WO2014154437A1 - Bremsgerät für ein bremssystem eines fahrzeugs und bremssystem für ein fahrzeug - Google Patents

Bremsgerät für ein bremssystem eines fahrzeugs und bremssystem für ein fahrzeug Download PDF

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WO2014154437A1
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brake
volume
valve
partial volume
pressure
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PCT/EP2014/053790
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Herbert Vollert
Oliver Leibfried
Stefan Strengert
Urs Bauer
Volkmar Schlotter
Michael Kunz
Matthias Kistner
Karl-Heinz Willmann
Matthias Schanzenbach
Suekrue SENOL
Dagobert Masur
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input

Definitions

  • the invention relates to a braking device for a brake system of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a braking system for a vehicle.
  • the brake system has a master cylinder with a stepped piston, which defines a pressure area formed in the master cylinder with a first Wrk Chemistry and a second Wrk Chemistry a pressure chamber upstream of the filling space.
  • a valve arrangement is formed, by means of which a hydraulic connection between the pressure chamber and the filling chamber should be unlocked so that after reaching a vehicle deceleration of about 0.3 g, a driver brakes only with the first effective area in the master cylinder ,
  • the pressure chamber and the filling chamber are over holes with a
  • Brake fluid reservoir / fluid reservoir hydraulically connected In addition, a brake circuit to the pressure chamber hydraulically connectable.
  • electrohydraulic pressure supply unit for acting on wheel brakes interact with pressure.
  • Valve device can be increased in at least a first wheel brake cylinder of the first brake circuit buildable brake pressure.
  • a brake pressure which can be built up in the at least one wheel brake cylinder of the brake circuit can be achieved by the advantageous design of the
  • Valve device can be significantly increased.
  • the brake device comprises an electrically controllable valve, via which the second subvolume is connected to the brake fluid reservoir so that when the electrically controllable valve is in its open state the second subvolume is depressurized despite the displacement of the second piston wall and in the presence the electrically controllable valve in his
  • Piston wall is effected. Due to the advantageous features of the braking device with the electrically controllable valve can be ensured that in one
  • the electrically controllable valve can be controlled in its open state, that the second partial volume is depressurized, and thus opposes a Mit-displacement of the second piston wall together with the first piston wall no resistance.
  • the driver must therefore in the normal operating mode only with the first surface of the first piston wall in the first
  • the brake device is operable in a fallback mode, in which the
  • Einbrems Design by means of which the driver brakes in the first pressure chamber, can be increased relative to the normal operating mode.
  • an additional pressure build-up in the second sub-volume can be realized.
  • the advantageous mechanical design of the valve device that the pressure present in the second partial volume has a (mechanically) predetermined limit pressure. exceeds.
  • the master cylinder can be a second
  • the brake device can thus be used advantageously in a dual-circuit braking system.
  • the second subvolume can additionally be connected to the second brake circuit via at least one further subcomponent of the valve device
  • the master brake cylinder has a stepped bore, within which at least the first pressure chamber is formed, wherein the master cylinder comprises a stepped piston as the at least one adjustable rod piston, which with the first piston wall, the first part volume and the second piston wall, the second Partial volume limited. It should be noted, however, that such a configuration of the master cylinder is optional.
  • the master cylinder with several components can be connected, that brake fluid is transferable via at least the further subcomponent of the valve device in the second brake circuit.
  • a brake pressure which can be built up in at least one second wheel brake cylinder of the second brake circuit can also be increased.
  • the master cylinder has a stepped bore, within which at least the first pressure chamber is formed, wherein the master cylinder comprises a stepped piston as the at least one adjustable rod piston, which with the first piston wall, the first part volume and the second piston wall, the second Partial volume limited.
  • Brake actuation element are adjustable into separate chambers of the master cylinder.
  • valve device can be an overpressure relief valve, via which the second subvolume can be connected or connected to the brake fluid reservoir, and as a subcomponent of the valve device at least one nonreturn valve, via which the second subvolume can be connected to at least the first brake circuit or is connected.
  • overpressure relief valve via which the second subvolume can be connected or connected to the brake fluid reservoir
  • nonreturn valve via which the second subvolume can be connected to at least the first brake circuit or is connected.
  • valve device may additionally comprise a further non-return valve via which the second subvolume can be connected or connected to the second brake circuit. Due to the additional transferability of brake fluid from the second subvolume into the second brake circuit, an increase in the brake pressure which can be built up in the at least one second wheel brake cylinder of the second brake circuit can be realized by means of a cost-effective valve device.
  • valve device can be a regulated non-return valve, via which the second partial volume to the
  • Brake fluid reservoir can be connected or connected, and as a sub-component of the valve device at least one check valve, via which the second sub-volume can be connected or connected at least to the first brake circuit include.
  • This embodiment of the braking device is inexpensive to produce.
  • the brake system can be a
  • the power-operated braking device can be used in the realizable normal operating mode of the brake system described above to build up / increase the brake pressure in the wheel brake cylinders of the brake system.
  • the valve device may include an overpressure relief valve, via which the second subvolume can be connected or connected to the brake fluid reservoir, and as a subcomponent of the valve device comprise at least one lip seal of the external force braking device designed as a plunger.
  • the brake system comprises a
  • Control device which is designed in normal mode at least one
  • a piston may be driven by means of a motor, e.g.
  • the braking system is also suitable for a parallel feed. This advantage is correspondingly also to a braking device with such a control device
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the
  • Fig. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the
  • FIGS. 5a to 5e show a schematic illustration of a fifth embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention
  • the braking system for a vehicle schematically shown in Fig. 1 has a
  • Master brake cylinder 10 with at least one first pressure chamber 12, which is at least in a first sub-volume 12a and in a second sub-volume 12b divided or subdivided.
  • the first partial volume 12a is delimited by a first piston wall 14a of at least one adjustable rod piston 16 such that a first volume of the first partial volume 12a can be varied by means of a displacement of the first piston wall 14a.
  • Piston wall 14b of the at least one adjustable rod piston 16 limited such that a second volume of the second sub-volume 14b by means of a displacement of the second piston wall 14b is variable.
  • the partial volumes 12a and 12b may e.g. be formed as two separate or by means of a valve component hydraulically separable chambers.
  • the master cylinder 10 still includes a second pressure chamber 18 and one between the first sub-volume 12a of the first
  • Pressure chamber 12 and the second pressure chamber 18 arranged adjustable
  • the master cylinder 10 can thus also be called "modified"
  • Tandem master cylinder can be used. It should be noted, however, that an embodiment of the master cylinder with two pressure chambers 12 and 18 is optional.
  • the master cylinder 10 also has a stepped bore, within which at least the first pressure chamber 12 is formed.
  • the stepped bore may have a first (inner) inner diameter d1 aligned perpendicular to an adjustment direction 22 of the at least one deployable rod piston 16 and / or the floating piston 20, which is smaller than a second (outer) inner diameter d2 of the stepped ones oriented perpendicular to the adjustment direction 22 Hole is.
  • Pressure chamber 18 can perpendicular to the adjustment 22, the first / inner
  • Adjustment 22 has the second / outer inner diameter d2.
  • Master cylinder 10 may also include a stepped piston 16 as the at least one adjustable rod piston 16, which with the first piston wall 14 a first sub-volume 12a and limited to the second piston wall 14b of the second sub-volume 12b.
  • the second partial volume 12b can thus also be designed as an annular volume. It should be noted, however, that the illustrated in Fig. 1 embodiment of the master cylinder 10 is to be interpreted only by way of example. A deviating from the illustration in Fig. 1 design of the master cylinder 10 can be used to implement the braking system described below.
  • the brake system also includes a brake fluid reservoir 24, wherein at least the first sub-volume 12a and the second sub-volume 12b hydraulically connected to the
  • Brake fluid reservoir 24 are connectable / tethered. Also, the second pressure chamber 18 may be anbindbar / tethered to the brake fluid reservoir 24.
  • the volumes 12a, 12b and 18 can be hydraulically connected / connected to the brake fluid reservoir 24 via a respective sniffer bore 26.
  • the brake system also has at least one first brake circuit 28 with at least one first wheel brake cylinder 30, wherein the first brake circuit 28 to the first
  • Partial volume 12a hydraulically connectable / tethered.
  • a second brake circuit 32 with at least one second wheel brake cylinder 34 to the second pressure chamber 18 hydraulically connected / connected Preferably, a second brake circuit 32 with at least one second wheel brake cylinder 34 to the second pressure chamber 18 hydraulically connected / connected. The one described here
  • Brake system is not limited to a design with two brake circuits 28 and 32, however. Likewise, the number of usable in a brake circuit 28 and 32
  • Wheel brake cylinder 30 and 34 relatively freely selectable. Furthermore, a variety of hydraulic components, such as pumps and / or valves, in the
  • Brake circuits 28 and 32 are used.
  • the brake system preferably also has an electrically controllable valve 36, via which the second partial volume 12b is connected to the brake fluid reservoir 24.
  • the electrically controllable valve 36 is inserted in this case between the second sub-volume 12b and the brake fluid reservoir 24, that in a presence of the electrically controllable valve 36 in his
  • the equipment of the brake system with the electrically controllable valve 36 is optional.
  • the brake system has a valve device 38, wherein the second partial volume 12b at least on at least one sub-component 38a of the valve device 38 at least the first brake circuit 28 is connected.
  • the valve device 38 is mechanically designed such that (in the presence of the possibly present electrically controllable valve 36 in its closed state) in the second sub-volume 12b, a pressure build up to one in the valve device 38th
  • Piston wall 14b is effected. Furthermore, brake fluid is at least in the first via at least the subcomponent 38a of the valve device 38
  • Brake circuit 28 transferable. In addition, due to the training of the
  • Valve device 38 ensures that despite a further displacement of the second piston wall (14b), an excess of the limit pressure in the second
  • Partial volume (12b) is prevented.
  • the limiting pressure may for example be between 1 and 3 bar, in particular at 2 bar.
  • Brake circuit 28 flows can be at about 0.5 bar.
  • Normal operating mode are operated in which the driver only by means of a first surface A1 of the first partial volume 12a limiting first piston wall 14a at least in the first pressure chamber 12 brakes. This can be ensured by controlling the electrically controllable valve 36 in its open state. This can also be described in such a way that, in the normal operating mode, the second partial volume 12b is opened by opening the electrically controllable valve 36
  • Brake fluid reservoir 24 is short-circuited.
