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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer elektronisch schlupfregelbaren Bremsanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Eine elektronisch schlupfregelbare Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2009 001135 A1 .
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Diese bekannte Bremsanlage umfasst eine erste Aktuatorik, nachfolgend als Primäraktuatorik bezeichnet, in Form eines konventionellen ABS/ESP-Bremssystems zur radindividuellen Modulation des Bremsdrucks in Abhängigkeit der an den Rädern vorherrschenden Schlupfverhältnisse. Die Bremsdrücke der einzelnen Radbremsen sind von der ersten Aktuatorik unabhängig voneinander einstell- bzw. regelbar, weshalb in Verbindung mit einem konventionellen 4-rädrigen Kraftfahrzeug auch von einer 4-Kanal-Regelungsaktuatorik gesprochen wird. Die Bremsanlage ist hierfür u.a. mit einem Hydroaggregat ausgestattet, welches aus einem mit Pumpen und Ventilen bestückten Gehäuseblock sowie aus einem elektronischen Steuergerät besteht, das diese Pumpen und Ventile in Abhängigkeit von Sensorsignalen, welche die Schlupfverhältnisse an den einzelnen Rädern repräsentieren, ansteuert. Einer jeden Radbremse der Fahrzeugbremsanlage sind zur Bremsdruckregelung jeweils ein Bremsdruckaufbauventil und jeweils ein Bremsdruckabsenkventil zugeordnet.
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Diese Primäraktuatorik gestattet es, den Fahrzustand eines Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs, beim Anfahren oder während des Fahrbetriebs zu stabilisieren, indem es an den Radbremsen den Bremsdruck zumindest soweit reduziert, bis ein evtl. auftretender Radschlupf ein kontrollierbares Maß angenommen hat bzw. gar nicht mehr auftritt. Der Bremsdruck wird dabei von der Primäraktuatorik und dem Fahrer gemeinsam oder unabhängig vom Fahrer erzeugt. Die Primäraktuatorik lässt sich demnach in einem sogenannten teil- oder in einem vollaktiven Modus betreiben.
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Weiterhin weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage eine zweite Aktuatorik bzw. Sekundäraktuatorik, beispielsweise in Gestalt eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers auf. Diese Sekundäraktuatorik ist typischerweise an den Hauptbremszylinder angeschlossen und dient im Normalbetrieb einer Steigerung des Fahrkomforts, indem sie den Fahrer beim Aufbau eines für einen Bremsvorgang notwendigen Bremsdrucks unterstützt. Ein elektromechanischer Bremskraftverstärker umfasst dazu einen elektronisch ansteuerbaren Aktuator, welcher eine Fremdkraft zur Betätigung eines Hauptbremszylinders bereitstellt. Die Betätigung des Hauptbremszylinders kann alleine durch die Fremdkraft der Sekundäraktuatorik oder durch eine Kombination dieser Fremdkraft mit einer vom Fahrer bereitgestellten Muskelkraft erfolgen.
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Erste und zweite Aktuatorik bzw. Primäraktuatorik und Sekundäraktuatorik bilden demnach zwei redundante Systeme zur Erzeugung und Modulation eines Bremsdrucks in einer Fahrzeugbremsanlage, wobei diese Bremsdruckmodulation jeweils mit oder ohne Beteiligung des Fahrers durchgeführt werden kann. Die beiden Aktuatoriken erfüllen damit eine wesentliche Grundvoraussetzung zur Realisierung und Durchführung eines teil- oder vollautomatisierten Fahrbetriebs.
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Weil während eines solchen automatisierten Fahrbetriebs der Fahrer lediglich noch eine Kontroll- oder Überwachungsfunktion ausübt, bestehen besonders hohe Anforderungen hinsichtlich der Ausfallsicherheit solcher elektronisch druckregelbarer Fahrzeugbremsanlagen. Diese Anforderungen werden durch ein entsprechendes Vorhalten von zwei redundanten Aktuatoriken erfüllt.
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Allerdings ist die Sekundäraktuatorik im Unterschied zur Primäraktuatorik lediglich dazu in der Lage mittelbar durch Betätigung des Hauptbremszylinders alle daran angeschlossenen Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage mit einem einheitlichen Bremsdruck zu versorgen bzw. diesen Bremsdruck einheitlich zu modulieren. Diese Funktionsweise wird in Fachkreisen als 1-kanalige Regelungsaktuatorik bezeichnet. Dennoch ist eine 1-kanalig ausgelegte Sekundäraktuatorik ausreichend, um im Falle einer Fehlfunktion der Primäraktuatorik ein Fahrzeug unter Einhaltung seiner Richtungsstabilität bis zum Stillstand abzubremsen.
