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Die Erfindung betrifft einen Hydraulikblock für ein Betriebsbremsaggregat einer hydraulischen Fremdkraftbremsanlage für einen autonom fahrenden Kraftwagen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Zu einem autonomen Fahren bis zum Level 4 (Fahrer kann zum Eingreifen aufgefordert werden) und Level 5 (höchstes Level; kein Fahrer erforderlich) ist eine Fremdkraftbremsanlage mit Redundanzen notwendig, die einen vollständigen Ausfall der Fahrzeugbremsanlage mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausschließt, ohne dass es eines Fahrereingriffs bedarf.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2012/143 312 A1 offenbart eine elektrohydraulische Fremdkraftbremsanlage für einen Krafwagen mit einem Betriebsbremsaggregat und mit einem Bremsdruckregelaggregat. Das Betriebsbremsaggregat weist einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder und eine Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolben mit einem Elektromotor über einen Gewindetrieb in einem Zylinder verschiebbar ist, als Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger auf, der dem Hauptbremszylinder hydraulisch parallel geschaltet ist. Das Bremsdruckregelaggregat weist Magnetventile und in jedem Bremskreis eine Hydropumpe zu einer radindividuellen Radbremsdruckregelung auf. Das Bremsdruckregelaggregat ist an das Betriebsbremsaggregat und hydraulische Radbremsen sind an das Bremsdruckregelaggregat angeschlossen.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2016 202 113 A1 offenbart einen schmalen, quaderförmigen Hydraulikblock für ein Hydraulikaggregat einer schlupfgeregelten, hydraulischen Fremdkraftbremsanlage mit drei Anschlüssen für einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter in einer Oberseite des Hydraulikblocks. Unterhalb der Anschlüsse durchsetzt eine Hauptbremszylinderbohrung den Hydraulikblock parallel zu der Oberseite durchgehend von einer zu einer gegenüberliegenden, an die Oberseite angrenzenden Schmalseite. Unterhalb der Hauptbremszylinderbohrung durchsetzt eine Fremdkraftzylinderbohrung den Hydraulikblock quer zu der Hauptbremszylinderbohrung von einer zu einer gegenüberliegenden großen Seite des Hydraulikblocks, die an die Oberseite und die beiden Schmalseiten des Hydraulikblocks angrenzen. Zur Erzeugung eines Bremsdrucks mit Fremdkraft ist ein Fremdkraftkolben mit einem Elektromotor über einen Kugelgewindetrieb in der Fremdkraftzylinderbohrung verschiebbar. Der Elektromotor ist koaxial zur Fremdkraftzylinderbohrung außen am Hydraulikblock angeordnet und der Kugelgewindetrieb befindet sich - ebenfalls koaxial zum Elektromotor und zur Fremdkraftzylinderbohrung - zwischen dem Elektromotor und dem Fremdkraftkolben. Der Elektromotor und der Kugelgewindetrieb bilden einen Fremdkraftantrieb und zusammen mit dem Fremdkraftkolben und der Fremdkraftzylinderbohrung einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger für die hydraulische Fahrzeugbremsanlage. Anschlüsse für hydraulische Radbremsen durch Bremsleitungen sind nahe der Oberseite in Höhe der Anschlüsse für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter in einer der beiden großen Seiten des Hydraulikblocks angebracht.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Hydraulikblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist für ein Betriebsbremsaggregat einer hydraulischen, eine Bremsdruckregelung aufweisenden Fremdkraftbremsanlage vorgesehen. Bremsdruckregelung bedeutet die Erzeugung und Regelung eines Bremsdrucks in der Fahrzeugbremsanlage, in Bremskreisen der Fahrzeugbremsanlage und/oder in an den Hydraulikblock angeschlossenen hydraulischen Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage. Die Bremsdruckregelung kann insbesondere auch eine Schlupfregelung umfassen. Schlupfregelungen sind beispielsweise Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelungen, für die die Abkürzungen ABS, ASR und/oder FDR gebräuchlich sind. Schlupfregelungen sind bekannt und werden hier nicht erläutert.
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Der Hydraulikblock dient einer mechanischen Befestigung und hydraulischen Verschaltung hydraulischer Bauelemente der Fahrzeugbremsanlage, der Bremsdruckerzeugung und/oder der Bremsdruckregelung und/oder der Schlupfregelung. Solche hydraulischen Bauelemente sind unter anderem Magnetventile, Rückschlagventile, Hydrospeicher, Dämpferkammern und Drucksensoren. Die hydraulischen Bauelemente sind in Aufnahmen im Hydraulikblock befestigt, die meist als zylindrische Senkungen, Sacklöcher oder Durchgangslöcher, teilweise mit Durchmesserstufungen, ausgebildet sind. „Verschaltung“ bedeutet, dass die Aufnahmen bzw. die in ihnen befestigten hydraulischen Bauelemente durch Leitungen im Hydraulikblock entsprechend einem hydraulischen Schaltplan der Fahrzeugbremsanlage verbunden sind. Die Leitungen sind typischerweise jedoch nicht zwingend im Hydraulikblock gebohrt.
