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Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Bremsanlage.
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Aus der
DE 10 2013 217 954 A1 ist eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt mit vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen, einem elektrisch betätigbaren Einlass- und Auslassventil je Radbremse, wobei die Radbremsen jeweils über das zugeordnete Auslassventil mit einem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind, einer ersten und einer zweiten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung, einer Bremsversorgungsleitung mit einem elektrisch betätigbaren Kreistrennventil, wobei bei geschlossenem Kreistrennventil die Bremsversorgungsleitung in einen ersten und einen zweiten Leitungsabschnitt hydraulisch getrennt ist, wobei der erste Leitungsabschnitt mit den Radbremsen der einen Fahrzeugachse und der einen Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden ist und der zweite Leitungsabschnitt mit den Radbremsen der anderen Fahrzeugachse und der anderen Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden ist. Die beiden Druckbereitstellungseinrichtung sind dabei als Linearaktuatoren ausgeführt und jeder Druckbereitstellungseinrichtung ist eine eigene Steuer- und Regeleinheit zugeordnet, weiterhin ist eine zentrale Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, welche das Kreistrennventil ansteuert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für das hochautomatisierte Fahren geeignete Bremsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Bremsanlage bereitzustellen, welche für Kraftfahrzeuge mit regenerativer Bremsfunktion besonders geeignet sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die ersten Radbremsen über die zugeordneten Auslassventile und eine erste Rücklaufleitung mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind und die zweiten Radbremsen über die zugeordneten Auslassventile und eine zweite Rücklaufleitung mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind, und wobei in genau einer der beiden Rücklaufleitungen ein elektrisch betätigbares, analog regelbares Zusatzventil angeordnet ist, über welches die Auslassventile der Radbremsen der entsprechenden Fahrzeugachse mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind. Hierdurch wird eine komfortable achsindividuelle Druckstellung, wie sie z.B. bei einer regenerativen Bremsung gewünscht ist, möglich, wobei nur ein zusätzliches Ventil benötigt wird.
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Bevorzugt ist die erste Fahrzeugachse die Vorderachse und die zweite Fahrzeugachse die Hinterachse.
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Bevorzugt ist das Zusatzventil stromlos offen ausgeführt.
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Bevorzugt ist dem Zusatzventil ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters schließendes Rückschlagventil parallelgeschaltet.
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Bevorzugt ist in der Bremsversorgungsleitung ein elektrisch betätigbares Achstrennventil derart angeordnet, dass bei geschlossenem Achstrennventil die Bremsversorgungsleitung in einen ersten und einen zweiten Leitungsabschnitt hydraulisch getrennt ist, wobei der erste Leitungsabschnitt mit den zweiten Radbremsen und der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden ist und der zweite Leitungsabschnitt mit den ersten Radbremsen und der ersten Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden ist.
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Das Achstrennventil ist bevorzugt stromlos offen ausgeführt, so dass zur Betätigung aller Radbremsen mittels des Hauptbremszylinders, aber auch der beiden Druckbereitstellungseinrichtung, das Achstrennventil nicht angesteuert werden muss.
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Die erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung ist bevorzugt über ein erstes Trennventil mit der Bremsversorgungsleitung, insbesondere mit dem zweiten Leitungsabschnitt, trennbar hydraulisch verbunden. Dies ermöglicht ein hydraulisches Abtrennen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung z.B. bei einer Leckage in der Druckbereitstellungseinrichtung. Das erste Trennventil ist besonders bevorzugt elektrisch betätigbar ausgeführt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist ein mittels eines Bremspedals betätigbarer Hauptbremszylinder vorgesehen, welcher mit der Bremsversorgungsleitung hydraulisch verbunden ist.
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Bevorzugt ist der Hauptbremszylinder über ein zweites Trennventil mit der Bremsversorgungsleitung trennbar hydraulisch verbunden oder der Sauganschluss ist über das zweite Trennventil mit dem Hauptbremszylinder verbunden.
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Bevorzugt ist der Hauptbremszylinder über ein zweites Trennventil mit der Bremsversorgungsleitung, insbesondere dem ersten Leitungsabschnitt, trennbar hydraulisch verbunden. Dabei ist der Sauganschluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung über das zweite Trennventil mit dem Hauptbremszylinder verbunden. Der Hauptbremszylinder ermöglicht eine fahrerbetätigte hydraulische Rückfallebene, z.B. für den Fall, dass beide Druckbereitstellungseinrichtungen ausfallen. Die zweite Druckbereitstellungseinrichtung kann ebenfalls aus dem Hauptbremszylinder Druckmittel ansaugen, zumindest bei unbetätigtem Hauptbremszylinder.
