DE102018211088A1

DE102018211088A1 - Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102018211088A1
Application number: DE102018211088.3A
Authority: DE
Inventors: Joseph Dolmaya; Dieter Dinkel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-01-09
Also published as: WO2020007705A1

Abstract

Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug zur Betätigung von zumindest vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen (8a-8d), mit einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationseinrichtung (61), welche zumindest ein elektrisch betätigbares Einlassventil (6a-6d) für jede der zumindest vier Radbremsen umfasst, einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren Hauptbremszylinder (2), welcher mit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile der Druckmodulationseinrichtung (61) hydraulisch verbunden ist, einer Simulationseinrichtung (3), welche hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder (2) verbunden ist, wobei eine Wirkung der Simulationseinrichtung durch ein Simulatorfreigabeventil (32) zu- und abschaltbar ist, und einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), welche mit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile der Druckmodulationseinrichtung (61) hydraulisch verbunden ist, wobei die Druckmodulationseinrichtung (61) und die Druckbereitstellungseinrichtung (5) in einer ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60) angeordnet sind, welcher ein erster Druckmittelvorratsbehälter (4) zugeordnet ist, und der Hauptbremszylinder (2), die Simulationseinrichtung (3) und das Simulatorfreigabeventil (32) in einer zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (160) angeordnet sind, welcher ein zweiter Druckmittelvorratsbehälter (104) zur Versorgung der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (160) mit Druckmittel zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der WO 2011/029812 A1 ist eine Bremsanlage zur Betätigung von vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen bekannt mit einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationseinrichtung mit radindividuellen Einlass- und Auslassventilen, einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, welcher mit der Druckmodulationseinrichtung hydraulisch verbunden ist, einer Simulationseinrichtung, welche hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung, welche ebenfalls mit der Druckmodulationseinrichtung hydraulisch verbunden ist, und einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter. Dabei ist die Bremsanlage modular aufgebaut mit einem ersten Modul, welches den Hauptbremszylinder und die Simulationseinrichtung umfasst, einem zweiten Modul, welches durch die Druckbereitstellungseinrichtung gebildet wird, und einem dritten Modul mit u.a. den Einlass- und Auslassventilen. Dabei sind die Module zu einer Einheit zusammengebaut, welcher ein einziger Druckmittelvorratsbehälter zugeordnet ist.
Aus der DE 10 2014 225 958 A1 ist eine Bremsanlage zur Betätigung von vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen bekannt, bei welcher eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung mit radindividuellen Einlass- und Auslassventilen, ein bremspedalbetätigbarer Hauptbremszylinder, welcher mit der Druckmodulationseinrichtung hydraulisch verbunden ist, eine Simulationseinrichtung, welche hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, und eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, welche ebenfalls mit der Druckmodulationseinrichtung hydraulisch verbunden ist, in einer gemeinsamen, ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit angeordnet sind. Dieser ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit ist ein (einziger) Druckmittelvorratsbehälter zugeordnet. Zur Erhöhung der Verfügbarkeit der Bremsanlage für das hochautomatisierte Fahren ist eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung vorgesehen, die in einer zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit angeordnet ist, welcher ein zweiter Druckmittelvorratsbehälter zugeordnet ist. Die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit ist nur für die zwei Radbremsen der Vorderachse vorgesehen und ist für die zwei Radbremsen der Vorderachse der Druckmodulationseinrichtung hydraulisch nachgeschaltet. Zur Versorgung des ersten und des zweiten Druckmittelvorratsbehälters mit Druckmittel sind diese mit einem dritter Druckmittelvorratsbehälter über jeweils separate hydraulische Leitungen verbunden, so dass der erste Druckmittelvorratsbehälter und der zweite Druckmittelvorratsbehälter mittels der ersten und zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit hydraulisch miteinander verbunden sind und auch über die genannten separaten Leitungen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige „Brake-by-wire“-Bremsanlage bereitzustellen, welche flexibel im Fahrzeug verbaut werden kann, wobei jedoch die Versorgung der hydraulischen Komponenten der Bremsanlage mit Druckmittel, insbesondere des Hauptbremszylinders und der Druckbereitstellungseinrichtung, sichergestellt sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde in der Bremsanlage die Druckmodulationseinrichtung und die Druckbereitstellungseinrichtung in einer ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit anzuordnen, welcher ein erster Druckmittelvorratsbehälter zur Versorgung der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit mit Druckmittel zugeordnet ist, sowie den Hauptbremszylinder, die Simulationseinrichtung und das Simulatorfreigabeventil in einer zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit anzuordnen, welcher ein zweiter Druckmittelvorratsbehälter zur Versorgung der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit mit Druckmittel zugeordnet ist. So können die beiden elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit an verschiedenen Stellen im Kraftfahrzeug angeordnet werden, wobei sowohl der Hauptbremszylinder als auch die Druckbereitstellungseinrichtung unabhängig vom relativen Einbauort im Fahrzeug ausreichend mit Druckmittel versorgt sind.