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Bestückt mit den hydraulischen Bauelementen der Fahrzeugbremsanlage bzw. ihrer Schlupfregelung bildet der Hydraulikblock das Betriebsbremsaggregat, wobei „bestückt“ bedeutet, dass die hydraulischen Bauelemente in den für sie jeweils vorgesehenen Aufnahmen des Hydraulikblocks befestigt sind.
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Außerdem weist der Hydraulikblock insbesondere Anschlüsse für Bremsleitungen, die zu hydraulischen Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage führen, auf.
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Für ein autonomes Fahren bis zu den Leveln 4 und 5 sieht die Erfindung einen Anschluss eines Hilfsbremsaggregats an das Betriebsbremsaggregat vor. Level 4 wird auch als hochautomatisiertes Fahren bezeichnet und bedeutet, dass die Führung eines Fahrzeugs dauerhaft von einem elektronischen System übernommen und ein Fahrer nur dann zu einem Eingriff aufgefordert wird, wenn das System die Fahraufgaben nicht mehr bewältigt. Level 5 wird auch als Vollautomatisierung bezeichnet und erfordert keinen Fahrer. Zu diesem Zweck weist der Hydraulikblock des Betriebsbremsaggregats Anschlüsse für zu dem Hilfsbremsaggregat führende und von dem Hilfsbremsaggregat kommende Bremsleitungen auf. Das Hilfsbremsaggregat weist einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger zu einer Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks im Falle eines Ausfalls des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers des Betriebsbremsaggregats auf. Die Erfindung ist auch für autonomes Fahren mit niedrigeren Leveln und für nichtautonomes Fahren verwendbar.
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Die Erfindung ist insbesondere auf eine Verbohrung des Hydraulikblocks des Betriebsbremsaggregats gerichtet. Mit „Verbohrung“ ist die Anordnung der Aufnahmen für die hydraulischen Bauelemente und der Anschlüsse für die zu dem Hilfbsbremsaggregat und den Radbremsen führenden Bremsleitungen sowie die die Aufnahmen und Anschlüsse verbindenden Leitungen im Hydraulikblock gemeint.
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Der erfindungsgemäße Hydraulikblock weist eine Oberseite auf, die zu einem Aufsetzen eines Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters vorgesehen ist. In der Oberseite weist der Hydraulikblock einen oder mehrere Anschlüsse für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter auf.
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Eine an die Oberseite des Hydraulikblocks angrenzende Befestigungsseite des Hydraulikblocks ist zu einer Befestigung des Hydraulikblocks beziehungsweise des Betriebsbremsaggregats, das heißt des mit den hydraulischen Bauelementen der Fahrzeugbremsanlage bestückten Hydraulikblocks, an einer Spritzwand eines Kraftwagens ausgebildet. Zu diesem Zweck weist der Hydraulikblock an der Befestigungsseite beispielsweise zwei standardisierte Innengewindelöcher auf, in die Stiftschrauben oder Stehbolzen zur Befestigung des Hydraulikblocks beziehungsweise des Betriebsbremsaggregats an der Spritzwand des Kraftwagens einschraubbar sind. Eine Hauptbremszylinderbohrung mündet an der Befestigungsseite des Hydraulikblocks, so dass ein Hauptbremszylinderkolben mit Muskelkraft über ein dem Hydraulikblock gegenüber an der Spritzwand des Kraftwagens angebrachtes Bremspedal über eine Pedalstange, die das Bremspedal gelenkig mit dem Hauptbremszylinderkolben verbindet, in der Hauptbremszylinderbohrung verschiebbar ist.
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Eine Fremdkraftzylinderbohrung zur Erzeugung eines Bremsdrucks mit Fremdkraft ist quer zu der Hauptbremszylinderbohrung und unter der Hauptbremszylinderbohrung, das heißt auf einer der Oberseite des Hydraulikblocks abgewandten Seite der Hauptbremszylinderbohrung in dem Hydraulikblock angebracht. Es befindet sich also die Hauptbremszylinderbohrung zwischen der Fremdkraftzylinderbohrung und der Oberseite des Hydraulikblocks und die Fremdkraftzylinderbohrung zwischen der Hauptbremszylinderbohrung und einer der Oberseite des gegenüberliegenden Unterseite des Hydraulikblocks.
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Ein Anschluss für das Hilfsbremsaggregat ist an oder in der Motorseite nahe der Oberseite des Hydraulikblocks des Betriebsbremsaggregats angeordnet. „Nahe“ bedeutet einen Abstand von vorzugsweise nicht mehr als einem Durchmesser des Anschlusses für das Hilfsbremsaggregat oder für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter. Zu einer hydraulischen Verbindung des Anschlusses für das Hilfsbremsaggregat mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter sieht die Erfindung eine erste Vorlaufleitung in dem Hydraulikblock vor, die von einem ersten Anschluss für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter an oder in der Oberseite des Hydraulikblocks in Richtung der Hauptbremszylinderbohrung und nach einer Abwinklung parallel zu der Hauptbremszylinderbohrung zwischen der Hauptbremszylinderbohrung und der Oberseite des Hydraulikblocks zu einer Druckleitung führt, die den ersten Anschluss für das Hilfsbremsaggregat mit der Hauptbremszylinderbohrung verbindet.
