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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Landfahrzeug, vorzugsweise für ein Straßenfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 34 10 006 C2 ist eine Bremsanlage für Straßenfahrzeuge bekannt, die im Allgemeinen ein Bremspedal zum Erzeugen eines Bremswunsches sowie eine Radbremseinrichtung für jedes Fahrzeugrad aufweist. Des Weiteren ist eine elektronische Kopplung vorgesehen, die den Bremswunsch vom Bremspedal auf ein Steuergerät zum Ansteuern wenigstens eines Elektromotors in Abhängigkeit des Bremswunsches überträgt. Ferner sind bei der bekannten Bremsanlage ein Hauptbremssystem zum Ansteuern der jeweiligen Radbremseinrichtung in Abhängigkeit des Bremswunsches während eines Normalbetriebszustands der Bremsanlage und ein Notbremssystem zum Ansteuern der jeweiligen Radbremseinrichtung in Abhängigkeit des Bremswunsches während eines Notbetriebszustands der Bremsanlage ausgebildet. Im Speziellen sind bei der bekannten Bremsanlage die einzelnen Radbremseinrichtungen als elektromotorische Radbremseinrichtungen ausgestaltet, denen jeweils ein Elektromotor zugeordnet ist, um Bremsbacken gegen eine Bremsscheibe anzutreiben. Außerdem sind zwei Radbremseinrichtungen, die einer Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet sind, zusätzlich so ausgestaltet, dass sie auch hydraulisch betätigt werden können. Das Hauptbremssystem umfasst somit die elektronische Kopplung und ermöglicht dadurch eine elektromotorische Betätigung der einzelnen Radbremseinrichtungen abhängig vom Bremswunsch des Fahrzeugführers. Das Notbremssystem besitzt eine hydraulische Kopplung zwischen einem mechanisch mit dem Bremspedal verbundenen Hauptbremszylinder und den beiden hydraulisch betätigbaren Radbremseinrichtungen. Der Hauptbremszylinder enthält dabei zusätzlich eine Rückstellfeder, mit deren Hilfe für den Normalbetriebszustand der Bremsanlage eine Rückwirkung am Bremspedal bei dessen Betätigung simuliert werden kann.
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Eine mechanische Kopplung zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder erfordert eine gewisse räumliche Beziehung zwischen Einbauort des Bremspedals und Einbauort des Hauptbremszylinders im jeweiligen Fahrzeug. Insbesondere muss für eine Betätigungsstange, die das Bremspedal mit dem Hauptbremszylinder mechanisch verbindet, in einer Trennwand, die im Fahrzeug einen Fahrgastraum von einem Frontraum, insbesondere Motorraum, trennt, eine entsprechende Durchtrittsöffnung vorgesehen sein. Ferner muss in diesem Frontraum in der Nähe der Durchtrittsöffnung die Möglichkeit einer Montage des Hauptbremszylinders gegeben sein. Durch diese wenig flexible Vorgabe für den Einbauraum des Hauptbremszylinders ergibt sich ein vergleichsweise großer Aufwand zur Realisierung von Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen der gleichen Baureihe, insbesondere im Hinblick darauf, dass in Fahrzeugen generell nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. Diese Bauraumproblematik verschärft sich vor allem dann, wenn es sich beim Frontraum um einen Motorraum handelt, in dem eine Vielzahl von Aggregaten untergebracht werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Bremsanlage der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine flexible Montagemöglichkeit auszeichnet. Vorzugsweise soll dadurch die Realisierung von Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen desselben Fahrzeugtyps preiswerter möglich sein.
