Multiplexbremssystem ist aus der DE 34 13 430 bekannt.
  • Ein erster technischer Nachteil der in den oben genannten Druckschriften beschriebenen Systeme ist, dass das den Multiplexventilen zuführbare Druckmittelvolumen bzw. Bremsflüssigkeitsvolumen ausschließlich von dem Tandemhauptbremszylinder geliefert wird. Eine derartige Ausführung führt zu einem Zielkonflikt bei der Auslegung des Tandemhauptbremszylinders (THZ). Einerseits soll nämlich das vorgehaltene Druckmittelvolumen so groß bemessen sein, dass ein so genanntes Fading, d.h. ein Nachlassen der Wirkung der Radbremsen, durch Ausbringung eines größeren Druckmittelvolumens und die damit einhergehende Drucküberhöhung kompensiert werden kann. Andererseits soll das Druckmittelvolumen jeder der beiden Hauptbremszylinderkammern so klein bemessen sein, dass der durch eine mögliche Leckage bedingte Verlustweg des Bremsbetätigungselementes, beispielsweise eines Bremspedals, infolge des Druckmittelverlusts der betroffenen Hauptbremszylinderkammer möglichst gering ist.
  • Ein zweiter Nachteil der im Stand der Technik beschriebenen Systeme ist die erhebliche Baulänge, die durch die koaxiale Hintereinander-Anordnung von Aktuator und Tandemhauptbremszylinder bedingt ist. In den beiden oben genannten Fällen ist jeweils zwischen Bremsbetätigungselement und Tandemhauptbremszylinder ein Aktuator zur Bremskraftverstärkung, beispielsweise ein Bremskraftverstärker, vorgesehen. In einem modernen PKW ist eine derart lange Anordnung nur sehr schwer installierbar. Sie ist zudem unter dem Gesichtspunkt der Crash-Sicherheit äußerst nachteilig, da im Falle eines Unfalles diese Anordnung aus dem Motorraum in den Fahrgastraum gedrückt werden kann, wodurch eine starke Gefährdung der Insassen resultieren kann. Als dritter Nachteil der oben genannten Bremsanlage aus dem Stand der Technik ist zu nennen, dass es bei der Durchführung eines Multiplexprozesses zur Radbremsdruckmodulation zu erheblichen Pedalrückwirkungen kommt, da in diesen Systemen das Bremspedal, der Aktuator und der Hauptbremszylinder unmittelbar miteinander gekoppelt sind und somit aufeinander einwirken.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer oben genannten Bremsanlage den Zielkonflikt bei der Auslegung des Tandemhauptbremszylinders bei bekannten Systemen zu lösen und die Crash-Sicherheit sowie den Komfort für den Fahrer deutlich zu erhöhen. Weiterhin soll ein entsprechendes Betriebsverfahren angegeben werden.
  • In Bezug auf die Bremsanlage wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine elektronisch ansteuerbare Druckquelle mit einer Druckkammer vorgesehen ist, in der Druckmittel zum Betätigen der Radbremsen bereit gehalten wird und dass Trenneinrichtungen zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen jeweils erster und zweiter Hauptbremszylinderkammer und jeweils erstem und zweitem hydraulischem Leitungsabschnitt und Verbindungseinrichtungen zum Verbinden des ersten bzw. zweiten hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle vorgesehen sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass der oben genannte Auslegungskonflikt für die Größe der beiden Kammern des Tandemhauptbremszylinders so lange nicht lösbar ist, wie das bei einer gewöhnlichen Bremsung als auch beim Auftreten von Fading benötigte Druckmittelvolumen ausschließlich aus den Kammern des Tandemhauptbremszylinders in die Bremsen geleitet wird.
  • Wie nunmehr erkannt wurde, lässt sich dieser Konflikt dadurch vermeiden, dass neben dem Tandemhauptbremszylinder eine zusätzliche Druckmittelquelle bzw. ein Aktuator zur Förderung von Druckmittel in die Radbremsen vorgesehen ist. Diese Druckquelle muss dazu eine eigene Druckkammer aufweisen, so dass sie das in der Druckkammer vorliegende Bremsflüssigkeitsvolumen zum Aufbau von Bremsdruck in den Bremsen und für Multiplexprozesse zur Verfügung stellen kann. Bei einer normalen Bremsung mit gleichen Bremsdrücken in allen Radbremsen sowie beim Auftreten von Fading (welches sehr hohe Drücke erfordert) oder bei radindividuell unterschiedlichen Bremsdrücken, wie sie bei ABS und ESC-Bremsungen benötigt werden, wird dabei der Tandemhauptbremszylinder von den beiden Leitungsabschnitten bzw. vom Bremssystemdruck hydraulisch abgekoppelt und der Bremsvorgang geschieht alleine durch eine entsprechende Ansteuerung bzw. Aktivierung der Druckquelle.
