DE102018220613A1

DE102018220613A1 - Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage für ein autonom fahrendes Landfahrzeug

Info

Publication number: DE102018220613A1
Application number: DE102018220613.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Zander; Juergen Reiner; Alexander Bareiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2019-12-19
Also published as: KR20190134980A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage (1) für einen autonom auf öffentlichen Straßen fahrenden Personenkraftwagen. Die Erfindung schlägt vor, ein Hilfsbremsaggregat (3) an ein Betriebsbremsaggregat (2) anzuschließen, so dass bei Ausfall des Betriebsbremsaggregats (2) die Fahrzeugbremsanlage (1) mit dem Hilfsbremsaggregat (3) betätigt werden kann. Um auch bei kalter und zähflüssiger Bremsflüssigkeit schnell einen Bremsdruck mit dem Hilfsbremsaggregat (3) aufbauen zu können, sieht die Erfindung Bremsflüssigkeitsspeicher (27) vor, die in das Hilfsbremsaggregat (3) integriert und mit kurzen Leitungslängen an Hydropumpen (22) des Hilfsbremsaggregats (3) angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage für ein autonom auf öffentlichen Straßen fahrendes Landfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 9.
Stand der Technik
Zu einem autonomen Fahren bis zum Level 4 (Fahrer kann zum Eingreifen aufgefordert werden) und Level 5 (höchstes Level; kein Fahrer erforderlich) ist eine Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit Redundanzen notwendig, die einen vollständigen Ausfall der Fahrzeugbremsanlage mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausschließt, ohne dass es eines Fahrereingriffs bedarf.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2014 220 440 A1 offenbart eine elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit einem Betriebsbremsaggregat und einem Hilfsbremsaggregat. Beide Bremsaggregate weisen jeweils einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger mit einer elektrisch steuerbaren Druckquelle und eine Bremsdruckregelventilanordnung für jede Radbremse auf. Das Hilfsbremsaggregat ist an das Betriebsbremsaggregat und hydraulische Radbremsen sind an das Hilfsbremsaggregat angeschlossen, so dass die Radbremsen bei passivem Hilfsbremsaggregat durch das Hilfsbremsaggregat hindurch mit dem Betriebsbremsaggregat und bei einer Störung oder einem Ausfall des Betriebsbremsaggregats mit dem Hilfsbremsaggregat betätigbar sind. Das jeweils aktive Bremsaggregat regelt die Radbremsdrücke in den Radbremsen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße, elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist für ein autonomes Fahren bis zu den Leveln 4 und 5 auf öffentlichen Straßen vorgesehen. Level 4 wird auch als hochautomatisiertes Fahren bezeichnet und bedeutet, dass die Führung eines Fahrzeugs dauerhaft von einem elektronischen System übernommen und ein Fahrer nur dann zu einem Eingriff aufgefordert wird, wenn das System die Fahraufgaben nicht mehr bewältigt. Level 5 wird auch als Vollautomatisierung bezeichnet und erfordert keinen Fahrer.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage weist ein Betriebsbremsaggregat, an das eine oder mehrere hydraulische Radbremsen angeschlossen sind, und ein Hilfsbremsaggregat auf. Die Radbremse/n werden normalerweise mit dem Betriebsbremsaggregat betätigt, was als Betriebsbremsung bezeichnet wird. Zur Betätigung der Radbremse/n weist das Betriebsbremsaggregat einen Bremsdruckerzeuger zur Erzeugung eines Bremsdrucks und eine oder mehrere Bremsdruckregelventilanordnungen auf, mit der Radbremsdrücke in den Radbremsen geregelt werden. Unter „Regelung“ ist auch eine Steuerung zu verstehen. Vorzugsweise wird der Radbremsdruck in jeder Radbremse einzeln geregelt, es können allerdings auch Radbremsdrücke in Gruppen von Radbremsen oder der Radbremsdruck aller Radbremsen gemeinsam geregelt werden. Es wird eine Höhe des oder der Radbremsdrücke und damit Bremskräfte der Radbremsen geregelt. Außerdem ist mit der oder den Bremsdruckregelventilanordnungen eine Schlupfregelung, elektronisches Stabilitätsprogramm (umgangssprachlich oft als „Schleuderschutzregelung“), automatisches Bremsen, Abstandsregelung und dergleichen möglich.
