DE10259490A1 - Elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit den einzelnen Radbremsen zugeordneten elektrisch betätigten, stromlos geschlossenen Ventilen, die den Zufluss und Abfluss von von einer insbesondere elektromotorisch angetriebenen Bremsfluidpumpe gefördertem Hydraulikmedium zu Radbremszylindern in Abhängigkeit von den in einer elektronischen Steuereinheit ausgewerteten Signalen eines vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigten Bremswunschgebers steuern, wobei an einer zwischen der Bremsfluidpumpe und den den Radbremszylindern zugeordneten Einlassventilen verlaufenden Vorlaufleitung ein Bremsfluid-Druckspeicher vorgesehen ist. Erfindungsgemäß zweigt vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung eine Nebendruckleitung ab, die bei ausreichendem Bremsfluiddruck ein Speicherbremssystem, insbesondere in Form einer Federspeicher-Bremsanlage, im geöffneten Zustand hält. Bevorzugt ist ein weiteres aus dem Druckspeicher versorgtes Hilfsbremssystem vorgesehen und es ist in der Vorlaufleitung stromab des Abzweigs der Nebendruckleitung sowie stromauf der Ventile der einzelnen Radbremszylinder ein stromlos geschlossenes Sicherheitsventil vorgesehen, während zwischen dem Druckspeicher und der Bremsfluidpumpe ein zu dieser hin sperrendes Rückschlagventil vorgesehen ist. Hiermit ist relativ einfach eine Notbremsfunktion realisiert.

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit den einzelnen Radbremsen zugeordneten, elektrisch betätigten, stromlos geschlossenen Ventilen, die den Zufluss und Abfluss von von einer insbesondere elektromotorisch angetriebenen Bremsfluidpumpe gefördertem Hydraulikmedium zu Radbremszylindern in Abhängigkeit von den in einer elektronischen Steuereinheit ausgewerteten Signalen eines vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigten Bremswunschgebers steuern, wobei an einer zwischen der Bremsfluidpumpe und den den Radbremszylindern zugeordneten Einlassventilen verlaufenden Vorlaufleitung ein Bremsfluiddruckspeicher vorgesehen ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 100 36 287 A1 verwiesen.
• Kraftfahrzeug-Bremssysteme haben allgemein im wesentlichen drei Funktionen zu erfüllen, nämlich eine Betriebsbremsfunktion, eine Feststellbremsfunktion und eine Hilfsbremsfunktion oder Notbremsfunktion. Dazu weisen die bekannten Bremssysteme in der Regel zwei voneinander unabhängige Bremsanlagen, nämlich eine Betriebsbremsanlage und eine Feststellbremsanlage, auf. Die Betriebsbremse ist bei bekannten Bremssystemen in der Regel zweikreisig ausgeführt und erfüllt so kreisweise alle Anforderungen an eine Hilfsbremsfunktion.
• Die an Personenkraftwagen üblichen hydraulischen Bremssysteme und Bremsregelsysteme (bspw. ABS, ESP etc.) haben die Eigenschaft, den zur Verzögerung benötigten Bremsdruck durch Muskelkraft des Fzg.-Fahrers oder muskelkraftunterstützt zu erzeugen. Im Fehlerfall steht bei diesen Systemen eine ebenfalls durch Muskelkraft betätigte oder muskellkraftunterstützte Hilfsbremse als Rückfallebene zur Verfügung.
• Bekannt sind daneben elektrohydraulische Bremssysteme oder Bremsanlagen (abgekürzt: „EHB") für Kraftfahrzeuge, die im Normalbetrieb als Fremdkraftbremsanlagen wirken und wobei der gewünschte Bremsdruck durch eine oder mehrere zumeist elektromotorisch angetriebene(n) Pumpe(n) erzeugt, in einem Druckspeicher gespeichert und von einer elektronischen Steuerung auf die Radbremsen bzw. auf die einzelnen Radbremszylinder verteilt wird. Im Falle eines Defekts der EHB, etwa bei Ausfall der Elektronik oder der Energieversorgung, kann in einer sog. mechanisch-hydraulischen Rückfallebene vom Fahrer durch seine auf ein Bremspedal (als üblichem Bremswunschgeber) aufgebrachte Betätigungskraft (Muskelkraft) ein zum Verzögern des Fahrzeugs benötigter Radbremsdruck erzeugt werden. Diese Hilfsbremsfunktion erfordert jedoch relativ hohe Betätigungskräfte, die dann im Notfall allein vom Fahrer aufgebracht werden müssen.