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Alternativ möglich ist auch, dass die Vorlaufleitung von dem ersten Anschluss für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter direkt in die Hauptbremszylinderbohrung mündet und durch die Hauptbremszylinderbohrung mit der Druckleitung verbunden ist, die zu dem Anschluss für das Hilfsbremsaggregat führt.
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Die erfindungsgemäße Verbohrung des Hydraulikblocks des Betriebsbremsaggregats ermöglicht einen Anschluss des Hilfsbremsaggregats an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter mit einem niedrigen Strömungswiderstand.
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Ein in Richtung des Hilfsbremsaggregats durchströmbares Rückschlagventil lässt sich gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung platzsparend in einer Aufnahme in Verlängerung des ersten Anschlusses für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter unterbringen.
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Hier als „Leitungen“ oder „Bohrungen“ beziehungsweise als „Zylinderbohrungen“ bezeichnete Durchgangs- oder Sacklöcher im Hydraulikblock können auch anders als durch Bohren hergestellt sein.
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Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Hydraulikschaltplan eines Betriebsbremsaggregats einer elektrohydraulischen Fremdkraftbremsanlage gemäß der Erfindung;
- 2 einen Hydraulikschaltplan eines Hilfsbremsaggregats der elektrohydraulischen Fremdkraftbremsanlage aus 1;
- 3 eine Ansicht einer Motorseite eines erfindungsgemäßen Hydraulikblocks des Betriebsbremsaggregats der Fahrzeugbremsanlage gemäß 1;
- 4 eine Ansicht einer der Motorseite gegenüberliegenden Ventilseite des Hydraulikblocks aus 3; und
- 5 die Ansicht der Motorseite des Hydraulikblocks gemäß 3, wobei zur klareren Darstellung nur ein Teil der Verbohrung gezeichnet ist; und
- 6 einen Ausbruch des Hydraulikblocks mit Blick schräg auf eine Befestigungsseite und die Ventilseite.
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Die Zeichnungen sind teilweise vereinfachte Darstellungen.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die in 1 und 2 dargestellte, erfindungsgemäße elektrohydraulische Fremdkraftbremsanlage 1 ist für einen autonom bis zum Level 4 oder 5 fahrenden Personenkraftwagen vorgesehen. Level 4 bedeutet ein autonomes Fahren, wobei ein Fahrer zum Eingreifen aufgefordert werden kann, und Level 5, das höchste Level, ein autonomes Fahren, das keines Fahrereingriffs bedarf.
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Die Fremdkraftbremsanlage 1 weist ein Betriebsbremsaggregat 2 und ein Hilfsbremsaggregat 3 auf. Das Betriebsbremsaggregat 2 ist zu einer Bremsbetätigung und das Hilfsbremsaggregat 3 zu einer Bremsbetätigung bei einem Fehler oder Ausfall des Betriebsbremsaggregats 2 vorgesehen. An das Betriebsbremsaggregat 2 sind über - im Ausführungsbeispiel vier - Bremsleitungen hydraulische Radbremsen 4 angeschlossen. Das Hilfsbremsaggregat 3 ist über Bremsleitungen so an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen, dass die Radbremsen 4 auch mit dem Hilfsbremsaggregat 3 betätigbar sind. Das Betriebsbremsaggregat 2 und das Hilfsbremsaggregat 3 ist jeweils eine eigene Baugruppe, wobei das Betriebsbremsaggregat 2 an einer Spritzwand des Personenkraftwagens befestigt wird und das Hilfsbremsaggregat 3 an einer an sich beliebigen Stelle des Personenkraftwagens angeordnet werden kann. Die Bremsleitungen, die das Hilfsbremsaggregat 3 mit dem Betriebsbremsaggregat 2 verbinden, werden nachfolgend auch als Vorlaufleitungen V1, V2 und als Rücklaufleitungen R1, R2 bezeichnet.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 1 ist als Zweikreis-Bremsanlage und ihre Bremsaggregate 2, 3 sind als Zweikreis-Bremsaggregate ausgeführt. Es sind jeweils zwei Radbremsen 4 einem Bremskreis zugeordnet. Das Hilfsbremsaggregat 3 ist in jedem Bremskreis durch eine Vorlaufleitung V1, V2 und durch eine Rücklaufleitung R1, R2 an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen. Anschlusspunkte der Vorlaufleitungen V1, V2 und der Rücklaufleitungen R1, R2 sind im Betriebsbremsaggregat 2 und im Hilfsbremsaggregat 3 übereinstimmend mit V1, V2, R1 und R2 bezeichnet.
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Das Betriebsbremsaggregat 2 weist eine Kolben-Zylinder-Einheit 5 auf, deren Kolben 6 mit einem Elektromotor 7 über einen Gewindetrieb 8 als Rotations-/Translations-Wandelgetriebe in einem Zylinder 9 verschiebbar ist. Der Elektromotor 7, der Gewindetrieb 8 und die Kolben-Zylinder-Einheit 5 bilden einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 zur Erzeugung eines Bremsdrucks für eine Betriebsbremsung. Die Betriebsbremsung ist die übliche und vorgesehene Bremsbetätigung.
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Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 ist über Betriebsbremsventile 11 zwischen Trennventilen 12 und Einlassventilen 13 an die beiden Bremskreise der Fremdkraftbremsanlage 1 angeschlossen.
