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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Die internationale Patentanmeldung
WO 2012/150 120 A1 offenbart eine hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit einem Hydraulikaggregat, das einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder, einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger und eine Schlupfregelung mit einer Hydropumpe in jedem Bremskreis und Ein- und Auslassventilen zu einer Regelung von Radbremsdrücken in hydraulischen Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage aufweist. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger weist eine Kolben-Zylinder-Einheit auf, deren Kolben zur Erzeugung eines Bremsdrucks elektromechanisch mit einem Elektromotor über ein Rotations-Translations-Wandelgetriebe in einem Zylinder verschiebbar ist. Die Hydropumpen der Schlupfregelung sind bei einer Ausführung der bekannten Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage in einem eigenen Hydraulikaggregat angeordnet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße, hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist modular aufgebaut, sie weist drei Hydraulikaggregate auf, von denen ein erstes Hydraulikaggregat einen ersten Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger und ein zweites Hydraulikaggregat einen zweiten Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger aufweisen. Ein drittes Hydraulikaggregat weist eine Radbremsdruckregelventilanordnung mit beispielsweise einem Einlassventil und einem Auswärtsventil für jede Radbremse, für mehrere Radbremsen oder für alle Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage auf, mit denen Radbremsdrücke in den Radbremsen regelbar sind und mit denen vorzugsweise auch eine Schlupfregelung möglich ist. Solche Schlupfregelungen sind beispielsweise eine Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung/elektronisches Stabilitätsprogramm, wofür die Abkürzungen ABS, ASR und/oder FDR/ESP üblich sind. Fahrdynamikregelungen beziehungsweise elektronische Stabilitätsprogramme werden umgangssprachlich auch als Schleuderschutzregelungen bezeichnet. Schlupfregelungen sind bekannt und werden hier nicht näher erläutert.
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Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Die drei Figuren zeigen hydraulische Schaltpläne erfindungsgemäßer Fahrzeugbremsanlagen.
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Figurenliste
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- Die in 1 dargestellte, erfindungsgemäße hydraulische Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 weist drei Hydraulikaggregate 2, 3, 4 auf, die auch als Module der Fahrzeugbremsanlage 1 aufgefasst werden können. Jedes Hydraulikaggregat 2, 3, 4 weist einen Hydraulikblock auf, in dem hydraulische Komponenten des Hydraulikaggregats 2, 3, 4 angeordnet sind. Die Hydraulikblöcke sind insbesondere quaderförmige Blöcke aus Metall, in denen die hydraulischen Komponenten angeordnet und hydraulisch entsprechend dem Schaltplan miteinander verbunden sind. Solche Hydraulikblöcke sind von Fremdkraft- und von schlupfgeregelten hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen bekannt und werden hier nicht weiter erläutert.
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Ein erstes Hydraulikaggregat 2 der Fahrzeugbremsanlage 1 weist einen ersten Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 und ein zweites Hydraulikaggregat 3 der Fahrzeugbremsanlage 1 weist einen zweiten Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 6 auf. Die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 weisen jeweils eine Kolben-Zylinder-Einheit 7 auf, deren Kolben zur Erzeugung eines Bremsdrucks mit einem Elektromotor 8 über beispielsweise einen Kugelgewindetrieb als Rotations-Translations-Wandelgetriebe in einem Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 7 verschiebbar ist. Zwischen dem Elektromotor 8 und dem Kugelgewindetrieb kann ein mechanisches Untersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, angeordnet sein. Die Kolben-Zylinder-Einheit 7 kann auch als Plunger, ihr Kolben als Plungerkolben und ihr Zylinder als Plungerzylinder aufgefasst werden. Andere als elektromechanische, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger und/oder Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger mit beispielsweise einer Kolbenpumpe oder einer (Innen-) Zahnradpumpe als Hydropumpe anstelle der Kolben-Zylinder-Einheit 7 sind möglich.
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An das erste- und das zweite Hydraulikaggregat 2, 3 ist über Bremsleitungen das dritte Hydraulikaggregat 4 angeschlossen, an das wiederum hydraulische Radbremsen 9 der Fahrzeugbremsanlage 1 angeschlossen sind. Im Ausführungsbeispiel weist die Fahrzeugbremsanlage 1 vier Radbremsen 9 auf. Das dritte Hydraulikaggregat 4 weist zwei Bremskreise I, II auf, wobei an jeden Bremskreis I, II zwei Radbremsen 9 angeschlossen sind. Ein Bremskreis I ist an das erste Hydraulikaggregat 2 und ein Bremskreis II an das zweite Hydraulikaggregat 3 angeschlossen, so dass die Fahrzeugbremsanlage 1 zwei Bremskreise I, II aufweist.
