WO2013045161A1 - Hauptbremszylinder für ein bremssystem eines fahrzeugs und verfahren zum betreiben eines hauptbremszylinders - Google Patents

Hauptbremszylinder für ein bremssystem eines fahrzeugs und verfahren zum betreiben eines hauptbremszylinders Download PDF

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WO2013045161A1
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valve
brake
filling volume
master cylinder
pressure
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PCT/EP2012/065506
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Laurent Lhuillier
Antony Auguste
Matthias Kistner
Takeshi Kaneko
Tim ALBERT
Bastien Cagnac
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • Master brake cylinder for a brake system of a vehicle and method for operating a master cylinder
  • the invention relates to a master cylinder for a brake system of a vehicle. Likewise, the invention relates to a brake device for a brake system of a vehicle and a brake system for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for operating a master cylinder.
  • a hydraulic vehicle brake system is described.
  • the master brake cylinder of the hydraulic vehicle brake system comprises a first
  • the master brake cylinder has an integrated pedal travel simulator 22 at an end that widens toward the brake pedal, the volume of which can be filled with brake fluid being hydraulically connected to a brake fluid reservoir via a simulator valve. That with
  • Brake fluid fillable volume of the pedal travel simulator and the adjacent first pressure chamber are of a trained as a stepped piston rod and
  • the invention provides a master brake cylinder for a brake system of a vehicle having the features of claim 1, a brake device for a brake system of a vehicle having the features of claim 6, a brake system for a vehicle with the
  • the invention makes possible a master brake cylinder whose first pressure chamber in a first operating mode of the master brake cylinder can comprise at least a first filling volume and a second filling volume, wherein each of the two filling volumes can be varied in size via an adjustment of the piston wall assigned to it.
  • the master brake cylinder can also be operated in a second operating mode, in which the first pressure chamber comprises at least the first filling volume, while in the second filling volume there is a reservoir pressure, in particular the atmospheric pressure. This can also be done as an optional connection and disconnection of the second
  • Filling volume limiting piston walls also variable on the switching on and off of the second filling volume.
  • the braking are amplified in the first pressure chamber of the master cylinder.
  • increased brake pressure results.
  • This can also be referred to as an increase in the braking force-brake-pressure ratio by reducing the Einbremsvolumens the first pressure chamber.
  • Brake booster device at a driver braking force (pedal force) of 500N at least a delay of 2.44 m / s 2 can be achieved.
  • the master cylinder without regard to the failure of the
  • a further advantage of the present invention is that a deceleration of at least 6.44 m / s 2 at a driver braking force of 500N can also be achieved with a withdrawn ignition key for a large number of vehicles on the market.
  • the delay can also (without a no longer required awakening) at a
  • “sleeping” braking system can be achieved.
  • the complexity of many electric brake boosters and the systems equipped therewith can be reduced by means of the present invention.
  • the present invention can be easily accommodated as an additional component in a (hydraulic) brake system.
  • the invention provides an advantageous electrically or mechanically switchable fallback level in a
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • Partial view of an embodiment of the brake system is a schematic representation of a first embodiment of the braking device
  • Fig. 5 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the
  • the master cylinder 10 has a first filling volume 12 which can be filled with liquid and whose first size can be varied by adjusting at least one first piston wall 14.
  • the first filling volume 12 can be filled with liquid and whose first size can be varied by adjusting at least one first piston wall 14.
  • Master cylinder 10 a liquid-filled second filling volume 16, the second size is also variable by adjusting at least one second piston wall 18.
  • the first filling volume 12 is connected via a valve device 20 to the second filling volume 16 (hydraulically) in such a way that, when controlling the
  • Pressure chamber pressure in the first filling volume 12 (as a first internal pressure) and in the second filling volume 16 (as a second internal pressure) is present.
  • the second filling volume 16 can via the valve device 20 in such a way
  • Valve state present in the brake fluid reservoir 22 reservoir pressure in the second filling volume 16 is present.
  • a first internal pressure deviating from the reservoir pressure can be controlled in the first filling volume 12 in this case.
  • the reservoir pressure of the brake fluid reservoir 22 may in particular be the atmospheric pressure.
  • the master brake cylinder 10 thus has a first pressure chamber, which in the control of the valve device 20 in the first valve state, at least the first
  • Filling volume 12 and the second filling volume 16 includes.
  • the first pressure chamber of the master cylinder 10 in the control of the valve device 20 in the second valve state at least the first filling volume 12, wherein in the first filling volume 12 (by means of the adjustment of the first piston wall 14) one of the (present in the second filling volume 16) Reservoir pressure deviating first internal pressure is ein jurybar.
  • the control of the valve device 20 in the first valve state or in the second valve state thus causes a connection or disconnection of the second filling volume 16 to the first pressure chamber of the master cylinder 10.
  • the volume of the first pressure chamber independently be set / varied by a position / position of the piston walls 14 and 18.
  • Be strainns 16 are already constructed by means of a relatively small force exerted on the first piston wall 14 braking force, a comparatively large brake pressure. By switching off the second filling volume 16 is thus from the
  • Braking force / braking force resulting delay can be increased.
  • Einbremskraft brake pressure translation at least the first pressure chamber
  • the use of the master cylinder 10 described here is not limited to compensating for a failure of a brake booster.
  • the master cylinder 10 may also include a second pressure chamber 24 into which a floating piston member 26 at least partially so
  • a second brake pressure present in the second pressure chamber 24 is variable. It should be understood, however, that the formability of the master cylinder 10 described herein is not limited to a tandem master cylinder. Thus, the master cylinder 10 may also comprise only a single (first) pressure chamber whose Einbremsvolumen means of the valve device 20 can be fixed / varied.
  • the brake fluid reservoir 22, to which the second filling volume 16 can be connected via the valve device 20, can be, for example, a central brake fluid reservoir 22, with which the first filling volume 12, the second filling volume 16 and / or the second pressure chamber 24 via one
  • Brake fluid reservoir 22 are used for selectively setting the reservoir pressure in the second filling volume 16.
  • Piston walls 14 and 18 may be formed in an advantageous embodiment of a common piston member 30.
  • the common piston member 30 is preferably formed in this case as a stepped piston.
  • the piston component 30 may have on a center end of the master cylinder 10 aligned inner end a first piston portion 30a with a first diameter d1 perpendicular to an adjustment direction 31 of the piston member 30 which is smaller than a second diameter d2 perpendicular to the adjustment direction 31 of the first
  • Piston portion 30 a adjacent second piston portion 30 b of the piston member 30 is.
  • a sealing element 32 such as a sealing ring and / or a lip seal may be arranged. In this way, an undesirable fluid exchange between the two filling volumes 12 and 16 along the designed as a stepped piston
  • Piston component 30 preventable.
  • seepage of liquid from the master cylinder 10 may occur via an intermediate between the second piston portion 30b and the adjacent wall of the master cylinder 10 arranged sealing element 32, which is also a sealing ring and / or a
  • Lip seal can be prevented.
  • the shape of the filling volumes 12 and 16 is preferably adapted to the stepped piston.
  • a perpendicular to the adjustment direction 31 of the piston member 30 aligned first inner diameter di1 of the first filling volume 12 to the first diameter d1 of the first piston portion 30a and a double ring thickness of the sealing element 32 and / or aligned perpendicular to the adjustment direction 31 second
  • first piston wall 14 may be formed on a first piston (not shown) which is adjustable with the second piston wall 18 independently of a separately formed second piston (not shown).
  • the shape of the master cylinder 10 is selectable with a great design freedom. The formation of two different inner diameter di1 and di2 on the
  • Master cylinder 10 is thus to be interpreted as an example only.
  • the valve device 20 may be formed directly on the master cylinder 10 in a line connecting the two filling volume 12 and 16 / hydraulic connection. As an alternative to this, however, the valve device 20 can also be a component of a brake circuit 34, via which two filling volumes 12 and 16 are hydraulically connected via at least one feed opening 38 to at least one wheel brake caliper 36. However, if a hydraulic connection between the two filling volumes 12 and 16 is formed on the master cylinder 10, can on the formation of a
  • Feeding 38 are omitted for connecting one of the two filling volume 16 to the first brake circuit 34.
  • Master cylinder 10 is not limited to a braking system with a certain number of
  • Brake circuits 34 and 40 or a predetermined number of Radbremszangen 36 and 42 is limited. Instead, the number of brake circuits 34 and 40 and the
  • Wheel brake calipers 36 and 42 are adapted to the intended use of the braking system.
  • the valve device 20 is designed so that it is present in the second valve state without current, while the valve device 20 is controllable via a current from the second valve state into the first valve state.
  • Valve state is controllable.
  • the valve device 20 is controlled in a simple manner.
  • the master cylinder 10 may be operated in conjunction with a brake booster 46 in a brake / brake system.