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Das zweite Trennventil ist besonders bevorzugt elektrisch betätigbar ausgeführt.
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Die Bremsanlage umfasst bevorzugt ein elektrisch betätigbares Überströmventil, über welches der Druckanschluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung mit dem Sauganschluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden ist. Hiermit ist eine Einstellung oder Regelung des von der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung bereitgestellten Druckes möglich. Das Überströmventil ist also der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung parallelgeschaltet.
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Das Überströmventil ist bevorzugt stromlos offen ausgeführt.
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Der Sauganschluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung ist bevorzugt über ein in Richtung des Sauganschlusses öffnendes Rückschlagventil mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden.
D.h. das Rückschlagventil ist in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters schließend ausgeführt.
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Bevorzugt umfasst die Bremsanlage eine erste elektrische Einrichtung mit elektrischen und/oder elektronischen Elementen, welche die erste Druckbereitstellungseinrichtung ansteuert, und eine zweite elektrische Einrichtung mit elektrischen und/oder elektronischen Elementen, welche die zweite Druckbereitstellungseinrichtung ansteuert, wobei die erste und die zweite elektrische Einrichtung elektrisch unabhängig voneinander sind, so dass ein elektrischer oder elektronischer Fehler in einer der elektrischen Einrichtungen nicht zu einem Ausfall beider elektrischer Einrichtungen führt. So ist die für das hochautomatisierte oder autonome Fahren nötige Redundanz der elektrisch gesteuerten Druckbereitstellung gegeben. Die zwei elektrischen Einrichtungen sind voneinander elektrisch unabhängig in dem Sinne, dass ein Ausfall der ersten elektrischen Einrichtung keinen Ausfall der zweiten elektrischen Einrichtung bewirkt und umgekehrt, d.h. die beiden elektrischen Einrichtungen sind galvanisch getrennt.
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Bevorzugt werden die Einlass- und Auslassventile von der zweiten elektrischen Einrichtung angesteuert, welche auch die zweite Druckbereitstellungseinrichtung ansteuert. Besonders bevorzugt sind die Einlass- und Auslassventile ausschließlich von der zweiten elektrischen Einrichtung ansteuerbar. Dies bietet den Vorteil, dass die Bremsanlage eine hohe Verfügbarkeit bzgl. der Bereitstellung von Bremsfunktionen besitzt, in denen alle Radbremsen, ggf. mit unterschiedlichen Radbremsdrücken, betätigt werden, um z.B. einen kurzen Bremsweg zu gewährleisten und die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs aufrecht zu erhalten. So können in einem fehlerfreien Zustand der Bremsanlage radindividuelle Radbremsdrücke eingestellt werden, indem die erste elektrische Einrichtung mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung einen (zentralen) Bremsdruck bereitstellt und die zweite elektrische Einrichtung mittels der Einlass- und Auslassventile die radindividuellen Radbremsdrücke moduliert. Aber auch bei einem Ausfall der ersten Druckbereitstellungseinrichtung oder der ersten elektrischen Einrichtung können radindividuelle Radbremsdrücke eingestellt werden, indem die zweite elektrische Einrichtung mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung und der Einlass- und Auslassventile eine Bremsung mit radindividuellen Radbremsdrücken durchführt.
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Bevorzugt wird auch das Zusatzventil von der zweiten elektrischen Einrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt ist das Zusatzventil ausschließlich von der zweiten elektrischen Einrichtung ansteuerbar. Für einen komfortablen achsindividuellen Druckabbau können so das Zusatzventil und die zugehörigen Auslassventile angesteuerte werden, solange die zweite elektrischen Einrichtung funktionsfähig ist.
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Bevorzugt wird die erste Druckbereitstellungseinrichtung ausschließlich von der ersten elektrischen Einrichtung angesteuert und die zweite Druckbereitstellungseinrichtung sowie die Einlass- und Auslassventile und das Zusatzventil werden bevorzugt ausschließlich von der zweiten elektrischen Einrichtung angesteuert. So kann auf weitere Redundanz in den Komponenten, z.B. auf doppelt ansteuerbare Ventile mit zwei unabhängigen Ventilspulen oder auf eine Druckbereitstellungseinrichtung mit zwei elektrisch unabhängigen Elektromotoren verzichtet werden.