Bevorzugt steht jeder der beiden Druckmittelvorratsbehälter unter Atmosphärendruck.
Unter einer elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit wird eine separate Baueinheit verstanden, deren Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse, z.B. in einem Ventilblock, angeordnet sind. Die Bremsanlage umfasst daher zwei separate Baueinheiten in Form der ersten und der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit.
Ebenso sind der erste Druckmittelvorratsbehälter und der zweite Druckmittelvorratsbehälter baulich getrennt ausgeführt.
Bevorzugt handelt es sich um eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der „Brake-by-wire“-Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist.
Die Bremsanlage umfasst eine Simulationseinrichtung. Diese vermittelt in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart dem Fahrzeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl. Die Simulationseinrichtung ist mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch verbunden. Die Wirkung der Simulationseinrichtung ist, z.B. in einer Rückfallbetriebsart, abschaltbar. Die Simulationseinrichtung ist mittels eines Simulatorfreigabeventils zu- und abschaltbar ausgeführt. Bevorzugt ist das Simulatorfreigabeventil elektrisch betätigbar ausgeführt. Das Simulatorfreigabeventil ist besonders bevorzugt in der hydraulischen Verbindung zwischen der Simulationseinrichtung und dem Hauptbremszylinder angeordnet. Besonders bevorzugt umfasst die Simulationseinrichtung ein elastisches Element.
Bevorzugt sind die erste elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit und die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit im Kraftfahrzeug voneinander beabstandet angeordnet. Besonders bevorzugt ist die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit an eine Spritzwand befestigt. Besonders bevorzugt ist die erste elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit im Motorraum angeordnet.
Bevorzugt ist der erste Druckmittelvorratsbehälter an der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit angeordnet und der zweite Druckmittelvorratsbehälter an der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit angeordnet. So werden kurze hydraulische Verbindungen zwischen dem jeweiligen Druckmittelvorratsbehälter und den von ihm versorgten hydraulischen Komponenten erreicht.
Bevorzugt sind der erste Druckmittelvorratsbehälter und der zweite Druckmittelvorratsbehälter ausschließlich mittels der ersten und zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit hydraulisch miteinander verbunden. Es ist also keine direkte hydraulische Verbindung, z.B. in Form einer separaten Verbindungsleitung, oder eine hydraulische Verbindung über einen dritten Druckmittelvorratsbehälter vorgesehen.
Der erste Druckmittelvorratsbehälter umfasst bevorzugt nur eine einzige Kammer. Diese ist mit der Druckbereitstellungeinrichtung und den Radbremsen verbunden. So werden die Herstellungskosten für die Bremsanlage reduziert.
Bevorzugt umfasst der zweite Druckmittelvorratsbehälter nur eine einzige Kammer. Diese ist mit dem Hauptbremszylinder verbunden. So werden die Herstellungskosten für die Bremsanlage reduziert.
Die Druckmodulationseinrichtung umfasst bevorzugt ein elektrisch betätigbares Auslassventil für jede der zumindest vier Radbremsen. Die zumindest vier Auslassventile sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung mit dem ersten Druckmittelvorratsbehälter bzw. dessen einziger Kammer verbunden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfassen der erste Druckmittelvorratsbehälter und der zweite Druckmittelvorratsbehälter jeweils eine Füllstandserfassungs- oder Füllstandswarneinrichtung. Dies bietet den Vorteil einer frühzeitigen Leckageerkennung.