Das Betriebsbremsaggregat kann einen Muskelkraft- oder Hilfskraft-Hauptbremszylinder als Bremsdruckerzeuger aufweisen, wobei letzteres einen Muskelkraft-Hauptbremszylinder mit einem Bremskraftverstärker, beispielsweise einem Unterdruck- oder einem elektromechanischen Bremskraftverstärker bedeutet. Die Hilfskraftbremsung ist zu unterscheiden von einer Hilfsbremsung mit dem Hilfsbremsaggregat bei Ausfall des Betriebsbremsaggregats. Zusätzlich oder anstatt des Hauptbremszylinders kann das Betriebsbremsaggregat einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger aufweisen, der beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit aufweisen kann, deren Kolben beispielsweise mittels eines Elektromotors über ein Rotations-Translations-Wandelgetriebe in einem Zylinder verschiebbar ist. Eine andere Möglichkeit eines Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers ist eine Hydropumpe, die beispielsweise mit einem Elektromotor antreibbar ist.
Das Hilfsbremsaggregat dient einer Betätigung der Radbremse/n im Falle eines Fehlers oder eines Ausfalls des Betriebsbremsaggregats, wobei Radbremsdrücke in den Radbremsen mit der Bremsdruckregelventilanordnung des Betriebsbremsaggregats geregelt werden können, wenn die Bremsdruckregelventilanordnung funktionsfähig ist. Die Bremsbetätigung mit dem Hilfsbremsaggregat bei einem Fehler oder Ausfall des Betriebsbremsaggregats wird als Hilfsbremsung bezeichnet. Wegen des einfacheren Aufbaus ist es an sich nicht vorgesehen, dass das Hilfsbremsaggregat eine Bremsdruckregelventilanordnung aufweist, allerdings sind Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen sowohl das Betriebsbremsaggregat als auch das Hilfsbremsaggregat eine Bremsdruckregelventilanordnung aufweisen, möglich.
Das Hilfsbremsaggregat weist einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger und einen Bremsflüssigkeitsspeicher auf, der in das Hilfsbremsaggregat integriert ist. Mit „integriert“ ist kein auf das Hilfsbremsaggregat aufgesetzter Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter gemeint, wie er von Hauptbremszylindern bekannt ist, oder ein separater Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter, sondern ein beispielsweise als Bohrung in einem Hydraulikblock des Hilfsbremsaggregats ausgeführter oder in einer solchen Bohrung untergebrachter Bremsflüssigkeitsspeicher. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger des Hilfsbremsaggregats ist an den Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats angeschlossen, so dass er zur Erzeugung des Bremsdrucks Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsspeicher ansaugen kann. Die Integration des Bremsflüssigkeitsspeichers in das Hilfsbremsaggregat ermöglicht eine kurze Anbindung des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers an den Bremsflüssigkeitsspeicher mit niedrigem Strömungswiderstand. Das verbessert ein Ansaugverhalten und ermöglicht einen schnellen Bremsdruckaufbau insbesondere bei zähflüssiger Bremsflüssigkeit bei niedrigen Temperaturen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats gemeinsam mit der Fahrzeugbremsanlage mit Bremsflüssigkeit befüllt wird. Ein separates Be- oder Nachfüllen eines separaten oder auf das Hilfsbremsaggregat aufgesetzten Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters entfällt.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Vorzugsweise weisen das Betriebsbremsaggregat und/oder das Hilfsbremsaggregat jeweils einen Hydraulikblock auf. Der Hydraulikblock ist ein meistens quaderförmiges Bauteil, das üblicherweise aus Metall hergestellt ist, allerdings auch aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. In dem Hydraulikblock sind Sacklöcher als Aufnahmen für hydraulische Bauelemente der Fahrzeugbremsanlage angebracht. Solche Bauelemente sind Magnetventile, deren hydraulische Teile sich typischerweise in der jeweiligen Aufnahme des Hydraulikblocks befinden und deren elektromechanische Teile wie Anker und Magnetspule aus dem Hydraulikblock vorstehen. Die hydraulischen Teile eines Magnetventils sind an sich das eigentliche Ventil, beispielsweise also ein Absperrkörper und ein einen Ventilsitz aufweisendes Ventilgehäuse. Weitere hydraulische Bauelemente sind unter anderem Hydropumpen, Hydrospeicher, Rückschlagventile und Teile von Pumpenantrieben. Des weiteren weisen solche Hydraulikblöcke Sacklöcher zum Anschluss von Bremsleitungen mit Schraubnippeln oder Einpressnippeln („self-clinch“) auf. Die die Aufnahmen für die hydraulischen Bauelemente bildenden Sacklöcher sind meist durchmessergestuft. Durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks sind die Aufnahmen für die hydraulischen Bauelemente entsprechend einem hydraulischen Schaltplan der Fahrzeugbremsanlage bzw. des Betriebsbremsaggregats und/oder des Hilfsbremsaggregats miteinander verbunden, was als (hydraulische) Verschaltung bezeichnet werden kann. Die Verbohrung des Hydraulikblocks ist meist kartesisch, das heißt Bohrungen sind parallel und senkrecht zueinander und in einem quaderförmigen Hydraulikblock parallel und senkrecht zu Flächen und Kanten des Hydraulikblocks.
