STRENGERT, Stefan (Grazer Str. 54, Stuttgart, 70469, DE)
| Ansprüche 1 . Hydraulische Fahrzeugbremsanlage, die einen oder mehrere Bremskreise I, II aufweist, mit einem Hauptbremszylinder (2), der einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (3) aufweist, mit mindestens einer hydraulischen Radbremse (6, 7) in jedem Bremskreis I, II, die an den Hauptbremszylinder (2) angeschlossen ist, mit einer Hydropumpe (10) in jedem Bremskreis I, II, mit einem Trennventil (5), mit dem der Hauptbremszylinder (2) von einem Bremskreis I, II trennbar ist, mit einem der Radbremse (6, 7) zugeordneten Bremsdruckaufbauventil (8), das zwischen dem Trennventil (5) und der Radbremse (6, 7) angeordnet ist, und mit einem der Radbremse (6, 7) zugeordneten Bremsdruckabsenkventil (9), durch das die Radbremse (6, 7) mit einer Saugseite der Hydropumpe (10) verbindbar ist, wobei eine Druckseite der Hydropumpe (10) zwischen dem Trennventil (5) und dem Bremsdruckaufbauventil (8) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch ein Druckregelventil (18), durch das der eine Bremskreis II mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (3) verbindbar ist. 2. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (18) zwischen einer Druckseite der Hydropumpe (10) und dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (3) angeordnet ist. 3. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite der Hydropumpe (10) an den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (2) angeschlossen ist. 4. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Radbremse (7) durch das ihr zugeordnete Bremsdrucksabsenkventil (9) mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (3) verbindbar ist. 5. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Radbremse (7) eine Selbstverstärkungseinrichtung (19) aufweist. 6. Verfahren zu einer Betätigung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage (1 ), die einen oder mehrere Bremskreise I, II aufweist, mit einem Hauptbremszylinder (2), der einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (3) aufweist, mit mindestens einer hydraulischen Radbremse (6, 7) in jedem Bremskreis I, II, die an den Hauptsbremszylinder (2) angeschlossen ist, mit einer Hydropumpe (10) in jedem Bremskreis I, II, mit einem Trennventil (5), mit dem der Hauptbremszylinder (2) von einem Bremskreis I, II trennbar ist, mit einem der Radbremse (6, 7) zugeordneten Bremsdruckaufbauventil (8), das zwischen dem Trennventil (5) und der Radbremse (6, 7) angeordnet ist, und mit einem der Radbremse (6, 7) zugeordneten Bremsdruckabsenkventil (9), durch das die Radbremse (6, 7) mit einer Saugseite der Hydropumpe (10) verbindbar ist, wobei eine Druckseite der Hydropumpe (10) zwischen dem Trennventil (5) und dem Bremsdruckaufbauventil (8) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbremsanlage (1 ) ein Druckregelventil (18) aufweist, durch das der eine Bremskreis II mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter (3) verbindbar ist, und dass zu einer Betriebsbremsung das Trennventil (5) geschlossen, die Hydropumpe (10) eingeschaltet und ein Radbremsdruck in der mindestens einen Radbremse (7) des einen Bremskreis II mit dem Druckregelventil (18) geregelt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsdruckaufbau mit der Hydropumpe (10) bei einer Betriebsbremsung überwacht wird. |
Titel
Hydraulische Fahrzeuqbremsanlaqe Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik Hydraulische Fahrzeugbremsanlagen mit einer Schlupfregelung und/oder elekt- rohydraulische Fahrzeugbremsanlagen sind bekannt, wobei elektrohydraulische Fahrzeugbremsanlagen Fremdenergie-Fahrzeugbremsanlagen sind. Sie weisen einen Hauptbremszylinder auf, an den in jedem Bremskreis eine hydraulische Radbremse angeschlossen ist. In jedem Bremskreis ist eine Hydropumpe vorge- sehen, die bei schlupfgeregelten Fahrzeugbremsanlagen auch als Rückförderpumpe bezeichnet wird. Jeder Radbremse ist ein Bremsdruckaufbauventil und ein Bremsdruckabsenkventil zugeordnet. Durch das Bremsdruckaufbauventil ist die Radbremse mit dem Hauptbremszylinder und einer Druckseite der Hydropumpe verbindbar. Durch das Bremsdruckabsenkventil ist ein Radbremsdruck absenkbar, üblicherweise ist die Radbremse durch das Bremsdruckabsenkventil mit einem Hydrospeicher und, meist durch ein Rückschlagventil, mit einer Saugseite der Hydropumpe verbindbar. Zu einer Bremsschlupfregelung erfolgt eine radindividuelle Radbremsdruckregelung in den Radbremsen bei eingeschalteter Hydropumpe mit dem Bremsdruckaufbauventil und dem Bremsdruckabsenkven- til. Dies ist an sich bekannt und soll deswegen hier nicht näher erläutert werden.