  • the timing of this control can be detected at a rapid deceleration, such as in particular
  • the brake system is operable in a fallback mode in which the braking surface (for braking at least into the first pressure chamber 12) is increased compared to the normal operating mode.
  • a fallback mode in which the braking surface (for braking at least into the first pressure chamber 12) is increased compared to the normal operating mode.
  • Pressure chamber 12 thus corresponds to a sum of the first surface A1 and a second surface A2 of the second partial volume 12b limiting second piston wall 14b.
  • Driver braking force can cause even greater brake pressures in the wheel brake cylinders 30 and 34 of the brake system. Thus, the effects of the operating conditions to be considered can be reduced.
  • valve device 38 ensures that the pressure present in the second partial volume 12b exceeds (barely) a mechanically predetermined limit pressure.
  • Brake actuator feels comfortable.
  • the brake pressure that can be built up in the at least one first wheel brake cylinder 30 of the first brake circuit 28 can also be increased. It is expressly pointed out that a sudden emptying of the second partial volume 12b after a comparatively strong pressure build-up in the second partial volume 12b is prevented by means of the present design of the valve device 38. This prevents a sudden drop in driver braking power even in the fallback mode. This ensures that even in the fallback mode no irregularities during the
  • the braking system can be operated in particular in the event of a partial failure or complete failure of at least one electrical component of the brake system or in the event of a failure of the vehicle electrical system in the fallback mode.
  • the electrically controllable valve 36 is controlled in the fallback / mechanical fallback mode in its closed state. In a configuration of the electrically controllable valve 36 as normally closed valve, this is automatic can be realized by interrupting the power supply of the electrically controllable valve 36.
  • the valve device 38 for example, for a brake pressure between 1 bar and 3 bar, as in particular for a brake pressure of 2 bar, be mechanically designed. Due to the mechanical design of the valve device 38 for setting the brake pressure can be ensured that the valve device 38 in the fallback mode even with a total failure of the vehicle electrical system performs its desired function still reliable.
  • the electrically controllable valve 36 is preferably used in a conduit 40 which extends from a bore 42 of the master cylinder 10 to the second
  • Partial volume 12b extends to the brake fluid reservoir 24. It should be noted that under the bore 42 no sniffer opening 26 is to be understood. Thus, the bore 42 is even at a significant Fineinverstellen the second
  • the brake system also includes a power brake device 44, by means of which the brake pressure build-up in the wheel brake cylinders 30 and 34 can be executed or supported during the normal operating mode.
  • the power brake device 44 may be a pneumatic, electric or electro-hydraulic
  • the power-operated brake device 44 is a plunger 44, whose two pressure chambers 46a and 46b are delimited by means of a respective piston 50a and 50b which can be adjusted by operation of a motor 48.
  • the first brake circuit 28 is connected to the first pressure chamber 46 a of the plunger 44, while the second
  • Pressure chamber 46 b of the plunger 44 is associated with the second brake circuit 32.
  • Each of the pressure chambers 46a and 46b of the plunger is hydraulically connected via a respective line 52a and 52b, each having a separating valve 54a and 54b inserted therein to the master cylinder 10, the first pressure chamber 46a of the plunger 44 to the first partial volume 12a and the second pressure chamber 46b of the plunger 44 to the second
  • Pressure chamber 18 are hydraulically connected.
  • the master cylinder 10 can thus be decoupled from the brake circuits 28 and 32 by closing the isolation valves 54a and 54b. In this way it can be ensured that in the presence of the Brake system in the normal operating mode only by means of the plunger 44, a brake pressure build-up in the wheel brake cylinders 30 and 34 is effected, while in the fallback mode, the master cylinder 10 for building up the desired high brake pressure in the wheel brake cylinders 30 and 34 is available.
  • the plunger 44 is preferably self-locking.
  • the electrically controllable valve 36 may be designed as a normally closed valve. Accordingly, normally open valves can be used as isolation valves 54a and 54b. In this way, it is possible to ensure that the brake system is automatically controllable from the normal operating mode in the fallback mode in the event of a vehicle electrical system failure.
  • the valve device 38 as the at least one subcomponent 38a, via which the second subvolume 12b is connected at least to the first brake circuit 28, has a check valve 38a.
  • the check valve 38a via which brake fluid can be transferred from the second subvolume 12b into the first brake circuit 38, can be inserted in a line 58 which extends from a further bore 60 of the master brake cylinder 10 at the second subvolume 12b in the direction of the first brake circuit 28 extends.
  • the conduit 58 may open into the conduit 52a.
  • the further bore 60 is formed on the master cylinder 10 so that it remains exposed even if the second piston wall 14b is significantly moved inwards.
  • the valve device 38 comprises a pressure relief valve 38b, via which the second partial volume 12b to the
  • Brake fluid reservoir 24 is connected.
  • the overpressure relief valve 38b may in particular be arranged in a bypass line 56 running parallel to the electrically controllable valve 36.
  • the simulator device 62 comprises a pressure chamber 62a, a spring chamber 62b and a piston 62c which is adjustably arranged between the pressure chamber 62a and the spring chamber 62b and which is adjustable against a spring force of at least one simulator spring 62b into the simulator chamber 62b.
  • Pressure chamber 62 a is connected via a line 64 optionally to the first partial volume 12 a or to the second pressure chamber 18.
  • a further separating valve 66 which is preferably designed as a normally closed valve, the
  • Simulator device 62 at a vehicle power failure automatically from the brake system be decoupled.
  • the simulator device 62 during the fallback mode the driver when building a brake pressure in the
  • Wheel brake cylinders 30 and 34 does not counteract.
  • the brake system shown schematically in FIG. 2 has a power-operated braking device 44, which is designed as a plunger 44 with only one pressure chamber 46 and one by means of the motor 48
  • the pressure chamber 46 of the plunger 44 is connected via a bore / seal 70 at a lying between the bore 60 and the check valve 38 a portion of the conduit 58.
  • the pressure chamber 46 of the plunger 44 via a respective line 72, each with a de-energized therein
  • Radbremszylindern 30 and 34 of the brake circuits 28 and 32 present brake pressure in the normal operating mode are set freely.
  • the second subvolume 12b is additionally connected to the second brake circuit 32 via at least one further subcomponent 38c of the valve device 38 in such a way that brake fluid flows over at least the further brake fluid
  • Subcomponent 38c of the valve device 38 in the second brake circuit 32 is transferable.
  • the driver in the fallback mode can switch to the second partial volume 12b
  • the valve device 38 has a further subcomponent 38c
  • second brake circuit 32 is connected. This can be realized in a simple manner by inserting the further check valve 38b into a line 76 which leads from a section of the line 58 lying between the bore 60 and the check valve 38a to the second brake circuit 32.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the invention
  • a valve device 38 which in addition to the pressure relief valve 38 b, via which the second sub-volume 12 b is connected to the brake fluid reservoir 24, at least one lip seal 80 of as a plunger 44
  • Non-return valve can be dispensed with. In this way, the manufacturing costs and a space requirement of the brake system of Fig. 3 can be reduced.
  • the reproduced in Fig. 4 brake system has a master cylinder 10, which is designed as a stepped piston 16 rod piston 16 between the first pressure chamber 12 and a pressure build-up chamber 90 is adjustably arranged.
  • An output piston 92 extends from the stepped piston 60 toward a brake actuator 94, such as a brake pedal 94
  • Output piston 92 is through an opening in an outer wall 96 of the
  • Main brake cylinder 10 is guided, which defines the pressure build-up chamber 90 on a side facing the brake actuator 94 side.
  • the outer wall 96 is formed so liquid-tight that by means of a displacement of the piston 50 of the Fremdkraftbremseinnchtung 44 a volume of brake fluid between the
  • Pressure chamber 46 of Fremdkraftbremseinnchtung 44 and the pressure build-up chamber 90 is transferable.
  • the Fremdkraftbremseinnchtung 44 can thus the
  • Master cylinder 10 also be upstream.
  • the simulator device 62 is also connected to the pressure buildup chamber 90.
  • Fremdkraftbremseseinchtung 44 may be connected to the line 98, wherein the
  • Fremdkraftbremseinnchtung 44 preferably between the pressure buildup chamber 90 and the separating valve 100 and the simulator 62 are connected between the separating valve 100 and the prechamber.
  • the electrically controllable valve 36 and the relief pressure relief valve 38b are arranged in series in the conduit 40.
  • the electrically controllable valve 36 is preferably inserted in a section of the line 40 extending between the overpressure relief valve 38b and the brake fluid reservoir 24.
  • the brake system also has a normally closed isolation valve 102, which is inserted into a parallel to the check valve 38 a extending line 104.
  • the brake system of Fig. 4 reliably ensures all the advantages described above.
  • the embodiment of the brake system shown schematically in Fig. 4 can also be operated in a different manner from the upper embodiments.
  • the second partial volume 12b is switched in a normal operating mode such that a build-up of pressure therein by means of a shift of the second
  • Piston surface 14b effected and the two partial volumes 12a and 12b for a
  • Partial volume 12b may be carried out by means of a control device (not shown) which is designed, in the normal mode, for at least one component of the braking system, such as e.g. at least the electrically controllable valve 36, so to control that the pressure build up to that in the valve device 38th
  • Piston wall 14b in the second sub-volume 12b is effected.
  • Fallback level can be the coupling of areas A1 and A2 depending on a
  • the piston 16 can be moved for a brake application or for a brake booster.
  • a mechanical power transmission between the piston 16 and the motor 48 is possible.
  • FIG. 5a to 5e show a schematic representation of a fifth embodiment of the braking system and coordinate systems for explaining their operation.
  • the reproduced in Fig. 5a brake system has a master cylinder 10, on the second sub-volume 12b only a bore 42 is formed.
  • the conduit 40 with the electrically controllable valve 36 inserted therein extends between the bore 42 and a conduit 110, via which the pressure chamber 46 of the plunger 44 is connected to the brake fluid reservoir 24.
  • the pressure chamber 46 of the plunger 44 may optionally be connected via a conduit 114 to the spring chamber 62b of FIG.
  • the valve device 38 has a regulated non-return valve 1 12a, which is inserted into the bypass line 56 guided parallel to the electrically controllable valve 36, and via which the partial volume 12b is connected to the brake fluid reservoir 24.
  • the valve device 38 comprises at least one check valve 1 12b and 1 12c, via which the second partial volume 12b is connected at least to the first brake circuit 28.