• In der eingangs genannten DE 100 36 287 A1 wird zur Verbesserung der Verfügbarkeit und zur Erfüllung gesetzlicher Anforderungen an ein elektrisches Bremssystem eine elektrohydraulische Bremsanlage (EHB) vorgeschlagen, bei der im Fehlerfall eine aus einem zweiten, vom einem ersten unabhängigen Energiekreis abgeleitete Ansteuerung der jeweiligen Ventile bereitgestellt wird, durch die dann ein Bremsdruck an wenigstens einer Radbremse auch im Fehlerfall eingestellt werden kann. Konkret sind dabei bspw. an einem PKW zwei voneinander unabhängige, bevorzugt jeweils achsweise wirkende elektrohydraulische Bremsanlagen vorgesehen, die durch ein sog. „brake-by-wire-System" (und somit vom Fzg.-Fahrer aus vollelektronisch) bedient werden können. Mit einer derartigen redundanten Ausrüstung einer Fzg.-Bremsanlage ist zwar eine ausreichende Sicherheit im Falle eines Systemausfalls gegeben, jedoch ist der hierfür zu betreibende Aufwand relativ hoch. Eine Vielzahl von Bauelementen sind doppelt vorzusehen, so bspw. neben eigenständigen Hydraulikpumpen auch individuelle elektronische Steuergeräte. Letztere müssen ferner im Normalbetrieb aufeinander abgestimmt arbeiten.
• Ein demgegenüber erheblich einfacheres Notbremssystem für den Fehlerfall einer EHB nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, das gleichzeitig oben geschilderte Nachteile der bekannten Hilfssysteme mit mechanisch-hydraulischer Rückfallebene vermeidet, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung eine Nebendruckleitung abzweigt, die bei ausreichendem Bremsfluiddruck ein Speicherbremssystem im geöffneten Zustand hält. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
• Erfindungsgemäß kann an einer EHB zumindest eine sog. Notbremsfunktion mit Hilfe eines Speicherbremssystems realisiert werden, welches bei funktionsfähiger EHB von dieser offen gehalten wird. Fällt die elektrohydraulische Bremsanlage aus, so kann in dieser kein ausreichender Hydraulikdruck bzw. Bremsfluiddruck aufgebaut bzw. gehalten werden, woraufhin das Speicherbremssystem nicht weiter offengehalten werden kann und somit selbsttätig zufällt bzw. schließt. Dies kann vorteilhafterweise ohne irgendeinen Eingriff des Fzg.-Fahrers erfolgen, d.h. ohne dass dieser mit seinem Bremswunschgeber einen Bremswunsch signalisieren muss. Sobald somit kein ausreichender Bremsfluiddruck in der EHB vorhanden ist, wird das Speicherbremssystem im Sinne eines Schließens aktiviert, so dass auf sichere Weise eine Notbremsung durchgeführt werden kann. Dabei sollte im Hinblick auf die Fahrstabilität des Fahrzeugs bei einem zweispurigen Kraftfahrzeug bevorzugt zumindest ein linkes und ein rechtes Rad und dabei bevorzugt zumindest die Räder der Hinterachse abgebremst werden.