Mit dem Bremsdruckaufbauventil und dem Bremsdruckabsenkventil ist auch eine Radbremsdruckregelung bei einer Betriebsbremsung ohne Schlupfregelung möglich. Das Bremsdruckaufbauventil und das Bremsdruckabsenkventil können zu einem Ventil mit drei Schaltstellungen und drei Anschlüssen kombiniert sein. Es ist auch möglich, mehrere Radbremsen, beispielsweise achsweise, an ein
Bremsdruckaufbauventil und ein Bremsdruckabsenkventil anzuschließen und den Radbremsdruck gemeinsam zu regeln; eine radindividuelle Radbremsdruckregelung ist in diesem Fall nicht möglich. Unter Regelung ist hier auch eine Steuerung zu verstehen.
Mit Trennventilen sind die Bremskreise vom Hauptbremszylinder trennbar. Üblicherweise wird das Trennventil bei einer Schlupfregelung geschlossen und der Hauptbremszylinder dadurch von den Bremskreisen getrennt. Der Aufbau eines Bremsdrucks erfolgt, soweit er nicht schon mit dem Hauptbremszylinder aufgebaut worden ist, mit der Hydropumpe. Bei einer elektrohydraulischen Fahrzeugbremsanlage werden die Trennventile bei jeder Bremsung geschlossen, der Bremsdruckaufbau erfolgt nicht mit dem Hauptbremszylinder, sondern mit der Hydropumpe, also mit Fremdenergie. Der Hauptbremszylinder gibt einen Sollwert für den einzustellenden Bremsdruck vor. Bei einer Störung der Fahrzeugbremsanlage bleiben die Trennventile offen, so dass die Radbremsen mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind und mit ihm betätigt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder auf, an den ein oder mehrere Bremskreise angeschlossen sind. Der Hauptbremszylinder weist einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter auf, der beispielsweise, wie bekannt, auf den Hauptbremszylinder aufgesetzt ist. Mindestens ein Bremskreis ist durch ein Trennventil mit dem Hauptbremszylinder verbunden, so dass der Bremskreis durch Schließen des Trennventils hydraulisch vom Hauptbremszylinder trennbar ist. Der Bremskreis weist mindestens eine hydraulische Radbremse auf, die über ein ihr zugeordnetes Bremsdruckaufbauventil und das Trennventil an den Hauptbremszylinder angeschlossen ist. Über das Bremsdruckaufbauventil ist die mindestens eine Radbremse auch an eine Druckseite einer Hydropumpe angeschlossen. Zum Absenken eines Radbremsdrucks und damit zur Verringerung einer Radbremskraft ist der mindestens einen Radbremse ein Bremsdruckabsenkventil zugeordnet, wobei das Bremsdruckaufbauventil und das Bremsdruckabsenkventil auch zu einem gemeinsamen Ventil zusammengefasst sein können. Außerdem weist die erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage ein Druckregelventil auf, durch das der eine Bremskreis mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbindbar ist. Das Druckregelventil ist für einen der Bremskreise vorgesehen, es können auch in mehreren bzw. allen Bremskreisen Druckregelventile vorgesehen sein, mit denen die Bremskreise mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbindbar sind. Allerdings können weitere Bremskreise auch anders, insbesondere in bekannter und herkömmlicher Weise ausgebildet sein, also insbesondere kein Druckregelventil aufweisen. Mit dem Druckregelventil lässt sich ein Bremsdruck in dem Bremskreis absenken und insbesondere im Zusammenwirken mit der Hydropumpe ein Bremsdruck regeln beispielsweise auf einen Sollwert, der mit dem Hauptbremszylinder oder eventuell auch in anderer Weise vorgegeben wird.
