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Die Erfindung betrifft eine auch als Bremssystem bezeichnete Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits der
DE 10 2009 032 281 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Bremsanlage weist wenigstens einen Bremsdruckgeber mit wenigstens oder genau einem auch als Hauptbremszylinder bezeichneten Hauptzylinder auf. Vorgesehen ist auch ein an den Hauptbremszylinder angeschlossenen und von einer Bremsflüssigkeit durchströmbarer Bremskreis, welcher eine mit einer mittels der Bremsflüssigkeit betätigbaren Radbremse verbundene Bremsleitung aufweist, in welcher ein Einlassventil angeordnet ist. Insbesondere kann die Radbremse über die Bremsflüssigkeit mittels des Hauptzylinders betätigt werden, insbesondere dadurch, dass eine Person wie beispielsweise der Fahrer oder die Fahrerin des Kraftfahrzeugs den Hauptbremszylinder, insbesondere über ein Bremspedal, betätigt. Der Bremskreis weist eine an der Radbremse angeschlossene Rücklaufleitung auf, in welcher ein Auslassventil angeordnet ist. Des Weiteren weist der Bremskreis einen Niederdruckspeicher auf, mit welchem die Rücklaufleitung verbunden ist. Der Bremskreis weist auch einen in der Bremsleitung stromab des Hauptzylinders und stromauf des Einlassventils angeordnetes Druckregelventil auf. Der Bremskreis umfasst außerdem eine Pumpe, welche eine Saugseite und eine Druckseite aufweist. Die Pumpe kann beispielsweise die Bremsflüssigkeit von ihrer Saugseite auf ihrer Druckseite fördern und insbesondere über jede Druckseite von sich wegfördern. Die Pumpe ist auf ihrer Druckseite mit der Bremsleitung an einer ersten Verbindungsstelle fluidisch verbunden, welche stromauf des Einlassventils und stromab des Druckregelventils angeordnet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bremsanlage der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bremsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine auch als Bremssystem bezeichnete Bremsanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Bremskreis ein auf der Saugseite der Pumpe angeordnetes Umschaltventil aufweist, welches zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar ist. In dem ersten Schaltzustand ist die Saugseite der Pumpe an einer stromab des Hauptzylinders und stromauf des Druckregelventils angeordneten, zweiten Verbindungsstelle fluidisch mit der Bremsleitung verbunden, während die Saugseite der Pumpe von dem Niederdruckspeicher fluidisch getrennt ist. Dadurch kann beispielsweise durch Betreiben der Pumpe die Bremsflüssigkeit von der zweiten Verbindungsstelle über das sich in dem ersten Schaltzustand befindende Umschaltventil, welches auch als Wechselventil bezeichnet wird, zu der Pumpe gefördert und insbesondere von der Saugseite auf die Druckseite der Pumpe gefördert werden, wobei die Bremsflüssigkeit mittels der Pumpe weiter, beispielsweise zu der Radbremse, gefördert werden kann. Da dabei die Saugseite der Pumpe von dem Niederdruckspeicher fluidisch getrennt ist, unterbleibt dabei, dass die Pumpe Bremsflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher herausfördert, insbesondere ansaugt. In dem zweiten Schaltzustand ist die Saugseite der Pumpe von der zweiten Verbindungsstelle fluidisch getrennt, während die Saugseite der Pumpe mit dem Niederdruckspeicher fluidisch verbunden ist. Hierdurch kann beispielsweise durch Betreiben der Pumpe die Bremsflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher herausgefördert und zu der Pumpe insbesondere von deren Saugseite auf deren Druckseite gefördert und beispielsweise weiter zu der und in die Radbremse gefördert werden, wobei dadurch, dabei die Saugseite der Pumpe von der zweiten Verbindungsstelle fluidisch getrennt ist, unterbleibt, dass die Pumpe die Bremsflüssigkeit an der zweiten Verbindungsstelle ansaugt. Hierdurch kann ein besonders vorteilhafter Betrieb der Bremsanlage realisiert werden. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: für Fahrmanöver, die eine sehr hohe Druckaufbaudynamik erfordern und keinen Fahrervordruck in dem auch als Bremssystem bezeichneten Bremskreis anliegen haben, beispielsweise dadurch, dass eine durch eine Person bewegte Betätigung des Hauptzylinders unterbleibt, wird die Druckdynamik durch den Saugwiderstand und das verfügbare Volumen an Bremsflüssigkeit begrenzt. Solche Fahrmanöver können beispielsweise Roll-Over-Mitigationen-Funktionen oder Hinderniserkennung sein. Der Druckaufbau wird somit zunächst durch die physikalischen Widerstände in der Bremsanlage begrenzt, bevor die hydraulische Pumpe an ihre Pumpgrenze stößt. Die Erfindung ermöglicht nun einen Aufbau und ein Verfahren zum Betreiben einer ESP-Hydraulikeinheit, die beispielsweise Bestandteil der Bremsanlage sein und den Bremskreis umfassen kann. Insbesondere betrifft die Erfindung die Realisierung von Fahrmanövern mit hoher Druckaufbaudynamik ohne Fahrerforderung. Dabei ist erfindungsgemäß das auch als Wechselventil bezeichnete Umschaltventil vorgesehen, welches so ausgeführt ist, dass dieses zwischen den Schaltzuständen umgeschaltet werden kann. Grundsätzlich sind der Saugseite der Pumpe zwei Saugpfade zugeordnet. Über einen der ersten der Saugpfade kann die Pumpe über ihre Saugseite die Bremsflüssigkeit an der zweiten Verbindungsstelle ansaugen und zu sich fördern. Über den zweiten Saugpfad kann die Pumpe die Bremsflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher, welcher einfach auch als Druckspeicher bezeichnet wird, ansaugen und sich fördern.
