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Die
Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage
vom Typ „Brake-by-wire", mit einer Bremsdruckmodulationsvorrichtung,
die in einer „Brake-by-Wire"-Betriebsart einen über ein Bremspedal vorgegebenen
Bremsbetätigungswunsch
des Fahrers erfasst und Radbremsen mit entsprechenden Bremsdrücken beaufschlagt,
mit einem drucklosen Druckmittelbehälter und mit einer mittels
einer elektronischen Steuereinheit ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle,
umfassend eine hydraulische Pumpe sowie einen Hochdruckspeicher,
wobei die hydraulische Pumpe durch einen Elektromotor angetrieben
wird und der Hochdruckspeicher durch die Pumpe aufladbar ist.
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Derartige
elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen sind allgemein bekannt.
Als nachteilig wird dabei angesehen, dass ein Druckmittel-Gas-Gemisch,
welches im Falle einer Undichtigkeit des Hochdruckspeichers entsteht, über Druckmittelleitungen
zu den Radbremsen und von dort in den Druckmittelbehälter gelangt
und über
die Belüftungsöffnung des
Druckmittelbehälters
ungehindert als Aerosol aus dem Druckmittelbehälter austritt. Trifft das Gemisch
dabei auf heiße
Bauteile im Motorraum, kann sich das Druckmittel aufgrund seiner
großen spezifischen
Oberfläche
leicht entzünden
und einen Brand verursachen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dahingehend verbesserte
elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage vom Typ „Brake-by-wire" bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Druckmittelbehälter
Mittel zur Reduzierung einer Brandgefahr infolge Austreten eines
Druckmittel-Gas-Gemisches aus dem Druckmittelbehälter aufweist, welches im Falle
einer Undichtigkeit des Hochdruckspeichers über Druckmittelleitungen in
den Druckmittelbehälter
gelangt. Das Risiko eines Brandes wird dadurch reduziert.
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In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Druckmittelbehälter eine Öffnung und
eine, sich daran anschließende
Leitung auf, um das Druckmittel-Gas-Gemisch kontrolliert an eine
definierte Stelle in einem Motorraum abzuleiten. Da das Gemisch
ein erheblich größeres Volumen
als das reine Druckmittel in Anspruch nimmt, entweicht das Gemisch
unter Druck aus dem Druckmittelbehälter. Das Druckmittel-Gas-Gemisch wird daher
mittels der Leitung an eine beliebige Stelle im Motorraum geleitet, womit
sichergestellt ist, dass das Gemisch nicht auf heiße Bauteile
treffen und sich nicht entzünden
kann.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Öffnung mittels einer aerosoldurchlässigen Membran
verschlossen. Bei der Vermischung des Druckmittels mit dem Gas entsteht
ein Druckmittel-Gas-Gemisch in Schaum- und in Aerosolform. Die Membran
erfüllt
zum einen die Funktion der Belüftung
des Druckmittelbehälters,
zum anderen wird das Druckmittel-Gas-Gemisch in Schaumform in dem Druckmittelbehälter zurückgehalten
und das Gas des Druckmittel- Gas-Gemisches
in Aerosolform zum Teil von dem Druckmittel getrennt.
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Vorzugsweise
kann ein weiterer, zusätzlicher Behälter vorgesehen
werden, welcher sich an die Leitung anschließt und zum Auffangen des Druckmittel-Gas-Gemisches
dient. Das Druckmittel kann fachgerecht entsorgt werden und eine
Brandgefahr ist damit ausgeschlossen.
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Eine
einfache Bauweise des Druckmittelbehälters wird dadurch erreicht,
dass der zusätzliche Behälter als
eine in dem Druckmittelbehälter
integrierte, separate Kammer ausgebildet ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Druckmittelbehälter einen
dicht verschraubten Deckel auf, wobei die Öffnung in dem Deckel vorgesehen
ist. Das Auffangen des Druckmittel-Gas-Gemisches ist somit ohne
ein zusätzliches Bauteil
möglich
und die Öffnung
in der Behälterwand des
Druckmittelbehälters
kann entfallen.