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Mindestanforderungen zur Längs- oder Richtungsstabilisierung des Fahrzeugs sind dabei die Einhaltung einer Blockierreihenfolge, das heißt einen Bremsdruckaufbau derart, dass die Radbremsen der Vorderachse zeitlich vor den Radbremsen der Hinterachse ihre Blockiergrenze erreichen, ferner eine Aufrechthaltung der Lenkbarkeit des Fahrzeugs und folglich eine Gewährleistung einer maximalen Blockierzeit der Fahrzeugräder sowie die Möglichkeit eines aktiven bzw. fahrerunabhängigen Aufbaus eines Bremsdrucks.
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Insbesondere das erwähnte Kriterium der Blockierzeitbegrenzung der Räder führt dazu, dass die maximal erreichbaren Verzögerungswerte des Fahrzeugs von der Bremsleistung abhängen, die von den Radbremsen der Hinterachse umsetzbar ist. Diese umsetzbare Bremsleistung an der Hinterachse ist durch die bei einem Bremsvorgang aus Gründen der Massenträgheit stattfindende dynamische Achslastverlagerung in Richtung der Vorderachse verhältnismäßig niedrig. Da eine Achslasterhöhung an der Vorderachse zwangsweise mit einer Achslastreduzierung der Hinterachse einhergeht, neigen deren Räder deutlich früher bzw. bei niedrigeren Bremsdrücken zum Blockieren, als die demgegenüber stärker belasteten Vorderräder. Einem Blockieren der Hinterräder muss durch eine dementsprechende Reduzierung des Bremsdrucks an den Radbremsen der Hinterachse entgegengewirkt werden, wenn die Fahrstabilität des Fahrzeugs nicht gefährdet werden soll.
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Aufgrund der erläuterten Eigenschaft der Sekundäraktuatorik alle vorhandenen Radbremsen nur mit einem einheitlichen Bremsdruck beaufschlagen zu können, in Kombination mit einem niedrigen von den Radbremsen der Hinterachse umsetzbaren Bremsdruck, ohne Blockiergefahr der zugeordneten Räder, ergibt sich im Falle eines Bremsvorgangs, bei dem der Bremsdruck aufgrund einer aufgetretenen Fehlfunktion an der Primäraktuatorik von der Sekundäraktuatorik aufgebracht wird, der Nachteil, dass die umsetzbare Gesamtbremsleistung des Fahrzeugs nur relativ gering ausfällt bzw. dass sich konsequenter Weise ein relativ langer Bremsweg des Fahrzeugs einstellt. Dies wirkt sich besonders negativ bei Fahrzeugen aus, bei denen die dynamische Achslastverlagerung in Richtung der Vorderachse bei einem Bremsvorgang, bspw. aufgrund eines hoch liegenden Fahrzeugschwerpunkts, besonders groß ausfällt.
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Zu einer Vermeidung dieses Nachteils ist es weiterhin bekannt, gattungsgemäße elektronisch druckregelbare Fahrzeugbremsanlagen mit einer weiteren Aktuatorik, im Folgenden als dritte Aktuatorik bezeichnet, auszustatten.
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Diese dritte Aktuatorik ist eine weitere elektronisch ansteuerbare Einheit, welche im Fehlerfall der Primäraktuatorik aktiviert ist und die den von der Sekundäraktuatorik bereitgestellten Bremsdruck an den Radbremsen der Hinterachse an die bei diesem Bremsvorgang stattfindende Gewichtsentlastung der Hinterachse anpasst. Eine solche dritte Aktuatorik kann strömungstechnisch zwischen die Primäraktuatorik und die Sekundäraktuatorik geschalten sein oder kann alternativ auch zwischen die Primäraktuatorik und die Radbremsen der Hinterachse geschalten sein. Sie ermöglicht eine elektronische Ansteuerung der Sekundäraktuatorik derart, dass diese einen höheren, lediglich von den Radbremsen der stärker belasteten Vorderachse vollumfänglich in eine Bremsleistung umsetzbaren Bremsdruck bereitstellt, indem sie einen entsprechenden Anstieg des Bremsdrucks an den Radbremsen der Hinterachse verhindert, wenn sich dieser Bremsdruck einem Schwellenwert nähert, ab dem der Bremsdruck nicht mehr vollumfänglich in eine Bremsleistung umsetzbar ist.