Vorzugsweise ist der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger des Hilfsbremsaggregats durch eine kurze und/oder gerade Leitung, beispielsweise eine Bohrung in einem Hydraulikblock des Hilfsbremsaggregats, an den Bremsflüssigkeitsspeicher angeschlossen. Dadurch weist der Anschluss des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers des Hilfsbremsaggregats an den Bremsflüssigkeitsspeicher einen niedrigen Strömungswiderstand auf. Unter „kurz“ ist hier eine Leitungslänge von einem oder wenigen Millimetern und insbesondere eine Leitung zu verstehen, die kürzer als ein Einpress- oder Schraubnippel für den Anschluss einer Bremsleitung an beispielsweise ein Bremsaggregat, eine Radbremse oder einen Hauptbremszylinder lang ist.
Der Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats ist vorzugsweise drucklos. Das hat den Vorteil, dass ein Druck im Bremsflüssigkeitsspeicher nicht überwacht werden muss. Möglich ist auch ein feder- oder druckgasbeaufschlagter Bremsflüssigkeitsspeicher, wobei ein Druck im Bremsflüssigkeitsspeicher so niedrig sein muss, dass er beispielsweise ein Einlassventil einer Kolbenpumpe als Teil des Fremdkraft-Druckerzeugers nicht öffnet. Allgemein ausgedrückt darf ein eventueller Druck im Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats nicht zu einer Durchströmung des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers mit Bremsflüssigkeit führen.
Das Erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sieht vor, den Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats durch ein Füll- und Prüfventil mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger des Betriebsbremsaggregats zu befüllen und eventuell vorher zu entleeren. Das Befüllen und/oder Entleeren kann beispielsweise zum Wechsel der Bremsflüssigkeit, um einen vollständig befüllten Bremsflüssigkeitsspeicher sicher zu stellen und/oder um eventuelle Gasblasen aus dem Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats zu entfernen. Denkbar ist auch ein Befüllen und/oder Entleeren mittels des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers des Betriebsbremsaggregats oder des Hauptbremszylinders.
Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 10 sieht vor, das Befüllen und/oder Entleeren des Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats zu bewerten. Es können beispielsweise eine Dauer der Befüllung und/oder Entleerung, ein Druckverlauf, ein Volumenstrom, eine Dauer bis zum Erreichen eines festgelegten Drucks und/oder eine Dauer der Befüllung und/oder Entleerung gemessen und darauf beurteilt werden, ob der Bremsflüssigkeitsspeicher des Hilfsbremsaggregats voll befüllt ist bzw. vor dem Befüllen und Entleeren voll befüllt war und/oder ob das Befüllen und/oder Entleeren des Bremsflüssigkeitsspeichers des Hilfsbremsaggregats einen zu erwartenden oder üblichen Verlauf aufweist oder auf einen Fehler wie beispielsweise Gasblasen oder einen nicht oder nur unvollständig befüllten Bremsflüssigkeitsspeicher hinweist.
Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsbeispielen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs aufweisen, sind grundsätzlich möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Hydraulikschaltplan einer elektrohydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage gemäß der Erfindung.
Ausführungsform der Erfindung
Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 ist für ein autonom bis zum Level 4 oder 5 auf öffentlichen Straßen fahrendes Landfahrzeug, nämlich einen Personenkraftwagen vorgesehen. Level 4 bedeutet ein autonomes Fahren, wobei ein Fahrer zum Eingreifen aufgefordert werden kann, und Level 5, das höchste Level, ein autonomes Fahren, das keines Fahrereingriffs bedarf.