  • the second partial volume 12 b is specifically connected to the first brake circuit 28 via a first check valve 112 b inserted into the line 58 and via a second inserted into the line 76
  • Check valve 112c hydraulically connected to the second brake circuit 32.
  • the brake system can optionally also have a check valve 116 arranged parallel to the separating valve 66 of the simulator device 62 and at least one sensor 118.
  • valve device 38 of Fig. 5a is a brake fluid transfer from the second sub-volume 12b in the brake circuits 28 and 32 and in the
  • Brake fluid reservoir 24 mechanically via the closing pressures of the check valves 1 12a to 1 12c controllable.
  • the regulated check valve 112a defines the limit pressure as the maximum allowable pressure in the second sub-volume 12b.
  • About the check valves 1 12b and 1 12c can be a pressure threshold (pressure difference) between the
  • Boundary pressure in the second partial volume 12b is exceeded.
  • the braking system of Fig. 5a thus allows in the fallback level a braking in both brake circuits 28 and 32 with an increased Einbrems character equal to the sum the hydraulically active surfaces A1 and A2. This is a significant improvement for the braking behavior in the mechanical fallback compared to a braking with the two hydraulically active surfaces A1 and A2 in only one of the two brake circuits 28 and 32nd
  • FIGS. 5b to 5e show coordinate systems whose abscissas represent a pedal travel s (in mm) and whose ordinates represent a pressure p1 / p2 (in bar). Based on
  • FIGS. 5b and 5c represent a situation in which no air is present in the brake circuits 28 and 32 at the beginning of the braking:
  • the second brake pressures p2 in bar .
  • the graph g0 2 gives the conventional manner in the second brake circuit 32, that is, without transferring
  • Brake circuit 28 would be fed. The by the feed of
  • Brake fluid from the second sub-volume 12b in both brake circuits 28 and 32 effected second brake pressure p2 is represented by the graph g2 2 . It can be seen that by means of the transferability of brake fluid from the second sub-volume 12b in both brake circuits 28 and 32 of a relatively high Pedalweg s in the second brake circuit 32 effected second brake pressure p2 is significantly increased.
  • the graph g2 2 has a maximum pressure of 100 bar, while the graphs g0 2 and g1 2 each have a maximum pressure of 93 bar.
  • the first brake pressure p1 (in bar) which can be effected in the first brake circuit 28 is shown.
  • the graph gC shows the conventional manner, ie without transferring brake fluid from the second partial volume 12b in one of the two brake circuits 28 and 32, in the first brake circuit 28 can be effected first brake pressure p1.
  • the values of the graph g ⁇ correspond to those in the case of a supply of brake fluid from the second partial volume 12b only in the first brake circuit 28 achievable values of the first brake pressure p1.
  • the first brake pressure p1 is hardly affected at a relatively high pedal travel s, as shown by the graph ⁇ ⁇ is recognizable.
  • the graph ⁇ ⁇ has a slightly reduced maximum pressure of 97 bar compared to a maximum pressure of 99 bar of the graph, these values are well above the maximum pressure of 89 bar of the graph gC ⁇ .
  • the pressure increase effected by means of the additional supply of brake fluid from the second subvolume 12b into the brake circuits 28 and 32 is even more significant if air (eg 2 cm.sup.3) in the brake circuits 28 and 32 is present.
  • the graphs gC and g0 2 ' indicate the conventional way, ie without transferring brake fluid from the second sub-volume 12b into one of the two brake circuits 28 and 32, achievable brake pressures p1 and p2.
  • brake pressures p1 and p2 are reproduced, which can be effected only in the first brake circuit 28 via an injection of brake fluid.
  • the brake pressures p1 and p2 that can be achieved by supplying brake fluid from the second subvolume 12b into both brake circuits 28 and 32 are indicated by means of the graphs ⁇ 'and g2 2 '.
  • the volume feed from the second partial volume 12b thus makes it possible to fill up the volume of air with brake fluid, as a result of which the achievable maximum pressure increases are significantly increased.
  • the graph g2 2 ' has a significantly increased maximum pressure of 46 bar compared to the maximum pressures of 33 bar of the graphs g0 2 ' and g1 2 '.
  • the graph ⁇ '' has a slightly reduced maximum pressure of 52bar compared to a maximum pressure of 58bar of the graph g, but these values are still well above the maximum pressure of 35bar of the graph gC.
  • Fall-back level achievable brake pressure is increased at a full braking. In this way, the maximum possible vehicle deceleration can be increased. In particular, this effect also compensates for possibly contained in the brake circuits 28 and 32 air bubbles, resulting in an additionally increased maximum brake pressure in the
  • Fallback level and thus a significantly shortened stopping distance of the vehicle allows.
  • the additional volume gained also improves the Anbrems from a pressureless braking condition by faster overcoming the dead volume, especially in the first brake circuit 28.
  • These measures can also be significantly increased in a mechanical fallback delay can be significantly increased without affecting the pedal travel through operating conditions adversely. By means of the braking systems described above, the vehicle behavior in the mechanical fallback mode can thus be further improved.
  • the master cylinder 10, the electrically controllable valve 36 and the valve means 38 may be a plurality of separately disposable components. Likewise, the
  • the electrically controllable valve 36 and the valve device 38 may also be formed as a compact (one-piece) braking device. It should be noted that the advantages outlined above can also be met by such a braking device for a braking system of a vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremsgerät und ein Bremssystem jeweils mit einem Hauptbremszylinder (10) mit mindestens einer ersten Druckkammer (12), welche zumindest in ein erstes Teilvolumen (12a) und in ein zweites Teilvolumen (12b) unterteilt oder unterteilbar ist, welche hydraulisch an ein Bremsflüssigkeitsreservoir (24) anbindbar oder angebunden sind, wobei ein erster Bremskreis (28) an das erste Teilvolumen (12a) hydraulisch anbindbar oder angebunden ist, und mit einer Ventileinrichtung (38), welche mechanisch derart ausgelegt ist, dass in dem zweiten Teilvolumen (12b) ein Druckaufbau bis zu einem mechanisch vorgegebenen Grenzdruck bewirkbar ist, wobei Bremsflüssigkeit über zumindest eine Teilkomponente (38a) der Ventileinrichtung (38) zumindest in den ersten Bremskreis (28) transferierbar ist, und ein Übersteigen des Grenzdrucks in dem zweiten Teilvolumen (12b) unterbunden ist.

Description

Beschreibung Titel
Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und Bremssystem für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bremssystem für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
In der DE 10 201 1 006 327 A1 ist eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge beschrieben. Die Bremsanlage weist einen Hauptbremszylinder mit einem Stufenkolben auf, welcher mit einer ersten Wrkfläche einen in dem Hauptbremszylinder ausgebildeten Druckraum und mit einer zweiten Wrkfläche einen dem Druckraum vorgeordneten Füllraum begrenzt. In einer Zentralbohrung des Stufenkolbens ist eine Ventilanordnung ausgebildet, mittels welcher eine hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Füllraum derart freischaltbar sein soll, dass nach einem Erreichen einer Fahrzeugverzögerung von rund 0,3 g ein Fahrer nur noch mit der ersten Wirkfläche in den Hauptbremszylinder einbremst. Der Druckraum und der Füllraum sind über Bohrungen mit einem
Bremsflüssigkeitsreservoir/Druckmittelbehälter hydraulisch verbunden. Außerdem ist ein Bremskreis an dem Druckraum hydraulisch anbindbar. Zusätzlich soll die Bremsanlage der DE 10 201 1 006 327 A1 auch mit einer pneumatischen, elektrischen oder
elektrohydraulischen Druckbereitstellungseinheit zur Beaufschlagung von Radbremsen mit Druck zusammenwirken können.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung schafft ein Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Vorteile der Erfindung Durch das zusätzliche Transferieren von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen zumindest in dem ersten Bremskreis aufgrund der vorteilhaften Auslegung der
Ventileinrichtung kann der in mindestens einem ersten Radbremszylinder des ersten Bremskreises aufbaubare Bremsdruck gesteigert werden. Wie unten genauer ausgeführt wird, kann mittels der vorliegenden Erfindung insbesondere bei einem Vorliegen von Luft in mindestens einem Bremskreis ein in dem mindestens einen Radbremszylinder des Bremskreises aufbaubare Bremsdruck durch die vorteilhafte Auslegung der
Ventileinrichtung signifikant gesteigert werden. Vorzugsweise umfasst das Bremsgerät ein elektrisch steuerbares Ventil, über welches das zweite Teilvolumen an das Bremsflüssigkeitsreservoir so anbindbar oder angebunden ist, dass bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils in seinen geöffneten Zustand das zweite Teilvolumen trotz des Verschiebens der zweiten Kolbenwand drucklos vorliegt und bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils in seinen
geschlossenen Zustand der Druckaufbau bis zu dem bei der Ventileinrichtung
mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten
Kolbenwand bewirkbar ist. Durch die vorteilhafte Ausstattung des Bremsgeräts mit dem elektrisch steuerbaren Ventil kann sichergestellt werden, dass in einem
Normalbetriebsmodus des Bremsgeräts der Fahrer lediglich mittels einer ersten Fläche der ersten Kolbenwand in die erste Druckkammer einbremst. Bereits vor einem
Druckaufbau in dem Hauptbremszylinder kann das elektrisch steuerbare Ventil so in seinen geöffneten Zustand gesteuert werden, dass das zweite Teilvolumen drucklos vorliegt, und somit einem Mit-Verschieben der zweiten Kolbenwand zusammen mit der ersten Kolbenwand keinerlei Wderstand entgegensetzt. Der Fahrer muss deshalb in dem Normalbetriebsmodus lediglich mit der ersten Fläche der ersten Kolbenwand in die erste
Druckkammer des Hauptbremszylinders einbremsen. Der Fahrer hat somit in dem
Normalbetriebsmodus des Bremsgeräts ein angenehmes Bremsbetätigungsgefühl (Pedalgefühl). Außerdem ist das Bremsgerät in einem Rückfallmodus betreibbar, in welchem die
Einbremsfläche, mittels welcher der Fahrer in die erste Druckkammer einbremst, gegenüber dem Normalbetriebsmodus steigerbar ist. Durch ein (automatisches) Steuern des elektrisch steuerbaren Ventils in seinem geschlossenen Zustand ist ein zusätzlicher Druckaufbau in dem zweiten Teilvolumen realisierbar. Zusätzlich ist durch die vorteilhafte mechanische Ausbildung der Ventileinrichtung sicherstellbar, dass der in dem zweiten Teilvolumen vorliegende Druck einen mechanisch vorgegebenen Grenzdruck (kaum) übersteigt. Somit ist auch in dem Rückfallmodus gewährleistet, dass der Fahrer die Betätigung seines Bremsbetätigungselements, wie beispielsweise eines Bremspedals, als angenehm empfindet. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Hauptbremszylinder eine zweite
Druckkammer und einen zwischen dem ersten Teilvolumen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer verstellbar angeordneten Schwimmkolben umfassen, wobei ein zweiter Bremskreis an die zweite Druckkammer hydraulisch anbindbar oder angebunden ist. Das Bremsgerät kann somit auch in einem zweikreisigen Bremssystem vorteilhaft eingesetzt werden.