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Dieses Problem wird bei der vorliegenden Erfindung insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche,
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Die Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Bremsanlage, die zumindest eine elektrische Kopplung zur Übertragung des Bremswunsches vom Bremspedal auf ein Steuergerät zum Ansteuern wenigstens eines Elektromotors in Abhängigkeit des Bremswunsches umfasst, zumindest einen Hauptbremszylinder vorzusehen, der durch den jeweiligen Elektromotor angetrieben ist und der zum Betätigen wenigstens einer Radbremseinrichtung mit der jeweiligen Radbremseinrichtung hydraulisch gekoppelt ist. Mit anderen Worten, die Bremsanlage arbeitet mit hydraulischen Radbremseinrichtungen, bei denen mittels eines Hydraulikdrucks Bremsbacken gegen eine Bremsscheibe gedrückt werden, wobei zur hydraulischen Betätigung der Radbremseinrichtungen zumindest ein elektromotorisch angetriebener Hauptbremszylinder vorgesehen ist. Dabei wird mit Hilfe des Bremspedals ein Bremswunsch generiert, der elektronisch vom Bremspedal auf ein Steuergerät des Hauptbremszylinders übertragen wird, um dann den Elektromotor des Hauptbremszylinders abhängig vom jeweiligen Bremswunsch ansteuern zu können. Bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage kann insbesondere auf eine mechanische Kopplung zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder verzichtet werden. Außerdem kann auch auf eine hydraulische Kopplung zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder verzichtet werden. Somit kann insbesondere eine Ausführungsform realisiert werden, bei welcher die Kopplung zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder ausschließlich über die wenigstens eine elektronische Kopplung erfolgt. Durch den Wegfall einer mechanischen Kopplung zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder kann der Hauptbremszylinder völlig unabhängig vom Bremspedal am Fahrzeug positioniert werden. Dadurch kann im Grunde jeder geeignete Bauraum am Fahrzeug zur Unterbringung des Hauptbremszylinders genutzt werden, wobei insbesondere auch eine Unterbringung in einem Heckraum des Fahrzeugs denkbar ist. Eine elektrische Leitung, die zur Signalübertragung das Bremspedal bzw. eine mit dem Bremspedal gekoppelte Sensorik zur Erfassung des Bremswunsches mit dem Hauptbremszylinder bzw. mit dem Steuergerät verbindet, lässt sich aufgrund ihrer Flexibilität nahezu beliebig innerhalb des Fahrzeugs verlegen. Beispielsweise vereinfacht sich dadurch der Aufwand zur Realisierung von Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen desselben Fahrzeugstyps, da unabhängig von der jeweiligen Variante die Positionierung des Hauptbremszylinders identisch gewählt werden kann, während nur noch die elektrischen Leitungen an die jeweilige Einbauposition des Bremspedals adaptiert werden müssen. Die Vorteile liegen auf der Hand.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Pedalkraftsimulator zum Simulieren einer Rückwirkung am Bremspedal bei dessen Betätigung vorgesehen sein, der mechanisch mit dem Bremspedal gekoppelt ist. Ein derartiger Pedalkraftsimulator kann beispielsweise mit Hilfe einer mechanischen Feder arbeiten, gegen die das Bremspedal betätigt werden muss. Besonders zweckmäßig ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher der Pedalkraftsimulator in eine Sensorik integriert ist, die zur Erfassung des Bremswunsches auf geeignete Weise mit dem Bremspedal gekoppelt ist. Die Sensorik kann beispielsweise eine Wegsensorik umfassen, um einen Betätigungsweg des Bremspedals zu erfassen. Die Wegsensorik kann hierzu einen Wegsensor aufweisen. Zweckmäßig sind jedoch zumindest zwei redundant geschaltete Wegsensoren vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensorik eine Kraftsensorik aufweisen, mit der eine Betätigungskraft des Bremspedals erfasst werden kann. Die Kraftsensorik umfasst hierzu einen Kraftsensor. Zweckmäßig sind wenigstens zwei redundant geschaltete Kraftsensoren vorgesehen. Zur Realisierung der Sensorik kann beispielsweise eine Stange mechanisch mit dem Bremspedal gekoppelt sein, die in ein, insbesondere zylindrisches, Gehäuse eintaucht. Im Gehäuse kann mit Hilfe der Sensorik eine Verstellbewegung der Stange relativ zum Gehäuse erfasst werden, aus der die Verstellbewegung des Bremspedals ableitbar ist. Ferner kann die Stange gegen einen Druckaufnehmer bzw. Drucksensor bzw. Kraftsensor angetrieben werden, mit dessen Hilfe die Bremskraft des Bremspedals abgeleitet werden kann. Der Druckaufnehmer kann beispielsweise mit Hilfe einer Rückstellfeder arbeiten, die gleichzeitig zum Erzeugen der Rückwirkung genutzt werden kann.