Die Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 weist ein Betriebsbremsaggregat 2 und ein Hilfsbremsaggregat 3 auf. Das Betriebsbremsaggregat 2 ist zu einer Bremsbetätigung und das Hilfsbremsaggregat 3 zu einer Bremsbetätigung bei einem Fehler oder Ausfall des Betriebsbremsaggregats 2 vorgesehen. An das Betriebsbremsaggregat 2 sind - über Bremsleitungen, im Ausführungsbeispiel vier- hydraulische Radbremsen 4 angeschlossen. Das Hilfsbremsaggregat 3 ist über Bremsleitungen so an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen, dass die Radbremsen 4 auch mit dem Hilfsbremsaggregat 3 betätigbar sind. Das Betriebsbremsaggregat 2 und das Hilfsbremsaggregat 3 ist jeweils eine eigene Baugruppe, die an verschiedenen Stellen beispielsweise in einem Motorraum des Personenkraftwagens angeordnet sein können.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage 1 ist als Zweikreis-Bremsanlage und ihre Bremsaggregate 2, 3 sind als Zweikreis-Bremsaggregate ausgeführt. Es sind jeweils zwei Radbremsen 4 einem Bremskreis zugeordnet.
Das Betriebsbremsaggregat 2 weist eine Kolben-Zylinder-Einheit 5 auf, deren Kolben 6 mit einem Elektromotor 7 über einen Gewindetrieb 8 als Rotations-/Translations-Wandelgetriebe in einem Zylinder 9 verschiebbar ist. Der Elektromotor 7, der Gewindetrieb 8 und die Kolben-Zylinder-Einheit 5 bilden einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 zur Erzeugung eines Bremsdrucks für eine Betriebsbremsung. Die Betriebsbremsung ist die übliche und vorgesehene Bremsbetätigung. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 ist über Betriebsbremsventile 11 zwischen Trennventilen 12 und Einlassventilen 13 an die beiden Bremskreise angeschlossen.
Das Betriebsbremsaggregat 2 weist für jede Radbremse 4 ein Einlassventil 13 und ein Auslassventil 14 auf, mit denen Radbremsdrücke in jeder Radbremse 4 einzeln regelbar sind. Dadurch sind die Radbremsdrücke in den Radbremsen 4 und damit Bremskräfte der Radbremsen 4 im normalen Fahrbetrieb ohne Schlupf regelbar. Außerdem sind Schlupfregelungen wie Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung, Fahrstabilitätsregelungen, die umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet werden, automatische Bremsungen, Abstandsregelungen und dergleichen mehr möglich. Solche Regelungen sind bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Die Einlassventile 13 und die Auslassventile 14 können auch als Radbremsdruckregelventilanordnungen aufgefasst werden.
Außerdem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 weist das Betriebsbremsaggregat 2 einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder 15 auf, an den die Radbremsen 4 über die Trennventile 12 und die Einlassventile 13 angeschlossen sind. Das Betriebsbremsaggregat 2 weist in jedem Bremskreis ein Trennventil 12 und für jede Radbremse 4 ein Einlassventil 13 und ein Auslassventil 14 auf. Der Hauptbremszylinder 15 dient als Sollwertgeber für die in den Radbremsen 4 einzustellenden Radbremsdrücke bei einer Betriebsbremsung im Falle eines Fahrerbetriebs. Der Bremsdruck wird sowohl im Fahrerbetrieb als auch bei einem autonomen Fahren mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 erzeugt. Der Hauptbremszylinder 15 wird bei einer Betriebsbremsung durch Schließen der Trennventile 12 hydraulisch von den Radbremsen 4 getrennt.
Wie gesagt dient der Hauptbremszylinder 15 als Sollwertgeber für die Radbremsdrücke bei einer Betriebsbremsung beim Fahrerbetrieb, bei der der Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 erzeugt wird. Bei einem Ausfall des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10 kann der Bremsdruck durch Betätigung des Hauptbremszylinders 15 erzeugt werden. Das ist eine sogenannte Hilfsbremsung mit Muskelkraft und der Hauptbremszylinder 15 kann deswegen auch als Muskelkraft-Bremsdruckerzeuger aufgefasst werden.
Damit bei geschlossenen Trennventilen 12 Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 15 verdrängt und Kolben des Hauptbremszylinders 15 und ein Bremspedal 16 bewegt werden können, weist das Betriebsbremsaggregat 2 einen Pedalwegsimulator 17 auf, der über ein Simulatorventil 18 an einen Bremskreis des Hauptbremszylinders 15 angeschlossen ist. Der Pedalwegsimulator 17 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem federbeaufschlagten Kolben.