Insbesondere kann das zweite Teilvolumen über mindestens eine weitere Teilkomponente der Ventileinrichtung zusätzlich an den zweiten Bremskreis so anbindbar oder
angebunden sein, dass Bremsflüssigkeit über zumindest die weitere Teilkomponente der Ventileinrichtung in den zweiten Bremskreis transferierbar ist. Auf diese Weise ist auch ein in mindestens einem zweiten Radbremszylinder des zweiten Bremskreises aufbaubarer Bremsdruck steigerbar. Vor allem kann auf diese Weise z.B. einem Vorliegen von Luft in dem zweiten Bremskreis entgegengewirkt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Hauptbremszylinder eine gestufte Bohrung auf, innerhalb welcher zumindest die erste Druckkammer ausgebildet ist, wobei der Hauptbremszylinder einen Stufenkolben als den mindestens einen verstellbaren Stangenkolben umfasst, welcher mit der ersten Kolbenwand das erste Teilvolumen und mit der zweiten Kolbenwand das zweite Teilvolumen begrenzt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine derartige Ausbildung des Hauptbremszylinders optional ist. Beispielsweise kann der Hauptbremszylinder auch mit mehreren
Stufenkolben ausgestattet sein, welche mittels einer Betätigung eines
Bremsbetätigungselements in getrennt vorliegende Kammern des Hauptbremszylinders hineinverstellbar sind. Somit sind eine Vielzahl verschiedener Designs des
Hauptbremszylinders für die Realisierung des vorteilhaften Bremsgeräts geeignet.
Beispielsweise kann die Ventileinrichtung ein Überdruck-Ablassventil, über welches das zweite Teilvolumen an das Bremsflüssigkeitsreservoir anbindbar oder angebunden ist, und als Teilkomponente der Ventileinrichtung mindestens ein Rückschlagventil, über welches das zweite Teilvolumen zumindest an den ersten Bremskreis anbindbar oder angebunden ist, umfassen. Somit können kostengünstige Komponenten zur Realisierung der Ventileinrichtung genutzt werden
Als Weiterbildung kann die Ventileinrichtung zusätzlich ein weiteres Rückschlagventil, über welches das zweite Teilvolumen an den zweiten Bremskreis anbindbar oder angebunden ist, umfassen. Durch die zusätzliche Transferierbarkeit von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen in den zweiten Bremskreis ist eine Steigerung des in dem mindestens einen zweiten Radbremszylinder des zweiten Bremskreises aufbaubaren Bremsdrucks mittels einer kostengünstigen Ventileinrichtung realisierbar.
Als Alternative zu den oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Ventileinrichtung ein geregeltes Rückschlagventil, über welches das zweite Teilvolumen an das
Bremsflüssigkeitsreservoir anbindbar oder angebunden ist, und als Teilkomponente der Ventileinrichtung mindestens ein Rückschlagventil, über welches das zweite Teilvolumen zumindest an den ersten Bremskreis anbindbar oder angebunden ist, umfassen. Auch diese Ausführungsform des Bremsgeräts ist kostengünstig herstellbar.
Die oben ausgeführten Vorteile sind auch bei einem entsprechend ausgebildeten
Bremssystem bewirkt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Bremssystem eine
Fremdkraftbremseinrichtung umfassen. Die Fremdkraftbremseinrichtung kann in dem oben schon beschriebenen realisierbaren Normalbetriebsmodus des Bremssystems zum Aufbauen/Steigern des Bremsdrucks in den Radbremszylindern des Bremssystems benutzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Ventileinrichtung ein Überdruck- Ablassventil, über welches das zweite Teilvolumen an das Bremsflüssigkeitsreservoir anbindbar oder angebunden ist, und als Teilkomponente der Ventileinrichtung mindestens eine Lippendichtung der als Plunger ausgebildeten Fremdkraftbremseinrichtung umfassen. Somit kann bei einer derartigen kostengünstigen Ausbildung der
Fremdkraftbremseinrichtung auf die Verwendung mindestens eines Rückschlagventils verzichtet werden. Auf diese Weise sind ein Bauraumbedarf und die Herstellungskosten des vorteilhaft ausgebildeten Bremssystems reduzierbar. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Bremssystem eine
Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, im Normalmodus mindestens eine
Komponente des Bremssystems so anzusteuern, dass der Druckaufbau bis zu dem bei der Ventileinrichtung mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten Kolbenwand in dem zweiten Teilvolumen bewirkbar ist. Zum Realisieren des Druckaufbaus kann beispielsweise ein Kolben mittels eines Motors, welcher z.B.
mechanisch und/oder hydraulisch an dem Kolben angebunden ist, bewegt werden. Somit ist das Bremssystem auch für eine parallele Einspeisung geeignet. Dieser Vorteil ist entsprechend auch auf ein Bremsgerät mit einer derartigen Steuereinrichtung
übertragbar.
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
Bremssystems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des
Bremssystems;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des
Bremssystems;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des
Bremssystems; und Fig. 5a bis 5e eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des
Bremssystems und Koordinatensysteme zum Erläutern von deren Betrieb.
Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des
Bremssystems.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Bremssystem für ein Fahrzeug hat einen
Hauptbremszylinder 10 mit mindestens einer ersten Druckkammer 12, welche zumindest in ein erstes Teilvolumen 12a und in ein zweites Teilvolumen 12b unterteilt oder unterteilbar ist. Das erste Teilvolumen 12a ist von einer ersten Kolbenwand 14a mindestens eines verstellbaren Stangenkolbens 16 derart begrenzt, dass ein erstes Volumen des ersten Teilvolumens 12a mittels eines Verschiebens der ersten Kolbenwand 14a variierbar ist. Außerdem ist das zweite Teilvolumen 12b von einer zweiten
Kolbenwand 14b des mindestens einen verstellbaren Stangenkolbens 16 derart begrenzt, dass ein zweites Volumen des zweiten Teilvolumens 14b mittels eines Verschiebens der zweiten Kolbenwand 14b variierbar ist. Die Teilvolumen 12a und 12b können z.B. als zwei getrennte oder mittels einer Ventilkomponente hydraulisch trennbare Kammern ausgebildet sein.
In der Ausführungsform der Fig. 1 umfasst der Hauptbremszylinder 10 noch eine zweite Druckkammer 18 und einen zwischen dem ersten Teilvolumen 12a der ersten
Druckkammer 12 und der zweiten Druckkammer 18 verstellbar angeordneten
Schwimmkolben 20. Der Hauptbremszylinder 10 kann somit auch als„modifizierter"
Tandem-Hauptbremszylinder eingesetzt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Ausbildung des Hauptbremszylinders mit zwei Druckkammern 12 und 18 optional ist. In der Ausführungsform der Fig. 1 weist der Hauptbremszylinder 10 außerdem eine gestufte Bohrung auf, innerhalb welcher zumindest die erste Druckkammer 12 ausgebildet ist. Beispielsweise kann die gestufte Bohrung einen senkrecht zu einer Verstellrichtung 22 des mindestens einen vestellbaren Stangenkolbens 16 und/oder des Schwimmkolbens 20 ausgerichteten ersten (inneren) Innendurchmesser d1 haben, welcher kleiner als ein senkrecht zu der Verstellrichtung 22 ausgerichteter zweiter (äußerer) Innendurchmesser d2 der gestuften Bohrung ist. Das erste Teilvolumen 12a und/oder die zweite
Druckkammer 18 können senkrecht zu der Verstellrichtung 22 den ersten/inneren
Durchmesser d1 haben, während das zweite Teilvolumen 12b senkrecht zu der
Verstellrichtung 22 den zweiten/äußeren Innendurchmesser d2 aufweist. Der
Hauptbremszylinder 10 kann auch einen Stufenkolben 16 als den mindestens einen verstellbaren Stangenkolben 16 umfassen, welcher mit der ersten Kolbenwand 14a das erste Teilvolumen 12a und mit der zweiten Kolbenwand 14b des zweiten Teilvolumens 12b begrenzt. Das zweite Teilvolumen 12b kann somit auch als Ringvolumen ausgebildet sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die in Fig. 1 wiedergegebene Ausführung des Hauptbremszylinders 10 lediglich beispielhaft zu interpretieren ist. Auch ein von der Darstellung in Fig. 1 abweichendes Design des Hauptbremszylinders 10 kann zur Realisierung des im Weiteren beschriebenen Bremssystems benutzt werden.
Das Bremssystem umfasst auch ein Bremsflüssigkeitsreservoir 24, wobei zumindest das erste Teilvolumen 12a und das zweite Teilvolumen 12b hydraulisch an das
Bremsflüssigkeitsreservoir 24 anbindbar/angebunden sind. Auch die zweite Druckkammer 18 kann an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 anbindbar/angebunden sein.
Beispielsweise können die Volumen 12a, 12b und 18 über jeweils eine Schnüffelbohrung 26 an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 hydraulisch anbindbar/angebunden sein. Das Bremssystem hat auch mindestens einen ersten Bremskreis 28 mit mindestens einem ersten Radbremszylinder 30, wobei der erste Bremskreis 28 an das erste
Teilvolumen 12a hydraulisch anbindbar/angebunden ist. Bevorzugter Weise ist auch ein zweiter Bremskreis 32 mit mindestens einem zweiten Radbremszylinder 34 an die zweite Druckkammer 18 hydraulisch anbindbar/angebunden. Das hier beschriebene
Bremssystem ist jedoch nicht auf eine Auslegung mit zwei Bremskreisen 28 und 32 limitiert. Ebenso ist die Anzahl der in einem Bremskreis 28 und 32 einsetzbaren
Radbremszylinder 30 und 34 relativ frei wählbar. Des Weiteren können eine Vielzahl verschiedener hydraulischer Komponenten, wie Pumpen und/oder Ventile, in den
Bremskreisen 28 und 32 eingesetzt werden.