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Bevorzugt wird das Überströmventil von der zweiten elektrischen Einrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt ist das Überströmventil ausschließlich von der zweiten elektrischen Einrichtung ansteuerbar. So kann bei einem Ausfall der ersten elektrischen Einrichtung die zweite elektrische Einrichtung mittels der zweiten Druckbereitstellungeinrichtung und des Überströmventils präzise Druckverläufe an den Radbremsen einstellen.
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Bevorzugt wird das Achstrennventil von der ersten elektrischen Einrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt ist das Achstrennventil ausschließlich von der ersten elektrischen Einrichtung ansteuerbar. So kann bei Ausfall der zweiten elektrischen Einrichtung mittels des Achstrennventils eine hydraulische Trennung der Radbremsen der beiden Fahrzeugachsen durchgeführt werden. So wird eine unabhängige Druckmodulation an den Radbremsen der beiden Fahrzeugachsen möglich.
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Bevorzugt wird das erste Trennventil von der ersten elektrischen Einrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt sind das erste Trennventil ausschließlich von der ersten elektrischen Einrichtung ansteuerbar.
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Bevorzugt wird das zweite Trennventil von der ersten elektrischen Einrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt sind das zweite Trennventil ausschließlich von der ersten elektrischen Einrichtung ansteuerbar.
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Bevorzugt umfasst die Bremsanlage eine Simulationseinrichtung, welche wirkungsmäßig mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist.
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Die Simulationseinrichtung ist bevorzugt hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden, wobei in dieser Verbindung ein, insbesondere stromlos geschlossenes, Simulatorfreigabeventil angeordnet ist.
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Das Simulatorfreigabeventil wird bevorzugt von der ersten elektrischen Einrichtung angesteuert. Besonders bevorzugt ist das Simulatorfreigabeventil ausschließlich von der ersten elektrischen Einrichtung ansteuerbar.
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Bevorzugt sind dem Hauptbremszylinder oder der Simulationseinrichtung zumindest zwei Sensoren zur Erfassung jeweils einer Fahrerbremswunschgröße zugeordnet, wobei der eine der Sensoren mit der zweiten elektrischen Einrichtung verbunden ist und von dieser ausgewertet wird, und der andere der Sensoren mit der ersten elektrischen Einrichtung verbunden ist und von dieser ausgewertet wird. Besonders bevorzugt ist der eine der Sensoren ausschließlich mit der zweiten elektrischen Einrichtung verbunden und wird von dieser ausgewertet, während der andere der Sensoren ausschließlich mit der ersten elektrischen Einrichtung verbunden ist und von dieser ausgewertet wird.
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Um die Verfügbarkeit der Bremsanlage gegenüber einem Einzelfehler weiter zu erhöhen, wird bevorzugt die erste elektrische Einrichtung von einer ersten elektrischen Energiequelle versorgt und die zweite elektrische Einrichtung von einer zweiten elektrischen Energiequelle versorgt, welche von der ersten elektrischen Energiequelle unabhängig ist. Vorteilhafterweise versorgt die erste elektrische Energiequelle all diejenigen elektrischen Komponenten, welche von der ersten elektrische Einrichtung angesteuert werden, während die zweite elektrische Energiequelle all diejenigen elektrischen Komponenten versorgt, die von der zweiten elektrischen Einrichtung angesteuert werden.
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Bevorzugt umfasst die Bremsanlage einen ersten Drucksensor, welcher dem zweiten Leitungsabschnitt zugeordnet ist, und ein zweiter Drucksensor, welcher dem Hauptbremszylinder zugeordnet ist. Dabei ist bevorzugt der erste Drucksensor, insbesondere ausschließlich, mit der ersten elektrischen Einrichtung verbunden und wird von dieser ausgewertet, und der zweite Drucksensor ist, insbesondere ausschließlich, mit der zweiten elektrischen Einrichtung verbunden und wird von dieser ausgewertet.
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Bevorzugt ist ein dritter Drucksensor vorgesehen, welcher dem ersten Leitungsabschnitt, und damit dem Druckausgang der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung, zugeordnet ist. So kann der Druck an den Radbremsen, welche an den ersten Leitungsabschnitt angeschlossen sind, genauer geregelt werden.
