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Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem an einem Bremspedal des Fahrers vorgesehenem Sensorsystem zur Erfassung des Fahrer-Bremswunsches und einem Pedalkraft-Simulator zur Erzeugung einer dem jeweiligen Bremswunsch entsprechenden und für den Fahrer bei Betätigung des Bremspedals spürbaren Reaktionskraft,
sowie weiterhin mit einer elektrisch betriebenen Druckerzeugungseinheit, welche ausschließlich elektronisch angesteuert anhand der Vorgaben des besagten Sensorsystems in zu den einzelnen Radbremszylindern oder dgl. führenden Hydraulikleitungen einen dem Bremswunsch des Fahrers entsprechenden Bremsfluiddruck erzeugt,
sowie weiterhin mit einer hydraulischen Rückfallebene, über welche bei einem Defekt in Elektrik- und/oder Elektronik-Umfängen der Bremsanlage bei Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer mittels einer mit dem Bremspedal mechanisch gekoppelten Kolben-Zylinder-Einheit, die bei aktiver Rückfallebene an das in zu Radbremszylindern führenden Hydraulikleitungen befindliche Bremsfluid hydraulisch angeschlossen ist, ein Bremsfluid-Druck zur Betätigung der Radbremszylinder darstellbar ist. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
US 5,941,608 verwiesen.
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Insbesondere wegen der vielfältigen Freiheiten hinsichtlich der Bereitstellung von hydraulischem Bremsdruck an den einzelnen Radbremszylindern von Kraftfahrzeugen kommen vermehrt elektrohydraulische Bremsanlagen nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs zur Anwendung, wobei ein sog. Bremsgerät vorgesehen ist, welches neben einem Bremsfluid-Vorratsbehälter und einem Elektromotor mit einer von diesem angetriebenen Pumpe zum Aufbau von Bremsfluiddruck in den über ebenfalls im Bremsgerät vorgesehene Leitungen mit Ventilen an dieses angeschlossenen und zu den Radbremszylindern führenden Hydraulikleitungen einen Pedalkraft-Simulator sowie ein Sensorsystem für das Bremspedal enthält. Mittels des Sensorsystems wird der vom Fahrer an seinem Bremspedal vorgegebene Bremswunsch erfasst und es wird dieser Bremswusch durch eine elektronische Steuereinheit, welche üblicherweise ebenfalls Bestandteil des Bremsgeräts ist, in diesem mittels einer hier sog. Druckerzeugungseinheit geeignet umgesetzt, wobei diese elektronische Steuereinheit gleichzeitig den Pedalkraft-Simulator, mit welchem dem Fahrer an seinem Bremspedal eine geeignete Reaktionskraft entgegengesetzt wird, geeignet ansteuert. Wesentliche Bestandteile der vorstehend genannten Druckerzeugungseinheit des Bremsgeräts nach dem Stand der Technik sind dabei die genannte Pumpe mit dem diese antreibenden Elektromotor sowie vorstehend ebenfalls genannte Ventile des Bremsfluidkreises des Fahrzeugs, soweit diese und zugehörige Hydraulik-Leitungen im Bremsgerät selbst vorgesehen sind.
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Diese Technik hat sich zuverlässig bewährt, jedoch bereitet die räumliche Unterbringung des besagten Bremsgeräts in direkter Nähe des Bremspedals, was nicht nur wegen des Pedalkraftsimulators, sondern auch aus Sicherheitsgründen bzw. aufgrund gesetzlicher Vorschriften so erforderlich ist bzw. bislang so gehandhabt wird, teilweise Schwierigkeiten. Das vorstehend genannte Sicherheits-Erfordernis bzw. die entsprechende gesetzliche Vorschrift soll nämlich auch bei irgend einem Systemausfall einen möglichen Bremsdruckaufbau gewährleisten, wobei davon ausgegangen wird, dass eine rein mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremsgerät nicht ausfällt und somit diesbezüglich keine Redundanz erforderlich ist. Daher ist das Bremspedal mechanisch mit dem genannten Bremsgerät verbunden, wobei sich eine mechanische Verbindung im vorstehenden Sinne dadurch auszeichnet, dass ein oder mehrere hintereinander angeordnete mechanische Maschinenelement(e) (wie insbesondere über Gelenke miteinander verbundene Stangen oder dgl.) vorgesehen sind, die eine Verlagerungsbewegung des Bremspedals in die Druckerzeugungseinheit übertragen, so dass dort durch diese Bremspedal-Verlagerung insbesondere mithilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit anstelle der elektromotorisch angetriebenen Pumpe ein Bremsfluiddruck erzeugt werden kann. Jedenfalls im Rahmen der hier vorliegenden Beschreibung fällt dabei eine hydraulische Verbindung bzw. eine hydraulische Bewegungs-Übertragung nicht unter den Begriff der „mechanischen Verbindung” bzw. unter eine mechanische Bewegungs-Übertragung.