  • An actuator device 44 of the brake booster device 46 in this case is preferably designed to apply a brake assist force Fu to an amplifier body 48 of the brake booster
  • Brake booster device 46 exercise so that by means of the adjustment of the booster body 48, the brake assist force Fu on the at least one piston of the piston walls 14 and 18 is transferable. In this way, in addition to the via a linkage 50 of a (not shown) brake actuator transmitted driver braking force Fb also with the brake assist force Fu in the
  • Brake master cylinder 10 are braked. This causes a relief of the driver when braking his vehicle.
  • the currentless present in the second valve state is preferably, the currentless present in the second valve state
  • Valve alignment 20 in a (not shown) common circuit with the actuator device 44 of the brake booster device 46 to be involved. In this case it is ensured that if the power supply is impaired
  • the valve device 20 (automatically) in the second valve state is controllable. This causes an (automatic) shutdown of the second filling volume 16, or an (automatic) separation of the second filling volume 16 from the first pressure chamber, with an impairment of the power supply of the actuator 44. In this way, the Einbremskraft brake pressure transmission ratio with respect to a translation one on the first filling volume 12 limiting first
  • Piston wall 14 exerted braking force in a built-up in the first pressure chamber brake pressure (automatically) steigerbar.
  • the power supply of the present in the second valve state valve 20 can be interrupted even if the brake assist force Fu, or in a functional impairment of the brake booster device 46 , This causes the above-described high Einbremskraft-brake pressure transmission ratio of the first pressure chamber of the master cylinder 10.
  • the driver even with a relatively low driver braking force Fb still a sufficiently high
  • Brake pressure in the at least one wheel brake cylinder 36 and 42 cause.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the
  • the brake device / brake system shown schematically in FIG. 2, or the master brake cylinder 10 contained therein, has a pressure relief valve 52 as a supplement to the previously described components, via which the valve device 20 is hydraulically connected to the brake fluid reservoir 22.
  • the pressure relief valve 52 is aligned so that a fluid displacement is prevented from the brake fluid reservoir 22 via the pressure relief valve 52 to the valve device 20 even at a relatively high pressure, while the pressure relief valve 52 opens at a relatively high pressure on the output side of the valve device 20.
  • the second filling volume 16 can be used at the beginning of a brake operation in the backup mode. That's the way it is
  • Braking volume also increased.
  • a delay achievable with a maximum pedal travel can be increased.
  • 3a and 3b show a schematic overall view and an enlarged partial view of an embodiment of the brake system.
  • the brake system shown schematically in FIG. 3 a has the master brake cylinder 10, the brake fluid reservoir 22, at least one brake circuit 34 with at least one wheel brake caliper 36, the brake booster device 46 and an ESP device 54.
  • a brake operating member 56 such as a brake pedal
  • 3a shows a vehicle battery 58 is shown schematically, by means of which the actuator device 44 of the brake booster device 46 and the ESP device 54 are supplied with power.
  • Brake circuit 34 which is located between the master cylinder 10 and the ESP device 54, is shown enlarged in Fig. 3b.
  • the valve device 20 can also be arranged at a distance from the master brake cylinder 10 in the at least one brake circuit 34.
  • the valve device 20 may be arranged between a first line 62 leading to the second filling volume 16 and a second line 64 leading to the ESP device 54.
  • a third line 66 which connects the first filling volume 12 with the ESP device 54, can open into the second line 64.
  • a partially reproduced fourth line 68 the
  • Valve means 20 may be connected to the brake fluid reservoir 22. Likewise, another reservoir may be connected to the fourth conduit 68.
  • Valve device 20 a failure of the brake booster device 46 can still be compensated by means of a separation of the second filling volume 16 of the first pressure chamber, that by means of a applied as a driver brake force Fb comparatively low Einbremskraft still a sufficiently high braking pressure in the separated from the second filling volume 16 first pressure chamber effected is.
  • valve device 20 also a conventional way already existing in the brake system component, such as at least one valve of the ESP device 54, (co-) can be used. Likewise, the valve device 20 can additionally be used by the ESP device 54. Through this multifunctional design of the valve device 20 manufacturing costs can be reduced.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention
  • the brake device shown schematically in Fig. 4 is used in a brake system of a vehicle.
  • the brake device has the master cylinder 10 and the
  • the brake device may also include a brake fluid reservoir 22.
  • valve device 20a and 20b is arranged / connected to the booster body 48 of the brake booster device 46 such that the valve device 20a and 20b are connected by means of the
  • Amplifier body 48 at least from the first valve state in the second
  • Valve status is mechanically switchable.
  • the valve device 20a and 20b may also be mechanically switchable by means of the booster body 48 from the second valve state to the first valve state.
  • the amplifier body 48 can be understood to mean a component of the brake booster device 46 which is connected to the brake booster device 46 by means of the actuator device 44
  • the actuator device 44 may comprise, for example, a hydraulic or electromechanical device. The transmission of the brake assist force Fu from the actuator device 44 to the
  • Amplifier body 48 can be made via at least one intermediate component. Likewise or alternatively, the switching of the valve device 20a and 20b, at least from the first valve state to the second valve state by the booster body 48, can also be carried out via at least one intermediate component.
  • the booster body 48 is arranged on the valve device 20a and 20b such that when the booster body 48 is present in one
  • the initial position of the booster body 48 in this case is preferably a position in which the booster body 48 at a driver brake force Fb equal to zero and / or
  • Brake assist force Fu is equal to zero. In this way, at a functional impairment of
  • Amplifier body 48 in its initial position causes / triggers, (automatic) controlling the valve means 20a and 20b in the second valve state effected.
  • the mechanical switchability of the valve device 20a and 20b in the second valve state by means of the arresting of the amplifier body 46 in its initial position thus effected in a loss of
  • Brake assist force Fu (automatically) an advantageously small Einbremsvolumen the first pressure chamber.
  • Brake Booster 46 attributable to the amplifier body 48 from its initial position ensures the (automatic) presence of the valve means 20a and 20b in the first valve state. In a guaranteed
  • the valve device 20a and 20b may be assigned at least one pressure-exerting component 74 of the booster body 48.
  • a displacement of the amplifier body 48 out of its starting position can bring about co-adjustment of the at least one pressure-exerting component 74.
  • a mechanical pressure / a mechanical force on at least one (not outlined) switching mechanism of the valve means 20a and 20b be exercised so that the at least one (not outlined) switching mechanism of the valve means 20a and 20b is mechanically switched ,
  • the advantageous mode of operation of the mechanically switchable valve device 20a and 20b can also be described in such a way that the amplifier body 48 moves parallel to the piston component 30, d. H. at a constant distance a (equal to a minimum distance) to the piston member 30, in the first valve state.
  • the embodiment comprises
  • Valve means 20a and 20b two mechanically switchable valve units 20a and 20b.
  • a first valve unit 20a is arranged in a hydraulic connection 70 between the first filling volume 12 and the second filling volume 16.
  • a second valve unit 20a is arranged in a hydraulic connection 70 between the first filling volume 12 and the second filling volume 16.
  • Valve unit 20b is formed in a further hydraulic connection 72 between the second filling volume 16 and the brake fluid reservoir 22.
  • Each of the two valve units 20a and 20b is each a Druckausübkomponente 74 of
  • Amplifier body 48 assigned.
  • first valve state of the valve means 20a and 20b formed of the valve units 20a and 20b may be defined by the first one
  • Valve unit 20a is present in a first flow state, while the second
  • Valve unit 20b is in a second blocking state.
  • the first valve unit 20a may be in a first blocking state and the second valve unit 20b may be in a second throughflow state.
  • Valve unit 20a in the first blocking state and the second valve unit 20b in the second vonströmschreib be mechanically switchable. Moving the
  • Amplifier body 48 parallel to the piston member 30 controls the first valve unit 20a from the first flow-through state to the first blocking state and the second valve unit 20b from the second blocking state to the second flow-through state. In contrast, a declining
  • valve device 20a and 20b is not limited to their equipment with two separate valve sub-units 20a and 20b.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a second embodiment of the
  • the braking device shown schematically in FIG. 5 has a valve device 20, which is at least partially co-adjustable with the piston component 30 and connected to the booster body 48 via a connecting component 76 in such a way that the Valve device 20 by means of a relative movement of the amplifier body 48 in relation to the piston member 30 is mechanically switchable at least between the first valve state and the second valve state.
  • the valve device 20 has a housing component which is designed to be adjustable with the piston component 30.
  • Connection component 76 may in particular be connected / integrally formed with at least one adjustable blocking component of valve device 20.
  • At least one flow-through opening 78 is formed in the piston component 30, which connects the first filling volume 12 with the second filling volume 16.
  • a hydraulic connection 80 of the brake fluid reservoir 22 to the second filling volume 16 open.