In der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Trennventile 12 und die Einlassventile 13 in ihren stromlosen Grundstellungen offene 2/2-Wege-Magnetventile und die Betriebsbremsventile 11 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 10, die Auslassventile 14 und das Simulatorventils 18 in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile. Zwecks einer besseren Regelgüte der Radbremsdrücke sind die Einlassventile 13 als Proportionalventile ausgeführt, was allerdings nicht zwingend für die Erfindung ist.
Die hydraulischen Bauelemente des Betriebsbremsaggregats 2 der erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1, nämlich die Ventile 11, 12, 13, 14, 18, der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10, der Hauptbremszylinder 15, der Pedalwegsimulator 17 und weitere Bauelemente wie Drucksensoren sind in Aufnahmen eines Hydraulikblocks 19 des Betriebsbremsaggregats 2 angeordnet und durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks 19 entsprechend dem gezeichneten hydraulischen Schaltplan der Fahrzeugbremsanlage 1 bzw. des Betriebsbremsaggregats 2 miteinander verbunden.
Ein druckloser Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20, wie er von herkömmlichen Hauptbremszylindern her bekannt ist, ist auf den Hydraulikblock 19 aufgesetzt und an ihn sind der Hauptbremszylinder 15 und der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 angeschlossen. In einem der beiden Bremskreise ist ein Ventil 21 zwischen dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 und dem Hauptbremszylinder 15 vorgesehen.
Das Hilfsbremsaggregat 3 weist in jedem seiner beiden Bremskreise eine Hydropumpe 22 auf, die mit einem gemeinsamen Elektromotor 23 antreibbar sind. Die Hydropumpen 22 sind Kolbenpumpen, wobei andere Hydropumpen, beispielsweise Zahnradpumpen, ebenfalls möglich sind. Die Hydropumpen 22 bilden mit dem Elektromotor 23 Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24. Saugseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 sind über Saugventile 25 und die bereits genannten Bremsleitungen, mittels derer das Hilfsbremsaggregat 3 an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen ist, an die beiden Bremskreise des Hauptbremszylinders 15 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen. Ebenso sind Druckseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 über Druckventile 26 an den Hauptbremszylinder 15 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen.
Außerdem sind die Druckseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 über Bremsleitungen, durch die das Hilfsbremsaggregat 3 an das Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen ist, ohne Zwischenschaltung von Ventilen an die Trennventile 12 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen. Dadurch ist eine Betätigung der Radbremsen 4 durch eine Erzeugung von Bremsdruck mit den Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3, die dessen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 bilden, möglich. Radbremsdrücke in den Radbremsen 4 sind mit den Einlassventilen 13 und den Auslassventilen 14 des Betriebsbremsaggregats 2 regelbar, die die Bremsdruckregelventilanordnungen bilden, sofern diese Ventile 13, 14 und ihre Regelungen funktionsfähig sind. Mit den die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 bildenden Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 wird der Bremsdruck im Falle eines Fehlers oder eines Ausfalls des Betriebsbremsaggregats 2 erzeugt. Eine solche Bremsung wird als Hilfsbremsung bezeichnet.
In der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Saugventile 25 des Hilfsbremsaggregats 3 als in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile und die Druckventile 26 als in ihren stromlosen Grundstellungen offene 2/2-Wege-Magnetventile ausgeführt. Bei einer Hilfsbremsung werden die Saugventile 25 geöffnet, so dass die Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 Bremsflüssigkeit durch den Hauptbremszylinder 15 aus dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 des Betriebsbremsaggregats 2 ansaugen können. Des Weiteren werden die Druckventile 26 geschlossen, um an den Radbremsen Druck zu erzeugen.
Das Hilfsbremsaggregat 3 weist Bremsflüssigkeitsspeicher 27 auf, an die die Saugseiten der Hydropumpen 22 angeschlossen sind. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Kolben 28 weder feder- noch gasdruckbeaufschlagt sind. In der Ausführungsform kommunizieren die Kolben 28 durch Drosseln 29 mit einer Umgebung, so dass die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 drucklos sind. Andere Ausführungen der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 sind möglich, beispielsweise ein Faltenbalgspeicher oder ein Membranspeicher. Möglich ist auch eine niedrige feder-, gasdruck- oder sonstige Beaufschlagung der Kolben 28 der Bremsflüssigkeitsspeicher 27, die allerdings so gering ist, dass keine Bremsflüssigkeit aus den Bremsflüssigkeitsspeichern 27 durch die Hydropumpen 22 verdrängt wird.