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Der
Druckmittelbehälter
weist gemäß einer weiteren
vorzugsweisen Ausführungsform
einen Druckmittelabscheider auf, welcher das Druckmittel des Druckmittel-Gas-Gemisches
von dem Gas trennt, wobei das Gas durch eine, mit einer gasdurchlässige Membran
versehenen Öffnung
aus dem Druckmittelbehälter
entweichen kann. Das Druckmittel verbleibt im Druckmittelbehälter, wodurch
die Gefahr eines Brandes durch austretendes Druckmittel ausgeschlossen
ist. Dieser Druckmittelabscheider besteht vorzugsweise aus einem
Werkstoff mit hoher Porosität
wie beispielsweise einem Naturschwamm.
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Vorteilhafterweise
ist der Druckmittelabscheider im Inneren einer separaten Kammer
des Druckmittelbehälters
angeordnet und deckt die Öffnung
ab, wobei die Membran die Öffnung
von außen abdeckt,
um den Druckmittelabscheider vor einem Eindringen von Flüssigkeit
von außen
zu schützen.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsformen
aufzeigt. Es zeigt stark schematisiert:
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1 den Aufbau einer elektrohydraulischen
Kraftfahrzeugbremsanlage;
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2 eine erste Ausführungsform
eines Druckmittelbehälters
für eine
elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage;
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3 eine zweite Ausführungsform
eines Druckmittelbehälters
für eine
elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage und
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4 eine dritte Ausführungsform
eines Druckmittelbehälters
für eine
elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage.
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Die
in 1 der Zeichnung lediglich
schematisch dargestellte Fahrzeugbremsanlage des Typs „Brake-by-wire" weist eine mittels
eines Bremspedals 1 betätigbare
Betätigungseinheit 2 auf,
die im Wesentlichen aus einem zweikreisigen Druckgeber bzw. Hauptbremszylinder 3 sowie
einem drucklosen Druckmittelbehälter 6 besteht.
Der Hauptbremszylinder 3 weist seinerseits zwei voneinander
getrennte Druckräume 4, 5 auf,
die mit dem Druckmittelbehälter 6 in
Verbindung stehen. Der Druckmittelbehälter 6 ist in 1 lediglich schematisch
und stark vereinfacht dargestellt, wobei die 2 bis 4 Ausführungsformen
des Druckmittelbehälters 6 zeigen.
An den ersten Druckraum (Primärdruckraum) 4 sind
mittels einer absperrbaren ersten hydraulischen Leitung 11 eine
dem rechten Vorderrad des Kraftfahrzeugs zugeordnete Radbremse 7 sowie
eine dem rechten Hinterrad des Kraftfahrzeugs zugeordnete Radbremse 8 angeschlossen.
Das Absperren der Leitung 11 erfolgt mittels eines ersten
Trennventils 9. Die Ausgangsseite des ersten Trennventils 9 ist
mittels einer hydraulischen Verbindungsleitung einerseits direkt
mit der Radbremse 7 und andererseits über ein Druckausgleichsventil 13 mit
der Radbremse 8 verbunden.
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Der
zweite Druckraum 5 des Hauptbremszylinders 3 ist über eine
mittels eines zweiten Trennventils 10 absperrbare zweite
hydraulische Leitung 12 mit dem anderen Radbremsenpaar 14, 15 verbindbar,
das dem linken Hinterrad des Kraftfahrzeugs sowie dem linken Vorderrad
des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Die Ausgangsseite des zweiten
Trennventils 10 ist einerseits direkt mit der Radbremse 15 und andererseits über ein
weiteres Druckausgleichsventil 29 mit der Radbremse 14 verbunden
ist. Ein Drucksensor 25 ermöglicht die Erfassung des im
zweiten Druckraum 5 eingesteuerten hydraulischen Druckes. Ansonsten
entspricht der Aufbau des an den zweiten Druckraum 5 des
Hauptbremszylinders 3 angeschlossenen hydraulischen Kreises
identisch dem des in der vorstehenden Beschreibung erläuterten Bremskreises 11,
so dass er im nachfolgenden Text nicht mehr erörtert zu werden braucht.