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Die dritte Aktuatorik hebt demnach die ansonsten notwendige Begrenzung des Bremsdruckniveaus der Fahrzeugbremsanlage auf das niedrigere, von den Radbremsen der Hinterachse noch umsetzbare Bremsdruckniveau auf und ermöglicht darüber hinaus, dass die von den Radbremsen der Vorderachse übertragbare Bremsleistung nunmehr in vollem Umfang ausschöpfbar ist.
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Ändern sich allerdings während eines Bremsvorgangs mit aktivierter dritter Aktuatorik die Schlupfverhältnisse an dem der Hinterachse zugeordneten Rad in Richtung einer Verringerung der Reibwerte zwischen Rad und Fahrbahn ist eine Anpassung bzw. Reduzierung des Bremsdrucks an der Radbremse der Hinterachse erforderlich. Bekannte dritte Aktuatoriken wiesen hierfür einen Druckmittelspeicher auf, in den Druckmittel aus der Radbremse der Hinterachse zur Bremsdruckreduzierung abgelassen werden kann. Jedoch weisen solche Druckmittelspeicher lediglich ein begrenztes Aufnahmevolumen auf und müssen deshalb nach mehreren erfolgten Druckreduzierungen entleert werden. Während der Dauer einer solchen Entleerung des Druckmittelspeichers steht die erläuterte Funktion der dritte Aktuatorik nicht zur Verfügung bzw. bei Bedarf muss der Entleerungsvorgang abgebrochen werden.
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Vorteile der Erfindung
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Eine der Erfindung zugrundeliegende dritte Aktuatorik steuert neben einer ersten Druckmittelverbindung zwischen der zweiten Aktuatorik und der Radbremse der Hinterachse erfindungsgemäß eine zweite Druckmittelverbindung, die zwischen der Radbremse der Hinterachse und einem Druckmittelvorratsbehälter ausgebildet ist. Dieser Druckmittelvorratsbehälter nimmt das aus der Radbremse der Hinterachse bei Bedarf abzulassende Druckmittel auf. Der Druckmittelvorratsbehälter ist darüber hinaus druckmitteleitend in den Bremskreis eingebunden, indem er beispielsweise mit einem Reservoir des Hauptbremszylinders der Bremsanlage verbunden ist (Anspruch 6) und deshalb keiner zeitweiligen bzw. gesteuerten Entleerung bedarf. Das in den Druckmittelvorratsbehälter abgelassene und dadurch dem Bremskreis entnommene Druckmittel wird durch eine Nachführung des Bremspedals und einer damit einhergehenden Betätigung des Hauptbremszylinders wieder ergänzt. Für den Fahrer ist dieser Druckmittelaustausch anhand der Bewegung des Bremspedals bemerkbar, die dritte Aktuatorik ist allerdings stetig verfügbar. Durch eine mögliche Anbindung der dritten Aktuatorik an ein ohnehin in der Bremsanlage vorhandenes Reservoir werden separate Druckmittelspeicher eingespart und die Anzahl von Bauelementen reduziert. Weiterhin werden Kosten, Einbauraum und Montageaufwand eingespart.
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Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteilhafter Weise verbindet die zweite Druckmittelverbindung die Radbremse der Hinterachse unmittelbar mit dem Druckmittelvorratsbehälter. Dies gestattet einen ungedrosselten Abfluss von Druckmittel in den Druckmittelvorratsbehälter und ermöglicht neben einem schnellen Druckmittelabfluss eine besonders schnelle Absenkung des Bremsdrucks einer Radbremse der Hinterachse bei sich dahingehend ändernden Umgebungsbedingungen.