Das Bremssystem weist vorzugsweise auch ein elektrisch steuerbares Ventil 36 auf, über welches das zweite Teilvolumen 12b an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 angebunden ist. Das elektrisch steuerbare Ventil 36 ist in diesem Fall so zwischen dem zweiten Teilvolumen 12b und dem Bremsflüssigkeitsreservoir 24 eingesetzt, dass bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils 36 in seinem
geöffneten Zustand das zweite Teilvolumen 12 trotz eines Verschiebens der zweiten Kolbenwand 14b drucklos vorliegt. Die Ausstattung des Bremssystems mit dem elektrisch steuerbaren Ventil 36 ist jedoch optional. Das Bremssystem hat eine Ventileinrichtung 38, wobei das zweite Teilvolumen 12b über zumindest eine Teilkomponente 38a der Ventileinrichtung 38 zumindest an dem ersten Bremskreis 28 angebunden ist. Außerdem ist die Ventileinrichtung 38 mechanisch derart ausgelegt, dass (bei einem Vorliegen des evtl. vorhandenen elektrisch steuerbaren Ventils 36 in seinem geschlossenen Zustand) in dem zweiten Teilvolumen 12b ein Druckaufbau bis zu einem bei der Ventileinrichtung 38
mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten
Kolbenwand 14b bewirkbar ist. Des Weiteren ist Bremsflüssigkeit über zumindest die Teilkomponente 38a der Ventileinrichtung 38 zumindest in den ersten
Bremskreis 28 transferierbar. Außerdem ist aufgrund der Ausbildung der
Ventileinrichtung 38 gewährleistet, dass trotz eines weiteren Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) ein Übersteigen des Grenzdrucks in dem zweiten
Teilvolumen (12b) unterbunden ist. Der Grenzdruck kann beispielsweise zwischen 1 und 3 bar, insbesondere bei 2 bar, liegen. Eine Druckschwelle, ab welcher
Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b zumindest in den ersten
Bremskreis 28 fließt, kann bei ca. 0,5 bar liegen.
Aufgrund seiner vorteilhaften Ausbildung kann das Bremssystem in einem
Normalbetriebsmodus betrieben werden, in welchem der Fahrer lediglich mittels einer ersten Fläche A1 der das erste Teilvolumen 12a begrenzenden ersten Kolbenwand 14a zumindest in die erste Druckkammer 12 einbremst. Dies ist gewährleistbar, indem das elektrisch steuerbare Ventil 36 in seinem geöffneten Zustand gesteuert wird. Man kann dies auch so umschreiben, dass in dem Normalbetriebsmodus das zweite Teilvolumen 12b durch Öffnen des elektrisch steuerbaren Ventils 36 mit dem
Bremsflüssigkeitsreservoir 24 kurzgeschlossen wird. Der Zeitpunkt dieser Ansteuerung kann bei einem erkannten schnellen Abbremsen, wie insbesondere bei einer
Notbremsung, zeitlich nach hinten verlagert werden, um die Druckaufbaudynamik in diesem Betriebsfall zu verbessern. Ein Mit-Verschieben der zweiten Kolbenwand 14b zusammen mit der ersten Kolbenwand 14a ist nach dem Öffnen des elektrisch steuerbaren Ventils 36 mit keinem Druckaufbau in dem zweiten Teilvolumen 12b verbrunden. Der Fahrer hat deshalb in dem Normalbetriebsmodus des
Bremsgeräts/Bremssystems aufgrund der vergleichsweise kleinen Einbremsfläche zum
Einbremsen zumindest in die erste Druckkammer 12 gleich der ersten Fläche A1 ein angenehmes Bremsbetätigungsgefühl (Pedalgefühl).
Ebenso ist das Bremssystem in einem Rückfallmodus betreibbar, in welchem die Einbremsfläche (zum Einbremsen zumindest in die erste Druckkammer 12) im Vergleich zu dem Normalbetriebsmodus gesteigert ist. Durch ein (automatisches) Steuern des elektrisch steuerbaren Ventils 36 in seinem geschlossenen Zustand ist ein zusätzlicher Druckaufbau in dem zweiten Teilvolumen 12b realisierbar. Die in dem Rückfallmodus wirksame (Gesamt-)Einbremsfläche (zum Einbremsen zumindest in die erste
Druckkammer 12) entspricht somit einer Summe der ersten Fläche A1 und einer zweiten Fläche A2 der das zweite Teilvolumen 12b begrenzenden zweiten Kolbenwand 14b. Durch die Vergrößerung der Einbremsfläche (zum Einbremsen zumindest in die erste Druckkammer 12) auf die Summe der Flächen A1 und A2 ist die Übersetzung des Hauptbremszylinders 10 gesteigert, so dass der Fahrer mit einer bestimmten
Fahrerbremskraft noch größere Bremsdrücke in den Radbremszylindern 30 und 34 des Bremssystems bewirken kann. Somit lassen sich auch die Auswirkungen der zu berücksichtigenden Betriebszustände reduzieren.
Gleichzeitig ist durch die vorteilhafte mechanische Ausbildung der Ventileinrichtung 38 sichergestellt, dass der in dem zweiten Teilvolumen 12b vorliegende Druck einen mechanisch vorgegebenen Grenzdruck (kaum) übersteigt. Somit ist auch in dem
Rückfallmodus gewährleistet, dass der Fahrer die Betätigung seines
Bremsbetätigungselements als angenehm empfindet. Durch das Transferieren von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b zumindest in dem ersten Bremskreis 28 kann außerdem der in dem mindestens einen ersten Radbremszylinder 30 des ersten Bremskreises 28 aufbaubare Bremsdruck gesteigert werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass ein plötzliches Entleeren des zweiten Teilvolumens 12b nach einem vergleichsweise starken Druckaufbau in dem zweiten Teilvolumen 12b mittels der vorliegenden Auslegung der Ventileinrichtung 38 unterbunden ist. Hiermit ist auch in dem Rückfallmodus ein plötzlicher Abfall der Fahrerbremskraft verhindert. Dies stellt sicher, dass auch in dem Rückfallmodus keinerlei Unregelmäßigkeiten während der
Bremsbetätigung auftreten.
Das Bremssystem kann insbesondere bei einem Teilausfall oder einem Komplettausfall mindestens einer elektrischen Komponente des Bremssystems oder bei einem Ausfall des Fahrzeugbordnetzes in dem Rückfallmodus betrieben werden. Somit ist selbst in einer derartigen Fehlersituation verlässlich gewährleistet, dass der Fahrer das mit dem Bremssystem ausgestattete Fahrzeug noch komfortabel in den Stillstand steuern kann.
Das elektrisch steuerbare Ventil 36 wird in dem Rückfallmodus/der mechanischen Rückfallebene in seinem geschlossenen Zustand gesteuert. Bei einer Ausbildung des elektrisch steuerbaren Ventils 36 als stromlos geschlossenes Ventil ist dies automatisch durch eine Unterbrechung der Stromversorgung des elektrisch steuerbaren Ventils 36 realisierbar.
Die Ventileinrichtung 38 kann beispielsweise für einen Bremsdruck zwischen 1 bar und 3 bar, wie insbesondere für einen Bremsdruck von 2 bar, mechanisch ausgelegt sein. Durch die mechanische Auslegung der Ventileinrichtung 38 zum Festlegen des Bremsdrucks ist gewährleistbar, dass die Ventileinrichtung 38 in dem Rückfallmodus selbst bei einem Totalausfall des Fahrzeugbordnetzes ihre gewünschte Funktion noch verlässlich ausführt. Das elektrisch steuerbare Ventil 36 ist bevorzugter Weise in einer Leitung 40 eingesetzt, welche sich von einer Bohrung 42 des Hauptbremszylinders 10 an dem zweiten
Teilvolumen 12b zu dem Bremsflüssigkeitsreservoir 24 erstreckt. Es wird darauf hingewiesen, dass unter der Bohrung 42 keine Schnüffelöffnung 26 zu verstehen ist. Somit ist die Bohrung 42 selbst bei einem deutlichen Hineinverstellen der zweiten
Kolbenwand 14b in das zweite Teilvolumen 12b noch freiliegend.
Bevorzugter Weise umfasst das Bremssystem auch eine Fremdkraftbremseinrichtung 44, mittels welcher der Bremsdruckaufbau in den Radbremszylindern 30 und 34 während des Normalbetriebsmodus ausführbar oder unterstützbar ist. Die Fremdkraftbremseinrichtung 44 kann eine pneumatische, elektrische oder elektrohydraulische
Fremdkraftbremseinrichtung 44 sein. Somit muss der Fahrer während des
Normalbetriebsmodus nur mit einer relativ niedrigen Fahrerbremskraft und der vergleichsweise kleinen ersten Fläche A1 in den Hauptbremszylinder 10 einbremsen. In der Ausführungsform der Fig. 1 ist die Fremdkraftbremseinrichtung 44 ein Plunger 44, dessen zwei Druckkammer 46a und 46b mittels je eines durch einen Betrieb eines Motors 48 verstellbaren Kolbens 50a und 50b begrenzt werden. Der erste Bremskreis 28 ist an die erste Druckkammer 46a des Plungers 44 angebunden, während die zweite
Druckkammer 46b des Plungers 44 dem zweiten Bremskreis 32 zugeordnet ist. Jede der Druckkammern 46a und 46b des Plungers ist über jeweils eine Leitung 52a und 52b mit je einem darin eingesetzten Trennventil 54a und 54b mit dem Hauptbremszylinder 10 hydraulisch verbunden, wobei die erste Druckkammer 46a des Plungers 44 an das erste Teilvolumen 12a und die zweite Druckkammer 46b des Plungers 44 an die zweite
Druckkammer 18 hydraulisch angebunden sind. Der Hauptbremszylinder 10 kann somit durch ein Schließen der Trennventile 54a und 54b von den Bremskreisen 28 und 32 entkoppelt werden. Auf diese Weise ist gewährleistbar, dass bei einem Vorliegen des Bremssystems in dem Normalbetriebsmodus ausschließlich mittels des Plungers 44 ein Bremsdruckaufbau in den Radbremszylindern 30 und 34 bewirkt wird, während in dem Rückfallmodus der Hauptbremszylinder 10 zum Aufbauen des gewünschten hohen Bremsdrucks in den Radbremszylindern 30 und 34 nutzbar ist. Der Plunger 44 ist vorzugsweise selbsthemmend.