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Die Radbremsen 9 sind durch das dritte Hydraulikaggregat 4 hindurch mit dem ersten- und dem zweiten Hydraulikaggregat 2, 3 betätigbar, das heißt die Radbremsen 9 sind mit dem ersten- und dem zweiten Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 hydraulisch mit einem Bremsdruck beaufschlagbar. Eine Regelung von Bremskreisdrücken in den beiden Bremskreisen I, II ist durch eine Vor- und Zurückbewegung der Kolben in den Zylindern der Kolben-ZylinderEinheiten 7 der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 möglich. Dabei ist unter einer Regelung auch eine Steuerung zu verstehen.
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Auf dem Hydraulikblock des ersten Hydraulikaggregats 2 ist ein Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 21 mit drei Kammern angeordnet, wobei die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 beziehungsweise die Zylinder der Kolben-ZylinderEinheiten 7 der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 an zwei der Kammern des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 21 angeschlossen sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 über Testventile 22 an die Kammern des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 21 angeschlossen.
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Als Bremskraftsollwertgeber 10 weist die Fahrzeugbremsanlage 1 in 1 ein Fußbremspedal 11 oder wahlweise einen Handbremshebel (nicht dargestellt) mit einer Pedalfeder 12 zur Erzeugung einer Pedalkraft auf. Zur Feststellung einer Pedalstellung oder eines Pedalwegs weist der Bremskraftsollwertgeber 10 einen Weg- oder Winkelsensor 13 auf. Aus Gründen der Redundanz sind mehrere Weg- oder Winkelsensoren 13 vorgesehen. Die Bremskreisdrücke in den Bremskreisen I, II werden abhängig von der Pedalstellung oder dem Pedalweg des Fußbremspedals 11 mit den Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern 5, 6 erzeugt und geregelt.
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Die Fahrzeugbremsanlage 1 weist zwei Akkumulatoren als unabhängige elektrische Energieversorgungen 14 und zwei elektronische Steuergeräte 15, mit denen die Bremskreisdrücke in den Bremskreis in I, II unabhängig voneinander regelbar sind, auf. In 1 sind das erste- und das zweite Hydraulikaggregat 2, 3 beziehungsweise der erste- und der zweite Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 an eine Energieversorgung 14 und das dritte Hydraulikaggregat 4 an eine andere Energieversorgung 14 angeschlossen. Die elektronischen Steuergeräte 15 sind am ersten- und am zweite Hydraulikaggregat 2, 3 angeordnet und steuern beziehungsweise regeln deren Komponenten. Zusätzlich steuert beziehungsweise regelt eines der beiden Steuergeräte 15 die Komponenten des dritten Hydraulikaggregats 4. Andere Zuordnungen der Hydraulikaggregate 2, 3, 4 zu den Energieversorgungen 14 und/oder den elektronischen Steuergeräten 15 sind möglich.
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Durch den von den Hydraulikaggregaten 2, 3, 4 getrennten Bremskraftsollwertgeber 10 lassen sich die Hydraulikaggregate 2, 3, 4 an beliebigen Stellen in einem Motorraum oder an anderer Stelle eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens unterbringen. Der Bremskraftsollwertgeber 10 ist vorzugsweise an einer Spritzwand des Kraftwagens so angeordnet, dass sich das Fußbremspedal 11 für einen Bremsfuß eines Fahrzeugführers gut erreichbar in einem Fahrerfußraum in einer Fahrgastzelle des Kraftwagens befindet.