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Eine Abhilfemaßnahme für die vorstehend geschilderte Problematik der räumlichen Unterbringung eines Bremsgerätes nach dem Stand der Technik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine elektrohydraulische Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch betriebene Druckerzeugungseinheit mit ihrem Elektromotor und einer von diesem angetriebenen Pumpe zum Aufbau von Bremsfluiddruck einschließlich verschiedener Ventile und Leitungen mit Anschlüssen für zu den Radbremszylindern führenden Hydraulikleitungen in einer vom Bremspedal mit Sensorsystem, Pedalkraft-Simulator und Kolben-Zylinder-Einheit räumlich beabstandeten Baueinheit vorgesehen ist, so dass zwischen dieser Druckerzeugungseinheit und dem Bremspedal keine mechanische Verbindung besteht (in dem Sinne, dass ein oder mehrere hintereinander angeordnete Maschinenelement(e) eine Verlagerungsbewegung des Bremspedals in die Druckerzeugungseinheit übertragen), sondern dass das Bremspedal mit Sensorsystem, Pedalkraft-Simulator und Kolben-Zylinder-Einheit nur über zumindest eine elektrische Signalleitung für das Sensorsystem und eine Hydraulikleitung für die besagte hydraulische Rückfallebene mit der Druckerzeugungseinheit verbunden ist. Weiterhin ist ein elektronisches Überwachungssystem vorgesehen, welches zumindest zeitweise von der besagten Pumpe erzeugten Bremsfluiddruck in die genannte Hydraulikleitung zwischen dem Bremspedal und der Druckerzeugungseinheit einleitet und damit die Unversehrtheit dieser Hydraulikleitung und somit der für die Rückfallebene erforderlichen hydraulischen Verbindung zwischen dem Bremspedal und der Druckerzeugungseinheit elektronisch gesteuert überwacht.
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Ein Vorratsbehälter für Bremsfluid ist vorzugsweise ein weiterer Bestandteil der Druckerzeugungseinheit und im einzigen abhängigen Patentanspruch ist eine energetisch vorteilhafte Möglichkeit zur Darstellung der bedarfsweise am Bremspedal anzulegenden Reaktionskraft durch den Pedalkraft-Simulator angegeben.
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Die folgende nähere Erläuterung nimmt auf die beigefügte Prinzipskizze Bezug, die eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Bremsanlage in höchstabstrakter Darstellung zeigt.
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Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 ein übliches Bremspedal gekennzeichnet, welches um seinen hier oberen Punkt schwenkbar im Fußraum des Kraftfahrzeugs aufgehängt ist. Über eine idealerweise gelenkig am Bremspedal 1 befestigte Stange 2 ist dieses mit einer sog. Pedaleinheit 3 verbunden, derart dass bei einer Verlagerung des Bremspedals 1 durch den Fahrer sein damit vorgegebener Bremswunsch mechanisch in die Pedaleinheit 3 eingeleitet wird. Diese Pedaleinheit 3 enthält ein (nicht separat dargestelltes) Sensorsystem, mit Hilfe dessen die vom Fahrer initiierte Verlagerung des Bremspedals 1 sowie der Stange 2 erfasst und in elektronische Signale umgewandelt wird, welche von einer elektronischen Steuereinheit der Bremsanlage geeignet verarbeitet werden können. Ferner enthält die Pedaleinheit 3 einen (ebenfalls nicht separat dargestellten) Pedalkraft-Simulator, welcher bspw. rein hydraulisch oder durch eine Federkomponente und/oder ein Elastomer oder geeignet angesteuert durch die genannte elektronische Steuereinheit der Verlagerung des Bremspedals 1 eine Ober die Stange 2 an das Bremspedal 1 übertragene und für den Fahrer bei Betätigung des Bremspedals 1 an diesem spürbare Reaktionskraft erzeugt.