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Bevorzugt wird die zweite Druckbereitstellungseinrichtung durch eine 2-Kolbenpumpe gebildet. Diese langjährig in Kraftfahrzeugbremsanlagen erprobte und optimierte Pumpenart kann in der Bremsanlage eingesetzt werden, da mittels des Überströmventils eine Druckbegrenzung oder ein Druckabbau mit ausreichender Schnelligkeit und Präzision durchgeführt werden kann, um die genannten wichtigsten Bremsfunktionen bei einem Ausfall der ersten Druckbereitstellungseinrichtung bereitstellen zu können. Kolbenpumpen sind kostengünstig herstellbar und basieren auf bekannten Technologien, so dass ihr Einsatz auch ein sehr geringes Entwicklungsrisiko für die Bremsanlage darstellt.
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Bevorzugt wird die erste Druckbereitstellungseinrichtung durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum gebildet, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator für einen Bremsdruckaufbau vor- und für einen Bremsdruckabbau zurückgefahren wird. Bei einem Ausfall der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung oder der zweiten elektrischen Energiequelle oder der zweiten elektrischen Einrichtung führt bevorzugt die erste elektrische Einrichtung mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung und des Achstrennventils eine Bremsung mit achsindividuellen Radbremsdrücken durch.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Bremsanlage einfach und kompakt aufgebaut ist und für das hochautomatisierte Fahren geeignet ist. Die Bremsanlage ermöglicht einen komfortablen (analog gesteuerten), achsindividuellen Druckabbau mittels des Zusatzventils, wie er im Zusammenhang mit regenerativem Bremsen gewünscht wird bzw. erforderlich ist. Insbesondere ist auch ein komfortabler und leiser Druckabbau an der druckniedrigeren Fahrzeugachse möglich.
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Der Erfindung liegt bezüglich des Verfahrens zum Betreiben einer Bremsanlage der Gedanke zugrunde, dass in einem vorgegebenen Zustand der Bremsanlage mittels des Zusatzventils ein geregelter Druckabbau an den Radbremsen der entsprechenden Fahrzeugachse durchgeführt wird. Besonders bevorzugt wird während einer rekuperativen Bremsung mittels des Zusatzventils ein geregelter Druckabbau an den Radbremsen der entsprechenden Fahrzeugachse durchgeführt.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
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Es zeigen schematisch
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage, und
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.
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1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 8a, 8b, 8c, 8d. Beispielsgemäß ist die Radbremse 8a dem linken Hinterrad (RL), die Radbremse 8b dem rechten Hinterrad (RR), die Radbremse 8c dem linken Vorderrad (FL) und die Radbremse 8d dem rechten Vorderrad (FR) zugeordnet. Die Radbremsen 8a, 8b sind der Hinterachse HA und die Radbremsen 8c, 8d der Vorderachse VA zugeordnet.
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Die Bremsanlage umfasst eine erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 2, einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4 und radindividuelle Bremsdruckmodulationsventile, welche als ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d je Radbremse ausgeführt sind. Weiterhin umfasst die Bremsanlage beispielsgemäß einen mittels eines Bremspedals 1 betätigbaren, einkreisigen Hautbremszylinder 80 und eine mit dem Hauptbremszylinder 80 verbundene, hydraulische Simulationseinrichtung 3.
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Die erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator (Linearaktuator)) ausgebildet, deren Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes 39 betätigbar ist, insbesondere vor- und zurückgefahren werden kann, um einen Druck in einem Druckraum 37 auf- und abzubauen. Der Kolben 36 begrenzt den Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5. Zur Ansteuerung des Elektromotors ist ein die Rotorlage des Elektromotors 35 erfassender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor 44 vorgesehen.
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An den Druckraum 37 der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist ein Leitungsabschnitt 38 angeschlossen. Der Leitungsabschnitt 38 ist mit einer Bremsversorgungsleitung 13 verbunden, über welche alle Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d mit dem Druckraum 37 der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden sind. Beispielsgemäß ist der Leitungsabschnitt 38 über ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes, erstes Trennventil 26 mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Durch das erste Trennventil 26 kann die hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum 37 der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 und der Bremsversorgungsleitung 13 (und damit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) geöffnet und abgesperrt werden.
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Druckraum 37 ist, unabhängig vom Betätigungszustand des Kolbens 36, über eine (Nachsaug)Leitung 42 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. In der Leitung 42 ist ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 4 schließendes Rückschlagventil 53 angeordnet. Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist so durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenem Trennventil 26 möglich. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 5 weist keine Schnüffellöcher auf.