• Bei dieser Notbremse bzw. Speicherbremse, die in einer bevorzugten Ausführungsform als (dem Fachmann grundsätzlich bekannte) Federspeicher-Bremsanlage ausgebildet sein kann, ist am Kraftfahrzeug also eine zusätzliche invers wirkende Bremse installiert, deren Wirkenergie bspw. in einer vorgespannten Feder gespeichert sein kann und die bei funktionstüchtigem elektrohydraulischem Bremssystem praktisch durch den im Druckspeicher herrschenden Druck offengehalten wird. Diese sog. Speicherbremse, die als eigenständiges Bauelement ausgeführt oder bspw. in den Bremssattel einer üblichen Betriebs-Scheibenbremse integriert sein kann, wirkt bzw. greift bevorzugt erst dann, wenn der Druck im Bremsfluiddruckspeicher soweit absinkt bzw. soweit abgebaut ist, dass mit diesem eine ausreichende Bremswirkung nicht mehr erzeugt werden kann.
• Ein erfindungsgemäßes Notbremssystem kann auch lediglich als Ergänzung zu einem weiteren Hilfsbremssystem an einer elektrohydraulischen Kfz-Bremsanlage vorgesehen sein. Eine zeitlich vor diesem Notbremssystem eingreifende, hier nicht näher beschriebene, geeignet geartete Hilfsbremsfunktionen kann bspw. den noch vorhandenen Druck im Druckspeicher der EHB benutzen, während die hier vorgeschlagene und dann zweite Hilfsbremsfunktion oder Notbremsfunktion eingreift, wenn diese Druckreserve des Druckspeichers abgebaut ist. Dann stehen praktisch zwei Wirkprinzipien zur Verfügung, die sich durch unterschiedliche Stärken auszeichnen: Die zuerst eingreifende (weitere) Hilfs-Bremswirkung aus dem Druckspeicher kann dosierbar sein und die volle Bremsleistung erbringen, wobei bevorzugt auch der Zeitpunkt der Verzögerung vom Fahrer des Fahrzeugs bestimmt werden kann. Das danach eingreifende erfindungsgemäße und bspw. in Form einer Federspeicherbremse ausgebildete Speicherbremssystem ist praktisch nicht dosierbar, fällt aber automatisch ohne weitere Bedingungen bei einem schwerwiegenden Bremsendefekt zu und kann das Fahrzeug dauerhaft festhalten. Eine derartige System-Kombination ermöglicht es dem Fahrer bei einem Ausfall der regulären Funktion der EHB, das Fahrzeug mit der zuerst eingreifenden Hilfsbremsfunktion zunächst in einen ungefährlichen Bereich der Straße zu lenken und kontrolliert abzubremsen. Sollte ein Fahrer nach dem Anhalten trotz des Bremsendefekts wieder anfahren oder bereits während des Durchführens dieser zuerst wirkenden Hilfsbremsfunktion durch hektisches Betätigen des Bremswunschgebers den Druckspeicher entleeren, so wird das vorgeschlagene Speicherbremssystem als letzte Rückfallebene automatisch eingreifen und das Fahrzeug abbremsen und stilllegen. Insbesondere bei einer derartigen Sicherheits-Strategie braucht das durch das Speicherbremssystem erzeugte Bremsmoment auch aus Gründen der Fahrstabilität nicht zu groß sein. Typischerweise kann eine Speicherbremse auf nur eine Fzg.-Achse bevorzugt in räumlicher Nähe des Bremshydraulik wirken und eine Verzögerung in der Größenordnung von 0,15g bewirken. Dabei ist es auch nicht erforderlich, dass das Speicherbremssystem vom Fahrer gelöst werden kann; vielmehr kann dies einem Reparaturbetrieb oder dgl. überlassen werden.
