DE102011114805A1 - Brake assembly for road vehicle, has emergency brake system with hydraulic coupling with master brake cylinder for hydraulic transfer of braking requirement, and hydraulic pressure slave unit driving master brake cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Landfahrzeug, vorzugsweise für ein Straßenfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a braking system for a land vehicle, preferably for a road vehicle, having the features of the preamble of claim 1.
Aus der
Eine mechanische Kopplung zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder erfordert eine gewisse räumliche Beziehung zwischen Einbauort des Bremspedals und Einbauort des Hauptbremszylinders im jeweiligen Fahrzeug. Insbesondere muss für eine Betätigungsstange, die das Bremspedal mit dem Hauptbremszylinder mechanisch verbindet, in einer Trennwand, die im Fahrzeug einen Fahrgastraum von einem Frontraum, insbesondere Motorraum, trennt, eine entsprechende Durchtrittsöffnung vorgesehen sein. Ferner muss in diesem Frontraum in der Nähe der Durchtrittsöffnung die Möglichkeit einer Montage des Hauptbremszylinders gegeben sein. Durch diese wenig flexible Vorgabe für den Einbauraum des Hauptbremszylinders ergibt sich ein vergleichsweise großer Aufwand zur Realisierung von Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen der gleichen Baureihe, insbesondere im Hinblick darauf, dass in Fahrzeugen generell nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. Diese Bauraumproblematik verschärft sich vor allem dann, wenn es sich beim Frontraum um einen Motorraum handelt, in dem eine Vielzahl von Aggregaten untergebracht werden müssen.A mechanical coupling between the brake pedal and the master cylinder requires a certain spatial relationship between the installation location of the brake pedal and the installation location of the master cylinder in the respective vehicle. In particular, a corresponding passage opening must be provided for an actuating rod which mechanically connects the brake pedal to the master brake cylinder in a partition which separates a passenger compartment from a front compartment, in particular an engine compartment, in the vehicle. Furthermore, the possibility of mounting the master cylinder must be given in this frontal area near the passage opening. By this less flexible specification for the installation space of the master cylinder results in a relatively large effort for the realization of right-hand drive vehicles and left-hand drive vehicles of the same series, especially in view of the fact that in vehicles generally only little space is available. This space problem is exacerbated especially when it is the frontal space to an engine room in which a large number of aggregates must be accommodated.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Bremsanlage der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine flexible Montagemöglichkeit auszeichnet. Vorzugsweise soll dadurch die Realisierung von Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen desselben Fahrzeugtyps preiswerter möglich sein.The present invention is concerned with the problem of providing for a brake system of the type mentioned an improved embodiment, which is characterized in particular by a flexible mounting option. Preferably, thereby the realization of right-hand drive vehicles and left-hand drive vehicles of the same vehicle type should be cheaper possible.
Dieses Problem wird bei der vorliegenden Erfindung insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved in the present invention, in particular by the subject of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Bremsanlage mit Hauptbremssystem und Notbremssystem zumindest einen elektromotorisch und hydraulisch antreibbaren Hauptbremszylinder vorzusehen, mit dem zumindest eine Radbremseinrichtung hydraulisch betätigt werden kann, wobei dem Hauptbremssystem zumindest eine elektronische Kopplung zum Ansteuern eines den jeweiligen Hauptbremszylinder antreibenden Elektromotors zugeordnet ist, während dem Notbremssystem zumindest eine hydraulische Kopplung zum hydraulischen Antreiben des jeweiligen Hauptbremszylinders zugeordnet ist. Auf diese Weise ist eine Bremsanlage realisierbar, bei welcher der Bremswunsch vom Bremspedal ausschließlich elektronisch für das Hauptbremssystem und hydraulisch für das Notbremssystem übertragen werden kann, so dass vollständig auf mechanische Kopplungseinrichtungen zwischen Bremspedal und Hauptbremszylinder verzichtet werden kann. In der Folge kann der jeweilige Hauptbremszylinder räumlich völlig unabhängig vom Bremspedal am Fahrzeug positioniert werden, da sich sowohl elektrische Leitungen als auch hydraulische Leitungen zur Realisierung der jeweiligen elektronischen bzw. hydraulischen Kopplung nahezu beliebig im Fahrzeug verlegen lassen. Insbesondere ist es daher auch denkbar, den jeweiligen Hauptbremszylinder in einem Heckraum des Fahrzeugs unterzubringen oder an einer beliebigen anderen Stelle, die den erforderlichen Bauraum besitzt. Im Hinblick auf die Fertigung von Rechtslenkerfahrzeugen und Linkslenkerfahrzeugen desselben Fahrzeugtyps ist es dadurch möglich, den jeweiligen Hauptbremszylinder für beide Varianten des Fahrzeugtyps identisch am Fahrzeug zu positionieren, so dass nur die Position des Bremspedals und die Führung der jeweiligen elektrischen und hydraulischen Leitungen anzupassen sind. Die Vorteile liegen auf der Hand.The invention is based on the general idea to provide in a brake system with main brake system and emergency brake system at least one electromotive and hydraulically driven master cylinder with which at least one Radbremseinrichtung can be hydraulically actuated, wherein the main brake system at least one electronic coupling for driving a respective master cylinder driving electric motor assigned is, while the emergency brake system is associated with at least one hydraulic coupling for the hydraulic driving of the respective master cylinder. In this way, a brake system can be realized, in which the braking request from the brake pedal can be transmitted exclusively electronically for the main brake system and hydraulically for the emergency brake system, so that can be completely dispensed mechanical coupling devices between the brake pedal and master cylinder. As a result, the respective master cylinder can be spatially completely independent of the brake pedal on the vehicle to be positioned, since both electrical lines and hydraulic lines for the realization of the respective electronic or hydraulic coupling can be installed almost anywhere in the vehicle. In particular, it is therefore also conceivable to accommodate the respective master cylinder in a rear compartment of the vehicle or at any other location which has the required space. With regard to the production of right-hand drive vehicles and left-hand drive vehicles of the same vehicle type, it is possible, the respective master cylinder for both variants of the vehicle type to be positioned identically on the vehicle, so that only the position of the brake pedal and the leadership of the respective electrical and hydraulic lines are adjusted. The advantages are apparent.