  • Die Bremssystemdrücke für die im By-Wire-Betrieb durchgeführten Bremsvorgänge werden demnach ohne eine Beteiligung von Druckmittel aus dem Tandemhauptbremszylinder bereitgestellt, so dass die Dimensionierung des Tandemhauptbremszylinders vollständig zugunsten seiner Funktion in der Rückfallebene optimiert werden kann. Der im Stand der Technik immanente Zielkonflikt ist aufgehoben. Dies ermöglicht die Auswahl eines kleineren Kolbenquerschnitts, um in der Rückfallebene mit moderater Pedalkraft einen hohen Bremssystemdruck zu erzeugen.
  • Zudem wird der Konstrukteur von der Notwendigkeit entbunden, ein Fading-Reservevolumen im Tandemhauptbremszylinder bereit zu halten. Auf diese Weise kann der Tandemhauptbremszylinder zugunsten einer optimalen Restbremswirkung im Rückfallebenen-Betriebsmodus bei einem Kreisausfall mit entsprechend bezüglich ihrer axialen Länge verkürzten Kammern ausgestattet werden. Bei einer möglichen Leckage geht so lediglich der dem Volumen der betroffenen Hauptbremszylinderkammer entsprechende Pedalweg verloren, im Stand der Technik zusätzlich der Pedalweg, der sich aus dem Quotienten aus dem Fading-Reservevolumen des von der Leckage betroffenen Kreises und dem Kolbenquerschnitt ergibt.
  • Auch der zweite oben genannte Nachteil, nämlich der einer langen Baulänge, wenn Aktuator und Tandemhauptbremszylinder hintereinander angeordnet sind, kann vollständig behoben werden. Der Aktuator wird weggebaut bzw. nicht in unmittelbarer Nähe des Tandemhauptzylinders verbaut und zusätzlich wird durch das nun kleiner mögliche Volumen der Kammern des Tandemhauptbremszylinders dieser entsprechend kurz gestaltet. Da die Bremsung über eine externe Druckquelle erfolgt, kann diese über Hydraulikleitungen und Ventile angekoppelt werden, so dass keine Notwendigkeit mehr besteht, die Druckquelle bzw. den Aktuator und den Tandemhauptbremszylinder hintereinander bzw. in Reihe anzuordnen. Schließlich kann auch der Nachteil der Pedalrückwirkungen auf den Fahrer während der Druckmodulation an den Radbremsen vollständig behoben werden. Durch die erfindungsgemäße Abkopplung des Tandemhauptbremszylinders über elektrohydraulische Ventile sind Pedalrückwirkungen beim Multiplexen nämlich ausgeschlossen.
  • Zusammengefasst kann bei einer derartigen Ausgestaltung der Bremsanlage auf eine Bereitstellung von Fadingvolumen von Bremsflüssigkeit durch den Tandemhauptbremszylinder verzichtet werden, wodurch eine Optimierung des Tandemhauptbremszylinders in Bezug auf die Bereitstellung einer zweikreisigen hydraulischen Rückfallebene erlaubt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Trenneinrichtungen zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen erster bzw. zweiter Hauptbremszylinderkammer und erstem bzw. zweitem hydraulischem Leitungsabschnitt und die Verbindungseinrichtungen zum Verbinden des ersten bzw. zweiten hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle als elektrisch ansteuerbare 2/2 Wegeventile ausgebildet, wobei jeweils eine Trenneinrichtung bzw. ein Trennventil bei Bestromung den Hauptbremszylinder vom Leitungsabschnitt trennt und jeweils eine Verbindungseinrichtung bzw. ein Zuschaltventil bei Bestromung die Druckquelle mit dem Leitungsabschnitt verbindet.