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Das Betriebsbremsaggregat 2 weist für jede Radbremse 4 ein Einlassventil 13 und ein Auslassventil 14 auf, mit denen Radbremsdrücke in jeder Radbremse 4 einzeln regelbar sind. Dadurch sind die Radbremsdrücke in den Radbremsen 4 und damit Bremskräfte der Radbremsen 4 im normalen Fahrbetrieb ohne Schlupf regelbar. Außerdem sind Schlupfregelungen wie Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung, Fahrdynamikregelungen, die umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet werden, automatische Bremsungen, Abstandsregelungen und dergleichen mehr möglich. Solche Regelungen sind bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Die Einlassventile 13 und die Auslassventile 14 können auch als Radbremsdruckregelventilanordnungen 13, 14 aufgefasst werden.
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Außer dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 weist das Betriebsbremsaggregat 2 einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder 15 auf, an den die Radbremsen 4 über die Trennventile 12 und die Einlassventile 13 angeschlossen sind. Das Betriebsbremsaggregat 2 weist in jedem Bremskreis ein Trennventil 12 und für jede Radbremse 4 ein Einlassventil 13 und ein Auslassventil 14 auf. Der Hauptbremszylinder 15 dient als Sollwertgeber für die in den Radbremsen 4 einzustellenden Radbremsdrücke bei einer Betriebsbremsung im Falle eines Fahrerbetriebs. Der Bremsdruck wird sowohl im Fahrerbetrieb als auch bei einem autonomen Fahren mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 erzeugt. Der Hauptbremszylinder 15 wird bei einer Betriebsbremsung durch Schließen der Trennventile 12 hydraulisch von den Radbremsen 4 getrennt.
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Wie gesagt dient der Hauptbremszylinder 15 als Sollwertgeber für die Radbremsdrücke bei einer Betriebsbremsung beim Fahrerbetrieb, bei der der Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 erzeugt wird. Bei einem Ausfall des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10 kann der Bremsdruck durch Betätigung des Hauptbremszylinders 15 erzeugt werden. Das ist eine sogenannte Hilfsbremsung mit Muskelkraft und der Hauptbremszylinder 15 kann deswegen auch als Muskelkraft-Bremsdruckerzeuger aufgefasst werden.
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Damit bei geschlossenen Trennventilen 12 Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 15 verdrängt und Kolben des Hauptbremszylinders 15 und ein Bremspedal 16 bewegt werden können, weist das Betriebsbremsaggregat 2 einen Pedalwegsimulator 17 auf, der über ein Simulatorventil 18 an einen Bremskreis des Hauptbremszylinders 15 angeschlossen ist. Der Pedalwegsimulator 17 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem federbeaufschlagten oder beispielsweise auch gasdruckbeaufschlagten Kolben.
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In der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Trennventile 12 und die Einlassventile 13 in ihren stromlosen Grundstellungen offene 2/2-Wege-Magnetventile und die Betriebsbremsventile 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10, die Auslassventile 14 und das Simulatorventil 18 in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile.
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Die hydraulischen Bauelemente des Betriebsbremsaggregats 2 der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Fremdkraftbremsanlage 1, nämlich die Ventile 11, 12, 13, 14, 18, der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10, der Hauptbremszylinder 15, der Pedalwegsimulator 17 und weitere Bauelemente wie Drucksensoren sind in Aufnahmen eines Hydraulikblocks 19 des Betriebsbremsaggregats 2 angeordnet und durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks 19 entsprechend dem gezeichneten hydraulischen Schaltplan der Fahrzeugbremsanlage 1 bzw. des Betriebsbremsaggregats 2 miteinander verbunden.
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Ein druckloser Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20, wie er von herkömmlichen Hauptbremszylindern bekannt ist, ist auf den Hydraulikblock 19 aufgesetzt und an ihn sind der Hauptbremszylinder 15 und durch ein Rückschlagventil 28 der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 angeschlossen. In einem der beiden Bremskreise ist ein Testventil 21 zwischen dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 und dem Hauptbremszylinder 15 vorgesehen. Das Testventil 21 ist im Ausführungsbeispiel ebenfalls ein in seiner stromlosen Grundstellung offenes 2/2-Wege-Magnetventil. Dem Testventil 21 ist ein in Richtung des Hauptbremszylinders 15 durchströmbares Rückschlagventil 29 hydraulisch parallelgeschaltet, das allerdings nicht bei allen Ausführungen der Erfindung vorhanden ist.
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Das Hilfsbremsaggregat 3 weist in jedem seiner beiden Bremskreise eine Hydropumpe 22 auf, die mit einem gemeinsamen Elektromotor 23 antreibbar sind. Die Hydropumpen 22 sind Kolbenpumpen, wobei andere Hydropumpen, beispielsweise Zahnradpumpen, ebenfalls möglich sind. Die Hydropumpen 22 bilden mit dem Elektromotor 23 Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 des Hilfsbremsaggregats 3.