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In dem ersten Schaltzustand ist sozusagen der erste Saugpfad freigeschaltet, während der zweite Saugpfad unterbrochen ist, und in dem zweiten Schaltzustand ist sozusagen der zweite Saugpfad freigeschaltet, während der erste Saugpfad unterbrochen ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ermöglicht es das Umschaltventil, zwischen den beiden Saugpfaden aus Niederdruckspeicher (NDS) und Hauptzylinder beziehungsweise HZ-Zuleitung umzuschalten (HZ Hauptzylinder). Hierdurch ist es möglich, mit einer auch als Prefill-Funktion bezeichneten Vorfüllfunktion die Radbremse bereits vorzufüllen und gleichzeitig über das geöffnete Auslassventil auch den Niederdruckspeicher, der beispielsweise in einem sekundären Kreis angeordnet ist, ebenfalls mit einer definierten Vorladung der Bremsflüssigkeit zu befüllen. Dabei ist erfindungsgemäß der Niederdruckspeicher hinsichtlich seiner Befederung und seiner Kolbenfläche so ausgelegt, dass durch Betreiben der Pumpe und ohne Fahrervordruck, das heißt ohne eine durch eine Person bewegte Betätigung des Hauptzylinders ein Lüftspiel oder ein Anlegedruck der Radbremse überwindbar sind und hierbei ein vorgegebenes oder vorgebbares Volumen der Bremsflüssigkeit in den Niederdruckspeicher aufnehmbar ist. Ein Druckniveau der Vorfüllfunktion zum Vorfüllen sowohl des Niederdruckspeichers als auch der Radbremse wird dabei so gewählt, dass das Lüftspiel und der Anlegedruck für die Radbremse überwunden sind oder werden und insbesondere konstruktive Auslegung des Niederdruckspeichers das definierte oder definierbare Volumen zu diesem Druck aufnimmt. Die Auslegung des Niederdruckspeichers erfolgt hierbei über seine entsprechende Befederung und seine Kolbenfläche innerhalb des Niederdruckspeichers. Insbesondere ist die Kolbenfläche eine Fläche eines Kolbens des Niederdruckspeichers, dessen Kolben beispielsweise translatorisch bewegbar in einem Gehäuse des Niederdruckspeichers angeordnet ist. Unter der Befederung ist eine insbesondere mechanische Feder zu verstehen, mittels welcher beispielsweise der Kolben insbesondere entlang seiner Bewegungsrichtung, entlang welcher der Kolben relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbar ist, federbelastet oder federbelastbar ist. Vorzugsweise kann hier eine zweistufige Befederung für eine zielkonfliktminimierte Auslegung des Niederdruckspeichers vorgenommen werden. Überflüssiges Volumen, insbesondere der Bremsflüssigkeit, kann, insbesondere wie üblich, insbesondere über ein Druckstellventil, welches beispielsweise das Auslassventil ist, abfließen. Hierdurch ist es möglich, die hydraulische Pumpe auf einen bevorstehenden Druckaufbau mit Volumen zu versorgen und die Pumpe in einem Leerlauf, insbesondere mit einem Druckniveau der Vorfüllfunktion zu betreiben, sodass diese bei Anforderung unverzüglich eine maximale Druckdynamik stellen kann. Insbesondere können durch die Erfindung zumindest die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Verbesserung der Druckaufbaudynamik bei fehlendem Fahrervordruck durch vorbefüllten Niederdruckspeicher
- - keine zusätzlichen Ventile zur Realisierung dieser Funktion
- - Trägheit für Pumpenanlauf wird mit einer vorgelagerten Funktion bereits überwunden, Vorkonditionierung des hydraulischen Systems möglich.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine auch als Bremssystem oder System bezeichnete Bremsanlage 10 für ein Kraftfahrzeug. Die Bremsanlage 10 weist hier in der Figur besonders schematisch dargestellte Radbremsen 12a-d auf, mittels welchen jeweilige Fahrzeugräder abgebremst werden können. Des Weiteren weist die Bremsanlage 10 zwei Hauptzylinder 14a, b auf, die beispielsweise durch eine Person wie beispielsweise den Fahrer oder die Fahrerin des Kraftfahrzeugs betätigt werden können, insbesondere über ein Bremspedal und insbesondere dadurch, dass die Personen das Bremspedal betätigt, insbesondere niederdrückt. Die Hauptzylinder 14a, b sind Bestandteile eines Bremsdruckgebers, mittels welchem die Person die Bremsflüssigkeit unter Druck setzen und dadurch die Radbremse 12a-d betätigen.