Bevorzugt ist die Füllstandserfassungs- oder Füllstandswarneinrichtung des ersten Druckmittelvorratsbehälters zwei- oder mehrstufig ausgeführt. So ist eine stufenweise Bewarnung und/oder eine Systemdegradation bzgl. Bremsregelfunktionen möglich.
Bevorzugt ist die Füllstandserfassungs- oder Füllstandswarneinrichtung des zweiten Druckmittelvorratsbehälters zwei- oder mehrstufig ausgeführt. So ist eine stufenweise Bewarnung und/oder eine Systemdegradation bzgl. Bremsregelfunktionen möglich.
An der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit sind bevorzugt eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit angeordnet. So kann die Ansteuerung der einzelnen Komponeneten der Bremsanlage auf zwei elektronische Steuer- und Regeleinheit verteilt werden, um auch bei Ausfall einer der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten noch möglichst viele Bremsfunktionen ausführen zu können.
Bevorzugt ist an der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit keine elektronische Steuer- und Regeleinheit angeordnet. So wird die Baueinheit, die z.B. an der Spritzwand anzuordnen ist, möglichst klein gehalten.
Besonders bevorzugt wird das elektrisch betätigbare Simulatorfreigabeventil daher von einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert.
Die Druckmodulationseinrichtung wird bevorzugt von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert, um auch in einer Rückfallbetriebsart, in welcher die Radbremsen von dem Hauptbremszylinder mit Druck beaufschlagt werden, eine radindividuelle Bremsdruckregelung durchführen zu können.
Bevorzugt werden das Simulatorfreigabeventil und die Druckbereitstellungseinrichtung von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert. So ist bei Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit dennoch eine Umschaltung in eine „By-wire“-Betriebsart mit zugeschalteter Simulationseinrichtung und elektrisch gesteuertem Druckaufbau durch die Druckbereitstellungseinrichtung möglich.
Bevorzugt ist der Hauptbremszylinder über ein Trennventil mit einer Bremsversorgungsleitung trennbar hydraulisch verbunden, an welche die Eingangsanschlüsse der Einlassventile der Druckmodulationseinrichtung angeschlossen sind. So kann der Hauptbremszylinder in der „by-wire“-Betriebsart von den Radbremsen getrennt werden.
Bevorzugt ist die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung über ein Zuschaltventil mit der Bremsversorgungsleitung trennbar hydraulisch verbunden, um bei einer Leckage in der Druckbereitstellungseinrichtung diese von der übrigen Bremsanlage hydraulisch isolieren zu können.
Bevorzugt ist in der Bremsversorgungsleitung ein elektrisch betätigbares Kreistrennventil derart angeordnet, dass bei geschlossenem Kreistrennventil die Bremsversorgungsleitung in einen ersten Leitungsabschnitt und einen zweiten Leitungsabschnitt hydraulisch getrennt ist. Dabei ist der erste Leitungsabschnitt mit zwei der Einlassventile verbunden und der zweite Leitungsabschnitt mit den übrigen Einlassventilen verbunden. Die Druckbereitstellungseinrichtung ist mit dem zweiten Leitungsabschnitt hydraulisch verbunden. Der Hauptbremszylinder ist mit dem ersten Leitungsabschnitt hydraulisch verbunden.
Bevorzugt sind die mit dem ersten Leitungsabschnitt verbundenen Einlassventile den Rädern der Vorderachse und die mit dem zweiten Leitungsabschnitt verbundenen Einlassventile den Rädern der Hinterachse zugeordnet.
Bevorzugt ist das Trennventil stromlos offen, das Kreistrennventil stromlos offen und das Zuschaltventil stromlos geschlossen ausgeführt, so dass im Falle eines vollständigen Stromausfalls der Bremsanlage alle Radbremsen mittels des Hauptbremszylinders mit Druck versorgt werden können und ein Abfließen von Druckmittel über die Druckbereitstellungseinrichtung sicher verhindert wird.