Es genügt, die Erfindung in einem Bremskreis vorzusehen und einen anderen Bremskreis in herkömmlicher Weise auszubilden. Das hat den Vorteil einer gewohnten Abhängigkeit der Betätigungskraft vom Betätigungsweg des Hauptbremszylinders, also eines gewohnten Pedalgefühls. Trotzdem ist der erfindungsgemäß ausgestaltete Bremskreis zum Bremsen mit dem Trennventil vom Hauptbremszylinder trennbar, so dass keine Rückwirkung am Hauptbremszylinder spürbar ist. Das ist insbesondere von Vorteil bei Hybrid- oder Elektrofahrzeu- gen, die mit einem Verbrennungs- und mit einem Elektromotor bzw. die ausschließlich mit einem Elektromotor angetrieben werden, der zum Bremsen als Generator benutzt wird, um Strom zu erzeugen. Eine Bremswirkung des erfindungsgemäß ausgestalteten Bremskreises lässt sich um den Betrag, den der Elektromotor im Generatorbetrieb erzeugt, verringern ohne dass für einen Fahrzeugführer merkbar ist, dass ein Teil der Bremswirkung nicht mit der Fahrzeugbremsanlage, sondern vom Elektromotor im Generatorbetrieb erzeugt wird.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Anspruch 5 sieht vor, dass mindestens eine Radbremse der Fahrzeugbremsanlage eine Selbstverstärkungseinrichtung aufweist. Hierfür sind hydraulische und mechanische Lösungen bekannt, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Vorzugsweise weisen die Radbremsen einer oder mehrerer Achsen Selbstverstärkungseinrichtungen auf und insbesondere die Radbremsen des erfin- dungsgemäß ausgestalteten Bremskreises. Eine Selbstverstärkungseinrichtung an einer oder mehreren Radbremsen ermöglicht den Verzicht auf einen heute üblichen Unterdruck- oder sonstigen, zentralen Bremskraftverstärker, die Fahrzeugbremsanlage ist dadurch unabhängig von einem ausreichenden Unterdruck, der bei Dieselmotoren und auch bei modernen Ottomotoren nicht immer ausreichend zur Verfügung steht, ebenso bei Hybrid-Fahrzeugen. Bei reinen Elektro- fahrzeugen entsteht kein Unterdruck für einen Unterdruck-Bremskraftverstärker.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sieht zu einer Betriebsbremsung vor, dass das Trennventil geschlossen und der Bremskreis dadurch hydraulisch vom Hauptbremszylinder getrennt wird. Ein Bremsdruckaufbau erfolgt mit der Hydropumpe, der Bremsdruck wird mit dem Druckregelventil geregelt, worunter wie gesagt auch ein Steuern des Bremsdrucks in diesem Bremskreis zu verstehen ist.
Wegen der Verbindung des Bremskreises mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter kann es beispielsweise bei einer Leckage des Druckregelventils oder eines Druckabsenkventils der Druckaufbau beeinträchtigt oder im schlechtesten Fall kein (nennenswerter) Druckaufbau mehr möglich sein. Anspruch 7 sieht deswegen vor, den Bremsdruckaufbau mit der Hydropumpe in dem erfindungsgemäß ausgebildeten Bremskreis zu überwachen. Überwacht werden kann beispielsweise der Druckgradient, d.h. die Geschwindigkeit des Druckanstiegs bei einer Betriebsbremsung, bei der der Druckaufbau mit der Hydropumpe erfolgt. Ist der Druckanstieg gegenüber einem Normalwert verlangsamt, deutet das auf einen Fehler hin und das Fahrzeug sollte zur Überprüfung der Fahrzeugbremsanlage in eine Werkstatt gebracht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Die einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen
Fahrzeugbremsanlage.
Ausführungsform der Erfindung Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage 1 ist eine Zweikreis-Bremsanlage mit zwei Bremskreisen I, II. Die beiden Bremskreise I, II sind an einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 2 angeschlossen, der einen auf ihn aufgesetzten Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 3 aufweist. Der Hauptbremszylinder 2 ist muskelkraftbetätigbar, im gezeichneten Ausführungsbeispiel mit einem (Fuß-) Bremspedal 4. Der in der Zeichnung rech- te Bremskreis I ist in bekannter Weise, der links gezeichnete Bremskreis II in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet, beide Bremskreise I, II weisen eine Schlupfregelung auf.