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Das dritte Hydraulikaggregat 4 weist für jede Radbremse 9 ein Einlassventil 16 und ein Auslassventil 17 auf. Die Einlassventile 17 sind über je ein Trennventil 18 in jedem Bremskreis I, II an die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 des ersten- und des zweiten Hydraulikaggregats 2, 3 angeschlossen. An die Auslassventile 17 ist in jedem Bremskreis I, II eine Saugseite einer Hydropumpe 19, die gemeinsam mit einem Elektromotor 20 antreibbar sind, angeschlossen. Druckseiten der Hydropumpen 20 sind zwischen den Trennventilen 18 und den Einlassventilen 16 angeschlossen. Die Hydropumpen 19 sind beispielsweise Kolbenpumpen oder (Innen-) Zahnradpumpen, die gemeinsam mit einem Elektromotor 20 antreibbar sind. Mit den Hydropumpen 19, den Einlassventilen 16 und den Auslassventilen 17 ist eine radindividuelle Schlupfregelung in an sich bekannter Weise möglich. Während einer Schlupfregelung können die Bremskreise I, II durch Schließen der Trennventile 18 hydraulisch von den Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern 5, 6 getrennt werden.
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Das erste- und das zweite Hydraulikaggregat 2, 3 weisen in 1 kein Ventil zwischen dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 und dem dritten Hydraulikaggregat 4 auf, mit dem sich die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 hydraulisch vom dritten Hydraulikaggregat 4 trennen lassen würden.
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Die Einlassventile 16 und die Auslassventile 17 können als Radbremsdruckregelungventilanordnung 16, 17 aufgefasst werden, wobei die Trennventile 18 als Bestandteile der Radbremsdruckregelungventilanordnung aufgefasst werden können.
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Die Saugseiten der Hydropumpen 19 sind außer an die Auslassventile 17 über Ansaugventile 23 an die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 und zusätzlich über Rückschlagventile 24 an verschiedene Kammern des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 21 angeschlossen, wobei ein Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 an die dritte Kammer des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 21 angeschlossen ist, an den die beiden Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 nicht angeschlossen sind.
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Bei der in 2 gezeigten abgewandelten, erfindungsgemäßen, hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 weist das erste Hydraulikaggregat 2 einen Einkreis-Hauptbremszylinder 25 auf, der mittels eines Fußbremspedals 11 mit Muskelkraft betätigbar ist. Ausgeführt ist der Hauptbremszylinder 25 als Hauptbremszylinderbohrung beziehungsweise Hauptbremszylinderloch, das in dem Hydraulikblock des ersten Hydraulikaggregats 2 angebracht und in dem ein Hauptbremszylinderkolben zur Erzeugung eines Bremsdrucks über eine Pedalstange mit dem Fußbremspedal 11 verschiebbar ist. Der von den Hydraulikaggregat in 2, 3, 4 getrennte Bremskraftsollwertgeber 10 entfällt.
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Der Hauptbremszylinder 25 ist an die dritte Kammer des Bremsflüssigkeitsvorratsbehälters 21 angeschlossen, an die die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 nicht angeschlossen sind.
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An den Hauptbremszylinder 25 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem feder- oder druckgasbeaufschlagten Kolben als Pedalwegsimulator 26 angeschlossen, der ebenfalls in dem Hydraulikblock des ersten Hydraulikaggregats 2 untergebracht ist. Bei seiner Betätigung verdrängt der Hauptbremszylinderkolben Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 25 in den Pedalwegsimulator 26, so dass eine Bewegung des Fußbremspedals 11 möglich ist.
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An den Hauptbremszylinder 25 ist ein Drucksensor 27 angeschlossen und am Fußbremspedal 11 ist ein oder sind mehrere Winkel- oder Wegsensoren 13 angeordnet. Bremskreisdrücke in den Bremskreisen I, II werden in Abhängigkeit von einem Hauptbremszylinderdruck im Hauptbremszylinder 25 und/oder einer Stellung oder einem Weg des Fußbremspedals 11 mit den Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern 5, 6 erzeugt und geregelt.
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In 2 ist das dritte Hydraulikaggregat 4 und sind die Radbremsen 9 nicht mit dem Hauptbremszylinder 25 verbunden und können deswegen nicht mit dem Hauptbremszylinder 25 betätigt werden. Der Hauptbremszylinder 25 mit seinem Fußbremspedal bildet den Bremskraftsollwertgeber 10. Es genügt der Drucksensor 27 oder einer der Winkel- oder Wegsensoren 13, die anderen Sensoren 27,13 sind zur Redundanz vorgesehen.
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Im übrigen sind die erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen 1 der 1 und 2 gleich ausgebildet. Zur Erläuterung der 2 werden ergänzend die Ausführungen zu 1 in Bezug genommen.