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Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können zumindest zwei Hauptbremszylinder vorgesehen sein, wodurch die Ausfallsicherheit der Bremsanlage verbessert werden kann. Zweckmäßig werden die beiden Hauptbremszylinder mit separaten Steuergeräten ausgestattet, die über separate elektrische Leitungen mit der pedalseitigen Sensorik gekoppelt sind. Auch dies verbessert die Ausfallsicherheit der Bremsanlage.
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Zweckmäßig kann die Bremsanlage zumindest zwei hydraulische Bremskreise umfassen, denen jeweils zumindest eine Radbremseinrichtung und zumindest ein Hauptbremszylinder zugeordnet ist. Somit lässt sich eine ausreichende Bremskraft auch dann realisieren, wenn einer der Bremskreise ausfällt. Hierdurch lässt sich die Fahrzeugsicherheit erhöhen.
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Zweckmäßig kann je Hauptbremszylinder ein Steuergerät vorgesehen sein, das den zugehörigen Elektromotor abhängig vom jeweiligen Bremswunsch ansteuert. Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei welcher die jeweilige elektronische Kopplung außerdem ein Zusatzsteuergerät umfasst bzw. mit einem solchen Zusatzsteuergerät gekoppelt ist, das also zusätzlich zum Steuergerät des jeweiligen Hauptbremszylinders vorgesehen ist. Dieses Zusatzsteuergerät ist dabei zweckmäßig redundant zum Ansteuern des jeweiligen Elektromotors des jeweiligen Hauptbremszylinders vorgesehen und dementsprechend auf geeignete Weise mit dem jeweiligen Hauptbremszylinder bzw. mit dessen Elektromotor gekoppelt.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Bremsanlage.
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Entsprechend 1 umfasst eine Bremsanlage 1, die für eine Verwendung in einem Landfahrzeug, vorzugsweise in einem Straßenfahrzeug, vorgesehen ist, ein Bremspedal 2 und je Fahrzeugrad eine Radbremseinrichtung 3. In den hier gezeigten Beispielen sind jeweils vier Radbremseinrichtungen 3 vorgesehen, so dass das jeweilige Fahrzeug vier Fahrzeugräder umfasst. Die Radbremseinrichtungen 3 arbeiten hydraulisch und umfassen in üblicher Weise eine drehfest mit dem jeweiligen Fahrzeugrad verbundene Bremsscheibe 4 und einen Schwimmsattel 5, der zwei Bremsbacken 6 trägt, von denen die eine mittels eines Bremsdruckkolbens 7 hydraulisch antreibbar ist.
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Die Bremsanlage 1 weist außerdem zumindest einen Hauptbremszylinder 8 auf, der zum Betätigen der Radbremseinrichtungen 3 dient und der dementsprechend mit den Radbremseinrichtungen 3 hydraulisch gekoppelt ist. Die hydraulische Kopplung zwischen dem jeweiligen Hauptbremszylinder 8 und den jeweiligen Radbremseinrichtungen 3 erfolgt dabei über Hydraulikleitungen 9. Der jeweilige Hauptbremszylinder 8 umfasst einen Elektromotor 10, mit dessen Hilfe ein hier nicht gezeigter Hauptkolben des Hauptbremszylinders 8 angetrieben werden kann, um in einen Druckraum 11 hydraulischen Bremsdruck zu erzeugen, der über die Hydraulikleitungen 9 zu den Radbremseinrichtungen 3 gelangt. Dem jeweiligen Hauptbremszylinder 8 kann außerdem eine elektronische Stabilisierungseinrichtung 12 zugeordnet sein, die im Folgenden mit ESP 12 abgekürzt werden kann. Das ESP 12 ermöglicht insbesondere eine gesteuerte Bremsdruckverteilung auf die einzelnen Radbremseinrichtungen 3. Ferner weist der jeweilige Hauptbremszylinder 8 ein Steuergerät 13 auf. Außerdem ist im Beispiel für den jeweiligen Hauptbremszylinder 8 eine autarke Notstromversorgung 14 vorgesehen. Die Notstromversorgung 14 ermöglicht einen Betrieb der Bremsanlage 8 unabhängig von einem elektrischen Bordnetz des mit der Bremsanlage 1 ausgestatteten Fahrzeugs.