Beide Bremskreise I, II sind über je ein Trennventil 5 mit dem Hauptbremszylin- der 2 verbunden. Die Trennventile 5 sind in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2 -Wege-Magnetventile. Beide Bremskreise I, II weisen zwei hydraulische Radbremsen 6, 7 auf, wobei die Anzahl von zwei Radbremsen 6, 7 je Bremskreis I, II nicht zwingend für die Erfindung ist. Jeder Radbremse 6, 7 ist ein Bremsdruckaufbauventil 8 und ein Bremsdruckabsenkventil 9 zugeordnet. Über die Bremsdruckaufbauventile 8 sind die Radbremsen 6, 7 an die Trennventile 5 angeschlossen. Über die Bremsdruckabsenkventile 9 sind die Radbremsen 6, 7 an Saugseiten von Hydropumpen 10 angeschlossen, deren Druckseiten zwischen den Trennventilen 5 und den Bremsdruckaufbauventilen 8 angeschlossen sind. Es ist in jedem Bremskreis I, II eine Hydropumpe 10 für alle Radbrem- sen 6, 7 dieses Bremskreises I, II vorgesehen. Die Hydropumpen 10 sind mit einem gemeinsamen Elektromotor 1 1 antreibbar. Wegen der besseren Regelbarkeit sind die Bremsdruckaufbauventile 8 und die Bremsdruckabsenkventile 9 Proportionalventile, die Bremsdruckaufbauventile 8 sind in ihrer stromlosen Grundstellung offen, die Bremsdruckabsenkventile 9 in ihrer stromlosen Grund- Stellung geschlossen. Mit den Bremsdruckaufbauventilen 8 und den Bremsdruckabsenkventilen 9 ist eine radindividuelle Radbremsdruckregelung in jeder Radbremse 6, 7 möglich beispielsweise für eine Schlupfregelung. Solche Schlupfregelungen sind an sich bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden.
An jede Radbremse 6, 7 ist ein Drucksensor 12 angeschlossen, um den Radbremsdruck messen und regeln zu können.
Im Bremskreis I ist zwischen den Bremsdruckabsenkventilen 9 und der Hydro- pumpe 10, also auf deren Saugseite, ein Hydrospeicher 13 angeordnet um
Bremsflüssigkeit aus den Radbremsen 6 bei einer Radbremsdruckregelung auf- nehmen und Zwischenspeichern zu können. Außerdem ist die Saugseite der Hydropumpe 10 durch ein Ansaugventil 14 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbindbar, um zu einem schnellen Bremsdruckaufbau Bremsflüssigkeit unmittelbar aus dem Hauptbremszylinder 2 ansaugen zu können. Das Ansaugventil 14 ist ein in seiner stromlosen Grundstellung geschlossenes 2/2-Wege-Magnetventil.
In einem der beiden Bremskreise I, II ist ein Drucksensor 15 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Außerdem weist der Hauptbremszylinder 2 einen Wegsensor 16 und einen Kraftsensor 17 auf, mit denen eine Betätigungs- kraft und ein Betätigungsweg messbar sind. Die Sensoren 15, 16, 17 liefern redundante Sollwerte für einen im Bremskreis II einzustellenden Radbremsdruck. Grundsätzlich genügt einer der drei Sensoren 15, 16, 17.
Der erfindungsgemäß ausgeführte Bremskreis II weist keinen Hydrospeicher auf der Saugseite der Hydropumpe 10 auf und es fehlt das Ansaugventil. Statt dessen sind die Radbremsen 7 über die Bremsdruckabsenkventile 9 und die Saugseite der Hydropumpe 10 an den drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 3 angeschlossen. Die Druckseite der Hydropumpe 10 des Bremskreises II ist über ein Druckregelventil 18 mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 3 verbunden. Das Druckregelventil 18 ist ein in seiner stromlosen Grundstellung geschlossenes 2/2-Wege-Magnetventil, wegen der besseren Regelbarkeit ist es ein Proportionalventil.
Bei einer Betriebsbremsung wird das Trennventil 5 des Bremskreis II geschlos- sen und es wird die Hydropumpe 10 eingeschaltet, die einen Bremsdruck aufbaut. Eine Regelung des Bremsdrucks im Bremskreis II erfolgt mittels des Bremsdruckregelventils 18, wobei die Regelung in Abhängigkeit von den Signalen mindestens eines der an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossenen Sensoren 15, 16, 17 geregelt wird.