Bevorzugt ist die hydraulische Verbindung zwischen Druckkammer des Hauptbremszylinder und Druckmittelvorratsbehälter durch eine Betätigung / Verschiebung des Hauptbremszylinderkolbens trennbar.
Bevorzugt wird die Druckbereitstellungseinrichtung durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit nur einem hydraulischen Druckraum gebildet, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator vor und zurück betätigbar ist. So ist eine präzise und schnelle Druckstellung möglich.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Figur.
Es zeigt schematisch

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 8a-8d schematisch dargestellt. Die Bremsanlage umfasst einen mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbaren Hauptbremszylinder 2, eine mit dem Hauptbremszylinder 2 zusammen wirkende Simulationseinrichtung 3 mit zugeordnetem Simulatorfreigabeventil 32, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 und eine Druckmodulationseinrichtung 61 zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke, welche beispielsgemäß je Radbremse 8a-8d ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d ausgeführt sind.
Dabei sind die Druckmodulationseinrichtung 61 und die Druckbereitstellungseinrichtung 5 in einer ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 angeordnet, während der Hauptbremszylinder 2, die Simulationseinrichtung 3 und das Simulatorfreigabeventil 32 in einer zweiten, separaten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 angeordnet sind.
Der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 ist ein erster unter Atmosphärendruck stehender Druckmittelvorratsbehälter 4 zugeordnet, welcher der Versorgung der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 mit Druckmittel dient. Dabei ist vorteilhafterweise der erste Druckmittelvorratsbehälter 4 direkt an der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 angeordnet. Der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 ist ein separater, zweiter unter Atmosphärendruck stehender Druckmittelvorratsbehälter 104 zugeordnet, welcher der Versorgung der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 mit Druckmittel dient. Der zweite Druckmittelvorratsbehälter 104 ist ebenso vorteilhafterweise direkt an der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 angeordnet.
Beispielsgemäß ist die Radbremse 8a dem linken Vorderrad (FL), die Radbremse 8b dem rechten Vorderrad (FR), die Radbremse 8c dem linken Hinterrad (RL) und die Radbremse 8d dem rechten Hinterrad (RR) zugeordnet.
Der Hauptbremszylinder 2 weist einen Hauptbremszylinderkolben 15 auf, der in dem Gehäuse 116 der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 eine hydraulische Druckkammer 17 begrenzt, und stellt einen einkreisigen Hauptbremszylinder dar. Druckkammer 17 nimmt eine Rückstellfeder auf, die den Kolben 15 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positioniert. Druckkammer 17 steht über in dem Kolben 15 ausgebildete radiale Bohrungen sowie eine entsprechende Druckausgleichsleitung 41 in der Steuer- und Regeleinheit 160 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 104 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung des Kolbens 15 im Gehäuse 116 absperrbar sind.
Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des Hauptbremszylinderkolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrzeugführers.
Zur Erfassung des Bremswunschs des Fahrzeugführers ist weiterhin ein in der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 angeordneter Drucksensor 20 vorgesehen, welcher den in der Druckkammer 17 durch ein Verschieben des Kolbens 15 aufgebauten Druck erfasst.
Simulationseinrichtung 3 ist hydraulisch ausgeführt und hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt. Simulationseinrichtung 3 weist beispielsweise im Wesentlichen eine Simulatorkammer 29, eine Simulatorrückkammer 30 sowie einen die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31 auf. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in der (beispielsgemäß trockenen) Simulatorrückkammer 30 angeordnetes elastisches Element 33 (z.B. Simulatorfeder) an dem Gehäuse 116 ab. Die hydraulische Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen Simulatorfreigabeventils 32 mit der Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 verbunden. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorfreigabeventil 32 angeordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Simulatorfreigabeventils 32 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zur Hauptbremszylinder-Druckkammer 17.
Die in der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 angeordnete Druckmodulationseinrichtung 61 umfasst, wie bereits erwähnt, je hydraulisch betätigbarer Radbremse 8a-8d ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremse 8a-8d angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d sind mit einer Bremsversorgungsleitung 13 hydraulisch verbunden. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu der Bremsversorgungsleitung 13 hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallel geschaltet. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a-7d (und damit die Druckmodulationseinrichtung 61) sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung 14 mit dem ersten Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden.