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Wie
der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, ist ein als Druckquelle dienender,
als Faltenbalgspeicher ausgeführter
Hochdruckspeicher 21 vorgesehen. Der vom Hochdruckspeicher 21 aufgebrachte hydraulische
Druck wird mittels eines Drucksensors 37 ermittelt. Dem
Aufladen des Hochdruckspeichers 21 dient ein Motor-Pumpen-Aggregat 20,
das seinerseits aus einer mittels eines Elektromotors 22 angetriebenen
Pumpe 23 besteht, der ein Überdruckventil 24 parallel
geschaltet ist. Die Saugseite der Pumpe 23 ist an dem Druckmittelvorratsbehälter 6 angeschlossen.
Der Hochdruckspeicher 21 ist mit den Eingangsanschlüssen von
Einlassventile 16, 17, 18, 19 direkt
verbunden, zwischen deren Ausgangsanschlüssen die Druckausgleichsventile 13, 29 geschaltet
sind, die eine radindividuelle Regelung der in den Radbremsen 7, 8, 14, 15 eingesteuerten
hydraulischen Drücke
ermöglichen.
Sämtlichen
Radbremsen 7, 8, 14, 15 sind
Drucksensoren 30, 31, 32, 33 zugeordnet.
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Mit
dem Hauptbremszylinder 3 wirkt ein Wegsimulator 28 zusammen,
der dem Fahrzeugführer
im „Brake-by-wire"-Modus das gewöhnliche
Gefühl
am Bremspedal 1 vermittelt. Der Hauptbremszylinder 3,
der Wegsimulator 28, die Druckquelle sowie die Ventile
bilden die Bremsmodulationsvorrichtung.
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Dem
Abbau des in den Radbremsen 7, 8 eingesteuerten
hydraulischen Druckes dienen zwei Auslassventile 26, 27 deren
Ausgangsanschlüsse
an eine zum Druckmittelvorratsbehälter 6 führende Leitung 66 angeschlossen
sind.
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Der
Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 20, der vorhin erwähnten Ventile 9, 10, 16, 17, 18, 19, 26, 27 sowie
der dem zweiten Bremskreis 12 zugeordneten, nicht näher bezeichneten
Auslassventile, die in einer lediglich schematisch angedeuteten
hydraulischen Steuereinheit (HCU) integriert sind, dient eine elektronische
Steuereinheit ECU 34, der insbesondere die Ausgangssignale
der Drucksensoren 25, 30, 31 32, 33 sowie
einer vorzugsweise redundant ausgeführten Bremswunscherfassungsvorrichtung 35 zugeführt werden,
die dem Hauptbremszylinder 3 zugeordnet ist.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform
eines Druckmittelbehälters 6 für eine elektrohydraulische
Kraftfahrzeugbremsanlage mit mindestens einer Kammer 36 zur
Speisung der Bremsanlage mit Druckmittel. Der generelle Aufbau und
die Funktionen des Druckmittelbehälters 6 sind allgemein
bekannt, so dass nur die für
die Erfindung benötigten Funktionen
und der für
die Erfindung notwendige spezielle Aufbau des Druckmittelbehälters 6 weiter beschrieben
werden.
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Der
Druckmittelbehälter 6 ist
mittels Behälterzapfen 38, 39 flüssigkeitsdicht
mit dem Hauptbremszylinder 3 verbunden, dessen Druckkammern 4, 5 über die
Behälterzapfen 38, 39 mit
Druckmittel gespeist werden.
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Eine
Füllöffnung,
welche zum Befüllen
des Druckmittelbehälters 6 dient,
ist mittels eines Deckels 40 dicht verschlossen. Die Be-
und Entlüftung
des Druckmittelbehälters 6 erfolgt
durch eine Öffnung 41 in
einer Behälterwand 42 auf
einer Oberseite 43 des Druckmittelbehälters 6 und einen
sich daran anschließenden,
an den Druckmittelbehälter 6 angeformten
Anschlussstutzen 44, welcher zur Befestigung eines Schlauches
oder einer flexiblen Leitung 45 ein geeignetes Profil,
wie beispielsweise ein Tannenbaumprofil, aufweist. Der Anschlussstutzen 44 kann
auch als zusätzliches
Bauteil ausgeführt
und in dem Druckmittelbehälter 6 dicht
befestigt sein.