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Saugseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 sind über Saugventile 25 und die bereits genannten Bremsleitungen, nämlich die Vorlaufleitungen V1, V2, mittels derer das Hilfsbremsaggregat 3 an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen ist, an die beiden Bremskreise des Hauptbremszylinders 15 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen. Druckseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 sind über Druckventile 26 und die Vorlaufleitungen V1, V2 an die beiden Bremskreise des Hauptbremszylinders 15 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen. Außerdem sind die Druckseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 über Bremsleitungen, nämlich die Rücklaufleitungen R1, R2, durch die das Hilfsbremsaggregat 3 an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen ist, an die Trennventile 12 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen. Dadurch ist eine Betätigung der Radbremsen 4 durch eine Erzeugung von Bremsdruck mit den Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3, die dessen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 bilden, möglich. Radbremsdrücke in den Radbremsen 4 sind mit den Einlassventilen 13 und den Auslassventilen 14 des Betriebsbremsaggregats 2 regelbar, die die Radbremsdruckregelventilanordnungen bilden, sofern diese Ventile 13, 14 und ihre Regelungen funktionsfähig sind. Mit den die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 bildenden Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 wird der Bremsdruck im Falle eines Fehlers oder eines Ausfalls des Betriebsbremsaggregats 2 erzeugt. Eine solche Bremsung wird als Hilfsbremsung bezeichnet.
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In der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Saugventile 25 des Hilfsbremsaggregats 3 als in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile und die Druckventile 26 als in ihren stromlosen Grundstellungen offene 2/2-Wege-Magnetventile ausgeführt. Bei einer Hilfsbremsung werden die Saugventile 25 geöffnet, so dass die Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 Bremsflüssigkeit durch den Hauptbremszylinder 15 aus dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 des Betriebsbremsaggregats 2 ansaugen können. Des Weiteren werden die Druckventile 26 geschlossen, um die Radbremsen 4 mit einem Bremsdruck zu beaufschlagen.
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Bei einer Betriebsbremsung werden die Radbremsen 4 durch die offenen Druckventile 26 des Hilfsbremsaggregats 3 und die in diesem Fall zu öffnenden Betriebsbremsventile 11 des Betriebsbremsaggregats 2 mit einem vom Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 oder durch die offenen Druckventile 26 des Hilfsbremsaggregats 3 und durch die offenen Trennventile 12 des Betriebsbremsaggregats 2 mit einem mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 erzeugten Bremsdruck beaufschlagt.
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Für einen schnellen Bremsdruckaufbau bei einer Hilfsbremsung ist in einem Bremskreis die Hydropumpe 22 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 24 des Hilfsbremsaggregats 3 durch ein Rückschlagventil 30 an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 30 im Hydraulikblock 19 des Betriebsbremsaggregats 2 angeordnet. Vorzugsweise ist die Hydropumpe 22 eines Primärkreises durch das Rückschlagventil 30 an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 angeschlossen, möglich ist aber auch der Anschluss der Hydropumpe 22 eines Sekundärkreises durch ein Rückschlagventil 30 oder beider Bremskreise durch je ein Rückschlagventil 30 an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 (nicht dargestellt). Der Primärkreis ist der Bremskreis, der unmittelbar über eine Pedalstange mit dem Bremspedal 16 betätigt wird.
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Die hydraulischen Bauelemente des Hilfsbremsaggregats 3, nämlich die Hydropumpen 22, die Ventile 25, 26 und weitere Bauelemente wie Drucksensoren, sind in einem Hydraulikblock 27 des Hilfsbremsaggregats 3 angeordnet und durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks 27 entsprechend dem gezeichneten hydraulischen Schaltplan miteinander verbunden, was auch als Verschaltung der hydraulischen Bauelemente 22, 25, 26 bezeichnet werden kann.
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Der Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 weist für jeden Bremskreis eine Kammer 31', 31''' und zusätzlich für den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 eine Kammer 31'', insgesamt also drei Kammern 31', 31'', 31''' auf. Das Rückschlagventil 30, durch das eine Hydropumpe 22 des Hilfsbremsaggregats 3 an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 angeschlossen ist, ist an die gleiche Kammer 31' des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 angeschlossen wie das Testventil 21. Die Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 sind an verschiedene Kammern 31', 31''' des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 angeschlossen. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 ist an eine eigene Kammer 31'' beziehungsweise an eine andere Kammer 31" des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 angeschlossen als die Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3.
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Der Hydraulikblock 19 des Betriebsbremsaggregats 2 ist entsprechend dem in 1 gezeigten hydraulischen Schaltplan verbohrt. Mit „Verbohrt“ beziehungsweise „Verbohrung“ sind die in dem Hydraulikblock 19 angebrachten Zylinderbohrungen, Aufnahmen für die Magnetventile und Anschlussbohrungen sowie die sie entsprechend dem hydraulischen Schaltplan verbindenden Leitungen gemeint. Der Hydraulikblock 19 ist kartesisch verbohrt, das heißt die Bohrungen, Aufnahmen, Anschlüsse, Leitungen usw. sind parallel und senkrecht zueinander und zu Seiten und Kanten des Hydraulikblocks 19 im Hydraulikblock 19 angebracht. Das schließt einzelne, schräg verlaufende Leitungen und Bohrungen nicht aus.