Durch die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 erhalten die Hydropumpen 22, die die Bremsdruckerzeuger 24 des Hilfsbremsaggregats 3 bilden, Bremsflüssigkeit mit niedrigem Strömungswiderstand, wodurch ein schneller Bremsdruckaufbau auch bei kalter und zähflüssiger Bremsflüssigkeit möglich ist.
Zu einem Befüllen und/oder Entleeren sind die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 durch Füll- und Prüfventile 31 an den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregat 2 angeschlossen. In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 durch die Füll- und Prüfventile 31, die Bremsleitungen zwischen dem Hilfsbremsaggregat 3 und dem Betriebsbremsaggregat 2, mit denen die Druckseiten der Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3 an die Trennventile 12 des Betriebsbremsaggregats 2 und die Betriebsbremsventile 11 des Betriebsbremsaggregats 2 an den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 angeschlossen, so dass die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 durch Öffnen der genannten Ventile 11, 12, 31 mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 befüllt und entleert werden können. Zum Befüllen und Entleeren der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 werden die Druckventile 26 des Hilfsbremsaggregats 3 geschlossen und die Saugventile 25 bleiben geschlossen. Die Einlassventile 13 des Betriebsbremsaggregats 2 werden vorzugsweise ebenfalls geschlossen. Die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 können zu einem Wechsel der Bremsflüssigkeit, zu einer Feststellung ob sie vollständig befüllt sind, um sie vollständig zu befüllen und/oder um sicher zu stellen, dass sie vollständig befüllt sind, zu einem Entfernen von Gasblasen mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 10 des Betriebsbremsaggregats 2 befüllt und ggf. vorher entleert werden. Die Füll- und Prüfventile 31 sind in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform der Erfindung in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile.
Eine Befüllung und Entleerung der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 ist auch mit dem Hauptbremszylinder 15 des Betriebsbremsaggregats 2 und/oder mit den Hydropumpen 22 des Hilfsbremsaggregats 3, die dessen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 bilden, möglich. Zu einem Befüllen mit dem Hauptbremszylinder 15 werden die Trennventile 12 vorzugsweise geschlossen und die übrigen Ventile bleiben in ihren gezeichneten, stromlosen Grundstellungen. Zu einem Befüllen mit den Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern 24 des Hilfsbremsaggregats 3 werden die Saugventile 25 geöffnet, so dass die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 Bremsflüssigkeit durch den Hauptbremszylinder 15 aus dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 20 ansaugen können, die Druckventile 26 werden geschlossen, die Füll- und Prüfventile 31 geöffnet und die Trennventile 12 vorzugsweise ebenfalls geschlossen.
Ein Verlauf der Befüllung und/oder Entleerung der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 kann bewertet werden, ob er wie üblich oder zu erwarten ist oder ob er abweicht und auf Fehler wie beispielsweise nicht oder nicht vollständig befüllte Bremsflüssigkeitsspeicher 27 oder Gasblasen schließen lässt. Bewertet werden können beispielsweise ein Druckverlauf, ein Volumenstrom, eine Dauer und/oder ein nach einer festgelegten Dauer erreichter Druck beim Befüllen und/oder Entleeren der Bremsflüssigkeitsspeicher 27.
Die hydraulischen Bauelemente des Hilfsbremsaggregats 3, nämlich die Hydropumpen 22, die Ventile 25, 26, 31, die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 und weitere Bauelemente wie Drucksensoren, sind in einem Hydraulikblock 30 des Hilfsbremsaggregats 3 angeordnet und durch eine Verbohrung des Hydraulikblocks 30 entsprechend dem gezeichneten hydraulischen Schaltplan miteinander verbunden, was auch als Verschaltung der hydraulischen Bauelemente 22, 25, 26, 27 bezeichnet werden kann. Die Anordnung der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 in dessen Hydraulikblock 30 kann auch als Integration der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 in das Hilfsbremsaggregat 3 bzw. in seinen Hydraulikblock 30 aufgefasst werden. Die Bremsflüssigkeitsspeicher 27 können vollständig im Hydraulikblock 30 versenkt sein oder auch teilweise aus dem Hydraulikblock 30 vorstehen.