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Weiter
ist an dem Druckmittelbehälter 6 ein Zulauf 46 angeformt, über welchen
das Motor-Pumpen-Aggregat 20 mit Druckmittel gespeist wird.
Ein ebenfalls an den Druckmittelbehälter 6 angeformter Rücklauf 47 ermöglicht eine
Zurückförderung
von Druckmittel aus dem Bremskreislauf über die Leitung 66 in
den Druckmittelbehälter 6.
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Tritt
an dem Faltenbalgspeicher 21 eine Undichtigkeit auf, kommt
es zu einer Vermischung des Druckmittels mit dem in dem Faltenbalgspeicher 21 enthaltenen
Gas. Dabei entsteht ein Druckmittel-Gas-Gemisch in Schaum- und Aerosolform,
welches über
die Leitungen 11, 12, 66 in den Druckmittelbehälter 6 gelangt.
Tritt das Gemisch ungehindert aus dem Druckmittelbehälter 6 aus
und trifft es dabei auf heiße
Bauteile in einem Motorraum, kann sich das Druckmittel leicht entzünden und
einen Brand verursachen.
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Um
einen Austritt des Druckmittel-Gas-Schaums zu verhindern, ist die Öffnung 41 des
Druckmittelbehälters 6 mit
einer aerosoldurchlässigen
Membran 48 versehen. Die an den Anschlussstutzen 44 befestigte
Leitung 45 lenkt deshalb das durch die Membran 48 austretende
Druckmittel-Gas-Aerosol kontrolliert an eine definierte Stelle im
Motorraum, wo eine Brandgefahr ausgeschlossen ist. Die Membran kann
beispielsweise auch derart ausgeführt sein, dass diese das Druckmittel
von dem Gas trennt und somit nur das Gas aus dem Druckmittelbehälter entweicht.
Das Druckmittel verbleibt im Druckmittelbehälter.
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An
die Leitung 45 kann sich zum Auffangen des Druckmittel-Gas-Gemisches auch ein
nicht dargestellter weiterer, zusätzlicher Behälter anschließen.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform
eines Druckmittelbehälters 67 dargestellt.
Dieser unterscheidet sich zu der ersten Ausführungsform gemäß 2 darin, dass sich eine Öffnung 69 nicht
in der Behälterwand 42,
sondern in einem Deckel 70 befindet, wobei die Befestigung
des Deckels 70 dicht ausgeführt ist. Ein abgewinkeltes
Verbindungselement 50 ist drehbar in der Öffnung 69 des
Deckels 70 angeordnet, so dass ein Drehen des Deckels 70 gewährleistet
ist. An einem behälterseitigen
Ende des Verbindungselementes 50 ist eine aerosoldurchlässige Membran 71 angeordnet,
welche die Öffnung 69 verschließt.
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An
das Verbindungselement 50 ist ein Schlauch oder eine flexible
Leitung 51 befestigt, durch welche das durch die Membran 71 austretende Aerosol
in eine, in den Druckmittelbehälter 67 integrierte,
durch eine Trennwand 52 separierte Kammer 53 entweichen
kann. Die Leitung 51 ragt durch eine Öffnung 54 in der Behälterwand 42 in
die Kammer 53 hinein und ist dicht in der Behälterwand 42 angeordnet.
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Die
Be- und Entlüftung
des gesamten Druckmittelbehälters 67 erfolgt über eine
Belüftungsöffnung 55 in
der Kammer 53.
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4 zeigt einen Ausschnitt
eines dritten Ausführungsbeispieles
eines Druckmittelbehälters 68.
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Um
das Gas des Druckmittel-Gas-Gemisches in dem Druckmittelbehälter 68 von
dem Druckmittel zu trennen, ist ein Druckmittelabscheider 56 im Inneren
des Druckmittelbehälters 68 vorgesehen, welcher
aus einem Werkstoff mit hoher Porosität wie beispielsweise einem
Naturschwamm besteht. Durch die hohe Porosität des Druckmittelabscheiders 56 wird
das Druckmittel-Gas-Gemisch
in den Poren gebunden und somit das Druckmittel von dem Gas getrennt.