  • Vorteilhafterweise ist eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, die die Trenn- und Verbindungseinrichtungen bei einer Betätigung des Bremsbetätigungselementes bestromt und dadurch die Hauptbremszylinderkammern von dem jeweiligen hydraulischen Leitungsabschnitt abkoppelt sowie die Druckquelle mit dem jeweiligen Leitungsabschnitt verbindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Bremsanlage ist zur Pedalwegsimulation ein hydraulisch betätigbarer Simulator mit einem elastischen Simulationselement vorgesehen, in den bei Betätigung des Bremsbetätigungselements aus den Hauptbremszylinderkammern Bremsflüssigkeit verschoben wird, wodurch das elastische Simulationselement zusammengedrückt wird. Auf diese Weise kann ein Pedalweg simuliert werden, der gewöhnlichen hydraulischen Bremssystemen entspricht, bei denen der Fahrer durch Betätigung des Bremspedales unmittelbar Druckmittel in die Bremsen befördert und einen Pedalweg unmittelbar spürt, der der Summe der aus dem Tandemhauptbremszylinder in die Radbremsen verschobenen Druckmittelvolumina entspricht. Durch die erfindungsgemäße Abkopplung der Kammern des Tandemhauptbremszylinders von den Leitungsabschnitten und durch die Zuschaltung des Simulators an die Hauptbremszylinderkammern im normalen Betriebszustand wird ein Pedalweg simuliert, ohne dass Rückwirkungen auf das Pedal durch Bremsdruckmodulationen, beispielsweise infolge von Radbremsdruck-Regelvorgängen, auftreten.
  • Zusätzlich zur hydraulischen Abkopplung des Tandemhauptbremszylinders bei einer Bremsung durch Bestromung der entsprechenden Trennventile steuert die Steuer- und Regeleinheit vorteilhafterweise in Abhängigkeit von dem Bremswunsch des Fahrers die Druckquelle zum Aufbau von Druck in den Radbremsen an.
  • Die beschriebene Bremsanlage kann in Bezug auf die Aufteilung der Radbremsen auf Bremskreise unterschiedlich ausgelegt werden. Vorzugsweise sind jeweils einem Bremskreis die zwei Vorderradbremsen und dem anderen Bremskreis die zwei Hinterradbremsen zugeordnet (Achsweise Bremskreis-Auslegung). Alternativ dazu kann auch eine diagonale Bremskreis-Auslegung vorgesehen sein, wobei jedem der Bremskreise jeweils eine Vorderrad- und eine Hinterradbremse zugeordnet sind.
  • In Bezug auf das Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Bremsanlage für Kraftfahrzeuge wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine elektronisch ansteuerbare Druckquelle mit einer Druckkammer, in der Druckmittel zum Betätigen der Radbremsen bereit gehalten wird sowie Trenneinrichtungen zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen erster bzw. zweiter Hauptbremszylinderkammer und erstem bzw. zweitem hydraulischem Leitungsabschnitt und Verbindungseinrichtungen zum Verbinden des ersten bzw. zweiten hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle vorgesehen sind, wobei bei einem Bremsvorgang die Hauptbremszylinderkammern von dem jeweiligen Leitungsabschnitt hydraulisch entkoppelt werden und die elektronisch ansteuerbaren Druckquelle zugeschaltet wird.
  • Vorteilhafterweise wird beim Auftreten von Fading zusätzliches Bremsflüssigkeitsvolumen von der Druckquelle aus der Druckkammer in die einzelnen Radbremsen gefördert, so dass die gewünschte bzw. erforderliche Bremswirkung realisiert wird.
  • Zur Ansteuerung der Druckquelle werden vorteilhafterweise die Drücke der beiden hydraulischen Leitungsabschnitte erfasst. Außerdem wird vorteilhafterweise der Druck wenigstens einer der Kammern des Tandemhauptbremszylinders erfasst.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch die Bereitstellung von Druckmittel während eines Bremsvorganges durch eine zusätzlich zu dem Tandemhauptbremszylinder vorgesehene Druckquelle die Kammern des Tandemhauptbremszylinders für eine optimierte Bereitstellung einer zweikreisigen hydraulischen Rückfallebene ausgelegt werden können. Durch die hydraulische Abkopplung der Hauptbremszylinderkammern während eines Bremsvorganges und durch den Bremsdruckaufbau mittels der Druckquelle werden Pedalrückwirkungen vollständig vermieden. Durch die Verwendung eines Simulators, der während des Bremsvorgangs Druckmittel aus den beiden Kammern des Tandemhauptbremszylinders aufnimmt, wird dem Fahrer ein realistisches Pedalgefühl vermittelt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Darin zeigt in stark schematisierter Darstellung die Figur eine Bremsanlage mit einer Bremsbetätigungseinheit, einem Tandemhauptbremszylinder und an diesen trennbar hydraulisch angeschlossenen Radbremsen in einer bevorzugten Ausführungsform.