  • the valve device 20 has a first valve body 82, which seals a taper 84 of the flow-through opening 78 in a first blocking position, while a liquid transfer between the two filling volumes 12 and 16 via the flow-through opening 78 is ensured when the first valve body 82 is present in a first throughflow position is.
  • valve device 20 may have a second valve body 86 which, in a second blocking position, seals a mouth opening 88 of the hydraulic connection 80 of the brake fluid reservoir 22 to the second filling volume 16, while if the second valve body 86 is present in a second throughflow position a liquid transfer through the mouth opening 88 between the second filling volume 16 and the
  • Brake fluid reservoir 22 is executable.
  • the first valve body 82 and the second valve body 86 may be arranged to one another such that upon a relative movement of the booster body 48 with respect to the piston member 30, a common adjusting movement relative to the
  • Perform piston components 30 (with constant distance from each other).
  • a common adjustment movement of the two valve bodies 82 and 86 relative to the piston member 30 in the Einbremsraum 90, adjusting the first valve body 82 from its first locking position to its first flow position and adjusting the second valve body 86 from its second flow position in his second blocking position caused.
  • the distance a at a driver braking force Fb is not equal to zero and at a functional impairment of the brake booster 46 usually increases.
  • This causes the above-described adjusting movement of the two valve bodies 82 and 86 relative to the piston member 30 in the counter-pressure direction 92 due to their connection to the booster body 48 via the connecting component 76.
  • the first valve body 82 due to the functional impairment of
  • Brake booster 46 displaced from its first flow position to its first blocking position, while the second valve body 86 is adjusted in an analogous manner from its second blocking position to its second flow position.
  • the piston member 30 (primary piston) acts on two independent volumes / filling volumes 12 and 16, the present invention is not limited to such a configuration of the master cylinder 10. Instead, the invention also includes differently designed master cylinder 10, the volumes of which can be combined by means of the valve device 20 or act separately on a brake circuit. If the valve device 20 is designed as an additional valve, standard master cylinder 10 can also be used to implement the present invention be used. An implementation of the invention by switching a
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an embodiment of the method of operating a master cylinder.
  • Master cylinder on at least one liquid-fillable first filling volume of the master cylinder whose first size is variable by adjusting at least a first piston wall, and on a liquid-fillable second filling volume of the master cylinder whose second size is variable by adjusting at least one second piston wall fixed. This is done by releasing a first hydraulic connection between the first filling volume and the second filling volume and prohibiting a second hydraulic connection between the second filling volume and a brake fluid reservoir.
  • the method step S1 can be done by a one-piece valve device or by a
  • Valve device are made of a plurality of separately formed valve units.
  • step S2 the size of the pressure chamber is fixed at least to the first filling volume which can be filled with the liquid, while at the same time the second internal pressure present in the second filling volume is set to the reservoir pressure (atmospheric pressure). This is done by prohibiting the first hydraulic connection between the first filling volume and the second
  • the method described above is not limited to an execution of method steps S1 and S2 in the order given. Instead, the method step can also be carried out before method step S1. Likewise, the method step can also be carried out before method step S1. Likewise, the method step can also be carried out before method step S1. Likewise, the
  • Process steps S1 and S2 are repeated as often as desired.
  • the advantages already described above can be achieved.
  • a new description of these advantages is omitted here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit einem mit Flüssigkeit befüllbaren ersten Befüllvolumen (12), dessen erste Grösse durch Verstellen zumindest einer ersten Kolbenwand (14) variierbar ist, einem mit Flüssigkeit befüllbaren zweiten Befüllvolumen (16), dessen zweite Grösse durch Verstellen zumindest einer zweiten Kolbenwand (18) variierbar ist, und einer Ventileinrichtung (20), wobei das erste Befüllvolumen (12) über die Ventileinrichtung (20) derart mit dem zweiten Befüllvolumen (16) verbunden ist, dass bei einem Steuern der Ventileinrichtung (20) in einen ersten Ventilzustand ein gemeinsamer erster Druckkammerdruck in dem ersten Befüllvolumen (12) und in dem zweiten Befüllvolumen (16) vorliegt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hauptbremszylinders (10).

Description

Beschreibung Titel
Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Hauptbremszylinders
Die Erfindung betrifft einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung ein Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hauptbremszylinders.
Stand der Technik
In der WO 2009/121645 A1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage beschrieben. Der Hauptbremszylinder der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage umfasst eine erste
Druckkammer und eine zweite Druckkammer. Zusätzlich weist der Hauptbremszylinder an einem sich zu dem Bremspedal erweiternden Ende einen integrierten Pedalwegsimulator 22 auf, dessen mit Bremsflüssigkeit befüllbares Volumen über ein Simulatorventil mit einem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter hydraulisch verbunden ist. Das mit
Bremsflüssigkeit befüllbare Volumen des Pedalwegsimulators und die benachbarte erste Druckkammer werden von einem als Stufenkolben ausgebildeten Stangen- und
Simulatorkolben begrenzt.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung schafft einen Hauptbremszylinder für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines
Hauptbremszylinders mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteile der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht einen Hauptbremszylinder, dessen erste Druckkammer in einem ersten Betriebsmodus des Hauptbremszylinders zumindest ein erstes Befüllvolumen und ein zweites Befüllvolumen umfassen kann, wobei jedes der beiden Befüllvolumen über eine Verstellung der ihm zugeordneten Kolbenwand in seiner Größe variierbar ist. Der Hauptbremszylinder ist jedoch auch in einem zweiten Betriebsmodus betreibbar, in welchem die erste Druckkammer zumindest das erste Befüllvolumen umfasst, während in dem zweiten Befüllvolumen ein Reservoirdruck, insbesondere der Atmosphärendruck vorliegt. Man kann dies auch als wahlweises Zu- und Abschalten des zweiten
Befüllvolumens umschreiben. Somit ist die erste Druckkammer des vorteilhaften
Hauptbremszylinders in ihrer Größe zusätzlich noch zu einem Verstellen der die
Befüllvolumen begrenzenden Kolbenwände auch über das Zu- und Abschalten des zweiten Befüllvolumens variabel festlegbar.
Wie unten genauer ausgeführt wird, kann durch das Abschalten des zweiten
Befüllvolumens, bzw. das Einstellen des Reservoirdrucks in dem zweiten Befüllvolumen, das Einbremsen in die erste Druckkammer des Hauptbremszylinders verstärkt werden. Somit ergibt sich aufgrund der Reduzierung des zur Verfügung stehenden Volumens der ersten Druckkammer bei einer vorgegebenen Bremskraft (Fahrerbremskraft) gesteigerter ein Bremsdruck. Man kann dies auch als eine Steigerung der Einbremskraft-Bremsdruck- Übersetzung durch Reduzierung des Einbremsvolumens der ersten Druckkammer bezeichnen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit ein Umschalten der hydraulischen
Übersetzung (Einbremskraft- und Druckübersetzung), mittels welcher bei einem Ausfall einer Bremskraftverstärkervorrichtung mit einer gegebenen Pedalkraft ein verstärkter Druckaufbau in dem Einbremsvolumen der ersten Druckkammer erzielbar ist. Auf diese Weise ist auch eine höhere Verzögerung zum schnellen Abbremsen eines Fahrzeugs mit einer vergleichsweise geringen Fahrerbremskraft bewirkbar. Beispielsweise kann durch das Abschalten des zweiten Befüllvolumens trotz eines Ausfalls der
Bremskraftverstärkervorrichtung bei einer Fahrerbremskraft (Pedalkraft) von 500N mindestens eine Verzögerung von 2,44 m/s2 erreicht werden. Mittels der Erfindung kann außerdem der Hauptbremszylinder ohne Rücksicht auf die bei einem Ausfall der
Bremskraftverstärkervorrichtung noch erreichbare Verzögerung ausgelegt werden. Trotz der Zu- und Abschaltbarkeit des zweiten Befüllvolumens sind noch ein vorteilhaftes Bremsbetätigungsgefühl (Pedalgefühl) und ein guter Volumenhaushalt des
Hauptbremszylinders gewährleistet.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine Verzögerung von mindestens 6,44 m/s2 bei einer Fahrerbremskraft von 500N auch bei einem abgezogenen Zündschlüssel für eine Vielzahl von am Markt befindlichen Fahrzeugen erfüllbar ist. Die Verzögerung kann auch (ohne ein nicht mehr erforderliches Wecken) bei einem
"schlafenden" Bremssystem erreicht werden. Mittels der vorliegenden Erfindung ist außerdem die Komplexität von vielen elektrischen Bremskraftverstärkern und der damit ausgestatteten Systeme reduzierbar.