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Die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist vorteilhafterweise ein high-Performance Drucksteller, der in der fehlerfreien Bremsanlage die Normalbremsfunktion mit höchstem Komfort und höchster Dynamik realisiert.
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Die zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 2 ist beispielsgemäß als eine zweikreisige Radialkolbenpumpe ausgeführt, deren zwei Druckseiten zusammengeschaltet sind. Eine einkreisige Pumpe ist ebenfalls denkbar. Druckbereitstellungseinrichtung 2 besitzt einen Sauganschluss 28, welcher über eine hydraulische Verbindung 41 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung steht, und einen Druckanschluss 27. In der hydraulischen Verbindung 41 ist ein in Richtung des Sauganschlusses 28 öffnendes Rückschlagventil 99 angeordnet. Der Druckanschluss 27 der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 ist mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden, so dass die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d mit dem Druckanschluss 27 der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 verbunden sind.
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Sauganschluss 28 ist weiterhin über das zweite Trennventil 81 mit dem Hauptbremszylinder 80 verbunden.
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Der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 ist ein Überströmventil 32 zugeordnet, dessen Ansteuerung eine Druckregelung, insbesondere eine Druckbegrenzung oder einen Druckabbau, realisieren kann. Hierzu ist der Druckanschluss 27 der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 über das Überströmventil 32 mit dem Sauganschluss 28 (und damit dem Druckmittelvorratsbehälter 4) verbunden, d.h. das Überströmventil 32 ist der Druckbereitstellungseinrichtung 2 parallelgeschaltet. Das Überströmventil 32 ist stromlos offen ausgeführt, und vorteilhafterweise analog regelbar ausgeführt. Mittels des Überströmventils 32 kann der von der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 für die Radbremsen bereitgestellte Druck begrenzt oder abgebaut werden.
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Beispielsgemäß ist der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 eine Parallelschaltung aus dem stromlos offenen, analog regelbaren Überströmventil 32 und einem zum Sauganschluss 28 hin schließenden Rückschlagventil 63 parallelgeschaltet.
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Der bremspedalbetätigbare Hauptbremszylinder 80 ist einkreisig ausgeführt und umfasst somit einen einzigen hydraulischen Druckraum 88, welcher durch einen Hauptbremszylinderkolben 89 begrenzt wird, der mechanisch mit dem Bremspedal 1 verbunden ist. Der Hauptbremszylinder 80 bzw. sein Druckraum 88 ist über eine hydraulische Verbindungsleitung 85 mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Beispielsgemäß ist die hydraulische Verbindungsleitung 85 ist über ein zweites Trennventil 81 mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Das zweite Trennventil 81 ist stromlos offen ausgeführt.
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Der Druckraum 88 des Hauptbremszylinders 80 ist bei unbetätigtem Hauptbremszylinder über Schnüffellöcher mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 hydraulisch verbunden. In dieser hydraulischen Verbindung ist eine Parallelschaltung aus einer Blende mit einem in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 4 schließenden Rückschlagventil angeordnet. Beispielsgemäß ist Hauptbremszylinder 80 über einen Leitungsabschnitt 45, welcher in dem Leitungsabschnitt 41 mündet, mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 hydraulisch verbunden. Blende mit Rückschlagventil ist in Leitungsabschnitt 45 angeordnet.
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Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit einer Translationsbewegung des Hauptbremszylinderkolbens 89, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrers. Zur Fahrerbremswunscherfassung ist außerdem ein Drucksensor 20 vorgesehen.
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Simulationseinrichtung 3 weist in einem Gehäuse einen Simulatorkolben 31 auf, welcher eine hydraulische Kammer 34 von einer Simulatorrückkammer 30 trennt. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in der Simulatorrückkammer 30 angeordnetes elastisches Element 33 (z.B. Simulatorfeder) am Gehäuse ab. Simulationseinrichtung 3 bzw. deren hydraulische Kammer 34 ist mit dem Druckraum 88 des Hautbremszylinders 80 hydraulisch verbunden. In der hydraulischen Verbindung zwischen Hauptbremszylinder 80 und Simulationseinrichtung 3 ist ein Simulatorfreigabeventil 83 angeordnet. Das Simulatorfreigabeventil 83 ist stromlos geschlossen ausgeführt. Die Simulationseinrichtung 3 kann mittels des Simulatorfreigabeventils 83 zu- und abgeschaltet werden.