  • Die Bremsanlage 2 weist ein als Bremspedal ausgestaltetes Bremsbetätigungselement 8 auf, welches mit einem Kolben 10 eines Tandemhauptbremszylinders (THZ) 14 gekoppelt ist. Der THZ weist eine erste Hauptbremszylinderkammer 20 sowie eine zweite Hauptbremszylinderkammer 26 auf. Bei vollständig gelöstem Bremsbetätigungselement 8 sind die beiden Kammern 20, 26 hydraulisch mit einem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 32 verbunden. Der Bremswunsch des Fahrers bei Betätigung des Bremsbetätigungselementes 8 wird durch einen redundant ausgeführten Betätigungswegsensor 38, 44 ermittelt. Die erste Hauptbremszylinderkammer 20 ist mit einem ersten hydraulischen Leitungsabschnitt I hydraulisch verbunden, an welchen die Radbremsen 56, 64 angeschlossen sind. Die zweite Hauptbremszylinderkammer 26 ist mit einem zweiten Leitungsabschnitt II hydraulisch verbunden, an welchen die Radbremsen 70, 76 angeschlossen sind.
  • Der Druck im ersten Leitungsabschnitt I wird von einem Drucksensor 114, und der Druck im zweiten Leitungsabschnitt II von einem Drucksensor 118 erfasst und an eine Elektronikeinheit bzw. Steuer- und Regeleinheit 170 weitergeleitet.
  • Die Bremsanlage 2 ist als Multiplexbremssystem ausgestaltet.
  • Dazu ist der Radbremse 56 ein Ventil 90 und der Radbremse 64 ein Ventil 96 zugeordnet. Die Ventile 90, 96 sind stromlos offen und sperren beim Bestromen die jeweilige Verbindung zwischen Radbremse und jeweiligem Leitungsabschnitt in beiden Richtungen.
  • In ähnlicher Weise sind dem zweiten Leitungsabschnitt und der Radbremse 70 ein Ventil 102 und der Radbremse 76 ein Ventil 108 zugeordnet. Auch diese Ventile 102, 108 weisen eine stromlos offene Bauweise auf. Die Ventile 90, 96, 102, 108, die als 2/2-Ventile ausgebildet sind, bilden eine Ventilgruppe, die einen Multiplexprozess, d. h. ein sequentielles individuelles Einstellen von Bremsdruck in den Radbremsen 56, 64, 70, 76 ermöglichen. Das heißt, es wird jeweils nur eines dieser Ventile geöffnet bis der gewünschte Bremsdruck eingestellt ist. Darauf folgend wird dann bei Bedarf eines der anderen drei Ventile geöffnet, wobei dies während eines Bremsvorganges, insbesondere bei schnellen Bremsdruckmodulationen, wie ABS-Regelungen, häufig hintereinander erfolgen kann. Wenn in zwei oder mehr Radbremsen der gleiche Druck benötigt wird, ist es sinnvoll, die entsprechenden Multiplexventile nicht länger sequentiell, sondern gemeinsam zu öffnen und den Druck gleichzeitig einzustellen. Auch wenn ein Radbremsdruck mit höherer Priorität zu ändern ist, als die anderen, wird von dem rein sequentiellen Vorgehen abgewichen und die Rad-bremse mit höherer Priorität wird zuerst bedient.