In der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos offenes, Kreistrennventil 40 angeordnet, durch welches die Bremsversorgungsleitung 13 in einen ersten Leitungsabschnitt 13a und einen zweiten Leitungsabschnitt 13b trennbar ist. Dabei ist der erste Leitungsabschnitt 13a über ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos offenes, Trennventil 23 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden, und der zweite Leitungsabschnitt 13b ist über ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos geschlossenes, Zuschaltventil 26 mit der Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden. Der erste Leitungsabschnitt 13a ist vorteilhafterweise mit den Einlassventilen 6a, 6b der Radbremsen 8a, 8b der Vorderachse VA und der zweite Leitungsabschnitt 13b mit den Einlassventilen 6c, 6d der Radbremsen 8c, 8d der Hinterachse HA verbunden.
Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 in der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator (Linearaktuator)) ausgebildet, deren Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes 39 betätigbar ist. Kolben 36 begrenzt einen Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5. Zur Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dient ein Rotorlagensensor 44.
An den Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist ein Leitungsabschnitt 38 angeschlossen, welcher über das Zuschaltventil 26 mit der Bremsversorgungsleitung 13 (speziell dem zweiten Leitungsabschnitt 13b) verbunden ist. Durch das Zuschaltventil 26 kann die hydraulische Verbindung zwischen der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 und der Bremsversorgungsleitung 13 (und damit der Druckmodulationseinrichtung 61 bzw. den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) vorteilhafterweise gesteuert geöffnet und abgesperrt werden.
Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenem Zuschaltventil 26 möglich, indem Druckmittel aus dem ersten Druckmittelvorratsbehälter 4 über eine hydraulische Verbindung (Nachsaugleitung) 42 mit einem in Strömungsrichtung zur Druckbereitstellungseinrichtung 5 öffnenden Rückschlagventil 53 in den Druckraum 37 strömen kann.
In der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 ist ein Drucksensor 19 vorgesehen, welcher den im zweiten Leitungsabschnitt 13b vorliegenden Druck erfasst.
Hauptbremszylinder 2 ist ebenfalls mit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d der Druckmodulationseinrichtung 61 hydraulisch verbunden. Dabei umfasst diese hydraulische Verbindung 22 ein erstes, in der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 ausgebildetes Verbindungsstück 22a, welches den Hauptbremszylinder 2 mit einem Ausgangsanschluss der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 verbindet, einen Verbindungsleitungsabschnitt 122, der die zweite mit der ersten elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit verbindet, und ein zweites, in der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 ausgebildetes Verbindungsstück 22b, welches einen Eingangsanschluss der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 mit dem Trennventil 23 verbindet. Trennventil 23 wiederum ist mit der Bremsversorgungsleitung 13 (und damit der Druckmodulationseinrichtung 61 bzw. den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) verbunden. Durch Trennventil 23 kann die hydraulische Verbindung 22 zwischen der Druckkammer 17 und der Bremsversorgungsleitung 13 (bzw. den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d bzw. den Radbremsen 8a-8d) abgesperrt werden.
Die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 160 ist über den einen Verbindungsleitungsabschnitt 122 mit der ersten elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 60 hydraulisch verbunden.
Die Eingangsanschlüsse aller Einlassventile 6a-6d können bei offenem Kreistrennventil 40 mittels der Bremsversorgungsleitung 13 mit einem Druck versorgt werden, der in einer ersten Betriebsart (z.B. „Brake-by-Wire“-Betriebsart) dem Bremsdruck entspricht, der von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 bereitgestellt wird. Die Bremsversorgungsleitung 13 kann in einer zweiten Betriebsart (z.B. in einer stromlosen Rückfallbetriebsart) mit dem Druck der Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 beaufschlagt werden.
Der erste Druckmittelvorratsbehälter 4 besitzt lediglich eine Kammer. Diese ist über die Verbindung 42 mit der Druckbereitstellungeinrichtung 5 und über die Rücklaufleitung 14 mit den Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a-7d (und damit den Radbremsen 8a-8d) verbunden.