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Zur Steuerung der beiden Druckmittelverbindungen weist die dritte Aktuatorik wenigstens ein elektronisch ansteuerbares Wegeventil auf. Derartige Wegeventile werden auch in der Primäraktuatorik zur Steuerung des Bremsdrucks in den jeweiligen Radbremsen einer Fahrzeugbremsanlage eingesetzt und stehen somit am Markt in ausreichender Menge kostengünstig zur Verfügung. Vorzugsweise wird zur Steuerung der ersten Druckmittelverbindung ein durch elektronische Ansteuerung umschaltbares erstes Wegeventil und zur Steuerung der zweiten Druckmittelverbindung ein dementsprechend umschaltbares zweites Wegeventil eingesetzt. Dies ermöglicht eine hohe Druckeinstellgenauigkeit mit relativ einfach aufgebauten und dementsprechend preisgünstigen Wegeventilen. Zwei umschaltbare Wegeventile zur Steuerung der beiden Druckmittelverbindungen lassen sich mit einem schaltungstechnisch geringen Aufwand steuern und erlauben maximale Unabhängigkeit bei der Steuerung der beiden Druckmittelverbindungen.
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Eine Aktivierung der dritten Aktuatorik ist lediglich dann erforderlich, wenn eine Fehlfunktion der Primäraktuatorik festgestellt wurde und der von der Sekundäraktuatorik erzeugte Bremsdruck höher ist, als der von den Radbremsen der Hinterachse umsetzbare Bremsdruck, also wenn die Radbremsen der Hinterachse aufgrund der Achslastverlagerung Richtung Vorderachse, infolge des Bremsvorgangs, zu einem unkontrollierten Blockieren neigen. Mit Aktivierung bzw. Ansteuerung der dritten Aktuatorik ist der Bremsdruck an den Radbremsen der Hinterachse radindividuell anpassbar, so dass der jeweilige Bremsdruck von der jeweiligen Radbremsen auch vollumfänglich in eine Bremsleistung umsetzbar ist, d.h. ohne dass es zu einem unkontrollierten Blockieren dieses Rades der Hinterachse kommt.
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Die dritte Aktuatorik lässt sich vorzugsweise anhand eines eigenen Aktuatorgehäuses getrennt von der Primäraktuatorik und/oder von der Sekundäraktuatorik aufbauen und nutzt eigene zugeordnete druckmittelsteuernde Komponenten. Dies hat zum einen den Vorteil, dass zur erweiterten Funktionsabsicherung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage die Komponenten der Primäraktuatorik keiner erhöhten Belastung ausgesetzt sind. Weiterhin kann das elektronische Steuergerät der Primäraktuatorik und/oder der Sekundäraktuatorik mit demjenigen der dritten Aktuatorik zusammengefasst sein oder es können baulich voneinander getrennte Steuergeräte eingesetzt werden.
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Die Erfindung ermöglicht demnach eine hohe konstruktive Freiheit in der konstruktiven Umsetzung, bei gleichzeitig überschaubaren Kosten und dennoch kompakter Bauweise sowie einfacher Integrierbarkeit der dritten Aktuatorik in ein vorhandenes Bremssystem.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in nachfolgender Beschreibung detailliert erläutert.
- 1 zeigt, schematisch vereinfacht, eine der Erfindung zugrunde liegende elektronisch schlupfregelbare Bremsanlage mit einer ersten Aktuatorik, einer zweiten Aktuatorik und einer dritten Aktuatorik zur Steuerung und Regelung des Bremsdrucks in Radbremsen einer Vorder- und einer Hinterachse eines Fahrzeugs.
- 2 zeigt darüber hinaus den erfindungsgemäßen Aufbau der dritten Aktuatorik sowie deren strömungstechnische Kontaktierung mit der restlichen Fahrzeugbremsanlage.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die elektronisch schlupfregelbare Bremsanlage 10 nach 1 umfasst u.a. eine bspw. über ein Pedal 12 von einem Fahrer per Muskelkraft betätigbare Betätigungseinheit 14 sowie einen von dieser Betätigungseinheit 14 beaufschlagten Hauptbremszylinder 16, welcher von einem angeschlossenen Reservoir 18 mit Druckmittel versorgt wird. Die Betätigungseinheit 14 ist mit einem elektronisch ansteuerbaren Aktuator 20 ausgerüstet, durch welchen die vom Fahrer aufgebrachte Bremskraft per Fremdkraft verstärkt werden kann. Bei diesem Aktuator 20 handelt es sich bspw. um einen elektronisch ansteuerbaren Elektromotor mit nachgeordnetem Getriebe. Eine elektronische Ansteuerung des Elektromotors kann dabei in Abhängigkeit der Betätigung des Pedals 12 oder unabhängig von einer Pedalbetätigung erfolgen. Für den erstgenannten Fall sind Pedalsensoren 13 vorgesehen, welche die Betätigungskraft und/oder den Betätigungsweg und damit einen Bremswunsch eines Fahrers erfassen und deren Sensorsignale von einem elektronischen Steuergerät 22 zur Berechnung der Ansteuersignale für den Elektromotor ausgewertet werden.