Die vorliegende Erfindung ist auf einfache Weise als zusätzliche Komponente in einem (hydraulischen) Bremssystem unterbringbar. Die Erfindung bewirkt eine vorteilhafte elektrisch- oder mechanisch schaltbare Rückfallebene bei einer
Funktionsbeeinträchtigung einer Bremskraftverstärkervorrichtung, wie beispielsweise bei einem Ausfall der Bremskraftverstärkervorrichtung. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Nutzbarkeit der vorliegenden Erfindung nicht lediglich auf das Kompensieren der Funktionsbeeinträchtigung der Bremskraftverstärkervorrichtung beschränkt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des
Hauptbremszylinders; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des
Hauptbremszylinders;
Fig. 3a und 3b eine schematische Gesamtdarstellung und eine vergrößerte
Teildarstellung einer Ausführungsform des Bremssystems; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Bremsgeräts;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des
Bremsgeräts; und
Fig. 6 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform des
Verfahrens zum Betreiben eines Hauptbremszylinders.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des
Hauptbremszylinders.
Der in Fig. 1 schematisch wiedergegebene Hauptbremszylinder 10 ist in einem
Bremssystem eines Fahrzeugs einsetzbar. Der Hauptbremszylinder 10 hat ein mit Flüssigkeit befüllbares erstes Befüllvolumen 12, dessen erste Größe durch Verstellen von zumindest einer ersten Kolbenwand 14 variierbar ist. Außerdem hat der
Hauptbremszylinder 10 ein mit Flüssigkeit befüllbares zweites Befüllvolumen 16, dessen zweite Größe ebenfalls durch Verstellen von zumindest einer zweiten Kolbenwand 18 variierbar ist. Das erste Befüllvolumen 12 ist über eine Ventileinrichtung 20 derart mit dem zweiten Befüllvolumen 16 (hydraulisch) verbunden, dass bei einem Steuern der
Ventileinrichtung 20 in einen ersten Ventilzustand ein gemeinsamer erster
Druckkammerdruck in dem ersten Befüllvolumen 12 (als erster Innendruck) und in dem zweiten Befüllvolumen 16 (als zweiter Innendruck) vorliegt.
Das zweite Befüllvolumen 16 kann über die Ventileinrichtung 20 derart an einem
Bremsflüssigkeitsreservoir 22 angebunden sein/an das Bremsflüssigkeitsreservoir 22 anbindbar sein, dass bei einem Steuern der Ventileinrichtung 20 in einen zweiten
Ventilzustand ein in dem Bremsflüssigkeitsreservoir 22 vorliegender Reservoirdruck in dem zweiten Befüllvolumen 16 vorliegt. Während des Steuerns der Ventileinrichtung 20 in den zweiten Ventilzustand ist in diesem Fall in dem ersten Befüllvolumen 12 ein von dem Reservoirdruck abweichender erster Innendruck einsteuerbar. Der Reservoirdruck des Bremsflüssigkeitsreservoirs 22 kann insbesondere der Atmosphärendruck sein. Der Hauptbremszylinder 10 weist somit eine erste Druckkammer auf, welche bei dem Steuern der Ventileinrichtung 20 in den ersten Ventilzustand zumindest das erste
Befüllvolumen 12 und das zweite Befüllvolumen 16 umfasst. Demgegenüber umfasst die erste Druckkammer des Hauptbremszylinders 10 bei dem Steuern der Ventileinrichtung 20 in den zweiten Ventilzustand zumindest das erste Befüllvolumen 12, wobei in dem ersten Befüllvolumen 12 (mittels des Verstellens der ersten Kolbenwand 14) ein von dem (in den zweiten Befüllvolumen 16 vorliegenden) Reservoirdruck abweichender erster Innendruck einsteuerbar ist. Das Steuern der Ventileinrichtung 20 in den ersten Ventilzustand oder in den zweiten Ventilzustand bewirkt somit ein Zu- oder Abschalten des zweiten Befüllvolumens 16 zu der ersten Druckkammer des Hauptbremszylinders 10. Durch dieses Zu- oder Abschalten des zweiten Befüllvolumens 16 kann das Volumen der ersten Druckkammer unabhängig von einer Stellung/Lage der Kolbenwände 14 und 18 festgelegt/variiert werden. Man kann dies auch als Festlegen des Einbremsvolumens der ersten Druckkammer bezeichnen, wobei bei einem Vorliegen der Ventileinrichtung 20 in dem ersten Ventilzustand das Einbremsvolumen der ersten Druckkammer (zumindest) die beiden Befüllvolumen 12 und 16 umfasst, während bei einem Vorliegen der Ventileinrichtung 20 in dem zweiten Ventilzustand das Einbremsvolumen der ersten Druckkammer von dem zweiten
Befüllvolumen 16 abgetrennt ist.
Durch das Abschalten des zweiten Befüllvolumens 16, bzw. das Abtrennen des
Einbremsvolumens der ersten Druckkammer von dem zweiten Befüllvolumen 16, kann eine Einbremskraft-Bremsdruck-Übersetzung (zumindest der ersten Druckkammer) bezüglich einer Übersetzung einer auf die das erste Befüllvolumen 12 begrenzende erste Kolbenwand 14 ausgeübten Bremskraft in einen in der ersten Druckkammer aufgebauten Bremsdruck gesteigert werden. Somit kann nach dem Abschalten des zweiten
Befüllvolumens 16 bereits mittels einer relativ geringen auf die erste Kolbenwand 14 ausgeübten Bremskraft ein vergleichsweise großer Bremsdruck aufgebaut werden. Durch das Abschalten des zweiten Befüllvolumens 16 ist somit die aus der
Bremskraft/Einbremskraft resultierende Verzögerung steigerbar. Durch die Steigerung der Einbremskraft-Bremsdruck-Übersetzung (zumindest der ersten Druckkammer) kann beispielsweise eine Funktionsbeeinträchtigung eines Bremskraftverstärkers
kompensierbar sein. Die Nutzung des hier beschriebenen Hauptbremszylinders 10 ist jedoch nicht auf das Kompensieren eines Ausfalls eines Bremskraftverstärkers limitiert. Optionalerweise kann der Hauptbremszylinder 10 auch eine zweite Druckkammer 24 aufweisen, in welche ein Schwimmkolbenbauteil 26 zumindest teilweise so
hineinverstellbar ist, dass ein in der zweiten Druckkammer 24 vorliegender zweiter Bremsdruck variierbar ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausbildbarkeit des hier beschrieben Hauptbremszylinders 10 nicht auf einen Tandemhauptbremszylinder beschränkt ist. Somit kann der Hauptbremszylinder 10 auch lediglich eine einzige (erste) Druckkammer umfassen, deren Einbremsvolumen mittels der Ventileinrichtung 20 festlegbar/variierbar ist. Das Bremsflüssigkeitsreservoir 22, an welches das zweite Befüllvolumen 16 über die Ventileinrichtung 20 anbindbar ist/angebunden ist, kann beispielsweise ein zentrales Bremsflüssigkeitsreservoir 22 sein, mit welchem das erste Befüllvolumen 12, das zweite Befüllvolumen 16 und/oder die zweite Druckkammer 24 über jeweils eine
Schnüffelbohrung 28 hydraulisch verbunden sind. Ebenso kann ein zweites
Bremsflüssigkeitsreservoir 22 zum wahlweisen Einstellen des Reservoirdrucks in dem zweiten Befüllvolumen 16 genutzt werden.
Die das erste Befüllvolumen 12 und das zweite Befüllvolumen 16 begrenzenden
Kolbenwände 14 und 18 können in einer vorteilhaften Ausführungsform an einem gemeinsamen Kolbenbauteil 30 ausgebildet sein. Das gemeinsame Kolbenbauteil 30 ist in diesem Fall bevorzugter Weise als Stufenkolben ausgebildet. Das Kolbenbauteil 30 kann an einem zu einer Mitte des Hauptbremszylinders 10 ausgerichteten Innenende einen ersten Kolbenabschnitt 30a mit einem ersten Durchmesser d1 senkrecht zu einer Verstellrichtung 31 des Kolbenbauteils 30 aufweisen, welcher kleiner als ein zweiter Durchmesser d2 senkrecht zu der Verstellrichtung 31 eines zu dem ersten
Kolbenabschnitt 30a benachbarten zweiten Kolbenabschnitts 30b des Kolbenbauteils 30 ist.
Zwischen dem ersten Kolbenabschnitt 30a des als Stufenkolben ausgebildeten
Kolbenbauteils 30 und einer benachbarten Wand des Hauptbremszylinders 10 kann ein Dichtelement 32, wie beispielsweise ein Dichtring und/oder eine Lippendichtung, angeordnet sein. Auf diese Weise ist ein unerwünschter Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Befüllvolumen 12 und 16 entlang des als Stufenkolben ausgebildeten
Kolbenbauteils 30 verhinderbar. Als Alternative oder als Ergänzung dazu, kann ein Heraussickern von Flüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 10 über ein zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt 30b und der benachbarten Wand des Hauptbremszylinders 10 angeordnetes Dichtelement 32, welches ebenfalls ein Dichtring und/oder eine
Lippendichtung sein kann, unterbunden werden.