Druckmittelvorratsbehälter 4 ist vorteilhafterweise mit einer Füllstandserfassungs- bzw. Füllstandswarneinrichtung 9 ausgestattet. Diese kann bei Bedarf mit ein, zwei oder mehreren Schaltzuständen ausgestattet sein.
Der zweite Druckmittelvorratsbehälter 104 besitzt ebenfalls lediglich eine einzige Kammer. Diese ist über die Leitung 41 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden.
Druckmittelvorratsbehälter 104 ist vorteilhafterweise ebenfalls mit einer Füllstandserfassungs- bzw. Füllstandswarneinrichtung 109 ausgestattet. Diese kann bei Bedarf mit ein, zwei oder mehreren Schaltzuständen ausgestattet sein.
Beispielsgemäß sind die hydraulischen Komponenten Druckbereitstellungseinrichtung 5, Ventile 6a-6d, 7a-7d, 23, 26, 40 sowie die hydraulischen Verbindungen 13, 38, 22b, 14 in der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 angeordnet. Der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 sind eine erste (ECU1) und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU2) 12, 112 zugeordnet, welche direkt an der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 angeordnet sind.
Die hydraulischen Komponenten Hauptbremszylinder 2, Simulationseinrichtung 3, Ventile 32, 34 sowie die hydraulischen Verbindungen 41, 22a sind in der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 angeordnet. An der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 ist keine elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) angeordnet.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 dient beispielsgemäß der Ansteuerung der Druckmodulationseinrichtung 61 (d.h. der elektrisch betätigbaren Ventile 6a-6d, 7a-7d). Die Signale des Drucksensors 19 und des Drucksensors 20 zur Fahrerwunscherfassung werden ebenso bevorzugt der ersten elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 zugeführt und/oder in der elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 verarbeitet, um eine Druckregelung mittels der Druckmodulationseinrichtung 61 durchführen zu können.
Die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit 112 dient beispielsgemäß der Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung 5 sowie der Ventile 23, 26 und 40 der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60. Zusätzlich dient die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit 112 der Ansteuerung des Simulatorfreigabeventils 32 der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160. Die Signale des Wegsensors 25 zur Fahrerwunscherfassung werden ebenso bevorzugt der zweiten elektronische Steuer- und Regeleinheit 112 zugeführt und/oder in der elektronische Steuer- und Regeleinheit 112 verarbeitet.
Vorteilhafterweise ist die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 160 mit dem zweiten Druckmittelvorratsbehälter 104 an der Spritzwand des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die erste elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 60 mit dem ersten Druckmittelvorratsbehälter 4, die sich nicht an der Spritzwand sondern vorteilhafterweise anderswo im Motorraum befindet, ist über den Verbindungsleitungsabschnitt 122 mit der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 verbunden.
Entsprechend sind der erste Druckmittelvorratsbehälter 4 und der zweite Druckmittelvorratsbehälter 104 ausschließlich über die erste und die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 60, 160, insbesondere indirekt über die Verbindungen 41, 22, 13, 42 oder 14, hydraulisch miteinander verbunden.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die beiden Steuer- und Regeleinheiten 60, 160 der Bremsanlage flexibel im Fahrzeug verbaut werden können, wobei jedoch die Versorgung der hydraulischen Komponenten der Bremsanlage mit Druckmittel, insbesondere des Hauptbremszylinders und der Druckbereitstellungseinrichtung, sichergestellt sind.
Eine flexible Anordnung allein wäre auch gegeben, wenn die Bremsanlage z.B. in eine erste elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit mit Druckmodulationseinrichtung und elektrischer Druckbereitstellungseinrichtung und eine zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit mit Hauptbremszylinder unterteilt ist, wobei beide Steuer- und Regeleinheiten von demselben Druckmittelvorratsbehälter mit Druckmittel versorgt werden. Die zweite elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit könnte an der Spritzwand montiert werden und die erste elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit z.B. im Motorraum platziert werden.