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Der elektronisch ansteuerbare Bremskraftverstärker bzw. die Betätigungseinheit 14 bildet in Wirkverbindung mit dem Hauptbremszylinder 16 und dem Steuergerät 22 innerhalb der Fahrzeugbremsanlage eine sogenannte zweite Aktuatorik 24 oder Sekundäraktuatorik aus. Letztere ist in der Lage, Radbremsen 26a - 26d der Bremsanlage 10 mit einem einheitlichen Bremsdruck zu beaufschlagen, wobei diese Beaufschlagung mittelbar durch eine, stromabwärts der zweiten Aktuatorik 24 angeordnete, erste Aktuatorik 30 bzw. Primäraktuatorik erfolgt.
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Der Hauptbremszylinder 16 versorgt zwei voneinander getrennte Bremskreise mit Druckmittel und ist dazu über zwei, den Bremskreisen zugeordnete Leitungen 28a, 28b an die erwähnte erste Aktuatorik 30 oder Primäraktuatorik angeschlossen.
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Bei dieser Primäraktuatorik 30 handelt es sich um das Hydroaggregat einer aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannten schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage, welche auch unter der Bezeichnung ABS/ESP-Bremsanlage bekannt ist. An diese erste Aktuatorik bzw. Primäraktuatorik 30 sind druckmittelleitend die insgesamt vier Radbremsen 26a - 26d angeschlossen. Jeweils zwei dieser Radbremsen 26a, 26b sind vorgesehen um Räder 34a, 34b einer Vorderachse 36 bzw. Räder 34c, 34d einer Hinterachse 38 des Fahrzeugs abzubremsen.
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Die Primäraktuatorik 30 ist im Unterschied zur Sekundäraktuatorik 24 in der Lage, die verschiedenen Radbremsen 26a - 26d der Fahrzeugbremsanlage 10 individuell mit unterschiedlichen Bremsdrücken zu versorgen. Dazu verfügt diese Primäraktuatorik 30 u.a. über eine nicht erkennbare, elektromotorisch antreibbare Druckerzeugereinheit sowie über elektronisch ansteuerbare Magnetventile.
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Eine Modulation des Bremsdrucks durch diese Komponenten erfolgt dabei in Abhängigkeit der Schlupfverhältnisse, die am betreffenden Rad 34 vorherrschen und die von Radsensoren 35 erfasst werden. Deren Messsignale repräsentieren die jeweiligen Raddrehzahlen und werden dem elektronischen Steuergerät 22 zugeführt und zu Ansteuersignalen für die Druckerzeuger- bzw. - regelkomponenten der ersten Aktuatorik 30 weiter verarbeitet.
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Zwei Bremsleitungen 40c, 40d führen über eine dritte Aktuatorik 42 der Fahrzeugbremsanlage 10 zu den beiden Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38. Diese dritte Aktuatorik 42 ist demnach stromabwärts der Primäraktuatorik 30 und stromaufwärts der Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 angeordnet. Primäraktuatorik 30, dritte Aktuatorik 42 und die Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 sind demnach hintereinander bzw. in Reihe geschalten.
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Im Normalbetrieb der Fahrzeugbremsanlage 10 wird der notwendige Bremsdruck durch eine angepasste elektronisch Ansteuerung der zweiten Aktuatorik bzw. Sekundäraktuatorik 24 in Abhängigkeit von einer Betätigung des Pedals 12 bereitgestellt und ggf. durch elektronische Ansteuerung der ersten Aktuatorik bzw. Primäraktuatorik 30 an die an den Rädern 34a - 34d vorherrschenden Schlupfverhältnisse angepasst. Der Bremsdruckaufbau bzw. die Bremsdruckmodulation kann dabei mit oder ohne Fahrerbeteiligung vorgenommen werden, bspw. falls der Fahrzustand des Fahrzeugs oder die Verkehrsbedingungen dies erfordern, oder das Fahrzeug in einem autonomen Fahrbetrieb betrieben wird.