Bevorzugter Weise ist bei einer Ausbildung des Kolbenbauteils 30 als Stufenkolben die Form der Befüllvolumen 12 und 16 an den Stufenkolben angepasst. Beispielsweise können ein senkrecht zu der Verstellrichtung 31 des Kolbenbauteils 30 ausgerichteter erster Innendurchmesser di1 des ersten Befüllvolumens 12 dem ersten Durchmesser d1 des ersten Kolbenabschnitts 30a und einer doppelten Ringdicke des Dichtelements 32 und/oder ein senkrecht zu der Verstellrichtung 31 ausgerichteter zweiter
Innendurchmesser di2 des zweiten Befüllvolumens 16 dem zweiten Durchmesser d2 des zweiten Kolbenbauteils 30 und der doppelten Ringdicke des Dichtelements 32
entsprechen.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausbildung der die Befüllvolumen 12 und 16 begrenzenden Kolbenwände 14 und 18 an einen gemeinsamen Kolbenbauteil 30 lediglich optional ist. Ebenso kann die erste Kolbenwand 14 an einem (nicht dargestellten) ersten Kolben ausgebildet sein, welcher unabhängig von einem getrennt dazu ausgebildeten (nicht gezeigten) zweiten Kolben mit der zweiten Kolbenwand 18 verstellbar ist. Auch die Form des Hauptbremszylinders 10 ist mit einer großen Designfreiheit wählbar. Die Ausbildung zweier unterschiedlicher Innendurchmesser di1 und di2 an dem
Hauptbremszylinder 10 ist somit lediglich beispielhaft zu interpretieren.
Die Ventileinrichtung 20 kann direkt an dem Hauptbremszylinder 10 in einer die beiden Befüllvolumen 12 und 16 verbindenden Leitung/hydraulischen Verbindung ausgebildet sein. Als Alternative dazu kann die Ventileinrichtung 20 jedoch auch eine Komponente eines Bremskreises 34 sein, über welchen beiden Befüllvolumen 12 und 16 über jeweils eine Zuführöffnung 38 mit mindestens einer Radbremszange 36 hydraulisch verbunden sind. Sofern jedoch eine hydraulische Verbindung zwischen den beiden Befüllvolumen 12 und 16 am Hauptbremszylinder 10 ausgebildet ist, kann auf das Ausbilden einer
Zuführöffnung 38 zum Anbinden eines der beiden Befüllvolumen 16 an den ersten Bremskreis 34 verzichtet werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Einsetzbarkeit des hier beschriebenen
Hauptbremszylinders 10 nicht auf ein Bremssystem mit einer bestimmten Anzahl von
Bremskreisen 34 und 40 oder einer vorgegebenen Anzahl von Radbremszangen 36 und 42 limitiert ist. Stattdessen kann die Anzahl der Bremskreise 34 und 40 und der
Radbremszangen 36 und 42 an den Verwendungszweck des Bremssystems angepasst werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Ventileinrichtung 20 so ausgebildet, dass sie stromlos in dem zweiten Ventilzustand vorliegt, während die Ventileinrichtung 20 über ein Bestromen aus dem zweiten Ventilzustand in den ersten Ventilzustand steuerbar ist. Man kann dies auch so umschreiben, dass die Ventileinrichtung 20 über ein Bestromen in den ersten Ventilzustand und über ein Abbrechen des Bestromens in den zweiten
Ventilzustand steuerbar ist. Somit ist die Ventileinrichtung 20 auf einfache Weise steuerbar.
Der Hauptbremszylinder 10 kann zusammen mit einer Bremskraftverstärkervorrichtung 46 in einem Bremsgerät/Bremssystem betrieben werden. Eine Aktoreinrichtung 44 der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 ist in diesem Fall vorzugsweise dazu ausgelegt, eine Bremsunterstützungskraft Fu auf einen Verstärkerkörper 48 der
Bremskraftverstärkervorrichtung 46 so auszuüben, dass mittels des Verstellens des Verstärkerkörpers 48 die Bremsunterstützungskraft Fu auf den mindestens einen Kolben der Kolbenwände 14 und 18 übertragbar ist. Auf diese Weise kann zusätzlich zu der über ein Gestänge 50 von einem (nicht dargestellten) Bremsbetätigungselement übertragenen Fahrerbremskraft Fb auch mit der Bremsunterstützungskraft Fu in den
Hauptbremszylinder 10 eingebremst werden. Dies bewirkt eine Entlastung des Fahrers beim Abbremsen seines Fahrzeugs. Vorzugsweise kann die stromlos in dem zweiten Ventilzustand vorliegende
Ventilausrichtung 20 in einem (nicht dargestellten) gemeinsamen Stromkreis mit der Aktoreinrichtung 44 der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 eingebunden sein. In diesem Fall ist gewährleistet, dass bei einer Beeinträchtigung der Stromversorgung der
Aktoreinrichtung 44 die Ventileinrichtung 20 (automatisch) in den zweiten Ventilzustand steuerbar ist. Dies bewirkt ein (automatisches) Abschalten des zweiten Befüllvolumens 16, bzw. ein (automatisches) Abtrennen des zweiten Befüllvolumens 16 von der ersten Druckkammer, bei einer Beeinträchtigung der Stromversorgung der Aktoreinrichtung 44. Auf diese Weise ist das Einbremskraft-Bremsdruck-Übersetzungsverhältnis bezüglich einer Übersetzung einer auf die das erste Befüllvolumen 12 begrenzende erste
Kolbenwand 14 ausgeübten Bremskraft in einen in der ersten Druckkammer aufgebauten Bremsdruck (automatisch) steigerbar. Als Alternative oder als Ergänzung zu einer Einbindung der Ventileinrichtung 20 in einem gemeinsamen Stromkreis mit der Aktoreinrichtung 44 kann die Stromversorgung der stromlos in dem zweiten Ventilzustand vorliegenden Ventilausrichtung 20 auch bei einem Wegfallen der Bremsunterstützungskraft Fu, bzw. bei einer Funktionsbeeinträchtigung der Bremskraftverstärkervorrichtung 46, unterbrochen werden. Dies bewirkt das oben schon beschriebene hohe Einbremskraft-Bremsdruck-Übersetzungsverhältnis der ersten Druckkammer des Hauptbremszylinders 10. Somit kann der Fahrer bereits mit einer vergleichsweise geringen Fahrerbremskraft Fb noch einen ausreichend hohen
Bremsdruck in dem mindestens einen Radbremszylinder 36 und 42 bewirken.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des
Hauptbremszylinders. Das in Fig. 2 schematisch wiedergegebene Bremsgerät/Bremssystem, bzw. der darin enthaltene Hauptbremszylinder 10, weist als Ergänzung zu den zuvor beschriebenen Komponenten ein Überdruckventil 52 auf, über welches die Ventileinrichtung 20 mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir 22 hydraulisch verbunden ist. Das Überdruckventil 52 ist so ausgerichtet, dass eine Flüssigkeitsverschiebung von dem Bremsflüssigkeitsreservoir 22 über das Überdruckventil 52 zu der Ventileinrichtung 20 selbst bei einem vergleichsweise hohen Druck unterbunden ist, während das Überdruckventil 52 sich bei einem relativ hohen Druck ausgangsseitig von der Ventileinrichtung 20 öffnet.
Mittels des Überdruckventils 52 kann das zweite Befüllvolumen 16 bei einem Beginn einer Bremsbetätigung im Backupmodus verwendet werden. Auf diese Weise ist das
Einbremsvolumen zusätzlich steigerbar. Ebenso ist eine mit einem maximalen Pedalweg erreichbare Verzögerung steigerbar.
Fig. 3a und 3b zeigen eine schematische Gesamtdarstellung und eine vergrößerte Teildarstellung einer Ausführungsform des Bremssystems.
Das in Fig. 3a schematisch wiedergegebene Bremssystem weist den Hauptbremszylinder 10, das Bremsflüssigkeitsreservoir 22, mindestens einen Bremskreis 34 mit mindestens einer Radbremszange 36, der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 und einer ESP- Vorrichtung 54 auf. An dem Gestänge 50 der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 ist ein Bremsbetätigungselement 56, wie beispielsweise ein Bremspedal, angeordnet. Außerdem ist in Fig. 3a eine Fahrzeugbatterie 58 schematisch wiedergegeben, mittels welcher die Aktoreinrichtung 44 der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 und die ESP-Vorrichtung 54 mit Strom versorgbar sind. Ein Abschnitt 60 des schematisch wiedergegebenen
Bremskreises 34, welcher zwischen dem Hauptbremszylinder 10 und der ESP- Vorrichtung 54 liegt, ist in Fig. 3b vergrößert wiedergegeben.