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Die Simulationseinrichtung 3 vermittelt dem Fahrzeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl, wenn das Trennventil 81 geschlossen ist und das Simulatorfreigabeventil 83 geöffnet ist.
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Die Bremsanlage umfasst einen zusätzlichen hydraulischen Durchgriff (durch den Fahrer) als zweite Rückfallebene für den Fall eines doppelten Fehlers, z.B. eines Ausfalls von erster und zweiter Druckbereitstellungseinrichtung 2, 5.
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In der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos offenes Achstrennventil 40 angeordnet, durch welches die Bremsversorgungsleitung 13 in einen ersten Leitungsabschnitt 13a, welcher mit der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 (deren Druckanschluss 27) verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt 13b, welcher (beispielsgemäß über das erste Trennventil 26) mit der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden ist, getrennt werden kann. Dabei ist der erste Leitungsabschnitt 13a mit zwei der Einlassventile, nämlich den Einlassventilen 6a und 6b, hydraulisch verbunden und der zweite Leitungsabschnitt 13b ist mit den übrigen Einlassventilen, nämlich den Einlassventilen 6c und 6d, hydraulisch verbunden. Durch Schließen des Achstrennventils 40 wird die Bremsanlage somit hydraulisch in zwei (Teil)Bremskreise I und II aufgetrennt oder aufgeteilt. Dabei ist im ersten Bremskreis I die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 2 mit nur noch den Radbremsen 8a und 8b der Hinterachse HA verbunden, und im zweiten Bremskreis II die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 mit nur noch mit den Radbremsen 8c und 8d der Vorderachse VA verbunden.
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Hauptbremszylinder 80 ist mit dem ersten Leitungsabschnitt 13a verbunden. Beispielsgemäß ist Hauptbremszylinder 80 über das zweite Trennventil 81 mit dem ersten Leitungsabschnitt 13a verbunden. Im ersten Leitungsabschnitt 13a ist in gewisser Weise eine Parallelschaltung von Rückschlagventil 63, Überströmventil 13 und Druckbereitstellungseinrichtung 2 angeordnet.
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Die Bremsanlage umfasst, wie bereits erwähnt, je hydraulisch betätigbarer Radbremse 8a-8d ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremse 8a-8d angeschlossen sind. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu der Bremsversorgungsleitung 13 hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallelgeschaltet. Vorteilhafterweise sind die Einlassventile 6a-6d analog regelbar ausgeführt.
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Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a, 7b des (Teil)Bremskreises I (bzw. der Hinterachsbremsen 8a, 8b) sind über eine erste (gemeinsame) Rücklaufleitung 14a mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7c, 7d des (Teil)Bremskreises II (bzw. der Vorderachsbremsen 8c, 8d) sind über eine zweite (gemeinsame) Rücklaufleitung 14b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Rücklaufleitung 14b mündet beispielsgemäß in (Nachsaug)Leitung 42. Rücklaufleitung 14a mündet beispielsgemäß in die hydraulische Verbindung 41.
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Nur in der Rücklaufleitung 14a der Hinterachsradbremsen 8a, 8b ist ein elektrisch betätigbares Zusatzventil 91 angeordnet, über welches also die Auslassventile 7a, 7b der Radbremsen 8a, 8b der Hinterachse HA mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden sind. Zusatzventil 91 ist analog regelbar bzw. ansteuerbar ausgeführt (analoges Ventil). Zusatzventil 91 ist vorteilhafterweise stromlos offen ausgeführt.
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Beispielsgemäß ist in der Rücklaufleitung 14a der Hinterachsradbremsen 8a, 8b eine Parallelschaltung aus dem Zusatzventil 91 und einem in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 4 schließenden Rückschlagventil 93 angeordnet.
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Die Eingangsanschlüsse aller Einlassventile 6a-6d können mittels der Bremsversorgungsleitung 13 mit einem Druck versorgt werden, der von der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 oder, z.B. bei Ausfall der ersten Druckbereitstellungseinrichtung, von der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2, oder, z.B. bei Ausfall beider Druckbereitstellungseinrichtung 2, 5, von dem Hauptbremszylinder 80 bereitgestellt wird.