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Trotz aller technischen Vorkehrungen sind Störungen an einem solchen bestimmungsgemäßen Betrieb der Fahrzeugbremsanlage 10 nicht völlig auszuschließen. Im Falle einer auftretenden Störung an der Primäraktuatorik 30 ist die Sekundäraktuatorik 24 mit Hilfe ihres Aktuators 20 imstande einen Bremsdruck selbsttätig aufzubauen, um letztlich das Fahrzeug bis zum Stillstand abzubremsen. Primäraktuatorik 30 und Sekundäraktuatorik 24 sind demnach zueinander redundant, so dass ein Ausfall der ersten Aktuatorik 30 durch die vorhandene zweite Aktuatorik 24 abgesichert ist.
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Wie eingangs erläutert, ist die dritte Aktuatorik 42 vorhanden, um das Bremsdruckniveau an den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 gegenüber dem Bremsdruckniveau an den Radbremsen 26a, 26b der Vorderachse 36 abzusenken, wenn im Fehlerfall der Primäraktuatorik 30 die Sekundäraktuatorik 24 aktiv ist und wenn der von der Sekundäraktuatorik 24 bereitgestellte Bremsdruck von den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 nicht vollumfänglich in eine Bremsleistung umsetzbar ist, wenn also an den Rädern 34c, 34d der Hinterachse 38 Blockiergefahr droht.
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Die dritte Aktuatorik 42 wird in diesem Falle vom elektronischen Steuergerät 22 derart angesteuert, dass der Bremsdruck an den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 einer beim Bremsvorgang stattfindenden dynamischen Verlagerung der Achslast anpasst wird. Durch eine solche Anpassung des Bremsdrucks wird ein vorzeitiges Blockieren der Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 sowie ein damit zwangsweise einhergehender instabiler Fahrzustand des Fahrzeugs verhindert. Ferner wird einer Verlängerung des Fahrzeugbremswegs entgegen gewirkt. Anders ausgedrückt, senkt die dritte Aktuatorik 42 den Bremsdruck an den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 soweit ab, dass die diesen Radbremsen 26c, 26d zugeordneten Räder 34c, 34d noch abrollen bzw. nicht dauerhaft unkontrolliert blockieren.
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Anhand von 2 wird der Aufbau dieser dritten Aktuatorik 42 veranschaulicht. In der nachfolgenden Beschreibung sind einander entsprechende Komponenten der 1 und 2 mit einheitlichen Bezugsziffern versehen.
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2 zeigt die erste Aktuatorik 30, welche über die, den beiden Bremskreisen der Bremsanlage 10 zugeordneten Bremsleitungen 28a, 28b mit unter Bremsdruck stehendem Druckmittel versorgt ist. An die erste Aktuatorik 30 sind über Bremsleitungen 40a - 40d insgesamt vier Radbremsen 26a - 26d angeschlossen. Es ist davon auszugehen, dass sich die Radbremsen 26a und 26b an der Vorderachse 36 (1) des Fahrzeugs befinden, während die Radbremsen 26c und 26d an der Hinterachse 38 (1) des Fahrzeugs angeordnet sind. Zwischen der ersten Aktuatorik 30 und den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 befindet sich die dritte Aktuatorik 42. Letztere umfasst ein beispielhaft von der ersten Aktuatorik 30 getrennt ausgeführtes, anhand einer gestrichelten Umrisslinie veranschaulichtes Aktuatorgehäuse 50, welches über Druckmittelanschlüsse mit den Bremsleitungen 40c und 40d und mit den Radbremsen 26c und 26d der Hinterachse 38 kontaktiert ist.
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Am Aktuatorgehäuse 50 sind pro Radbremse 26c, 26d jeweils ein Druckaufbauventil 52c, 52d und jeweils ein Druckabsenkventil 54c, 54d angeordnet. Weiterhin ist ein Druckmittelvorratsbehälter 56 vorgesehen.
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Ferner ist einem jeden Druckaufbauventil 54c, 54d ein druckbetätigtes Rückschlagventil 58c, 58d parallel geschalten. Dieses Rückschlagventil 58c, 58d ist derart im Druckmittelkreis angeordnet, dass es eine Durchflussrichtung von der ersten Aktuatorik 30 zur Radbremse 26c, 26d sperrt bzw. die Gegenrichtung dazu, also von der Radbremse 26c, 26d zur ersten Aktuatorik 30 freigibt, wenn von der Radbremse 26c, 26d in Richtung der ersten Aktuatorik 30 ein entsprechend gerichtetes Druckgefälle anliegt. Schließlich ist noch wenigstens ein Drucksensor 60 vorhanden, welcher den jeweils aktuellen Bremsdruck an einer der beiden Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse misst und das entsprechende Messsignal dem elektronischen Steuergerät 22 zuführt.