Wie anhand der Fig. 3b erkennbar ist, kann die Ventileinrichtung 20 auch beabstandet von dem Hauptbremszylinder 10 in dem mindestens einen Bremskreis 34 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ventileinrichtung 20 zwischen einer zu dem zweiten Befüllvolumen 16 führenden ersten Leitung 62 und einer zu der ESP-Vorrichtung 54 führenden zweiten Leitung 64 angeordnet sein. Eine dritte Leitung 66, welche das erste Befüllvolumen 12 mit der ESP-Vorrichtung 54 verbindet, kann in die zweite Leitung 64 münden. Über eine nur teilweise wiedergegebene vierte Leitung 68 kann die
Ventileinrichtung 20 mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir 22 verbunden sein. Ebenso kann ein weiteres Reservoir an die vierte Leitung 68 angebunden sein.
Auch bei einer von dem Hauptbremszylinder 10 beabstandeten Anordnung der
Ventileinrichtung 20 kann ein Ausfall der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 noch mittels eines Abtrennens des zweiten Befüllvolumens 16 von der ersten Druckkammer so kompensiert werden, dass mittels einer als Fahrerbremskraft Fb aufgebrachten vergleichsweise niedrigen Einbremskraft noch ein ausreichend hoher Bremsdruck in der von dem zweiten Befüllvolumen 16 abgetrennten ersten Druckkammer bewirkbar ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass für die Ventileinrichtung 20 auch eine herkömmlicher Weise bereits im Bremssystem vorhandene Komponente, wie beispielsweise mindestens ein Ventil der ESP-Vorrichtung 54, (mit-)verwendet werden kann. Ebenso kann die Ventileinrichtung 20 zusätzlich von der ESP-Vorrichtung 54 genutzt werden. Durch diese multifunktionale Ausbildbarkeit der Ventileinrichtung 20 können Herstellungskosten gesenkt werden.
Außerdem kann für das vorteilhafte Bremssystem mit einem wahlweise einstellbaren Einbremsvolumen der ersten Druckkammer auch ein standardgemäßer/herkömmlicher Hauptbremszylinder 10 verwendet werden. Zum Realisieren des in den Fig. 3a und 3b wiedergegebenen Bremssystems ist auch ein kostengünstiger Hauptbremszylinder verwendbar. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des
Bremsgeräts.
Das in Fig. 4 schematisch dargestellte Bremsgerät ist in einem Bremssystem eines Fahrzeugs einsetzbar. Das Bremsgerät weist den Hauptbremszylinder 10 und die
Bremskraftverstärkervorrichtung 46 mit den oben schon beschriebenen Komponenten auf. Optionalerweise kann das Bremsgerät auch ein Bremsflüssigkeitsreservoir 22 umfassen.
Bei dem in Fig. 4 schematisch wiedergegebenen Bremsgerät ist die Ventileinrichtung 20a und 20b derart an dem Verstärkerkörper 48 der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 angeordnet/angebunden, dass die Ventileinrichtung 20a und 20b mittels des
Verstärkerkörpers 48 zumindest aus dem ersten Ventilzustand in den zweiten
Ventilzustand mechanisch schaltbar ist. Optionalerweise kann die Ventileinrichtung 20a und 20b mittels des Verstärkerkörpers 48 auch aus dem zweiten Ventilzustand in den ersten Ventilzustand mechanisch schaltbar sein. Unter dem Verstärkerkörper 48 kann eine Komponente der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 verstanden werden, welche mittels der von der Aktoreinrichtung 44 der Bremskraftverstärkervorrichtung 46
bereitgestellten Bremsunterstützungskraft Fu verstellbar ist. Die Aktoreinrichtung 44 kann beispielsweise eine hydraulische oder elektromechanische Einrichtung umfassen. Die Übertragung der Bremsunterstützungskraft Fu von der Aktoreinrichtung 44 auf den
Verstärkerkörper 48 kann über mindestens eine Zwischenkomponente erfolgen. Ebenso oder alternativ dazu kann das Schalten der Ventileinrichtung 20a und 20b zumindest aus dem ersten Ventilzustand in den zweiten Ventilzustand durch den Verstärkerkörper 48 auch über mindestens eine Zwischenkomponente ausgeführt werden.
Beispielsweise ist zum Schalten der Ventileinrichtung 20a und 20b zumindest aus dem ersten Ventilzustand der Verstärkerkörper 48 so an der Ventileinrichtung 20a und 20b angeordnet, dass bei einem Vorliegen des Verstärkerkörpers 48 in einer
Ausgangsstellung die Ventileinrichtung 20a und 20b in dem zweiten Ventilzustand vorliegt, während ein Verstellen des Verstärkerkörpers 48 aus der Ausgangsstellung heraus um einen Mindestverstellweg das Steuern der Ventileinrichtung 20a und 20b aus dem zweiten Ventilzustand in den ersten Ventilzustand bewirkt. Die Ausgangsstellung des Verstärkerkörpers 48 ist in diesem Fall vorzugsweise eine Stellung, in welcher der Verstärkerkörper 48 bei einer Fahrerbremskraft Fb gleich Null und/oder
Bremsunterstützungskraft Fu gleich Null vorliegt. Auf diese Weise ist bei einer Funktionsbeeinträchtigung der
Bremskraftverstärkervorrichtung 46, welche in der Regel ein Vorliegen des
Verstärkerkörpers 48 in seiner Ausgangsstellung (trotz einer Fahrerbremskraft ungleich Null) bewirkt/auslöst, ein (automatisches) Steuern der Ventileinrichtung 20a und 20b in den zweiten Ventilzustand bewirkbar. Die mechanische Schaltbarkeit der Ventileinrichtung 20a und 20b in den zweiten Ventilzustand mittels des Verharrens des Verstärkerkörpers 46 in seiner Ausgangsstellung bewirkt somit bei einem Wegfall der
Bremsunterstützungskraft Fu (automatisch) ein vorteilhaft kleines Einbremsvolumen der ersten Druckkammer.
Demgegenüber ist bei einem in der Regel auf die (volle) Funktionsfähigkeit der
Bremskraftverstärkervorrichtung 46 zurückzuführenden Verstellen des Verstärkerkörpers 48 aus seiner Ausgangsstellung das (automatische) Vorliegen der Ventileinrichtung 20a und 20b in dem ersten Ventilzustand gewährleistet. Bei einer gewährleisteten
Funktionsfähigkeit der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 weist die erste Druckkammer somit (automatisch) ein vorteilhaft großes Einbremsvolumen auf.
Der Ventileinrichtung 20a und 20b kann mindestens eine Druckausübkomponente 74 des Verstärkerkörpers 48 zugeordnet sein. In diesem Fall kann ein Herausverstellen des Verstärkerkörpers 48 aus seiner Ausgangsposition ein Mitverstellen der mindestens einen Druckausübkomponente 74 bewirken. Durch das Mitverstellen der mindestens einen Druckausübkomponente 74 kann ein mechanischer Druck/eine mechanische Kraft auf mindestens eine (nicht skizzierte) Schaltmechanik der Ventileinrichtung 20a und 20b so ausgeübt werden, dass die mindestens eine (nicht skizzierte) Schaltmechanik der Ventileinrichtung 20a und 20b mechanisch geschaltet wird.
Man kann die vorteilhafte Funktionsweise der mechanisch schaltbaren Ventileinrichtung 20a und 20b auch so umschreiben, dass der Verstärkerkörper 48 bei einem Mitbewegen parallel zu dem Kolbenbauteil 30, d. h. in einem gleichbleibenden Abstand a (gleich einem minimalen Abstand) zu dem Kolbenbauteil 30, in dem ersten Ventilzustand vorliegt.
Demgegenüber bewirkt eine nachlassende Druck- und/oder Kraftausübung auf die Ventileinrichtung 20a und 20b durch die mindestens eine Druckausübkomponente 74 ein Schalten der Ventileinrichtung 20a und 20b in den zweiten Ventilzustand. Bei der in Fig. 4 schematisch wiedergegebenen Ausführungsform umfasst die
Ventileinrichtung 20a und 20b zwei mechanisch schaltbare Ventileinheiten 20a und 20b. Eine erste Ventileinheit 20a ist in einer hydraulischen Verbindung 70 zwischen dem ersten Befüllvolumen 12 und dem zweiten Befüllvolumen 16 angeordnet. Eine zweite
Ventileinheit 20b ist in einer weiteren hydraulischen Verbindung 72 zwischen dem zweiten Befüllvolumen 16 und dem Bremsflüssigkeitsreservoir 22 ausgebildet. Jeder der beiden Ventileinheiten 20a und 20b ist jeweils eine Druckausübkomponente 74 des
Verstärkerkörpers 48 zugeordnet.