Das elektrisch steuerbare Ventil 36 kann als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt sein. Entsprechend können stromlos geöffnete Ventile als Trennventile 54a und 54b genutzt werden. Auf diese Weise ist gewährleistbar, dass das Bremssystem bei einem Ausfall eines Fahrzeugbordnetzes automatisch aus dem Normalbetriebsmodus in dem Rückfallmodus steuerbar ist.
In der Ausführungsform der Fig. 1 hat die Ventileinrichtung 38 als die zumindest eine Teilkomponente 38a, über welche das zweite Teilvolumen 12b zumindest an dem ersten Bremskreis 28 angebunden ist, ein Rückschlagventil 38a. Das Rückschlagventil 38a, über welches Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in den ersten Bremskreis 38 transferierbar ist, kann in einer Leitung 58 eingesetzt sein, welche sich von einer weiteren Bohrung 60 des Hauptbremszylinders 10 an dem zweiten Teilvolumen 12b in Richtung zu dem ersten Bremskreis 28 erstreckt. Beispielsweise kann die Leitung 58 in die Leitung 52a münden. Die weitere Bohrung 60 ist so an dem Hauptbremszylinder 10 ausgebildet, dass sie selbst bei einem signifikanten Hineinverstellen der zweiten Kolbenwand 14b noch freiliegend bleibt. Außerdem umfasst die Ventileinrichtung 38 ein Überdruck- Ablassventil 38b, über welches das zweite Teilvolumen 12b an das
Bremsflüssigkeitsreservoir 24 angebunden ist. Das Überdruck-Ablassventil 38b kann insbesondere in einer parallel zu dem elektrisch steuerbaren Ventil 36 verlaufenden Bypass-Leitung 56 angeordnet sein.
Als Ergänzung weist das Bremssystem der Fig. 1 noch eine optionale
Simulatoreinrichtung 62 auf. Die Simulatoreinrichtung 62 umfasst eine Druckkammer 62a, eine Federkammer 62b und einen zwischen der Druckkammer 62a und der Federkammer 62b verstellbar angeordneten Kolben 62c, welcher entgegen einer Federkraft mindestens einer Simulatorfeder 62b in die Simulatorkammer 62b hineinverstellbar ist. Die
Druckkammer 62a ist über eine Leitung 64 wahlweise an das erste Teilvolumen 12a oder an die zweite Druckkammer 18 angebunden. Mittels eines weiteren Trennventils 66, welches vorzugsweise als stromlos geschlossenes Ventil ausgelegt ist, kann die
Simulatoreinrichtung 62 bei einem Bordnetzausfall automatisch von dem Bremssystem entkoppelt werden. Somit ist gewährleistbar, dass die Simulatoreinrichtung 62 während des Rückfallmodus dem Fahrer beim Aufbauen eines Bremsdrucks in den
Radbremszylindern 30 und 34 nicht entgegen wirkt.
5 Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des
Bremssystems.
Das in Fig. 2 schematisch dargestellte Bremssystem weist im Unterschied zu der oben beschriebenen Ausführungsform eine Fremdkraftbremseinrichtung 44 auf, welche als l o Plunger 44 mit lediglich einer Druckkammer 46 und einem mittels des Motors 48
verstellbaren Kolben 50 ausgebildet ist. Die Druckkammer 46 des Plungers 44 ist über eine Bohrung/Dichtung 70 an einem zwischen der Bohrung 60 und dem Rückschlagventil 38a liegenden Abschnitt der Leitung 58 angebunden. Außerdem ist die Druckkammer 46 des Plungers 44 über jeweils eine Leitung 72 mit je einem darin eingesetzten stromlos
15 geschlossenen Trennventil 74 mit jedem Bremskreis 28 und 32 verbunden. Auch bei einer derartigen Auslegung der Fremdkraftbremseinrichtung 44 kann der in allen
Radbremszylindern 30 und 34 der Bremskreise 28 und 32 vorliegende Bremsdruck in dem Normalbetriebsmodus frei eingestellt werden.
20 In dem Bremssystem der Fig. 2 ist das zweite Teilvolumen 12b außerdem über zumindest eine weitere Teilkomponente 38c der Ventileinrichtung 38 zusätzlich an den zweiten Bremskreis 32 so angebunden, dass Bremsflüssigkeit über zumindest die weitere
Teilkomponente 38c der Ventileinrichtung 38 in den zweiten Bremskreis 32 transferierbar ist. Somit kann die vom Fahrer in dem Rückfallmodus auf das zweite Teilvolumen 12b
25 ausgeübte Fahrerbremskraft auch zu einem Steigern des Bremsdrucks in dem
mindestens einen zweiten Radbremszylinder 34 des zweiten Bremskreises 33 genutzt werden. Wie unten genauer ausgeführt wird, ist damit der in dem mindestens einen zweiten Radbremszylinder 34 des zweiten Bremskreises 32 bewirkbare Bremsdruck signifikant steigerbar. Die Ventileinrichtung 38 weist als weitere Teilkomponente 38c ein
30 weiteres Rückschlagventil 38c auf, über welches das zweite Teilvolumen 12b an dem
zweiten Bremskreis 32 angebunden ist. Dies ist auf einfache Weise realisierbar, indem das weitere Rückschlagventil 38b in eine Leitung 76 eingesetzt wird, welche von einem zwischen der Bohrung 60 und dem Rückschlagventil 38a liegenden Abschnitt der Leitung 58 zu dem zweiten Bremskreis 32 führt.
35 Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des
Bremssystems.
Das in Fig. 3 dargestellte Bremssystem weist im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 eine Ventileinrichtung 38 auf, welche zusätzlich zu dem Überdruck-Ablassventil 38b, über welches das zweite Teilvolumen 12b an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 angebunden ist, noch mindestens eine Lippendichtung 80 der als Plunger 44
ausgebildeten Fremdkraftbremseinnchtung 44 umfasst. Auf diese Weise kann bei der Ausbildung des Bremssystems auf dessen Ausstattung mit mindestens einem
Rückschlagventil verzichtet werden. Auf diese Weise können die Herstellungskosten und ein Bauraumbedarf des Bremssystems der Fig. 3 reduziert werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des
Bremssystems.
Das in Fig. 4 wiedergegebene Bremssystem weist einen Hauptbremszylinder 10 auf, dessen als Stufenkolben 16 ausgebildeter Stangenkolben 16 zwischen der ersten Druckkammer 12 und einer Druckaufbaukammer 90 verstellbar angeordnet ist. Ein Ausgangskolben 92 erstreckt sich von dem Stufenkolben 60 in Richtung zu einem Bremsbetätigungselement 94, wie beispielsweise einem Bremspedal 94. Der
Ausgangskolben 92 ist durch eine Öffnung in einer Außenwand 96 des
Hauptbremszylinders 10 geführt, welche die Druckaufbaukammer 90 an einer zu dem Bremsbetätigungselement 94 ausgerichteten Seite abgrenzt. Die Außenwand 96 ist so flüssigkeitsdicht ausgebildet, dass mittels eines Verschiebens des Kolbens 50 der Fremdkraftbremseinnchtung 44 ein Bremsflüssigkeitsvolumen zwischen der
Druckkammer 46 der Fremdkraftbremseinnchtung 44 und der Druckaufbaukammer 90 transferierbar ist. Die Fremdkraftbremseinnchtung 44 kann somit dem
Hauptbremszylinder 10 auch vorgeschaltet sein. Die Simulatoreinrichtung 62 ist ebenfalls an die Druckaufbaukammer 90 angebunden.
Dies ist realisiert, indem die Leitung 64 mit dem Trennventil 66 in einer Leitung 98 mit einem (vorzugsweise stromlos offenen) Trennventil 100 mündet, welche die
Druckaufbaukammer 90 mit einer (nicht skizzierten) Vorkammer zwischen der
Außenwand 96 und dem Bremsbetätigungselement 94 verbindet. Auch die
Fremdkraftbremseinnchtung 44 kann an die Leitung 98 angebunden sein, wobei die
Fremdkraftbremseinnchtung 44 vorzugsweise zwischen der Druckaufbaukammer 90 und dem Trennventil 100 und die Simulatoreinrichtung 62 zwischen dem Trennventil 100 und der Vorkammer angebunden sind.
Bei dem Bremssystem der Fig. 4 sind das elektrisch steuerbare Ventil 36 und das Überdruck-Ablassventil 38b in Serie in der Leitung 40 angeordnet. Das elektrisch steuerbare Ventil 36 ist vorzugsweise in einem zwischen dem Überdruck-Ablassventil 38b und dem Bremsflüssigkeitsreservoir 24 verlaufenden Abschnitt der Leitung 40 eingesetzt.
Als Ergänzung zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weist das Bremssystem auch ein stromlos geschlossenes Trennventil 102 auf, welches in eine parallel zu dem Rückschlagventil 38a verlaufende Leitung 104 eingesetzt ist. Auch das Bremssystem der Fig. 4 gewährleistet verlässlich alle oben beschriebenen Vorteile.
Die in Fig. 4 schematisch dargestellte Ausführungsform des Bremssystems kann auch auf eine von den oberen Ausführungsformen abweichende Weise betrieben werden. Dabei wird das zweite Teilvolumen 12b in einem Normalbetriebsmodus so geschaltet, dass ein Druckaufbau darin mittels einer Verschiebung der zweiten
Kolbenfläche 14b bewirkbar und die beiden Teilvolumen 12a und 12b für eine
parallele Einspeisung nutzbar sind. Das entsprechende„Schalten" des zweiten
Teilvolumens 12b kann mittels einer (nicht skizzierten) Steuereinrichtung ausgeführt werden, welche dazu ausgelegt ist, im Normalmodus mindestens eine Komponente des Bremssystems, wie z.B. zumindest das elektrisch steuerbare Ventil 36, so anzusteuern, dass der Druckaufbau bis zu dem bei der Ventileinrichtung 38
mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten
Kolbenwand 14b in dem zweiten Teilvolumen 12b bewirkbar ist. In einer
Rückfallebene kann die Kopplung der Flächen A1 und A2 in Abhängigkeit eines
Drucks eingestellt werden.
Mittels eines Betriebs des Motors 48 kann der Kolben 16 für eine Bremskraftbremsung oder für eine Bremskraftverstärkung bewegt werden. Als Alternative zu der in Fig. 4 dargestellten hydraulischen Kraftübertragung ist auch eine mechanische Kraftübertragung zwischen dem Kolben 16 und dem Motor 48 möglich.