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Eine
in den Druckmittelbehälter 68 integrierte,
durch eine Trennwand 57 separierte Kammer 58 ist
durch eine Wand 59 teilweise in eine erste Kammer 60 und
eine zweite Kammer 61 unterteilt. Der Druckmittelabscheider 56 ist
in einem oberen Bereich der ersten Kammer 60 angeordnet
und deckt eine, sich auf der Oberseite 43 des Druckmittelbehälters 68 befindliche Öffnung 63 ab.
Die Öffnung 63 ist von
außen
mit einer gasdurchlässigen
Membran 62 versehen, um den Druckmittelabscheider 56 vor
einem Eindringen von Flüssigkeit
von außen
zu schützen
und das Entweichen des abgetrennten Gases aus dem Druckmittelbehälter 68 zu
ermöglichen.
Die Membran 62 ermöglicht
zusätzlich
die Belüftung
des gesamten Druckmittelbehälters 68.
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Das über den
Rücklauf 47 dem
Druckmittelbehälter 68 im
Falle einer Undichtigkeit des Hochdruckspeichers 21 zugeführte Gemisch
gelangt von der Kammer 36 über einen Schlauch oder eine
flexible Leitung 64 in die Kammer 58, wo die Abtrennung des
Gases von dem Druckmittel erfolgt. Das Gas kann durch die Membran 62 entweichen.
Die Leitung 64 kann sich wie in den bereits beschriebenen
Ausführungsbeispielen
an eine Öffnung
in der Behälterwand 42 gemäß 2 oder an eine Öffnung im
dicht verschlossenen Deckel 70 anschließen, wobei die Öffnungen
keine aerosoldurchlässige
Membrane aufweisen müssen.
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Die
Anordnung des Druckmittelabscheiders 56 muß nicht
zwingend im Bereich der Kammer 58 erfolgen, sondern ist
auch in anderen Bereichen eines Druckmittelbehälters wie beispielsweise im
Bereich eines Deckels denkbar. Mit der Anordnung des Druckmittelabscheiders 56 im
Deckel kann die separate Kammer entfallen und das abgetrennte Gas kann
direkt aus einer Öffnung
des Deckels entweichen.
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- 1
- Bremspedal
- 2
- Betätigungseinheit
- 3
- Hauptbremszylinder
- 4
- Druckraum
- 5
- Druckraum
- 6
- Druckmittelbehälter
- 7
- Radbremse
- 8
- Radbremse
- 9
- Trennventil
- 10
- Trennventil
- 11
- Leitung
- 12
- Leitung
- 13
- Druckausgleichventil
- 14
- Radbremse
- 15
- Radbremse
- 16
- Einlassventil
- 17
- Einlassventil
- 18
- Einlassventil
- 19
- Einlassventil
- 20
- Motor-Pumpen-Aggregat
- 21
- Hochdruckspeicher
- 22
- Elektromotor
- 23
- Pumpe
- 24
- Überdruckventil
- 25
- Drucksensor
- 26
- Auslassventil
- 27
- Auslassventil
- 28
- Wegsimulator
- 29
- Druckausgleichsventil
- 30
- Drucksensor
- 31
- Drucksensor
- 32
- Drucksensor
- 33
- Drucksensor
- 34
- ECU
- 35
- Bremswunscherfassungsvorrichtung
- 36
- Kammer
- 37
- Drucksensor
- 38
- Behälterzapfen
- 39
- Behälterzapfen
- 40
- Deckel
- 41
- Öffnung
- 42
- Behälterwand
- 43
- Oberseite
- 44
- Anschlussstutzen
- 45
- Leitung
- 46
- Zulauf
- 47
- Rücklauf
- 48
- Membran
- 50
- Verbindungselement
- 51
- Leitung
- 52
- Trennwand
- 53
- Kammer
- 54
- Öffnung
- 55
- Belüftungsöffnung
- 56
- Druckmittelabscheider
- 57
- Trennwand
- 58
- Kammer
- 59
- Wand
- 60
- Kammer
- 61
- Kammer
- 62
- Membran
- 63
- Öffnung
- 64
- Leitung
- 66
- Leitung
- 67
- Behälter
- 68
- Behälter
- 69
- Öffnung
- 70
- Deckel
- 71
- Membran