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3 zeigt eine Motorseite 32 und 4 eine gegenüberliegende Ventilseite 33 des Hydraulikblocks 19 des Betriebsbremsaggregats 2. Der Hydraulikblock 19 ist im Ausführungsbeispiel ein flacher, quaderförmiger Metallblock, der einer mechanischen Befestigung und hydraulischen Verschaltung der hydraulischen Bauelemente der Fahrzeugbremsanlage 1 dient. Bestückt mit den hydraulischen Bauelementen bildet der Hydraulikblock 19 das Betriebsbremsaggregat 2 der Fahrzeugbremsanlage 1. „Flach“ bedeutet, dass der Hydraulikblock 19 ungefähr drei bis vier mal so breit oder lang wie dick ist. Zwei gegenüberliegende große Seiten des Hydraulikblocks 19 sind im Ausführungsbeispiel nahezu quadratisch und bilden die Motorseite 32 und die Ventilseite 33. In 3 und 4 ist der Hydraulikblock 19 unbestückt gezeichnet, das heißt ohne die hydraulischen Bauelemente.
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In dem Hydraulikblock 19 ist eine Hauptbremszylinderbohrung 15', die den Hauptbremszylinder 15 bildet, parallel zu einer Oberseite 34 und in einer Mitte zwischen der Motorseite 32 und der Ventilseite 33 angebracht. In 3 und 4 ist die Hauptbremszylinderbohrung 15' mit Strichlinien dargestellt. Sie befindet sich im Ausführungsbeispiel etwas oberhalb einer Mitte des Hydraulikblocks 19 zwischen der Oberseite 34 und einer gegenüberliegenden Unterseite 35 des Hydraulikblocks 19, so dass die Hauptbremszylinderbohrung 15' etwa tangential an einer der Oberseite 34 zugewandten Seite einer Mittelebene des Hydraulikblocks 19 zwischen der Oberseite 34 und der Unterseite 35 anliegt.
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Eine Fremdkraftzylinderbohrung 9', die den Zylinder 9 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10 bildet, ist senkrecht zu der Hauptbremszylinderbohrung 15' in der Motorseite 32 (3) des Hydraulikblocks 19 angebracht und steht auf der Ventilseite 33 (4) als eine Art Dom 50 über. Die Fremdkraftzylinderbohrung 9' befindet sich etwas unterhalb der Hauptbremszylinderbohrung 15', das heißt zwischen der Hauptbremszylinderbohrung 15' und der Unterseite 35 des Hydraulikblocks 19. Die Fremdkraftzylinderbohrung 19' geht in geringem Abstand an der Hauptbremszylinderbohrung 15' vorbei. Sie ist etwas außermittig in Richtung einer Befestigungsseite 36 des Hydraulikblocks 19 versetzt angeordnet.
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Der Elektromotor 7 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10, der in 3 nicht gezeichnet ist, wird koaxial zu der Fremdkraftzylinderbohrung 9' außen an der Motorseite 32 des Hydraulikblocks 19 angeordnet. Ein Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe und der Gewindetrieb 8, der im Ausführungsbeispiel ein Kugelgewindetrieb ist, werden koaxial zu der Fremdkraftzylinderbohrung 9' zwischen zum Elektromotor 7 und dem Kolben 6 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10 angeordnet (in 3 nicht gezeichnet)
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Die Befestigungsseite 36 ist eine Schmalseite des Hydraulikblocks 19, an der die Hauptbremszylinderbohrung 15' offen ist. Die Befestigungsseite 36 grenzt an die die Oberseite 34, die Unterseite 35, die Motorseite 32 und an die Ventilseite 33 an und ist zu einer Befestigung des Hydraulikblocks 19 an einer nicht dargestellten Spritzwand eines Kraftwagens vorgesehen. Der Hydraulikblock 19 wird so an der Spritzwand des Kraftwagens befestigt, dass sich die Oberseite 34 mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 oben befindet. Die Hauptbremszylinderbohrung 15' ist an der Befestigungsseite 36 des Hydraulikblocks 19 offen, so dass ein Hauptbremszylinderkolben mittels eines Fußbremspedals, das an einer gegenüberligenden Seite der Spritzwand befestigt wird, über eine Pedalstange, die den Hauptbremszylinderkolben gelenkig mit dem Fußbremspedal verbindet, in der Hauptbremszylinderbohrung 15' verschiebbar ist.
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Das Hilfsbremsaggregat 3 wird durch vier Bremsleitungen, die beiden Vorlaufleitungen V1, V2 und die beiden Rücklaufleitungen R1, R2, und die vier Radbremsen 4 werden ebenfalls durch Bremsleitungen mit dem Hydraulikblock 19 des Betriebsbremsaggregats 2 verbunden. Zum Anschluss weist der Hydraulikblock 19 Sacklöcher auf, die hier als Anschlüsse V1', V2', R1', R2', 4' bezeichnet werden. Die Anschlüsse V1', V2', R1', R2', 4' sind in der Motorseite 32 des Hydraulikblocks 19 angebracht. Die Anschlüsse V1', V2', R1', R2', 4' sind mit dem Bezugszeichen der jeweiligen Bremsleitung ergänzt um „ ' “ bezeichnet, ihre Anordnung in der Motorseite 32 des Hydraulikblocks 19 ist in 3 zu sehen. Die Bremsleitungen werden mit nicht dargestellten Einpressnippeln in sogenannter Self-Clinch-Technik druckdicht an den Anschlüssen V1', V2', R1', R2', 4' befestigt sind. Möglich ist der Anschluss der Bremsleitungen beispielsweise auch mit Schraubnippeln.