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Weiterhin ist in der Pedaleinheit 3 eine (ebenfalls nicht separat dargestellte) Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen, die über eine Hydraulikleitung 4 mit einer von der Pedaleinheit 3 räumlich getrennt im Fahrzeug angeordneten Druckerzeugungseinheit 5 verbunden ist, welche im folgenden erläutert wird. Zuvor sei noch erwähnt, dass die genannte Zylinder-Kolben-Einheit einen Kolben aufweist, der mechanisch (bspw. über ein geeignetes Gelenk) an die Stange 2 gekoppelt ist, so dass dieser Kolben bei einer Verlagerung des Bremspedals 1 seinerseits in der Zylinder-Kolben-Einheit verlagert wird und dabei ein Hydraulikmedium, bei dem es sich vorzugsweise um Bremsfluid aus der hydraulischen Bremsanlage handelt, in der Hydraulikleitung 4 verschiebt. Weiterhin ist neben der genannten Hydraulikleitung 4 noch eine elektrische Signalleitung 6 vorgesehen, welche das genannte Sensorsystem der Pedaleinheit 3 mit einer in der Druckerzeugungseinheit 5 vorgesehenen elektronischen Steuereinheit für die elektrohydraulische Bremsanlage verbindet.
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Nun auf die eine erste Baueinheit bildende Druckerzeugungseinheit 5 eingehend, welche im Fahrzeug räumlich beabstandet oder räumlich getrennt von einer durch das Bremspedal mit der Pedaleinheit 3 gebildeten zweiten Baueinheit angeordnet ist, enthält diese Druckerzeugungseinheit 5 insbesondere eine Pumpe zur Förderung von Bremsfluid bzw. zum Druckaufbau im hydraulischen und mit den einzelnen Radbremszylindern verbundenen Bremsfluidkreis des Kraftfahrzeugs, sowie einen diese Pumpe antreibenden Elektromotor (in der Figur sämtlich nicht im Detail dargestellt). In der Druckerzeugungseinheit 5 vorgesehen sind ferner ansteuerbare Ventile sowie Leitungen und Anschlüsse für den Bremsfluidkreis, an welche im Fahrzeug eingebauten Zustand die zu den jeweiligen Radbremszylindern führenden Hydraulikleitungen 7a, 7b, 7c, 7d angeschlossen sind. Vorzugsweise sind auch ein Vorratsbehälter für Bremsfluid sowie eine elektronische Steuereinheit für die hydraulische Bremsanlage Bestandteile der Druckerzeugungseinheit 5.
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Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem die Druckerzeugungseinheit 5 und die Pedaleinheit 3 eine Baueinheit (in Form des eingangs genannten Bremsgeräts) bilden und nicht räumlich voneinander getrennt sind, besteht vorliegend ein räumliche Trennung zwischen der Druckerzeugungseinheit 5 (als erster Baueinheit) und der zweiten durch die Pedaleinheit 3 und das Bremspedal 1 gebildeten Baueinheit, welche räumliche Trennung durch die genannte elektrische Signalleitung 6 und die Hydraulikleitung 4 zwischen der Pedaleinheit 3 und der Druckerzeugungseinheit 5 überbrückt wird. Allerdings ist dies nicht der einzige Unterschied zum Stand der Technik. Vielmehr ist weiterhin und vorzugsweise in der genannten elektronischen Steuereinheit ein elektronisches Überwachungssystem vorgesehen, welches zumindest zeitweise von der besagten Pumpe (der Druckerzeugungseinheit 5) erzeugten Bremsfluiddruck in die genannte Hydraulikleitung 4 zwischen der Pedaleinheit 3 und der Druckerzeugungseinheit 5 einleitet und damit die Unversehrtheit dieser Hydraulikleitung 4 überwacht.