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An den jeweiligen Hauptzylinder 14a, b ist ein jeweiliger Bremskreis 16a, b angeschlossen, wobei der jeweilige Bremskreis 16a, b von einer Bremsflüssigkeit durchströmbar ist. Die Radbremsen 12a-d sind mittels der Bremsflüssigkeit betätigbar, insbesondere dadurch die Fahrzeugräder abzubremsen. Der jeweilige Bremskreis 16a, b weist eine von der Bremsflüssigkeit durchströmbare Bremsleitung 18 auf, über welche die jeweilige Radbremse 12a-d mit der Bremsflüssigkeit versorgbar ist. Dabei ist in der jeweiligen Bremsleitung 18 ein jeweiliges Einlassventil 20 angeordnet. An der jeweiligen Radbremse 12a-d ist eine jeweilige Rücklaufleitung 22 angeschlossen über welche die Bremsflüssigkeit von der jeweiligen Radbremse 12a-d abgeführt werden kann. In der jeweiligen Rücklaufleitung 22 ist ein jeweiliges Auslassventil 24 angeordnet, sodass die Bremsflüssigkeit über das jeweilige Auslassventil 24 von der jeweiligen Radbremse 12a-d abgeführt werden kann. Der jeweilige Bremskreis 16a, b weist außerdem einen jeweiligen Niederdruckspeicher 26 auf, in welchem beispielsweise die von der jeweiligen Radbremse 12a-d abgeführte Bremsflüssigkeit eingeleitet und zumindest vorübergehend aufgenommen werden kann. Dabei ist die jeweilige Rücklaufleitung 22 mit dem jeweiligen Niederdruckspeicher 26 fluidisch verbunden. In der jeweiligen Bremsleitung 18 ist stromab des jeweiligen Hauptzylinders 14a, b und stromauf des jeweiligen Einlassventils 20 ein jeweiliges Druckregelventil 28 des jeweiligen Bremskreises 16a, b angeordnet. Beispielsweise ist das jeweilige Druckregelventil 28 als ein jeweiliges Trennventil ausgeführt. Des Weiteren weist der jeweilige Bremskreis 16a, b eine jeweilige, beispielsweise nicht elektrisch betreibbare Pumpe 30 auf, welche eine jeweilige Saugseite S und eine jeweilige Druckseite D aufweist. Die jeweilige Pumpe 30 kann die Bremsflüssigkeit von ihrer jeweiligen Saugseite S auf ihre jeweilige Druckseite D fördern, beispielsweise über ihre jeweilige Druckseite D von sich weg fördern. Auf ihrer jeweiligen Druckseite D ist die jeweilige Pumpe 30 mit der jeweiligen Bremsleitung 8 in den jeweiligen Bremskreis 16a, b an einer jeweilige, ersten Verbindungsstelle V1 fluidisch verbunden. Aus er Fig. ist erkennbar, dass in dem jeweiligen Bremskreis 16a, b, insbesondere in der jeweiligen Bremsleitung 18 des jeweiligen Bremskreises 16a, b die jeweilige, erste Verbindungsstelle V1 stromab des jeweiligen Druckregelventils 28 und stromauf des jeweiligen Einlassventils 20 angeordnet ist.