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Wie der symbolischen Darstellung in 2 zu entnehmen ist, handelt es sich bei den Druckaufbauventilen 52c, 52d vorzugsweise um elektromagnetisch betätigbare Wegeventile mit genau einem Zulauf und einem Ablauf, die durch elektronische Ansteuerung eines Ventilaktuators aus einer normal offenen Grundstellung, entgegen einer Kraft eines Rückstellmittels, in eine Sperrstellung umschaltbar sind. Die Druckaufbauventile 52c, 52d steuern den Druckmitteldurchlass der Bremsleitungen 40c, 40d und damit mittelbar eine erste Druckmittelverbindung 46 von der zweiten Aktuatorik 24 der Bremsanlage 10 zu einer der Radbremsen 26c, 26d an der Hinterachse 38 des Fahrzeugs.
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Die beiden Druckabsenkventile 54c, 54d sind ebenfalls elektromagnetisch betätigbar, sind jedoch im Unterschied zu den erläuterten Druckaufbauventilen 52c, 52d aus einer normal geschlossenen Grundstellung, entgegen der Kraft eines Rückstellmittels, in eine Durchlassposition umschaltbar. In der Durchlassstellung sind die zugeordneten Radbremsen 26c, 26d über jeweils eine zweite Druckmittelverbindung 48 mit einem gemeinsamen Druckmittelvorratsbehälter 56 gekoppelt. Alternativ könnte jeder Radbremse 26c, 26d auch ein eigener Druckmittelvorratsbehälter 56 zugeordnet sein. Der wenigstens eine Druckmittelvorratsbehälter 56 ist dafür geeignet, Druckmittel unter Atmosphärendruck aufzunehmen bzw. zu speichern.
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Die vorgesehene dritte Aktuatorik 42 ist im störungsfreien Normalbetrieb der Fahrzeugbremsanlage 10 nicht aktiv, das heißt, die erste Aktuatorik 30 und die zweite Aktuatorik 24 stehen mit den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse in druckmittelleitender Verbindung. Erst wenn vom elektronischen Steuergerät 22 eine Störung der Primäraktuatorik 30 festgestellt worden ist und darüber hinaus noch der von der Sekundäraktuatorik 24 bereitgestellte Bremsdruck, aufgrund der bei einem Bremsvorgang erfolgenden Achslastverlagerung von den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 nicht mehr vollumfänglich in eine Bremsleistung umgesetzt werden kann, wird auch die dritte Aktuatorik 42 aktiviert. Letzteres ist von den Radsensoren 35 durch eine erfolgende Drehzahländerung der Räder 34 a - d erfassbar.
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Im aktivierten Zustand unterbricht die dritte Aktuatorik 42 die Druckmittelverbindung zwischen erster Aktuatorik 24 und den Radbremsen 26c, 26d und verhindert dadurch einen weiteren Anstieg des Bremsdrucks an den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 bis auf das von der zweiten Aktuatorik 24 bereitgestellte Bremsdruckniveau. Dazu sperrt die dritte Aktuatorik 42 durch elektronische Ansteuerung der Druckaufbauventile 52c, 52d die Bremsleitung 40c, 40d zu den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38 ab.
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Ungeachtet dessen, kann parallel dazu ein weiterer Bremsdruckaufbau an den Radbremsen 26a, 26b der Vorderachse 36 über die Bremsleitungen 40a, 40b stattfinden und zwar bis diese Radbremsen 26a, 26b ebenfalls ihre Blockiergrenze erreichen. Allerdings fällt dabei der an den Radbremsen 26a, 26b der Vorderachse 36 einstellbare Bremsdruck deutlich höher aus, als an der Hinterachse 38, da aufgrund der dynamischen Achslastverlagerung eine Mehrbelastung der Vorderachse 36 mit einer entsprechenden Entlastung der Hinterachse 38 einhergeht.