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Die Bremsanlage 1 ist außerdem mit wenigstens einer elektronischen Kopplung 15 ausgestattet, die eine auf geeignete Weise mit dem Bremspedal 2 gekoppelte Sensorik 16 mit dem Steuergerät 13 verbindet. Die elektronische Kopplung 15 umfasst hierzu zumindest eine elektronische Leitung 17 zur Übertragung elektrischer Signale, nämlich insbesondere des Bremswunsches. Das Steuergerät 13 verarbeitet den eingehenden Bremswunsch und kann dann abhängig davon den jeweiligen Elektromotor 10 ansteuern, um so den erforderlichen Bremsdruck zu erzeugen, der über die Bremsleitungen 9 den Radbremseinrichtungen 3 zugeführt wird.
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Bei der in 1 gezeigten Bremsanlage 1 sind zwei elektronische Kopplungen 15 vorgesehen, die über separate elektrische Leitungen 17 die Sensorik 16 mit dem jeweiligen Steuergerät 13 koppeln, um den Bremswunsch elektronisch übermitteln zu können. Die jeweilige Sensorik 16 kann dabei zumindest einen Kraft- und/oder Wegsensor 18 aufweisen, mit dessen Hilfe ein beim Betätigen des Bremspedals 2 auftretender Pedalweg bzw. eine am Bremspedal 2 eingeleitete Betätigungskraft erfasst werden kann. Zweckmäßig sind mehrere derartige Sensoren 18 vorgesehen, die redundant geschaltet sind. Im Beispiel der 1 ist außerdem ein Pedalkraftsimulator 19 vorgesehen, der hier gewissermaßen in die Sensorik 16 integriert ist. Insbesondere sind der Pedalkraftsimulator 19 und die Sensorik 16 in einem gemeinsamen Gehäuse 20 angeordnet, aus dem eine Stange 21 herausgeführt ist, die mit dem Bremspedal 2 mechanisch gekoppelt ist. Im Gehäuse 20 ist eine Feder 22 angeordnet, gegen deren Rückstellkraft die Betätigung des Bremspedals 2 erfolgt. Somit generiert die Feder 22 eine Rückwirkung 23, die in 1 durch einen Pfeil angedeutet ist und die der Betätigung des Bremspedals 2 entgegenwirkt.
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Im Beispiel der 1 sind zwei separate Hauptbremszylinder 8 vorgesehen, die jeweils mit einem eigenen Steuergerät 13 und mit einer eigenen Notstromversorgung 14 ausgestattet sind. Ferner sind hier zwei Bremskreise 24, 25 realisiert. Der erste Bremskreis 24 verbindet den in 1 oben dargestellten Hauptbremszylinder 8 mit den beiden in 1 links dargestellten Radbremseinrichtungen 3, während der zweite Bremskreis 25 den in 1 unten dargestellten Hauptbremszylinder 8 mit den beiden in 1 rechts dargestellten Radbremseinrichtungen 3 verbindet. Die Zuordnung der beiden Bremskreise 24, 25 zu den einzelnen Radbremseinrichtungen 3 kann dabei achsweise oder diagonal erfolgen.
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Im Beispiel der 1 ist außerdem ein Zusatzsteuergerät 26 vorgesehen, das zusätzlich zu den Steuergeräten 13 vorgesehen ist, die jeweils einem der Hauptbremszylinder 8 zugeordnet sind. Die beiden elektronischen Kopplungen 15 sind jeweils über Kopplungsleitungen 27 mit dem Zusatzsteuergerät 26 gekoppelt, das über Steuerleitungen 28 mit den Steuergeräten 13 der Hauptbremszylinder 8 gekoppelt ist. Folglich kann das Zusatzsteuergerät 26 redundant zum Ansteuern der Hauptbremszylinder 8 bzw. zum Ansteuern des jeweiligen Elektromotors 8 verwendet werden.
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In der 1 deuten Trennlinien 29 an, dass das Bremspedal 2 und der jeweilige Hauptbremszylinder 8 hinsichtlich ihrer Positionierung am Fahrzeug unabhängig voneinander verbaut werden können, da sich die jeweilige elektronische Kopplung 15 nahezu beliebig im Fahrzeug verlegen lässt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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