Verbindungen, das heißt Bohrungen im Hydraulikblock 30 des Hilfsbremsaggregats 3, der Bremsflüssigkeitsspeicher 27 des Hilfsbremsaggregats 3 mit den Saugseiten der die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 24 bildenden Hydropumpen 22 sind kurz zwischen etwa 1 mm und 5 mm, 6 mm oder weniger als 10 mm und vorzugsweise gerade, um einen niedrigen Strömungswiderstand zwischen den Bremsflüssigkeitsspeicher 27 und den Hydropumpen 22 zu erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014220440 A1 [0003]

Claims

Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage für ein autonom auf öffentlichen Straßen fahrendes Landfahrzeug, mit einem Betriebsbremsaggregat (2), an das mindestens eine hydraulische Radbremse (4) angeschlossen ist und das einen Bremsdruckerzeuger (10, 15) zur Erzeugung eines Bremsdrucks und eine Bremsdruckregelventilanordnung (13, 14) zur Regelung eines die mindestens eine Radbremse (4) beaufschlagenden Radbremsdrucks aufweist, und mit einem Hilfsbremsaggregat (3), das an das Betriebsbremsaggregat (2) angeschlossen ist, so dass bei Ausfall des Betriebsbremsaggregats (2) die mindestens eine Radbremse (4) mit dem Hilfsbremsaggregat (3) betätigt werden kann, das einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) zur Erzeugung eines die mindestens eine hydraulische Radbremse (4) beaufschlagenden Bremsdrucks aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsbremsaggregat (3) einen Bremsflüssigkeitsspeicher (27) aufweist, der in das Hilfsbremsaggregat (3) integriert ist und an den der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) angeschlossen ist, so dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) zur Erzeugung des Bremsdrucks Bremsflüssigkeit aus dem Bremsflüssigkeitsspeicher (27) ansaugen kann.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsbremsaggregat (3) einen Hydraulikblock (30) aufweist, in dem der Bremsflüssigkeitsspeicher (27) angeordnet ist.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) durch eine kurze und/oder gerade Leitung an der Bremsflüssigkeitsspeicher (27) angeschlossen ist.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsflüssigkeitsspeicher (27) drucklos ist.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsbremsaggregat (3) eine Kolben-Zylinder-Einheit, einen Faltenbalgspeicher oder einen Membranspeicher als Bremsflüssigkeitsspeicher (27) aufweist.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) und/oder der Bremsflüssigkeitsspeicher (27) des Hilfsbremsaggregats (3) an den Bremsdruckerzeuger (15) und/oder einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (20) des Betriebsbremsaggregats (2) angeschlossen ist.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Saugseite des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers (24) des Hilfsbremsaggregats (3) durch ein Ventil (25) mit dem Bremsdruckerzeuger (15) und/oder dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (20) des Betriebsbremsaggregats (2) verbindbar und/oder eine Druckseite des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers (24) des Hilfsbremsaggregats (3) durch ein Ventil (26) von dem Bremsdruckerzeuger (15) und/oder dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (20) des Betriebsbremsaggregats (2) trennbar ist.
Elektrohydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsbremsaggregat (3) ein Füll- und Prüfventil (31) aufweist, durch das der Bremsflüssigkeistspeicher (27) des Hilfsbremsaggregats (3) an den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) und/oder an den Bremsdruckerzeuger (10, 15) des Betriebsbremsaggregats (2) angeschlossen ist, so dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) und/oder der Bremsdruckerzeuger (10, 15) des Betriebsbremsaggregats (2) Bremsflüssigkeit in den Bremsflüssigkeitsspeicher (27) des Hilfsbremsaggregats (3) fördern kann.
Verfahren zum Befüllen und/oder Entleeren des Bremsflüssigkeitsspeichers (27) des Hilfsbremsaggregats (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Füll- und Prüfventil (31) geöffnet und der Bremsflüssigkeitsspeicher (27) des Hilfsbremsaggregats (3) mit dem Bremsdruckerzeuger (10, 15) des Betriebsbremsaggregats (2) oder mit Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) befüllt und/oder entleert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen und/oder Entleeren des Bremsflüssigkeitsspeichers (27) des Hilfsbremsaggregats (3) mit dem Bremsdruckerzeuger (10, 15) des Betriebsbremsaggregats (2) oder mit Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (24) des Hilfsbremsaggregats (3) ausgewertet wird.