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Ändern sich nun während eines von der Sekundäraktuatorik 24 gesteuerten Bremsvorgangs, das heißt bei gestörtem Betrieb der Primäraktuatorik 30, die Schlupfverhältnisse an den Rädern 34c, 34d der Hinterachse 38 in eine Richtung, welche eine Reduzierung des eingestellten Bremsdrucks erforderlich macht, so wird dies mittels elektronischer Ansteuerung der Druckabsenkventile 54c, 54d der dritten Aktuatorik 42 durch das Steuergerät 22 vorgenommen. Die Druckabsenkventile 54c, 54d schalten daraufhin in ihre Durchlassstellung um und geben die zweite Druckmittelverbindung 48 zwischen den Radbremsen 26c, 26d und dem Druckmittelvorratsbehälter 56 frei. Über diese zweite Druckmittelverbindung 48 strömt dann Druckmittel aus den Radbremsen 26c, 26d auf direktem Weg zum Druckmittelvorratsbehälter 56 hin ab, bis der Bremsdruck in den Radbremsen 26c, 26d auf ein niedrigeres Druckniveau abgesunken ist, bei dem keine dauerhafte Blockiergefahr der zugeordneten Räder 34c, 34d mehr droht. Ist dieser Zustand erreicht wird die elektronische Ansteuerung der Druckabsenkventile 54c, 54d zurückgenommen, so dass die Druckabsenkventile 54c, 54d von ihrem Rückstellelement wieder zurück in die Grundstellung, in welcher die zweite Druckmittelverbindung 48 unterbrochen ist, verbracht werden.
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Der Druckmittelvorratsbehälter 56 am Ende der zweiten Druckmittelverbindung 48 kann mit dem Reservoir 18 der Bremsanlage 10 verbunden sein oder kann alternativ auch mit dem Reservoir 18 des Hauptbremszylinders 16 identisch sein. Aus den Radbremsen 26c, 26d abgelassenes Druckmittel steht dadurch der Bremsanlage 10 für einen neuerlichen Bremsdruckaufbau bzw. für eine Bremskraftverstärkung unmittelbar nach einem Ablass aus den Radbremsen 26c, 26d wieder zur Verfügung.
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Die den Druckaufbauventilen 52c, 52d parallel geschalteten Rückschlagventile 58c, 58d dienen ebenfalls einem Abbau des Bremsdrucks in den Radbremsen 26c, 26d der Hinterachse 38, setzen allerdings einen bestimmungsgemäßen Betrieb der Primäraktuatorik 30 voraus. Liegt ein solcher bestimmungsgemäßer Betrieb der Primäraktuatorik 30 vor, kann das Druckmittel aus den Radbremsen 26c, 26d von einem Druckerzeuger der Primäraktuatorik 30 aktiv zurück zum Reservoir 56 bzw. 18 gefördert werden. Die Rückschlagventile 58c, 58d öffnen druckgesteuert und geben damit einen Bypass um das jeweilige Druckaufbauventil 52c, 52d frei. Zumindest ein großer Anteil der zurückfließenden Druckmittelmenge strömt durch die Rückschlagventile 58c, 58d hindurch ab und wird nicht von den engen Durchflussquerschnitten der Druckaufbauventile 52c, 52d behindert. Die Kombination aus geöffnetem Druckabsenkventilen 52c, 52d und dazu parallel geschalteten Rückschlagventilen 58c, 58d gewährt demnach einen möglichst ungedrosselten Abfluss des Druckmittels aus den Radbremsen 26c, 26d bzw. stellt dem zurückfließenden Druckmittelstrom äußerst wenig Strömungswiderstand entgegen. Dementsprechend schnell findet eine Bremsdruckanpassung statt.
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Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
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Es sei diesbezüglich darauf hingewiesen, dass das in der Beschreibung erwähnte elektronische Steuergerät 22 nicht zwangsweise als einzelnes Steuergerät ausgeführt sein muss, sondern sehr wohl mehrere Einzelsteuergeräte umfassen kann, die jeweils einer oder mehreren Aktuatoriken 24, 30, 42 zugeordnet sein können. Insbesondere aus Gründen der Redundanz sollten jedoch wenigstens zwei elektronisch voneinander getrennte Steuergeräte 22 vorgesehen werden, von denen eines die erste Aktuatorik 30 und/oder die zweite Aktuatorik 24 steuert, während ein zweites Steuergerät vorgesehen ist um die dritte Aktuatorik 42 zu steuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009001135 A1 [0002]