Weist ein Fahrzeug, das mit der erfindungsgemäßen hydraulischen Fahrzeugbremsanlage 1 ausgestattet ist, einen oder mehrere Elektro-Antriebsmotoren zu seinem Antrieb auf, wie es bei einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug der Fall ist, und werden der oder die Elektro-Antriebsmotoren beim Bremsen zur Rückgewinnung von Energie als Generatoren betrieben, wird eine Radbremskraft der Radbremsen 7 des Bremskreis II entsprechend einer Bremswirkung verrin- gert, die der oder die Elektro-Antriebsmotor/en im Generatorbetrieb erzeugt/en. Für einen Fahrzeugführer ist unmerklich, dass eine Bremskraft des Bremskreis II entsprechend der Bremswirkung des oder der Elektro-Antriebsmotor/en im Generatorbetrieb verringert ist. Eine schwankende Bremswirkung des bzw. der Elektro-Antriebsmotoren im Generatorbetrieb während einer Bremsung lässt sich mit der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage 1 problemlos und für einen Fahrzeugführer unmerklich ausgleichen.
Die Radbremsen 7 des Bremskreis II weisen eine hydraulische Selbstverstärkungseinrichtung 19 auf. Solche Selbstverstärkungseinrichtungen 19 sind bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden. Es sind auch andere, beispielsweise mechanische Selbstverstärkungseinrichtungen bekannt und möglich. Auch können die Radbremsen 6 des Bremskreis I Selbstverstärkungseinrichtungen aufweisen (nicht dargestellt). Die Selbstverstärkungseinrichtungen 19 der Radbremsen 7 des Bremskreis II können in diesem Fall entfallen, müssen allerdings nicht entfallen. Die Selbstverstärkungseinrichtungen 19 der Radbremsen 7 haben den Vorteil, dass ein Bremskraftverstärker am Hauptbremszylinder 2 entbehrlich ist. Das ist insbesondere von Vorteil, wenn kein ausreichender oder gar kein Unterdruck für einen Unterdruck-Bremskraftverstärker verfügbar ist, wie es bei Dieselmotoren, teilweise bei modernen Ottomotoren, Hybrid-Fahrzeugen und Elektrofahrzeugen der Fall ist.
Zur Prüfung der Funktionsfähigkeit des Bremskreis II wird bei jeder Bremsung ein Bremsdruckgradient, also die Geschwindigkeit des Bremsdruckaufbaus mit der Hydropumpe 10 mit einem der an die Radbremsen 7 angeschlossenen Drucksensoren 12 gemessen. Ist der Druckaufbau langsamer als üblich, weist das auf einen Fehler im Bremskreis II hin und das Fahrzeug ist zur Prüfung in eine Werkstatt zu bringen. Es kann beispielsweise ein Bremsdruckabsenkventil 9 undicht sein, was die Funktion des Bremskreis II beeinträchtigt, er kann sogar ganz aus- fallen. Insbesondere bei einer Störung der Fahrzeugbremsanlage 1 ist für eine
Hilfsbremsung, also den Druckaufbau mit dem Hauptbremszylinder 2 eine Dichtigkeit der Bremsdruckabsenkventile 9 zwingende Voraussetzung. Eine (beginnende) Undichtigkeit lässt sich mit dem erläuterten Prüfverfahren erkennen. Bei einer Betriebsbremsung wirkt der Bremskreis II als Fremdenergie-
Bremskreis, der Bremsdruck wird per Fremdenergie mit der Hydropumpe 10 und nicht per Muskelkraft mit dem Hauptbremszylinder 2 aufgebaut, der durch das geschlossene Trennventil 5 vom Bremskreis II getrennt ist. Eine Hilfsbremsung bei einer Störung erfolgt mit dem Hauptsbremszylinder 2, das Trennventil 5 bleibt in diesem Fall offen. Eine Regelung des Bremsdrucks im Bremskreis II wird bei einer Betriebsbremsung wie bereits gesagt mit dem Bremsdruckregelventil 18 durchgeführt, durch das die Druckseite der Hydropumpe 10 an den drucklosen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 3 angeschlossen ist. Mit dem Druckregelventil 18 ist der Druck auf der Druckseite der Hydropumpe 10 und damit der Bremsdruck im Bremskreis II regelbar. Eine radindividuelle Regelung der Radbrems- drücke in den Radbremsen 7 mit den Bremsdruckaufbauventilen 8 und den
Bremsdruckabsenkventilen 9 ist grundsätzlich auch während oder zu einer Betriebsbremsung möglich, aber eigentlich nicht für eine Betriebsbremsung, sondern zur Schlupfregelung vorgesehen.