  • Die Bremsanlage 2 erlaubt individuelle Radbremsdruckeinstellungen aufgrund der Multiplexventilgruppe 90, 96, 102, 108 und gestattet gleichzeitig eine optimierte Auslegung der Größe und Geometrie der Hauptbremszylinderkammern 20, 26 in Bezug auf eine zweikreisige Rückfallebene bzw. eine dort auftretende Leckage einer der beiden Kammern. Für den By-Wire-Normalbetrieb sind Trennventile 160, 168 vorgesehen, durch die während einer Bremsung die beiden Hauptbremszylinderkammern 20, 26 von den Leitungsabschnitten I, II hydraulisch abgetrennt bzw. abgekoppelt werden. Die beiden stromlos offenen Trennventile 160, 168 werden dabei von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) 170 angesteuert. Weiterhin sind als Verbindungsventile bzw. Zuschaltventile wirkende stromlos geschlossene Ventile 130, 142 vorgesehen, die im Normalbetrieb bestromt werden, wodurch die Druckkammer 192 mit den Leitungsabschnitten I, II hydraulisch verbunden wird.
  • Zur Vermittlung des von herkömmlichen Bremsanlagen gewohnten Pedalgefühls ist ein Simulator 174 vorgesehen mit einem elastischen Simulationselement 180, in das bei Betätigung des Bremspedals Druckmittel aus den Hauptbremszylinderkammern 20, 26 befördert wird. Bei der Aufnahme von Druckmittel im Simulator 174 wird ein Simulatorkolben gegen das Simulationselement 180 gedrückt, wodurch eine reproduzierbare Kopplung von Pedalkraft und Pedalweg und mithin das Pedalgefühl erzeugt wird. Zum Freigeben des Simulators 174 im By-Wire Betrieb ist entweder ein Simulatorfreigabeventil 182 vorgesehen, das bei Bestromung ein Abströmen von Druckmittel aus einem Simulatorfederraum frei gibt oder alternativ zwei (nicht dargestellte), die hydraulischen Verbindungen von den Hauptbremszylinderkammern 20, 26 zum Simulator stromlos absperrende und bei Bestromung frei gebende Simulatorfeigabeventile. Dem Simulatorfreigabeventil 182 ist ein Rückschlagventil 184 parallel geschaltet, wodurch ein im Wesentlichen ungedämpfter Pedalrücklauf ermöglicht wird.
  • Um sowohl bei normaler Bremsung als auch bei Auftreten von Fading genügend Druckmittel zur Verfügung zu haben, ist erfindungsgemäß eine Druckquelle 186 mit einer Druckkammer 192 vorgesehen, die bei Einleitung eines Bremsvorganges von der Steuer- und Regeleinheit 170 angesteuert wird. Die Ventile 130, 142 werden dabei auf offen geschaltet, so dass aus der Druckkammer 192, in die zum Druckmittelaufbau ein Druckkolben 198 verschoben wird, Druckmittel in die Leitungsabschnitte I, II und weiter in die Radbremsen 56, 64, 70, 76 befördert werden kann. Bei Bedarf unterschiedlicher Radbremsdrücke werden zur Einstellung des gewünschten Bremsdruckes dabei, wie oben erwähnt, die Multiplexventile 90, 96, 102, 108 jeweils sequentiell, in Gruppen oder nach einem Priorisierungsschema geöffnet bzw. geschlossen.
  • Die Druckkammer 192 des Aktuators bzw. der Druckquelle 186 ist im Gegensatz zu den Hauptbremszylinderkammern 20, 26 im unbetätigten Zustand des Bremsbetätigungselementes 8 bzw. Bremspedals nicht mit dem Brems-flüssigkeitsvorratsbehälter 32 verbunden. Im Kolben bzw. Druckkolben 198 des Aktuators sind keine Querbohrungen vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass bei einer möglichen Leckage eines der (Zuschalt-)Ventile 130, 142 oder eines der parallel geschalteten (Rückschlag- bzw. Sperr-)Ventile 136, 148 es nicht zu einer Leckage vom betroffenen Leitungsabschnitt I, II über den Aktuator zum Behälter kommt. Ein Temperaturausgleich ist nur beim Tandemhauptbremszylinder 14 notwendig. Hier würde sich ausdehnendes Druckmittel zu einem Radbremsdruckaufbau führen. Ein entsprechender temperaturbedingter Druckaufbau im Aktuator wird über die Rückschlagventile 136, 148 verhindert.