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Die Bremsanlage umfasst einen ersten Drucksensor 19, welcher beispielsgemäß dem zweiten Leitungsabschnitt 13b zugeordnet ist (und bei offenem Trennventil 26 den Druck der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 misst), und einen zweiten Drucksensor 20, welcher dem Hauptbremszylinder 80 zugeordnet ist.
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Vorteilhafterweise umfasst die Bremsanlage einen dritten Drucksensor, welcher der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 2 zugeordnet ist. Dieser Sensor erfasst den Druck am Druckausgang 27. Hierdurch kann der Druck in den Hinterachs-Radbremsen 8a, 8b genauer geregelt werden.
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Eine Druckentlastung der Bremsanlage bzw. der Radbremsen in der Lösestellung ist durch das/die Schnüffelloch im Hauptbremszylinder 80 gewährleistet.
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Beispielsgemäß umfasst die Bremsanlage zur Leckageüberwachung eine Pegelmesseinrichtung 50 zur Bestimmung eines Druckmittel-Pegels in dem Druckmittelvorratsbehälter 4.
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Vorteilhafterweise sind die Komponenten 2, 5, 6a-6d, 7a-7d, 91, 32, 81, 40, und 26 (und die Sensoren 19, 20) in einem ersten Modul oder Baueinheit/Baugruppe 200, insbesondere in einer ersten hydraulischen Steuer- und Regeleinheit, angeordnet, während der Hauptbremszylinder 80 mit der Simulationseinrichtung 3 und dem Ventil 83 (und dem Sensor 25) in einem getrennten, zweiten Modul oder Baueinheit/Baugruppe 300, insbesondere in einer zweiten hydraulischen Steuer- und Regeleinheit, angeordnet ist.
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Die gestrichelte Linie 55 markiert die vorteilhafte Aufteilung der Bremsanlage in die zwei Baugruppen oder Baueinheiten 200, 300 mit der Eigenschaft, dass möglichst wenige Bauteile der zweiten Baueinheit 300 (d.h. der Hauptbremszylinder-Baugruppe) zugeordnet sind. Das ist vorteilhaft, weil diese Baueinheit an der Spritzwand angeordnet werden muss, während die andere (größere) Baueinheit 200 mit geringen Einschränkungen im Fahrzeug platziert werden kann.
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Varianten dieser Aufteilung können sinnvoll sein. Zum Beispiel kann die erwähnte Blende mit ihrem parallelen Rückschlagventil in der zweiten Baugruppe 300 angeordnet sein. Dadurch muss die erste Baugruppe 200 weniger verändert werden, falls im Zuge einer Weiterentwicklung der Bremsanlage der hydraulische Durchgriff entfällt und die Hauptbremszylinder-Baugruppe 300 durch eine reine Simulator-Sensor-Baugruppe ersetzt wird.
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Zur Versorgung der Bremsanlage mit elektrischer Energie sind eine erste elektrische Energiequelle 57, z.B. ein erstes Bordnetz, und eine von der ersten Energiequelle unabhängige, zweite elektrische Energiequelle 67, z.B. ein zweites Bordnetz, vorgesehen.
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Zur Ansteuerung der Bremsanlage sind eine erste elektrische Einrichtung 100 mit elektrischen und/oder elektronischen Elementen (z.B. Mikrocontrollern, Leistungsteilen, Ventiltreibern, sonstigen elektronischen Bauteilen, etc.) und eine zweite elektrische Einrichtung 110 mit elektrischen und/oder elektronischen Elementen (z.B. Mikrocontrollern, Leistungsteilen, Ventiltreibern, sonstigen elektronischen Bauteilen, etc.) vorgesehen. Die erste elektrische Einrichtung 100 und die zweite elektrische Einrichtung 110 sind elektrisch unabhängig. Die erste elektrische Einrichtung 100 steuert die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 an (jeweils durch einen Pfeil mit A gekennzeichnet), die zweite elektrische Einrichtung 110 steuert die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 2 an (jeweils durch einen Pfeil mit B gekennzeichnet).
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In 1 sind diejenigen elektrischen oder elektronischen oder sensorischen Komponenten, welche der ersten elektrischen Einrichtung 100 zugeordnet sind, durch einen Pfeil mit A gekennzeichnet, während diejenigen elektrischen oder elektronischen oder sensorischen Komponenten, welche der zweiten elektrischen Einrichtung 110 zugeordnet sind, durch einen Pfeil mit B gekennzeichnet sind.