Insbesondere kann der erste Ventilzustand der aus den Ventileinheiten 20a und 20b gebildeten Ventileinrichtung 20a und 20b dadurch definiert sein, dass die erste
Ventileinheit 20a in einem ersten Durchströmzustand vorliegt, während die zweite
Ventileinheit 20b in einem zweiten Sperrzustand vorliegt. Außerdem können im zweiten Ventilzustand die erste Ventileinheit 20a in einem ersten Sperrzustand und die zweite Ventileinheit 20b in einem zweiten Durchströmzustand vorliegen. In diesem Fall können mittels des Herausverstellens des Verstärkerkörpers 48 aus seiner Ausgangsstellung und dem Mitverstellen der mindestens einen Druckausübkomponente 74 die erste
Ventileinheit 20a in den ersten Sperrzustand und die zweite Ventileinheit 20b in den zweiten Durchströmzustand mechanisch schaltbar sein. Das Mitbewegen des
Verstärkerkörpers 48 parallel zu dem Kolbenbauteil 30 (Abstand a gleich dem minimalen Abstand) steuert die erste Ventileinheit 20a aus dem ersten Durchströmzustand in den ersten Sperrzustand und die zweite Ventileinheit 20b aus dem zweiten Sperrzustand in den zweiten Durchströmzustand. Demgegenüber bewirkt eine nachlassende
Druckausübung auf die beiden Ventileinheiten 20a und 20b (Abstand a größer als der minimale Abstand) ein Zurückschalten der ersten Ventileinheit 20a aus dem ersten Sperrzustand in den ersten Durchströmzustand und der zweiten Ventileinheit 20b aus dem zweiten Durchströmzustand in den zweiten Sperrzustand.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die mechanisch schaltbare Ausbildung der Ventileinrichtung 20a und 20b nicht auf deren Ausstattung mit zwei voneinander getrennten Ventiluntereinheiten 20a und 20b limitiert ist.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des
Bremsgeräts.
Das in Fig. 5 schematisch wiedergegebene Bremsgerät weist eine Ventileinrichtung 20 auf, welche zumindest teilweise mit dem Kolbenbauteil 30 so mitverstellbar und über eine Verbindungskomponente 76 derart mit dem Verstärkerkörper 48 verbunden ist, dass die Ventileinrichtung 20 mittels einer Relativbewegung des Verstärkerkörpers 48 in Bezug zu dem Kolbenbauteil 30 zumindest zwischen dem ersten Ventilzustand und dem zweiten Ventilzustand mechanisch schaltbar ist. Dazu weist die Ventileinrichtung 20 eine mit dem Kolbenbauteil 30 mitverstellbar ausgebildete Gehäusekomponente auf. Die
Verbindungskomponente 76 kann insbesondere mit mindestens einer verstellbaren Sperrkomponente der Ventileinrichtung 20 verbunden/einstückig ausgebildet sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist in dem Kolbenbauteil 30 mindestens eine Durchströmöffnung 78 ausgebildet, welche das erste Befüllvolumen 12 mit dem zweiten Befüllvolumen 16 verbindet. In die Durchströmöffnung 78 kann auch eine hydraulische Anbindung 80 des Bremsflüssigkeitsreservoirs 22 an das zweite Befüllvolumen 16 münden. Optionalerweise weist die Ventileinrichtung 20 einen ersten Ventilkörper 82 auf, welcher eine Verjüngung 84 der Durchströmöffnung 78 in einer ersten Sperrstellung abdichtet, während bei einem Vorliegen des ersten Ventilkörpers 82 in einer ersten Durchströmstellung ein Flüssigkeitstransfer zwischen den beiden Befüllvolumen 12 und 16 über die Durchströmöffnung 78 gewährleistet ist. Außerdem kann die Ventileinrichtung 20 einen zweiten Ventilkörper 86 haben, welcher in einer zweiten Sperrstellung eine Mündungsöffnung 88 der hydraulischen Anbindung 80 des Bremsflüssigkeitsreservoirs 22 an das zweite Befüllvolumen 16 abdichtet, während bei einem Vorliegen des zweiten Ventilkörpers 86 in einer zweiten Durchströmstellung ein Flüssigkeitstransfer durch die Mündungsöffnung 88 zwischen dem zweiten Befüllvolumen 16 und dem
Bremsflüssigkeitsreservoir 22 ausführbar ist.
Der erste Ventilkörper 82 und der zweite Ventilkörper 86 können so aneinander angeordnet sein, dass sie bei einer Relativbewegung des Verstärkerkörpers 48 in Bezug zu dem Kolbenbauteil 30 eine gemeinsame Verstellbewegung relativ zu dem
Kolbenbauteilen 30 (mit konstanten Abstand zueinander) ausführen. Vorzugsweise bewirkt eine gemeinsame Verstellbewegung der beiden Ventilkörper 82 und 86 relativ zu dem Kolbenbauteil 30 in eine einer Einbremsrichtung 90 des Kolbenbauteils 30 entgegen gerichtete Gegendruckrichtung 92 ein Verstellen des ersten Ventilkörpers 82 aus seiner ersten Durchströmstellung in die erste Sperrstellung und ein Verstellen des zweiten Ventilkörpers 86 aus seiner zweiten Sperrstellung in seine zweite Durchströmstellung. Entsprechend kann eine gemeinsame Verstellbewegung der beiden Ventilkörper 82 und 86 relativ zu dem Kolbenbauteil 30 in die Einbremsrichtung 90 ein Verstellen des ersten Ventilkörpers 82 aus seiner ersten Sperrstellung in seine erste Durchströmstellung und ein Verstellen des zweiten Ventilkörpers 86 aus seiner zweiten Durchströmstellung in seine zweite Sperrstellung bewirkten. In diesem Fall ist gewährleistet, dass bei einem Mitbewegen des Verstärkerkörpers 48 parallel zu dem Kolbenbauteil 30 der erste Ventilkörper 82 in seiner ersten Durchströmstellung und der zweite Ventilkörper 86 in seiner zweiten Sperrstellung vorliegen. Man kann dies auch so umschreiben, dass bei einem Einhalten eines minimalen Abstands a zwischen dem Kolbenbauteil 30 und dem Verstärkerkörper 48 die Ventileinrichtung 20 aufgrund der ersten Durchströmstellung des ersten Ventilkörpers 82 und der zweiten Sperrstellung des zweiten Ventilkörpers 86 in dem ersten Ventilzustand vorliegt. Da die Mitverstellbarkeit des Verstärkerkörpers 48 in dem minimalen Abstand a zu dem Kolbenbauteil 30 in der Regel nur bei gegebener Funktionsfähigkeit der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 gewährleistet ist, ist das in dieser Situation bevorzugte Vorliegen der Ventileinrichtung 20 in dem ersten
Ventilzustand verlässlich realisiert.
Demgegenüber nimmt der Abstand a bei einer Fahrerbremskraft Fb ungleich Null und bei einer Funktionsbeeinträchtigung der Bremskraftverstärkervorrichtung 46 in der Regel zu. Dies bewirkt die oben schon beschriebene Verstellbewegung der beiden Ventilkörper 82 und 86 relativ zu dem Kolbenbauteil 30 in die Gegendruckrichtung 92 aufgrund ihrer Anbindung an dem Verstärkerkörper 48 über die Verbindungskomponente 76. Somit wird der erste Ventilkörper 82 aufgrund der Funktionsbeeinträchtigung der
Bremskraftverstärkervorrichtung 46 aus seiner ersten Durchströmstellung in seine erste Sperrstellung verschoben, während der zweite Ventilkörper 86 auf analoge Weise aus seiner zweiten Sperrstellung in seine zweite Durchströmstellung verstellt wird. Dies bewirkt die oben schon beschriebene vorteilhafte Reduzierung des Einbremsvolumens der ersten Druckkammer des Hauptbremszylinders 10 auf das erste Befüllvolumen 12, bzw. die Abtrennung/Abschaltung des zweiten Befüllvolumens 16.
Obwohl die vorliegende Erfindung in den oberen Absätzen anhand des
Hauptbremszylinders 10 beschrieben ist, dessen Kolbenbauteil 30 (Primärkolben) auf zwei unabhängige Volumina/Befüllvolumen 12 und 16 wirkt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Ausbildung des Hauptbremszylinders 10 beschränkt. Stattdessen umfasst die Erfindung auch anders ausgebildete Hauptbremszylinder 10, deren Volumina mittels der Ventileinrichtung 20 kombiniert oder getrennt auf einen Bremskreis wirken können. Sofern die Ventileinrichtung 20 als zusätzliches Ventil ausgebildet ist, können auch standardgemäße Hauptbremszylinder 10 zum Realisieren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Eine Umsetzung der Erfindung durch Umschalten eines
mechanischen Ventils oder mehrere mechanischer Ventile ist ebenso möglich.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Hauptbremszylinders.