  • Um das Bremssystem auch bei einem möglichen Druckmittelverlust aufgrund einer Leckage weiter betreiben zu können ist ein mit einem Rückschlagventil 172 versehener Nachsaugpfad vorgesehen, über den der Aktuator sein Druckmittelvolumen aus dem Behälter ergänzen kann. Um dabei möglicherweise zu viel angesaugtes Druckmittel wieder abgeben zu können ist ein elektrisch ansteuerbares, stromlos geschlossenes Ablassventil 176 vorgesehen.
  • Durch die Auslegung der erfindungsgemäßen Bremsanlage 2, bei der im Gegensatz zu bekannten Multiplexbremsanlagen aus dem Stand der Technik das benötigte Druckmittelvolumen im Normalbetrieb nicht aus den Hauptbremszylinderkammern 20, 26, sondern aus der elektronisch gesteuerten Druckquelle 186 gefördert wird, können einerseits die Kammern 20, 26 des THZ für eine Rückfallebene in optimierter Weise ausgestaltet werden, andererseits ist auch eine kompakte Bauweise der Bremsanlage 2 möglich, da eine Hintereinander-Anordnung von Druckquelle 186 und THZ 14 nicht notwendig ist, vielmehr können diese in nahezu beliebiger geometrischer Anordnung zueinander durch hydraulische Leitungen miteinander verbunden werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Bremsanlage
    8
    Bremsbetätigungselement
    10
    Kolben
    14
    Tandemhauptbremszylinder
    20
    erste Hauptbremszylinderkammer
    26
    zweite Hauptbremszylinderkammer
    32
    Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter
    38
    Betätigungssensor
    44
    Betätigungssensor
    56
    Radbremse
    64
    Radbremse
    70
    Radbremse
    76
    Radbremse
    90
    Ventil
    96
    Ventil
    102
    Ventil
    108
    Ventil
    114
    Drucksensor
    118
    Drucksensor
    130
    Ventil
    136
    Sperrventil
    142
    Ventil
    148
    Sperrventil
    160
    Trennventil
    168
    Trennventil
    170
    Steuer- und Regeleinheit
    172
    Rückschlagventil
    174
    Simulator
    176
    Ablassventil
    180
    Simulationselement
    182
    Simulatorfreigabeventil
    184
    Rückschlagventil
    186
    Druckquelle
    192
    Druckkammer
    198
    Druckkolben
    I
    erster hydraulischer Leitungsabschnitt
    II
    zweiter hydraulischer Leitungsabschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3317629 [0002]
    • DE 3413430 [0002]

Claims (10)

  1. Bremsanlage (2) für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsbetätigungselement (8) und wenigstens einem Betätigungswegsensor (38, 44) zur Erfassung eines durch Betätigung des Bremsbetätigungselementes (8) zum Ausdruck gebrachten Bremswunsches, einem Tandemhauptbremszylinder (14) mit einer ersten (20) und einer zweiten (26) Hauptbremszylinderkammer, einem ersten (I) und einem zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitt, die jeweils mit der ersten (20) und zweiten (26) Hauptbremszylinderkammer verbunden sind, und Radbremsen (56, 64, 70, 76) denen jeweils stromlos offene Ventile (90, 96, 102, 108) zugeordnet sind, durch die jede der Radbremsen (56, 64, 70, 76) mit einem der hydraulischen Leitungsabschnitte (I, II) jeweils separat verbindbar oder von ihm abkoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronisch ansteuerbare Druckquelle (186) mit einer Druckkammer (192) vorgesehen ist, in der Druckmittel zum Betätigen der Radbremsen (56, 64, 70, 76) bereit gehalten wird und dass Trenneinrichtungen (160, 168) zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen jeweils erster (20) und zweiter Hauptbremszylinderkammer und jeweils erstem (I) und zweitem hydraulischem Leitungsabschnitt (II) und Verbindungseinrichtungen (130, 142) zum Verbinden des jeweils ersten (I) und zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle (186) vorgesehen sind.
  2. Bremsanlage (2) nach Anspruch 1, wobei die Trenneinrichtungen (160, 168) zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen jeweils erster (20) und zweiter (26) Hauptbremszylinderkammer und jeweils erstem (I) und zweitem (II) hydraulischem Leitungsabschnitt und die Verbindungseinrichtungen (130, 142) zum Verbinden des ersten (I) bzw. zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle (186) als elektrisch ansteuerbare 2/2 Wegeventile ausgebildet sind, wobei jeweils eine Trenneinrichtung (160, 168) bei Bestromung den Hauptbremszylinder (14) vom jeweiligen Leitungsabschnitt (I, II) trennt und jeweils eine Verbindungseinrichtung (130, 142) bei Bestromung die Druckquelle (186) mit dem jeweiligen Leitungsabschnitt (I, II) verbindet.