Im Falle, dass der (einzige) Druckmittelvorratsbehälter an der ersten Einheit angeordnet wird und der Hauptbremszylinder über eine teilweise innerhalb der zweiten Steuer- und Regeleinheit, teilweise außerhalb der beiden Steuer- und Regeleinheiten und teilweise innerhalb der ersten Steuer- und Regeleinheit verlaufenden Verbindung mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden ist, muss sich der Druckmittelvorratsbehälter vom Niveau (Höhe) her oberhalb der zweiten Steuer- und Regeleinheit befinden, da nur so sicher gewährleistet ist, dass die Druckkammer des Hauptbremszylinders mit Druckmittel befüllt ist. Dies schränkt die Einbaumöglichkeiten der beiden Steuer- und Regeleinheiten im Kraftfahrzeug stark ein.
So befinden sich die üblicherweise verfügbaren Einbauräume für die erste Steuer- und Regeleinheit im vorderen Motorraumbereich oder direkt unterhalb der zweiten Steuer- und Regeleinheit, so dass sich die zweite Steuer- und Regeleinheit mit dem Hauptbremszylinder in diesen beiden Fällen oberhalb der ersten Steuer- und Regeleinheit mit dem Druckmittelvorratsbehälter befinden würde. Somit sind diese beiden Einbauräume unterhalb des Hauptbremszylinder-Niveaus und der Hauptbremszylinder wäre nicht entlüftbar. Auch wäre bei dem Einbauraum direkt unterhalb der zweiten Steuer- und Regeleinheit der Druckmittelvorratsbehälter schlecht bis gar nicht zugänglich.
In dem Falle, dass der (einzige) Druckmittelvorratsbehälter an der zweiten Steuer- und Regeleinheit mit dem Hauptbremszylinder angeordnet wird, ist die Druckbereitstellungseinrichtung über eine sehr lange hydraulische Nachsaugleitung (durch die erste Steuer- und Regeleinheit, in die zweite Steuer- und Regeleinheit und durch die zweite Steuer- und Regeleinheit) mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden. Dies führt zu einem schlechten oder verzögerten Nachsaugen von Druckmittel in die Druckbereitstellungseinrichtung, wodurch z.B. die Bremsleistung herabgesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß werden daher der Hauptbremszylinder 2 und die Simulationseinrichtung 3 in einer (zweiten) elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 angeordnet. Dieser elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 wird ein eigener (zweiter) Druckmittelvorratsbehälter 104 zugeordnet. Die Druckmodulationseinrichtung 61 und die Druckbereitstellungseinrichtung 5 werden in einer separaten (ersten) elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 angeordnet. Auch dieser elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 wird ein eigener (erster) Druckmittelvorratsbehälter 4 zugeordnet. Der relative Einbau der beiden elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheiten 60, 160 bzgl. der Höhe ist somit nicht mehr relevant, da die Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 über den separaten zweiten Druckmittelvorratsbehälter 104 mit Druckmittel befüllt wird. Außerdem ergeben sich keine Ansaugperfomanceeinchränkungen für die Druckbereitstellungseinrichtung 5 aufgrund der kurzen Anbindung 42 innerhalb der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 zwischen Druckmittelvorratsbehälter 4 und Druckbereitstellungseinrichtung 5.
Die Druckmittelrückführung in der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 (gemeinsame Rücklaufleitung 14 für alle Auslassventile, eine Kammer in Druckmittelvorratsbehälter 4) ist einkreisig, um das Volumen aus dem Druckmittelvorratsbehälter 4 auch wieder in den Druckmittelvorratsbehälter 4 zu fördern. Eine zweikreisige Rückführung ist nicht notwendig, da der Druckmittelvorratsbehälter 104 der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 größer ausgelegt werden kann, da das Volumen für die Druckbereitstellungseinrichtung 5 nicht in dem Druckmittelvorratsbehälter 104 vorgehalten werden muss. Somit ist in Falle einer Leckage genug Volumen in der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 vorhanden, um auch längere Fahrten mit Leckage ohne einen Totalausfall der Bremsanlage zu gewährleisten.