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Wie bereits erwähnt wurde, kann nämlich bei Ausfall einer elektrischen oder elektronischen Komponente der soweit geschilderten Bremsanlage mittels des bereits genannten in der Pedaleinheit 3 vorgesehen Kolbens, der in einer Kolben-Zylinder-Einheit bei einer Verlagerung des Bremspedals 1 aufgrund mechanischer Koppelung an dieses verlagert wird und entsprechend in der Hydraulikleitung 4 vorzugsweise Bremsfluid verlagert und wofür die Hydraulikleitung 4 in der Druckerzeugungseinheit 5 dann (in einem solchen Störungsfall) geeignet mit dem Bremsfluidkreis des Fahrzeugs und somit mit den zu den Radbremszylindern führenden Hydraulikleitungen 7a–7d verbunden ist, das Fahrzeug immer noch vom Fahrer mit seinem Bremspedal 1 abgebremst werden. Die Hydraulikleitung 4 zwischen der Pedaleinheit 3 und der Druckerzeugungseinheit 5 ist somit Bestandteil einer hydraulischen Rückfallebene, welche für einen vorstehend genannten Systemausfall (einer elektrischen oder elektronischen Komponente) vorgesehen sein muss und weiterhin die genannte Kolben-Zylinder-Einheit enthält.
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Diese vorstehend genannte Rückfallebene muss im Störungsfall absolut fehlerfrei zu einhundert Prozent zur Verfügung stehen, weshalb erfindungsgemäß die Funktionsbereitschaft dieser Rückfallebene jedenfalls bei Betrieb bzw. zumindest bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs überwacht wird. Eine solche elektronisch gesteuerte Überwachung der für die besagte Rückfallebene erforderlichen hydraulischen Verbindung zwischen dem Bremspedal 1 bzw. der Pedaleinheit 3 und der Druckerzeugungseinheit 5 führt nun die genannte elektronische Überwachungseinheit durch, indem diese zumindest zeitweise Bremsfluiddruck, der von der genannten Pumpe in der Druckerzeugungseinheit 5 bereit gestellt wird, in die Hydraulikleitung 4 gelangen lässt bzw. einleitet. Wird dann dieser Druck im Wesentlichen gehalten, so ist diese Hydraulikleitung 4 unversehrt und somit die Rückfallebene betriebsbereit. Erfolgt jedoch ein Druckabfall über die Hydraulikleitung 4 bzw. muss die besagte Pumpe kontinuierlich Bremsfluid nachfördern, um ein gewünschtes Druckniveau zu halten, so wird hieraus auf einen Schaden an der Hydraulikleitung 4 bzw. an der erforderlichen hydraulischen Verbindung zwischen der Pedaleinheit 3 und der Druckerzeugungseinheit 5 geschlossen. In einem solchen Falle sollte das Fahrzeug sicherheitshalber selbsttätig stillgesetzt werden.
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Mit der räumlich getrennten Anordnung der beiden genannten Baueinheiten, nämlich der ersten durch die Druckerzeugungseinheit 5 gebildeten Baueinheit und der zweiten durch die Pedaleinheit 3 mit dem Bremspedal 1 und der Stange 2 gebildeten Baueinheit kann der in einem Fahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum viel besser genutzt werden, als wenn diese beiden Baueinheiten als einzige Baueinheit direkt am Bremspedal 1 angeordnet werden müssen. Weiterhin können sich akustische Vorteile ergeben, da die Druckerzeugungseinheit 5 nicht direkt an einer Begrenzungswand des Fahrzeuginnenraumes befestigt ist. Im übrigen kann der über die Hydraulikleitung 4 von der Druckerzeugungseinheit 5 zur Pedaleinheit 3 geführte Bremsfluid-Druck auch als Kraftquelle für den genannten Pedalkraft-Simulator verwendet werden, d. h. letzterer bezieht die für die Erzeugung der Reaktionskraft am Bremspedal 1 benötigte Kraft aus dem über die Hydraulikleitung 4 in die Pedaleinheit 3 übertragenen Bremsfluid-Druck.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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