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Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Bremsanlage 10 realisieren zu können, weist der jeweilige Bremskreis 16a, b ein jeweiliges, auch als Wechselventil bezeichnetes Umschaltventil 32 auf, welches auf der jeweiligen Saugseite S der jeweiligen Pumpe 30 angeordnet ist. Das jeweilige Umschaltventil 32 ist zwischen zwei Schaltzuständen umschaltbar, nämlich an dem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand. Insbesondere können die in der Fig. gezeigten Ventile elektrisch betreibbar und somit elektrisch umschaltbar sein, wobei in der Fig. die gezeigten Ventile in ihrem jeweiligen, stromlosen Zustand gezeigt sind. In dem jeweiligen, ersten Schaltzustand des jeweiligen Umschaltventils 32 ist die jeweilige Saugseite S der jeweiligen Pumpe 30 an einer jeweiligen, stromab des jeweiligen Hauptzylinders 14a, b und stromauf des jeweiligen Druckregelventils 28 angeordneten, zweiten Verbindungsstelle V2 fluidisch mit der jeweiligen Bremsleitung 18 des jeweiligen Bremskreises 16a, b verbunden, während die jeweilige Saugseite S der jeweiligen Pumpe 30 von dem jeweiligen Niederdruckspeicher 26 des jeweiligen Bremskreises 16a, b, fluidisch getrennt ist. In dem zweiten Schaltzustand des jeweiligen Umschaltventils 32 ist die jeweilige Saugseite S der jeweiligen Pumpe 30 von der jeweiligen, zweiten Verbindungsstelle V2 des jeweiligen Bremskreises 16a, b, fluidisch getrennt, während die jeweilige Saugseite S der jeweiligen Pumpe 30 mit dem jeweiligen Niederdruckspeicher 26 des jeweiligen Bremskreises 26a fluidisch verbunden ist.
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Außerdem ist beispielsweise der Niederdruckspeicher 26 hinsichtlich seiner Befederung und seiner Kolbenfläche so ausgelegt, dass durch Betreiben der jeweiligen Pumpe 30 und ohne eine durch eine Person bewirkte Betätigung des jeweiligen Hauptzylinders 14a, b ein Lüftspiel und ein Anlegedruck der jeweiligen Radbremse 12a-d überwindbar sind und hierbei ein vorgegebenes oder vorgebbares Volumen der Bremsflüssigkeit in dem Niederdruckspeicher 26 des jeweiligen Bremskreises 16a, b aufnehmbar ist. Mit anderen Worten, der jeweilige Niederdruckspeicher 26 des jeweiligen Bremskreises 16a, b wird insbesondere gemeinsam mit einem jeweiligen Volumenbedarf der jeweiligen Radbremse 12-d so ausgelegt, insbesondere hinsichtlich seiner Befederung und Kolbenfläche, das bei einem anstehenden Vorfülldruck, welcher auch als Prefill-Druck bezeichnet wird, zur Überwindung des Lüftspiels und einem Anlegen von Bremsbelägen der Radbremsen 12a-d anschließend ein Druck, insbesondere entsprechend volumenäquivalent, nahe eines Blockierdruckniveaus erzielt werden kann. Eine Dimensionierung des Niederdruckspeichers 26 wird dabei beispielsweise so gestaltet, dass trotz dieser Vorladung, ausreichend Volumen aufgenommen werden kann, sollte es beispielsweise zu einer ABS-Bremsung auf niedrigem Reibwert kommen. Alle bekannten LESP-Regelfunktionen können durch das jeweilige, beispielsweise Saugpfadventil ausgebildete Umschaltventil 32 realisiert werden. Somit stellt die Anforderung des jeweiligen Saugpfadventils eine erweiterte Funktionalität zur kontrollierten und druckgesteuerten Vorbefüllung der Radbremse 12a-d und/oder dem Niederdruckspeicher 26 dar.
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Des Weiteren weist der jeweilige Bremskreis 16a-b ein jeweiliges Rückschlagventil 31 auf, welches auf der jeweiligen Druckseite D der jeweiligen Pumpe 30 des jeweiligen Bremskreises 16a-b angeordnet und dabei stromab der jeweiligen Pumpe 30 und stromauf der jeweiligen, ersten Verbindungsstelle V1 des jeweiligen Bremskreises 16a, b angeordnet ist. das jeweilige Rückschlagventil 31 sperrt, insbesondere selbständig, für eine Strömung von der jeweiligen Verbindungsstelle V1 hin zu der jeweiligen Pumpe 30 und öffnet, insbesondere selbstständig, für eine Strömung der Bremsflüssigkeit von der jeweiligen Pumpe 30 hin zu der jeweiligen Verbindungsstelle V1.