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Bei der in 2 dargestellten Fahrzeugbremsanlage 1 wird der Hydraulikblock des ersten Hydraulikaggregats 2 so an der Spritzwand eines Kraftwagens angeordnet, dass das Fußbremspedal 11 in einem Fahrerfußraum in einer Fahrgastzelle des Kraftwagens bequem für einen Bremsfuß eines Fahrzeugführers zugänglich ist. Die beiden anderen Hydraulikaggregate 3, 4 können an grundsätzlich beliebigen Stellen des Kraftwagens angeordnet werden.
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Bei der in 3 dargestellten, erfindungsgemäßen, hydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage 1 weist das erste Hydraulikaggregat 2 einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 25 auf, der mittels eines Fußbremspedals 11 über eine Kolbenstange mit Muskelkraft betätigbar ist. An einen der beiden Bremskreise des Hauptbremszylinders 25 ist über ein Hauptbremszylinderventil 28 ein Bremskreis I des dritten Hydraulikaggregats 3 und an den anderen Bremskreis des Hauptbremszylinders 25 das zweite Hydraulikaggregat 3 angeschlossen, so dass die Radbremsen 9 beider Bremskreise I, II bei Ausfall eines oder beider Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 mit dem Hauptbremszylinder 25 betätigt werden können.
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Das Hauptbremszylinderventil 28 ist im Hydraulikblock des ersten Hydraulikaggregats 2, das den Hauptbremszylinder 25 aufweist angeordnet. Das zweite Hydraulikaggregat 3 weist ebenfalls ein Hauptbremszylinderventil 28 auf, durch das der zweite Bremskreis II des dritten Hydraulikaggregats 4 an den zweiten Bremskreis des Hauptbremszylinders 25 angeschlossen ist.
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Ein Pedalwegsimulator 26 des ersten Hydraulikaggregats 2 ist durch ein Simulatorventil 29 an den Hauptbremszylinder 25 angeschlossen, das bei einer Betriebsbremsung geöffnet wird, damit Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 25 verdrängbar und der Hauptbremszylinderkolben und zusammen mit ihm das Fußbremspedal 11 bewegbar sind. Zu einer Bremsbetätigung werde die Hauptbremszylinderventile 28 werden geschlossen und der Bremsdruck wird mit den Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern 5, 6 erzeugt und in Abhängigkeit vom Hauptbremszylinderdruck und/oder von einer Pedalstellung oder einem Pedalweg des Fußbremspedals 11 geregelt.
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Der Hauptbremszylinder 25 beziehungsweise das Fußbremspedal 11 bilden zusammen mit dem Drucksensor 27 und dem oder den Winkel- und Wegsensoren 13 den Bremskraftsollwertgeber. Der Drucksensor 27 des Hauptbremszylinders 25 kann im ersten- und/oder im zweiten Hydraulikaggregat 2, 3 angeordnet sein.
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Anders als in 1 und 2, deren erstes- und zweites Hydraulikaggregat 2, 3 kein Ventil auf der Druckseite der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 zwischen den Fremdkraft-Bremsdruckerzeugern 5, 6 und dem dritten Hydraulikaggregat 4 aufweisen, weisen in 3 das erste- und das zweite Hydraulikaggregat 2, 3 ein Fremdkraftventil 30 auf der Druckseite der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 auf, durch das die beiden Bremskreise I, II des dritten Hydraulikaggregats 4 an die Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5, 6 des ersten- und des zweiten Hydraulikaggregats 2, 3 angeschlossen sind.
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Weil die Fahrzeugbremsanlage 1 aus 3 mit Muskelkraft betätigbar ist, können die zweite Energieversorgung 14 und das zweite elektronische Steuergerät 15 entfallen.
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Ergänzend wird zur Erläuterung der 3 auf die Erläuterungen der 1 und 2 verwiesen.
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Die Einlassventile 16, die Auslassventile 17, die Trennventile 18, die Testventile 22, die Ansaugventile 23, die Hauptbremszylinderventile 28, das Simulatorventil 29 und die Fremdkraftventile 30 sind 2/2-Wege-Magnetventile, wobei die Einlassventile 16, die Trennventile 18 und die Hauptbremszylinderventile 28 in ihren stromlosen Grundstellungen offen und die Auslassventile 17, die Testventile 22, die Ansaugventile 23, das Simulatorventil 29 und die Fremdkraftventile 30 in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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