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Die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 und das Achstrennventil 40 werden, vorteilhafterweise ausschließlich, von der ersten elektrischen Einrichtung 100 angesteuert bzw. sind dieser zugeordnet (Pfeile mit A). Ebenso werden die Trennventile 26, 81 und das Simulatorfreigabeventil 83 vorteilhafterweise ausschließlich, von der ersten elektrischen Einrichtung 100 angesteuert bzw. sind dieser zugeordnet (Pfeile mit A).
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Die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 2, deren Überströmventil 32, die Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d sowie das Zusatzventil 91 werden, vorteilhafterweise ausschließlich, von der zweiten elektrischen Einrichtung 110 angesteuert bzw. sind dieser zugeordnet (Pfeile mit B).
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Beispielsgemäß versorgt die erste elektrische Energiequelle 57 die elektrische Partition A mit Energie und die zweite elektrische Energiequelle 67 die elektrische Partition B.
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Der ersten elektrischen Einrichtung 100 ist außerdem vorteilhafterweise der Sensor 25 zur Bremswunscherfassung zugeordnet. Der andere Sensor zur Bremswunscherfassung, beispielsgemäß der Sensor 20, ist der anderen, also der zweiten elektrischen Einrichtung 110 zugeordnet.
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Bei der beispielsgemäßen Bremsanlage handelt es sich um ein HAF-fähiges Bremssystem mit hydraulischer Rückfallebene (HAF: Hochautomatisiertes Fahren).
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Vorteilhafterweise umfasst die Bremsanlage, insbesondere nur, zwei Drucksensoren 19 und 20, welche wie in 1 gezeigt angeordnet sind. Ein dritter Drucksensor, wie oben beschrieben angeordnet, ist vorteilhaft.
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Durch die beiden unterschiedlichen Druckbereitstellungseinrichtung, Druckbereitstellungseinrichtung 5 als Linearaktuator und Druckbereitstellungseinrichtung 2 als Kolbenpumpe mit parallelgeschaltetem Überströmventil 32, wird die Verfügbarkeit der Bremsanlage erhöht, da ein systematischer Fehler bei einer der Druckbereitstellungseinrichtung nicht auch bei der anderen Druckbereitstellungseinrichtung auftritt.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage dargestellt. Die Bremsanlage des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht weitgehend der Bremsanlage des ersten Ausführungsbeispiels, jedoch ist kein Zusatzventil 91, über welches die Auslassventile 7a, 7b der Hinterachs-Radbremsen 8a, 8b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden sind, vorgesehen, sondern nur ein elektrisch betätigbares, analog regel- bzw. ansteuerbares Zusatzventil 92 (analoges Ventil), über welches die Auslassventile 7c, 7d der Radbremsen 8c, 8d der Vorderachse VA mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden sind. Zusatzventil 92 ist stromlos offen ausgeführt.
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Beispielsgemäß ist in der Rücklaufleitung 14b der Vorderachsradbremsen 8c, 8d eine Parallelschaltung aus dem Zusatzventil 92 und einem in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 4 schließenden Rückschlagventil 94 angeordnet.
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Eine Bremsanlage wie in 1 oder 2 dargestellt, welche jedoch kein Zusatzventil 91 oder 92 umfasst, besitzt nur eine eingeschränkte Fähigkeit zur (komfortablen) achsindividuellen Druckstellung, wie sie im Zusammenhang mit regenerativen Bremsungen gefordert wird. Zwar ist über die analog regelbaren Einlassventile 6a-6d ein achsindividueller (sogar radindividueller) Druckaufbau möglich, ein komfortabler und leiser Druckabbau kann aber nur über die Druckbereitstellungeinrichtung 5 und deshalb nur an der druckhöheren Achse erfolgen.
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Die Bremsanlagen der 1 und 2 lösen dieses Problem einer eingeschränkten Fähigkeit zur achsindividuellen Druckstellung. An den dem Zusatzventil 91 oder 92 zugeordneten Radbremsen 8a, 8b oder 8c, 8d einer Fahrzeugachse (HA, VA) kann bei geöffneten Auslassventilen 7a, 7b oder 7c, 7d und geschlossenem Achstrennventil 40 mittels des Zusatzventils 91 oder 92 ein komfortabler und leiser geregelter Druckabbau durchgeführt werden, unabhängig vom Druck der Radbremsen der anderen Fahrzeugachse.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013217954 A1 [0002]