Fig. 5a bis 5e zeigen eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des Bremssystems und Koordinatensysteme zum Erläutern von deren Betrieb. Das in Fig. 5a wiedergegebene Bremssystem weist einen Hauptbremszylinder 10 auf, an dessen zweiten Teilvolumen 12b lediglich eine Bohrung 42 ausgebildet ist. Die Leitung 40 mit dem darin eingesetzten elektrisch steuerbaren Ventil 36 verläuft zwischen der Bohrung 42 und einer Leitung 110, über welche die Druckkammer 46 des Plungers 44 an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 angebunden ist. (Die Druckkammer 46 des Plungers 44 kann optionaler Weise über eine Leitung 114 mit der Federkammer 62b der
Simulatoreinrichtung 62 angebunden sein.)
Die Ventileinrichtung 38 weist ein geregeltes Rückschlagventil 1 12a auf, welches in die parallel zu dem elektrisch steuerbaren Ventil 36 geführte Bypassleitung 56 eingesetzt ist, und über welches das Teilvolumen 12b an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 angebunden ist. Außerdem umfasst die Ventileinrichtung 38 mindestens ein Rückschlagventil 1 12b und 1 12c, über welches das zweite Teilvolumen 12b zumindest an dem ersten Bremskreis 28 angebunden ist. Bei der Ausführungsform der Fig. 5a ist das zweite Teilvolumen 12b speziell über ein in die Leitung 58 eingesetztes erstes Rückschlagventil 112b mit dem ersten Bremskreis 28 und über ein in die Leitung 76 eingesetztes zweites
Rückschlagventil 112c mit dem zweiten Bremskreis 32 hydraulisch verbunden. Als Ergänzung kann das Bremssystem wahlweise auch ein parallel zu dem Trennventil 66 der Simulatoreinrichtung 62 angeordnetes Rückschlagventil 116 und mindestens einen Sensor 1 18 aufweisen.
Auch mittels der Ventileinrichtung 38 der Fig. 5a ist ein Bremsflüssigkeitstransfer aus dem zweiten Teilvolumen 12b in die Bremskreise 28 und 32 und in das
Bremsflüssigkeitsreservoir 24 mechanisch über die Schließdrücke der Rückschlagventile 1 12a bis 1 12c steuerbar. Das geregelte Rückschlagventil 112a definiert den Grenzdruck als maximal zulässigen Druck im zweiten Teilvolumen 12b. Über die Rückschlagventile 1 12b und 1 12c lässt sich eine Druckschwelle (Druckdifferenz) zwischen den
Bremskreisen 28 und 32 und dem zweiten Teilvolumen 12b definieren. Übersteigt der Druck im zweiten Teilvolumen 12b diese Druckschwelle, so strömt Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in die Bremskreise 28 und 32. Dieser Zustand bleibt bestehen, bis entweder die Druckschwelle durch Ansteigen der Bremskreisdrücke unterschritten oder der durch das geregelte Rückschlagventil 1 12a vorgegebene
Grenzdruck in dem zweiten Teilvolumen 12b überschritten wird. Auch das Bremssystem der Fig. 5a ermöglicht damit in der Rückfallebene ein Einbremsen in beide Bremskreise 28 und 32 mit einer gesteigerten Einbremsfläche gleich der Summe der hydraulisch wirksamen Flächen A1 und A2. Dies ist eine deutliche Verbesserung für das Bremsverhalten in der mechanischen Rückfallebene gegenüber einem Einbremsen mit den beiden hydraulisch wirksamen Flächen A1 und A2 in nur einen der beiden Bremskreise 28 und 32.
Fig. 5b bis 5e zeigen Koordinatensysteme, deren Abszissen einen Pedalweg s (in mm) und deren Ordinaten einen Druck p1/p2 (in bar) wiedergeben. Anhand der
Koordinatensysteme der Fig. 5b bis 5e wird nachfolgend erläutert, wie stark mittels des Bremsflüssigkeitstransfers der in den Bremskreisen 28 und 32 vorliegende Bremsdruck während des Rückfallmodus steigerbar ist.
Die Koordinatensysteme der Fig. 5b und 5c geben eine Situation wieder, in welcher zu Beginn der Bremsung keine Luft in den Bremskreisen 28 und 32 vorliegt: Mittels des Koordinatensystems der Fig. 5b sind die in dem zweiten Bremskreis 32 bewirkbaren zweiten Bremsdrücke p2 (in bar) dargestellt. Der Graph g02 gibt den in dem zweiten Bremskreis 32 herkömmlicher Weise, d.h. ohne ein Transferieren von
Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in einem der beiden Bremskreise 28 und 32, vorliegenden zweiten Bremsdruck p2 an. Mittels des Graphen g12 ist der zweite Bremsdruck p2 wiedergegeben, welcher in dem zweiten Bremskreis 32 vorliegen würde, wenn aus dem zweiten Teilvolumen 12b Bremsflüssigkeit lediglich in den ersten
Bremskreis 28 eingespeist werden würde. Der durch die Einspeisung von
Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in beide Bremskreise 28 und 32 bewirkbare zweite Bremsdruck p2 ist mittels des Graphen g22 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass mittels der Transferierbarkeit von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in beide Bremskreise 28 und 32 der bei einem vergleichsweise hohen Pedalweg s in dem zweiten Bremskreis 32 bewirkbare zweite Bremsdruck p2 deutlich steigerbar ist. Der Graph g22 weist z.B. einen maximalen Druck von 100bar auf, während die Graphen g02 und g12 jeweils einen maximalen Druck von 93bar haben.
In dem Koordinatensystem der Fig. 5c ist der in dem ersten Bremskreis 28 bewirkbare erste Bremsdruck p1 (in bar) dargestellt. Dabei zeigt der Graph gC den herkömmlicher Weise, d.h. ohne ein Transferieren von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in einem der beiden Bremskreise 28 und 32, in dem ersten Bremskreis 28 bewirkbaren ersten Bremsdruck p1 an. Die Werte des Graphen g^ entsprechen den bei einem Einspeisen von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b lediglich in den ersten Bremskreis 28 bewirkbaren Werten des ersten Bremsdrucks p1. Durch eine zusätzlich Einspeisung von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in den zweiten Bremskreis 32 bei einem gleichzeitigen Befüllen des ersten Bremskreises 28 (aus dem zweiten Teilvolumen 12b) wird der erste Bremsdruck p1 bei einem vergleichsweise hohen Pedalweg s kaum beeinträchtig, wie anhand des Graphen ςβ^ erkennbar ist. Der Graph ςβ^ hat zwar mit 97bar einen leicht reduzierten maximalen Druck gegenüber einem maximalen Druck von 99bar des Graphen gl ^ jedoch liegen diese Werte deutlich über den maximalen Druck von 89bar des Graphen gC^. Wie anhand der Koordinatensysteme der Fig. 5d und 5e zu erkennen ist, ist die mittels der zusätzlichen Einspeisung von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in die Bremskreise 28 und 32 bewirkende Drucksteigerung noch signifikanter, wenn vor Beginn der Bremsung Luft (z.B. 2cm3) in den Bremskreisen 28 und 32 vorliegt. Die Graphen gC und g02' geben die herkömmlicher Weise, d.h. ohne ein Transferieren von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in einen der beiden Bremskreise 28 und 32, erreichbaren Bremsdrücke p1 und p2 an. Mittels der Graphen g und g12' sind Bremsdrücke p1 und p2 wiedergegeben, welche über ein Einspeisen von Bremsflüssigkeit lediglich in dem ersten Bremskreis 28 bewirkbar sind. Die durch eine Einspeisung von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b in beide Bremskreise 28 und 32 realisierbaren Bremsdrücke p1 und p2 sind mittels der Graphen ςβτ, ' und g22'
wiedergegeben. Die Volumeneinspeisung aus dem zweiten Teilvolumen 12b ermöglicht somit ein Auffüllen des Luftvolumens mit Bremsflüssigkeit, wodurch die erzielbaren Maximaldruckerhöhungen signifikant gesteigert werden. Der Graph g22' weist einen deutlich gesteigerten maximalen Druck von 46bar gegenüber den maximalen Drücken von 33bar der Graphen g02' und g12' auf. Ebenso hat der Graph ςβτ, ' hat zwar mit 52bar einen leicht reduzierten maximalen Druck gegenüber einem maximalen Druck von 58bar des Graphen g , jedoch liegen diese Werte noch deutlich über den maximalen Druck von 35bar des Graphen gC . Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mittels der Zuspeisung einer Zusatzmenge von Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Teilvolumen 12b der in der mechanischen
Rückfallebene erzielbare Bremsdruck bei einer Vollbremsung erhöht wird. Auf diese Weise ist auch die maximal mögliche Fahrzeugverzögerung steigerbar. Insbesondere kompensiert dieser Effekt auch eventuell in den Bremskreisen 28 und 32 enthaltene Luftblasen, was einen zusätzlich gesteigerten maximalen Bremsdruck in der
Rückfallebene und damit einen signifikant verkürzten Anhalteweg des Fahrzeugs ermöglicht. Das gewonnene Zusatzvolumen verbessert auch das Anbremsverhalten aus einem drucklosen Bremszustand durch eine schnellere Überwindung des Totvolumens, insbesondere in dem ersten Bremskreis 28. Durch diese Maßnahmen kann außerdem die in einer mechanischen Rückfallebene erzielbare Verzögerung deutlich erhöht werden, ohne den Pedalweg durch Betriebszustände nachteilig zu beeinflussen. Mittels der oben beschriebenen Bremssysteme kann somit das Fahrzeugverhalten in der mechanischen Rückfallebene weiter verbessert werden.
Außerdem besteht durch das Entkoppeln des Pedalhubes und der Pedalkraft im Betrieb die Möglichkeit, eine Rückfallebene unabhängig von den im Betrieb zu fördernden Volumen auszulegen.
Der Hauptbremszylinder 10, das elektrisch steuerbare Ventil 36 und die Ventileinrichtung 38 können mehrere getrennt anordbare Bauteile sein. Ebenso können der
Hauptbremszylinder 10, das elektrisch steuerbare Ventil 36 und die Ventileinrichtung 38 auch als ein kompaktes (einteiliges) Bremsgerät ausgebildet sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die oben ausgeführten Vorteile auch von einem derartigen Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs erfüllt werden können.