• Bereits erläutert wurde, dass ein erfindungsgemäßes Speicherbremssystem über eine sog. Nebendruckleitung mit dem Bremsfluiddruck aus dem Druckspeicher versorgt bzw. offengehalten wird. Beschrieben ist dies dadurch, dass vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung die besagte Nebendruckleitung abzweigt, wobei dieser Abzweig selbstverständlich auch direkt am Druckspeicher vorgesehen sein kann. Aus Sicherheitsgründen kann dabei stromab des Druckspeichers in der zu den Einlassventilen der einzelnen Radbremszylinder führenden Vorlaufleitung ein stromlos geschlossenes, also ohne Signal sperrendes Sicherheitsventil vorgesehen sein, stromauf dessen die besagte, zum Speicherbremssystem führende Nebendruckleitung abzweigt. Wenn dann stromauf des Druckspeichers (bevorzugt an der Bremsfluidpumpe) wie üblich ein geeignetes zur Bremsfluidpumpe hin sperrendes Rückschlagventil in der Vorlaufleitung vorgesehen ist, so ist mit diesem genannten Sicherheitsventil gewährleistet, dass praktisch für jeden noch so unwahrscheinlichen Fehlerfall zumindest einen gewissen Restdruck im Druckspeicher aufrecht erhalten werden kann, der zumindest einmalig für die zeitlich vor dem erfindungsgemäßen Speicherbremssystem zum Einsatz kommende Hilfsbremsfunktion ausreicht.
• Eine soweit beschriebene elektrohydraulische Bremsanlage ermöglicht eine Hilfsbremsfunktion oder zumindest eine Notbremsfunktion ohne mechanisch-hydraulische Rückfallebene und ohne Zuhilfenahme wesentlicher Körperkräfte des Fahrers. In dieser EHB kennen dennoch die hohen Anforderungen an die Infrastruktur des Fahrzeugs (bspw. hinsichtlich Sensorausstattung, Kommunikationsleitungen, unabhängige Energieversorgungen, etc.) erfüllt und die Kosten für ein solches Gesamtsystem deutlich reduziert werden. Weiterhin kann die Verfügbarkeit der Bremsfunktion auch dann garantiert werden, wenn das elektrische Bordnetz des Fahrzeugs komplett ausfällt. Mit einem weiteren kurz erwähnten Hilfsbremssystem kann der Fahrer sogar sein Fahrzeug mit normalem Kraftaufwand wirksam und dosierbar zu einem selbstgewählten Zeitpunkt verzögern. Sollte der Druckspeicher, aus dem dieses Hilfsbremssystem versorgt wird, erschöpft sein, oder ist kein derartiges Hilfsbremssystem vorgesehen, so hält immer noch das erfindungsgemäße, invers wirkende Speicherbremssystem das Fahrzeug an und legt es still. Auf diese Weise ist es möglich, eine im Stand der Technik übliche mechanisch-hydraulische Rückfallebene entfallen zu lassen, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (3)

1. Elektrohydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit den einzelnen Radbremsen zugeordneten elektrisch betätigten, stromlos geschlossenen Ventilen, die den Zufluss und Abfluss von von einer insbesondere elektromotorisch angetriebenen Bremsfluidpumpe gefördertem Hydraulikmedium zu Radbremszylindern in Abhängigkeit von den in einer elektronischen Steuereinheit ausgewerteten Signalen eines vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigten Bremswunschgebers steuern, wobei an einer zwischen der Bremsfluidpumpe und den den Radbremszylindern zugeordneten Einlassventilen verlaufenden Vorlaufleitung ein Bremsfluid-Druckspeicher vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom den Druckspeicher aufweisenden Abschnitt der Vorlaufleitung eine Nebendruckleitung abzweigt, die bei ausreichendem Bremsfluiddruck ein Speicherbremssystem im geöffneten Zustand hält.
2. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres aus dem Druckspeicher versorgtes Hilfsbremssystem vorgesehen ist und dass in der Vorlaufleitung stromab des Abzweigs der Nebendruckleitung sowie stromauf der Ventile der einzelnen Radbremszylinder ein stromlos geschlossenes Sicherheitsventil vorgesehen ist, während zwischen dem Druckspeicher und der Bremsfluidpumpe ein zu dieser hin sperrendes Rückschlagventil vorgesehen ist.
3. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherbremssystem als Federspeicher-Bremsanlage insbesondere an den beiden Hinterrädern des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.