  3. Bremsanlage (2) nach Anspruch 2, wobei eine Steuer- und Regeleinheit (170) vorgesehen ist, die die Trenn- (160, 168) und Verbindungseinrichtungen (130, 142) bei einer Betätigung des Bremsbetätigungselementes (8) bestromt und dadurch die Hauptbremszylinderkammern (20, 26) von dem jeweiligen hydraulischen Leitungsabschnitt (I, II) abkoppelt sowie die Druckquelle (186) mit dem jeweiligen Leitungsabschnitt (I, II) verbindet.
  4. Bremsanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Pedalwegsimulation ein hydraulisch betätigbarer Simulator (174) mit einem elastischen Simulationselement (180) vorgesehen ist, in den bei Betätigung des Bremsbetätigungselementes (8) aus den Hauptbremszylinderkammern (20, 26) Bremsflüssigkeit verschoben wird, wodurch das elastische Simulationselement (180) zusammengedrückt wird.
  5. Bremsanlage (2) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuer- und Regeleinheit (170) in Abhängigkeit vom Bremswunsch die Druckquelle (186) zum Aufbau von Druck in den hydraulischen Leitungsabschnitten (I, II) ansteuert.
  6. Bremsanlage (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei entweder dem einen Leitungsabschnitt (I, II) zwei Vorderradbremsen und dem anderen Leitungsabschnitt (I, II) zwei Hinterradbremsen oder dem einen Leitungsabschnitt (I, II) eine erste Vorderradbremse sowie eine erste Hinterradbremse und dem anderen Leitungsabschnitt (I, II) eine zweite Vorderradbremse sowie eine zweite Hinterradbremse zugeordnet sind.
  7. Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Bremsanlage (2) für Kraftfahrzeuge mit einem Bremsbetätigungselement (8) und wenigstens einem Betätigungswegsensor (38, 44) zur Erfassung eines durch Betätigung des Bremsbetätigungselementes (8) zum Ausdruck gebrachten Bremswunsches, einem Tandemhauptbremszylinder (14) mit einer ersten (20) und einer zweiten (26) Hauptbremszylinderkammer, einem ersten (I) und einem zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitt, die mit der ersten (20) und zweiten (26) Hauptbremszylinderkammer verbunden sind, Radbremsen (54, 64, 70, 76) denen jeweils stromlos offene Ventile (90, 96, 102, 108) zugeordnet sind, durch die jede der Radbremsen (56, 64, 70, 76) mit einem der hydraulischen Leitungsabschnitte (I, II) jeweils separat verbindbar oder von ihm abkoppelbar ist dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronisch ansteuerbare Druckquelle (186) mit einer Druckkammer (192), in der Druckmittel zum Betätigen der Radbremsen (54, 64, 70, 76) bereit gehalten wird sowie Trenneinrichtungen (160, 168) zum Trennen der hydraulischen Verbindungen zwischen erster (20) bzw. zweiter (26) Hauptbremszylinderkammer und erstem (I) bzw. zweitem (II) hydraulischem Leitungsabschnitt und Verbindungseinrichtungen (130, 142) zum Verbinden des ersten (I) bzw. zweiten (II) hydraulischen Leitungsabschnitts mit der elektronisch ansteuerbaren Druckquelle (186) vorgesehen sind, wobei bei einem Bremsvorgang die Hauptbremszylinderkammern (20, 26) von dem jeweiligen Leitungsabschnitt (I, II) hydraulisch entkoppelt werden und die elektronisch ansteuerbaren Druckquelle (186) zugeschaltet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei beim Auftreten von Fading zusätzliches Bremsflüssigkeitsvolumen durch die Druckquelle (186) aus der Druckkammer (192) in die einzelnen Radbremsen (56, 64, 70, 76) gefördert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Drücke der beiden hydraulischen Leitungsabschnitte (I, II) erfasst werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Druck wenigstens einer der Kammern (20, 26) des Tandemhauptbremszylinders (14) erfasst wird.
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