Claims

Bremsgerät für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit: einem Hauptbremszylinder (10) mit mindestens einer ersten
Druckkammer (12), welche zumindest in ein erstes Teilvolumen (12a) und in ein zweites Teilvolumen (12b) unterteilt oder unterteilbar ist, wobei das erste Teilvolumen (12a) von einer ersten Kolbenwand (14a) mindestens eines verstellbaren Stangenkolbens (16) derart begrenzt ist, dass ein erstes Volumen des ersten Teilvolumens (12a) mittels eines
Verschiebens der ersten Kolbenwand (14a) variierbar ist, und das zweite Teilvolumen (12b) von einer zweiten Kolbenwand (14b) des mindestens einen verstellbaren Stangenkolbens (16) derart begrenzt ist, dass ein zweites Volumen des zweiten Teilvolumens (12b) mittels eines
Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) variierbar ist, wobei das erste Teilvolumen (12a) und das zweite Teilvolumen (12b) hydraulisch an ein Bremsflüssigkeitsreservoir (24) anbindbar oder angebunden sind, und wobei ein erster Bremskreis (28) an das erste Teilvolumen (12a) hydraulisch anbindbar oder angebunden ist; gekennzeichnet durch eine Ventileinrichtung (38), wobei das zweite Teilvolumen (12b) über zumindest eine Teilkomponente (38a, 80, 112b) der Ventileinrichtung (38) zumindest an den ersten Bremskreis (28) anbindbar oder angebunden ist, und die Ventileinrichtung (38) mechanisch derart ausgelegt ist, dass in dem zweiten Teilvolumen (12b) ein Druckaufbau bis zu einem bei der Ventileinrichtung (38) mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) bewirkbar ist, wobei Bremsflüssigkeit über zumindest die Teilkomponente (38a, 80, 112b) der Ventileinrichtung (38) zumindest in den ersten Bremskreis (28) transferierbar ist, und wobei trotz eines weiteren Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) ein Übersteigen des Grenzdrucks in dem zweiten Teilvolumen (12b) unterbunden ist. Bremsgerät nach Anspruch 1 , wobei das Bremsgerät ein elektrisch steuerbares Ventil (36) umfasst, über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) so anbindbar oder angebunden ist, dass bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils (36) in seinen geöffneten Zustand das zweite Teilvolumen (12b) trotz des Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) drucklos vorliegt und bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils (36) in seinen geschlossenen Zustand der Druckaufbau bis zu dem bei der
Ventileinrichtung (38) mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) bewirkbar ist.
Bremsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hauptbremszylinder (10) eine zweite Druckkammer (18) und einen zwischen dem ersten
Teilvolumen (12a) der ersten Druckkammer (12) und der zweiten
Druckkammer (18) verstellbar angeordneten Schwimmkolben (20) umfasst, und wobei ein zweiter Bremskreis (32) an die zweite
Druckkammer (18) hydraulisch anbindbar oder angebunden ist.
Bremsgerät nach Anspruch 3, wobei das zweite Teilvolumen(12b) über zumindest eine weitere Teilkomponente (38c, 80, 1 12c) der
Ventileinrichtung (38) zusätzlich an den zweiten Bremskreis (32) so anbindbar oder angebunden ist, dass Bremsflüssigkeit über zumindest die weitere Teilkomponente (38c, 80, 1 12c) der Ventileinrichtung (38) in den zweiten Bremskreis (32) transferierbar ist.
Bremsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hauptbremszylinder (10) eine gestufte Bohrung aufweist, innerhalb welcher zumindest die erste Druckkammer (12) ausgebildet ist, und wobei der Hauptbremszylinder (10) einen Stufenkolben (16) als den mindestens einen verstellbaren Stangenkolben (16) umfasst, welcher mit der ersten Kolbenwand (14a) das erste Teilvolumen (12a) und mit der zweiten Kolbenwand (14b) das zweite Teilvolumen (12b) begrenzt.
Bremsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventileinrichtung (38) ein Überdruck-Ablassventil (38b), über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) anbindbar oder angebunden ist, und als Teilkomponente (38a) der Ventileinrichtung (38) mindestens ein Rückschlagventil (38a), über welches das zweite Teilvolumen (12b) zumindest an den ersten
Bremskreis (28) anbindbar oder angebunden ist, umfasst.
Bremsgerät nach Anspruch 6, wobei die Ventileinrichtung (38) zusätzlich ein weiteres Rückschlagventil (38c), über welches das zweite Teilvolumen (12b) an den zweiten Bremskreis (32) anbindbar oder angebunden ist, umfasst.
Bremsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Ventileinrichtung (38) ein geregeltes Rückschlagventil (112a), über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) anbindbar oder angebunden ist, und als Teilkomponente (112b) der Ventileinrichtung (38) mindestens ein Rückschlagventil (112b), über welches das zweite Teilvolumen (12b) zumindest an den ersten
Bremskreis (28) anbindbar oder angebunden ist, umfasst.
Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem ersten Bremskreis (28); einem Bremsflüssigkeitsreservoir (24); und einem Hauptbremszylinder (10) mit mindestens einer ersten
Druckkammer (12), welche zumindest in ein erstes Teilvolumen (12a) und in ein zweites Teilvolumen (12b) unterteilt oder unterteilbar ist, wobei das erste Teilvolumen (12a) von einer ersten Kolbenwand (14a) mindestens eines verstellbaren Stangenkolbens (16) derart begrenzt ist, dass ein erstes Volumen des ersten Teilvolumens (12a) mittels eines
Verschiebens der ersten Kolbenwand (14a) variierbar ist, und das zweite Teilvolumen (12b) von einer zweiten Kolbenwand (14b) des mindestens einen verstellbaren Stangenkolbens (16) derart begrenzt ist, dass ein zweites Volumen des zweiten Teilvolumens (12b) mittels eines
Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) variierbar ist; wobei das erste Teilvolumen (12a) und das zweite Teilvolumen (12b) hydraulisch an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) angebunden sind, und wobei der erste Bremskreis (28) an das erste Teilvolumen (12a) hydraulisch angebunden ist, gekennzeichnet durch
eine Ventileinrichtung (38), wobei das zweite Teilvolumen (12b) über zumindest eine Teilkomponente (38a, 80, 112b) der Ventileinrichtung (38) zumindest an den ersten Bremskreis (28) angebunden ist, und die Ventileinrichtung (38) mechanisch derart ausgelegt ist, dass in dem zweiten Teilvolumen (12b) ein Druckaufbau bis zu einem bei der
Ventileinrichtung (38) mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des
Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) bewirkbar ist, wobei Bremsflüssigkeit über zumindest die Teilkomponente (38a, 80, 112b) der Ventileinrichtung (38) zumindest in den ersten Bremskreis (28) transferierbar ist, und wobei trotz eines weiteren Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) ein Übersteigen des Grenzdrucks in dem zweiten Teilvolumen (12b) unterbunden ist.
10. Bremssystem nach Anspruch 9, wobei das Bremssystem ein elektrisch steuerbares Ventil (36) umfasst, über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) so angebunden ist, dass bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils (36) in seinen geöffneten Zustand das zweite Teilvolumen (12b) trotz des Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) drucklos vorliegt und bei einem Vorliegen des elektrisch steuerbaren Ventils (36) in seinen geschlossenen Zustand der Druckaufbau bis zu dem bei der Ventileinrichtung (38) mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten
Kolbenwand (14b) bewirkbar ist.
1 1. Bremssystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Hauptbremszylinder (10) eine zweite Druckkammer (18) und einen zwischen dem ersten Teilvolumen (12a) der ersten Druckkammer (12) und der zweiten Druckkammer (18) verstellbar angeordneten Schwimmkolben (20) umfasst, und wobei ein zweiter Bremskreis (32) an die zweite
Druckkammer (18) hydraulisch angebunden ist.
12. Bremssystem nach Anspruch 1 1 , wobei das zweite Teilvolumen (12b) über zumindest eine weitere Teilkomponente (38c, 80, 1 12c) der
Ventileinrichtung (38) zusätzlich an den zweiten Bremskreis (32) so angebunden ist, dass Bremsflüssigkeit über zumindest die weitere Teilkomponente (38c, 80, 112c) der Ventileinrichtung (38) in den zweiten Bremskreis (32) transferierbar ist.
13. Bremssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der
Hauptbremszylinder (10) eine gestufte Bohrung aufweist, innerhalb welcher zumindest die erste Druckkammer (12) ausgebildet ist, und wobei der Hauptbremszylinder (10) einen Stufenkolben (16) als den mindestens einen verstellbaren Stangenkolben (16) umfasst, welcher mit der ersten Kolbenwand (14a) das erste Teilvolumen (12a) und mit der zweiten Kolbenwand (14b) das zweite Teilvolumen (12b) begrenzt. 14. Bremssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die
Ventileinrichtung (38) ein Überdruck-Ablassventil (38b), über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) anbindbar ist, und als Teilkomponente (38a) der Ventileinrichtung (38) mindestens ein Rückschlagventil (38a), über welches das zweite
Teilvolumen (12b) zumindest an den ersten Bremskreis (28) anbindbar ist, umfasst.
15. Bremssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die
Ventileinrichtung (38) ein geregeltes Rückschlagventil (112a), über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir
(24) angebunden ist, und als Teilkomponente (1 12b) der Ventileinrichtung (38) mindestens ein Rückschlagventil (112b), über welches das zweite Teilvolumen (12b) zumindest an den ersten Bremskreis (28) angebunden ist, umfasst.
16. Bremssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei das
Bremssystem eine Fremdkraftbremseinrichtung (44) umfasst.
17. Bremssystem nach Anspruch 16, wobei die Ventileinrichtung (38) ein Überdruck-Ablassventil (38b), über welches das zweite Teilvolumen (12b) an das Bremsflüssigkeitsreservoir (24) angebunden ist, und als
Teilkomponente (80) der Ventileinrichtung (38) mindestens eine
Lippendichtung (80) der als Plunger (44) ausgebildeten
Fremdkraftbremseinrichtung (44) umfasst.
18. Bremssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei das
Bremssystem eine Steuereinrichtung umfasst, welche dazu ausgelegt ist, im Normalmodus mindestens eine Komponente (36) des Bremssystems so anzusteuern, dass der Druckaufbau bis zu dem bei der
Ventileinrichtung (38) mechanisch vorgegebenen Grenzdruck mittels des Verschiebens der zweiten Kolbenwand (14b) in dem zweiten Teilvolumen (12b) bewirkbar ist.
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