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In der Ventilseite 33 (4) des Hydraulikblocks 19 ist parallel zu der Fremdkraftzylinderbohrung 9' und senkrecht zu der Hauptbremszylinderbohrung 15' eine Zylinderbohrung 17' des Pedalwegsimulators 17 angebracht, dessen Lage in 3 mit Strichlinien dargestellt ist. Die Zylinderbohrung 17' befindet sich im Ausführungsbeispiel zwischen der Hauptbremszylinderbohrung 15' und der Unterseite 35 des Hydraulikblocks 19 und näher an der Unterseite 35 als an der Hauptbremszylinderbohrung 15' und zwischen der Fremdkraftzylinderbohrung 9' und einer der Befestigungsseite 36 gegenüberliegenden Schmalseite 48 des Hydraulikblocks 19.
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Außerdem sind Aufnahmen für die Magnetventile 12, 13, 14, 18 der Fremdkraftbremsanlage 1 und Aufnahmen für weitere Bauelemente der FremdkraftBremsanlage 1 wie Drucksensoren in der Ventilseite 33 des Hydraulikblocks 19 angebracht. Die Aufnahmen, die in 4 mit der Bezugszahl des jeweiligen Magnetventils oder sonstigen Bauelements ergänzt um einen „ ' “ bezeichnet sind, sind zylindrische, teilweise durchmessergestufte Senkungen oder Sacklöcher im Hydraulikblock 19. Die hydraulischen Bauelemente werden in die Aufnahmen eingesetzt und umlaufend druckdicht verstemmt. Von den Magnetventilen 12, 13, 14, 18 befinden sich hydraulische, die eigentlichen Ventile bildende Abschnitte in den Aufnahmen, Anker und Magnetspulen, die in Ventildomen untergebracht sind, stehen von der Ventilseite 33 des Hydraulikblocks 19 ab.
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Zwischen der Fremdkraftzylinderbohrung 9' und der Unterseite 35 sind drei von der Motorseite 32 zu der Ventilseite 33 durchgehende Durchgangslöcher als Motoranschlussbohrungen 37 zu einer Stromversorgung des Elektormotors 7 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10 im Hydraulikblock 19 angebracht. Die Motoranschlussbohrungen 37 sind auf einem gedachten Bogen um die Fremdkraftzylinderbohrung 9' herum zwischen der Fremdkraftzylinderbohrung 9' und der Unterseite 35 im Hydraulikblock 19 angebracht. Ebenfalls auf dem gedachten Bogen, auf dem die Motoranschlussbohrungen 37 angebracht sind, ist eine Signalbohrung 38 für Steuerleitungen und/oder Signalleitungen zu oder von dem Elektromotor 7 in dem Hydraulikblock 19 angebracht.
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In der Oberseite 34 weist der Hydraulikblock 19 drei Anschlüsse 20', 20'', 20''' für die drei Kammern 31', 31'', 31''' des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 auf, die im Ausführungsbeispiel als zylindrische Sacklöcher ausgeführt sind. Beim Aufsetzen des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 auf die Oberseite 34 des Hydraulikblocks 19 gelangen Anschlussnippel am Boden des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 wie bei einem 3-poligen Stecker in die Anschlüsse 20', 20'', 20''' in der Oberseite 34 des Hydraulikblocks 19, wodurch die drei Kammern 31', 31'', 31''' des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 mit den Bremskreisen der Fremdkraftbremsanlage 1 verbunden sind. Zu ihrer Abdichtung weisen die Anschlussnippel am Boden des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 O-Ringe auf. Die Anschlüsse 20', 20'', 20''' sind in einer Längsrichtung der Oberseite 34 des Hydraulikblocks 19 hintereinander in ungefähr einem mittleren Drittel der Oberseite 34 angeordnet. Auf die Ventilseite 33 gesehen befinden sich die Anschlüsse 20', 20'', 20''' nebeneinander. Auf die Oberseite 34 gesehen weisen die Anschlüsse 20', 20'', 20''' Versatz zueinander auf, ein mittlerer Anschluss 20" befindet sich näher an der Ventilseite 33 und die beiden äußeren Anschlüsse 20', 20"' befinden sich näher an der Motorseite 32.
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In 5 und 6 ist der Hydraulikblock 19 des Betriebsbremsaggregats 2 durchsichtig gezeichnet, um seine Verbohrung zu zeigen. Zur klareren Darstellung ist in 5 und 6 nur ein Teil der Verbohrung gezeichnet.