Sollte nach länger abgestelltem Kraftfahrzeug und einer Leckage das Druckmittel aus der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 160 entweichen, kann mittels des Volumen im Druckmittelvorratsbehälter 4 und der Druckbereitstellungseinrichtung 5 Druckmittel in die Hauptbremszylinderkammer 17 gespült werden, indem die Einlassventile 6a-6d geschlossen werden. Somit ist gewährleistet, dass der Fahrer Druckmittel innerhalb der Hauptbremszylinderkammer 17 zu Verfügung hat, falls das Fahrzeug in die Rückfallbetriebsart gehen sollte.
Die erfindungsgemäße Bremsanlage bietet den Vorteil, dass die beiden elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheiten 60 und 160 beliebig im Kraftfahrzeug angeordnet werden können, wobei auch die erste elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheiten 60 unterhalb der zweiten Fahrerwunscheinheit elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheiten 160 platzieren werden kann, und dass gleichzeitig keine Nachteile bei der Ansaugperfomance der Druckbereitstellungseinrichtung 5 auftreten und „Time To Lock“-Anforderungen eingehalten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/029812 A1 [0002]
DE 102014225958 A1 [0003]

Claims

Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug zur Betätigung von zumindest vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen (8a-8d), mit • einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationseinrichtung (61) zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke an den zumindest vier Radbremsen, welche zumindest ein elektrisch betätigbares Einlassventil (6a-6d) für jede der zumindest vier Radbremsen umfasst, • einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren Hauptbremszylinder (2), welcher mit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile der Druckmodulationseinrichtung (61) hydraulisch verbunden ist, • einer Simulationseinrichtung (3), welche hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder (2) verbunden ist, wobei eine Wirkung der Simulationseinrichtung durch ein Simulatorfreigabeventil (32) zu- und abschaltbar ist, und • einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), welche mit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile der Druckmodulationseinrichtung (61) hydraulisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodulationseinrichtung (61) und die Druckbereitstellungseinrichtung (5) in einer ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60) angeordnet sind, welcher ein erster Druckmittelvorratsbehälter (4) zur Versorgung der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60) mit Druckmittel zugeordnet ist, und der Hauptbremszylinder (2), die Simulationseinrichtung (3) und das Simulatorfreigabeventil (32) in einer zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (160) angeordnet sind, welcher ein zweiter Druckmittelvorratsbehälter (104) zur Versorgung der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (160) mit Druckmittel zugeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmittelvorratsbehälter (4) an der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60) angeordnet ist und der zweite Druckmittelvorratsbehälter (104) an der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (160) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmittelvorratsbehälter (4) und der zweite Druckmittelvorratsbehälter (104) ausschließlich mittels der ersten und zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60, 160) hydraulisch miteinander verbunden sind.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmittelvorratsbehälter (4) nur eine einzige Kammer umfasst, welche mit der Druckbereitstellungeinrichtung (5) und den Radbremsen (8a-8d) verbunden ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelvorratsbehälter (104) nur eine einzige Kammer umfasst, welche mit dem Hauptbremszylinder (2) verbunden ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodulationseinrichtung (61) ein elektrisch betätigbares Auslassventil (7a-7d) für jede der zumindest vier Radbremsen umfasst und dass die zumindest vier Auslassventile (7a-7d) über eine gemeinsame Rücklaufleitung (14) mit dem ersten Druckmittelvorratsbehälter (4) verbunden sind.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckmittelvorratsbehälter (4) und der zweite Druckmittelvorratsbehälter (104) jeweils eine Füllstandserfassungs- oder Füllstandswarneinrichtung (9, 109) umfassen.
Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandserfassungs- oder Füllstandswarneinrichtung (9) des erste Druckmittelvorratsbehälters (4) zwei- oder mehrstufig ausgeführt ist und/oder dass die Füllstandserfassungs- oder Füllstandswarneinrichtung (109) des zweiten Druckmittelvorratsbehälters (104) zwei- oder mehrstufig ausgeführt ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (160) keine elektronische Steuer- und Regeleinheit angeordnet ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60) eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit (12) und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (112) angeordnet sind.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorfreigabeventil (32) elektrisch betätigbar ist und von einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (12, 112) der ersten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (60) angesteuert wird.
Bremsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmodulationseinrichtung (61) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (12) angesteuert wird.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorfreigabeventil (32) und die Druckbereitstellungseinrichtung (5) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (112) angesteuert werden.