Das im Weiteren beschriebene Verfahren ist beispielsweise mittels einer der oben schon beschriebenen Ausführungsformen ausführbar. Die Ausführbarkeit des hier
beschriebenen Verfahrens ist jedoch nicht auf die Verwendung der Ausführungsformen limitiert.
In einem Verfahrensschritt S1 wird eine Größe einer Druckkammer eines
Hauptbremszylinders auf zumindest ein mit Flüssigkeit befüllbares erstes Befüllvolumen des Hauptbremszylinders, dessen erste Größe durch Verstellen zumindest einer ersten Kolbenwand variierbar ist, und auf ein mit Flüssigkeit befüllbares zweites Befüllvolumen des Hauptbremszylinders, dessen zweite Größe durch Verstellen von zumindest einer zweiten Kolbenwand variierbar ist, festgelegt. Dies geschieht durch Freischalten einer ersten hydraulischen Verbindung zwischen dem ersten Befüllvolumen und dem zweiten Befüllvolumen und Unterbinden einer zweiten hydraulischen Verbindung zwischen dem zweiten Befüllvolumen und einem Bremsflüssigkeitsreservoir. Der Verfahrensschritt S1 kann dabei durch eine einteilig ausgebildete Ventileinrichtung oder durch eine
Ventileinrichtung aus mehreren getrennt voneinander ausgebildeten Ventileinheiten ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird die Größe der Druckkammer zumindest auf das mit der Flüssigkeit befüllbare erste Befüllvolumen festgelegt, während gleichzeitig der in dem zweiten Befüllvolumen vorliegende zweite Innendruck auf den Reservoirdruck (Atmosphärendruck) eingestellt wird. Dies geschieht durch Unterbinden der ersten hydraulischen Verbindung zwischen dem ersten Befüllvolumen und dem zweiten
Befüllvolumen und Freischalten der zweiten hydraulischen Verbindung zwischen dem zweiten Befüllvolumen und dem Bremsflüssigkeitsreservoir.
Das oben beschriebene Verfahren ist nicht auf eine Ausführung der Verfahrensschritte S1 und S2 in der angegebenen Reihenfolge limitiert. Stattdessen kann der Verfahrensschritt auch vor dem Verfahrensschritt S1 ausgeführt werden. Ebenso können die
Verfahrensschritte S1 und S2 beliebig oft wiederholt werden. Durch Ausführen des Verfahrens können die oben schon beschriebenen Vorteile bewirkt werden. Auf eine erneute Beschreibung dieser Vorteile wird hier verzichtet.

Claims

Ansprüche
1 . Hauptbremszylinder (10) für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit: einem mit Flüssigkeit befüllbaren ersten Befüllvolumen (12), dessen erste Größe durch Verstellen zumindest einer ersten Kolbenwand (14) variierbar ist; einem mit Flüssigkeit befüllbaren zweiten Befüllvolumen (16), dessen zweite Größe durch Verstellen zumindest einer zweiten Kolbenwand (18) variierbar ist; und einer Ventileinrichtung (20, 20a, 20b); dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befüllvolumen (12) über die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) derart mit dem zweiten Befüllvolumen (16) verbunden ist, dass bei einem Steuern der Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) in einen ersten Ventilzustand ein gemeinsamer erster Druckkammerdruck in dem ersten Befüllvolumen (12) und in dem zweiten Befüllvolumen (16) vorliegt.
2. Hauptbremszylinder (10) nach Anspruch 1 , wobei das zweite
Befüllvolumen (16) über die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) derart an ein Bremsflüssigkeitsreservoir (22) anbindbar ist, dass bei einem Steuern der Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) in einen zweiten Ventilzustand ein in dem Bremsflüssigkeitsreservoir (22) vorliegender Reservoirdruck in dem zweiten Befüllvolumen (16) vorliegt, während in dem ersten Befüllvolumen (12) ein von dem Reservoirdruck abweichender erster Innendruck einsteuerbar ist.
3. Hauptbremszylinder (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der
Hauptbremszylinder (10) eine erste Druckkammer aufweist, welche bei dem Steuern der Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) in den ersten Ventilzustand zumindest das erste Befüllvolumen (12) und das zweite Befüllvolumen (16) umfasst und bei dem Steuern der Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) in den zweiten Ventilzustand zumindest das erste
Befüllvolumen (12) umfasst, wobei in dem ersten Befüllvolumen (12) der von dem Reservoirdruck abweichende erste Innendruck einsteuerbar ist.
Hauptbremszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hauptbremszylinder (10) eine zweite Druckkammer (24) aufweist, in welche ein Schwimmkolbenbauteil (26) zumindest teilweise so hineinverstellbar ist, dass ein in der zweiten Druckkammer (24) vorliegender zweiter Druckkammerdruck variierbar ist.
Hauptbremszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) über ein Bestromen in den ersten Ventilzustand steuerbar ist und über ein Abbrechen des
Bestromens in den zweiten Ventilzustand steuerbar ist.
Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit: einem Hauptbremszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einer Bremskraftverstärkervorrichtung (46); und/oder einem Bremsflüssigkeitsreservoir (22).
Bremsgerät nach Anspruch 6, wobei die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) über ein Bestromen in den ersten Ventilzustand und über ein Abbrechen des Bestromens in den zweiten Ventilzustand steuerbar ist, und wobei das Bestromen der Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) und einer
Aktoreinrichtung (44) der Bremskraftverstärkervorrichtung (46), über welche eine Bremsunterstützungskraft (Fu) bereitstellbar ist, über einen gemeinsamen Stromkreis erfolgt.
Bremsgerät nach Anspruch 6, wobei die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) derart an einem Verstärkerkörper (48) der Bremskraftverstärkervorrichtung (46), welcher mittels der von der
Aktoreinrichtung (44) der Bremskraftverstärkervorrichtung (46)
bereitgestellten Bremsunterstützungskraft (Fu) verstellbar ist, angeordnet ist, dass die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) mittels des Verstärkerkörpers (46) zumindest aus dem ersten Ventilzustand in den zweiten
Ventilzustand mechanisch schaltbar ist.
9. Bremsgerät nach Anspruch 8, wobei mittels mindestens einer
Druckausübkomponente (74) des Verstärkerkörpers (48) der
Bremskraftverstärkervorrichtung (46) eine mechanische Kraft auf mindestens eine Schaltmechanik der Ventileinrichtung (20a, 20b) so ausübbar ist, dass die mindestens eine Schaltmechanik der Ventileinrichtung (20a, 20b) mechanisch schaltbar ist.
10. Bremsgerät nach Anspruch 8, wobei die Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) eine mit einem Kolbenbauteil (30) des Hauptbremszylinders (10) mitverstellbar ausgebildete Gehäusekomponente aufweist und mindestens eine verstellbare Sperrkomponente (82, 86) der Ventileinrichtung (20, 20a, 20b) über eine Verbindungskomponente (76) mit dem Verstärkerkörper (48) der
Bremskraftverstärkervorrichtung (46) verbunden ist.
1 1 . Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem Bremskreis (34, 40); und einem Hauptbremszylinder (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5; oder einem Bremsgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
12. Verfahren zum Betreiben eines Hauptbremszylinders (10) mit den
Schritten:
Festlegen einer Größe einer Druckkammer des Hauptbremszylinders(I O) auf zumindest ein mit Flüssigkeit befüllbares erstes Befüllvolumen (12) des Hauptbremszylinders (10), dessen erste Größe durch Verstellen zumindest einer ersten Kolbenwand (14) variiert wird, und auf ein mit Flüssigkeit befüllbares zweites Befüllvolumen (16) des
Hauptbremszylinders (10), dessen zweite Größe durch Verstellen zumindest einer zweiten Kolbenwand (18) variiert wird, durch Freischalten einer ersten hydraulischen Verbindung zwischen dem ersten
Befüllvolumen (12) und dem zweiten Befüllvolumen (16) und Unterbinden einer zweiten hydraulischen Verbindung zwischen dem zweiten
Befüllvolumen (16) und einem Bremsflüssigkeitsreservoir (22); und
Festlegen der Größe der Druckkammer auf zumindest das mit Flüssigkeit befüllbare erste Befüllvolumen (12) durch Unterbinden der ersten hydraulischen Verbindung zwischen dem ersten Befüllvolumen (12) und dem zweiten Befüllvolumen (16) und Freischalten der zweiten
hydraulischen Verbindung zwischen dem zweiten Befüllvolumen (16) und dem Bremsflüssigkeitsreservoir (22).
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