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Zu einer hydraulischen Verbindung einer der drei Kammern 31' des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 mit einer der beiden Vorlaufleitungen V1' zum Hydraulikblock 27 des Hilfsbremsaggregats 3 führt von einem Grund eines der Anschlüsse 20' in der Oberseite 34 des Hydraulikblocks 19 des Betriebsbremsaggregats 2 eine Bohrung als erste Vorlaufleitung 39 in Richtung der Hauptbremszylinderbohrung 15' und nach einer Abwinklung weiter parallel zur Hauptbremszylinderbohrung 15' in Richtung der der Befestigungsseite 36 gegenüberliegenden Schmalseite 48 des Hydraulikblocks 19, bis die erste Vorlaufleitung 39 in eine Druckleitung 40 mündet, die von dem Anschluss V1' für den Vorlauf zur Hauptbremszylinderbohrung 15' führt (5). Die erste Vorlaufleitung 39 ist von der Befestigungsseite 36 oberhalb der Hauptbremszylinderbohrung 15' im Hydraulikblock 19 angebracht. Im Ausführungsbeispiel ist die erste Vorlaufleitung 39 einem Primärkreis der Fremdkraftbremsanlage 1 zugeordnet.
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Alternativ kann die Vorlaufleitung 39 vom Grund des Anschlusses 20' für den Bremsflüssigkeitsbehälter 20 unmittelbar nach unten in die Hauptbremszylinderbohrung 15' führen. Diese Alternative ist in 5 mit Strichlinien dargestellt.In diesem Fall entfällt der parallel zur Hauptbremszylinderbohrung 15' im Hydraulikblock 19 verlaufende Abschnitt der Vorlaufleitung 39.
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Am Grund des Anschlusses 20' der einen Kammer 31' für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 20 ist eine Senkung als Aufnahme 30' für das Rückschlagventil 30 im Vorlauf V1 vom Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 zu einer der beiden Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 im Hydraulikblock 19 angebracht. Das Rückschlagventil 30 ist in 5 vereinfacht als Schaltzeichen gezeichnet.
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Eine zweite Vorlaufleitung 41, die im Ausführungsbeispiel einem Sekundärkreis der Fremdkraftbremsanlage 1 zugeordnet ist, führt wie ebenfalls in 5 zu sehen im Hydraulikblock 19 des Betriebsbremsaggregats 2 von einem geschlossenen Ende der Hauptbremszylinderbohrung 15', also nahe der der Befestigungsseite 36 gegenüberliegenden Schmalseite 48, ein kurzes Stück nach oben in Richtung der Oberseite 34 und nach einer Abwinklung parallel zur Hauptbremszylinderbohrung 15' in Richtung der Befestigungsseite 36. Nach einer weiteren Abwinklung wieder nach oben mündet die zweite Vorlaufleitung 41 an einem Grund in den Anschluss V2' des zweiten Vorlaufs V2.
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Zur Verbindung einer der drei Kammern 31' des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 mit dem Hauptbremszylinder 15 führt eine als Bohrung ausgeführte Ausgleichsleitung 42 neben einem der drei Anschlüsse 20' für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 von der Oberseite 34 des Hydraulikblocks 19 nach unten und nach einer Abwinklung in Höhe der Hauptbremszylinderbohrung 15' zur Befestigungsseite 36 (6). Die Ausgleichsleitung 42 befindet sich nahe an der Ventilseite 33 zwischen der Hauptbremszylinderbohrung 15' und der Ventilseite 33. In den Anschluss 20' für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 mündet die Ausgleichsleitung 42 mit einer kurzen Stichleitung 43 radial zum Anschluss 20' und in die Aufnahme 21' für das Testventil 21 mit einer Schrägleitung 44. Zweck der Ausgleichsleitung 42 ist ein Ausgleich von Temperaturänderungen und Bremsbelagverschleiß: bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 15 kann durch die Ausgleichsleitung 42 Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter 20 in den Hauptbremszylinder 15 und umgekehrt fließen.
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Von einem Grund der Aufnahme 21' für das Testventil 21 führt ein letzter Abschnitt 45 der Ausgleichsleitung 42 tangential zur Hauptbremszylinderbohrung 15'. Der letzte Abschnitt 45 der Ausgleichsleitung 42 schneidet die Hauptbremszylinderbohrung 15' tangential an einer der Oberseite 34 des Hydraulikblocks 19 zugewandten Umfangsstelle der Hauptbremszylinderbohrung 15', so dass sich der Hauptbremszylinder 15 entlüften lässt.
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Eine Saugleitung 47 führt von von einem Grund des dritten Anschluss 20''' für den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 2 senkrecht nach unten zu der Hauptbremszylinderbohrung 15' und mündet in eine die Hauptbremszylinderbohrung 15' umschließenden Nut 49.
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Die Verbindung des Anschlusses R1' eines der beiden Rückläufe R1 in der Motorseite 32 des Hydraulikblocks 19 mit der Aufnahme 12' für eines der beiden Trennventile 12 in der Ventilseite 33 des Hydraulikblocks 19 erfolgt mit einer zweiten, abgewinkelten Druckleitung 46, die in einer Mittelebene in einer Mitte zwischen der Motorseite 32 und der Ventilseite 33 des Hydraulikblocks 19 im Hydraulikblock 19 angebracht ist. Die zweite Druckleitung 46 führt von dem Anschluss R1' des Rücklaufs R1 parallel zu der Unterseite 35 in Richtung der Befestigungsseite 36 und parallel zur Befestigungsseite 36 nach oben bis zu der Aufnahme 12' für das Trennventil 12. Die zweite Druckleitung 46 ist in 5 gezeichnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/143312 A1 [0003]
- DE 102016202113 A1 [0004]