Im Einzelnen schlägt die Erfindung vor, dass die jeweilige elektronische Kopplung den Bremswunsch des Bremspedals elektronisch auf wenigstens ein Steuergerät überträgt, das den jeweiligen Elektromotor ansteuert, der dann den jeweiligen Hauptbremszylinder antreibt. Der Hauptbremszylinder erzeugt dann hydraulischen Bremsdruck, der hydraulisch auf die hydraulisch arbeitenden Radbremseinrichtungen übertragen wird. Bei hydraulischen Radbremseinrichtungen wird mit Hilfe des hydraulischen Bremsdrucks ein Anpressen von Bremsbacken gegen eine Bremsscheibe gesteuert.In detail, the invention proposes that the respective electronic coupling transmits the braking request of the brake pedal electronically to at least one control unit which controls the respective electric motor, which then drives the respective master brake cylinder. The master brake cylinder then generates hydraulic brake pressure which is transmitted hydraulically to the hydraulically operated wheel brake devices. In hydraulic Radbremseinrichtungen a pressing of brake shoes is controlled against a brake disc with the aid of hydraulic brake pressure.
Ferner umfasst bei der Erfindung die hydraulische Kopplung ein hydraulisches Drucknehmeraggregat, das mit dem jeweiligen Hauptbremszylinder antriebsverbunden ist, und zwar insbesondere mechanisch. Das Drucknehmeraggregat kann als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgestaltet sein.Further, in the invention, the hydraulic coupling comprises a hydraulic pressure-actuation unit, which is drive-connected to the respective master cylinder, in particular mechanically. The pressure slave unit can be designed as a piston-cylinder unit.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige hydraulische Kopplung außerdem zumindest ein hydraulisches Druckgeberaggregat aufweisen, das mechanisch mit dem Bremspedal gekoppelt ist und das über wenigstens eine Hydraulikleitung mit dem jeweiligen Drucknehmeraggregat hydraulisch gekoppelt ist. Das Druckgeberaggregat kann vorzugsweise als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgestaltet sein. Das Druckgeberaggregat nimmt somit über das Bremspedal erzeugte Bremswünsche in Form hydraulischer Bremsdrücke auf und gibt diese über die jeweilige Hydraulikleitung hydraulisch auf das Drucknehmeraggregat weiter, welches die Bremsdrücke aufnimmt und auf den jeweiligen Hauptbremszylinder überträgt.According to an advantageous embodiment, the respective hydraulic coupling may further comprise at least one hydraulic pressure generator unit, which is mechanically coupled to the brake pedal and which is hydraulically coupled via at least one hydraulic line to the respective pressure actuator. The pressure generator unit may preferably be designed as a piston-cylinder unit. The pressure generator unit thus absorbs brake requests generated in the form of hydraulic brake pressures via the brake pedal and delivers them hydraulically via the respective hydraulic line to the pressure-picking unit, which receives the brake pressures and transmits them to the respective master brake cylinder.
Von besonderem Vorteil ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher die hydraulische Kopplung mit Druckgeberaggregat, Drucknehmeraggregat und Hydraulikleitung ein in sich geschlossenes Hydrauliksystem bildet, das von der übrigen Hydraulik der Bremsanlage fluidisch entkoppelt ist. Hierdurch lässt sich in der hydraulischen Kopplung ein anderes Hydraulikmedium verwenden als beispielsweise in der hydraulischen Kopplung zwischen dem jeweiligen Hauptbremszylinder und der jeweiligen Radbremseinrichtung. Grundsätzlich lassen sich in den fluidisch getrennten Hydrauliksystemen jedoch auch die gleichen hydraulischen Arbeitsmedien verwenden.Of particular advantage in this case is an embodiment in which the hydraulic coupling with pressure generator unit, pressure-receiving unit and hydraulic line forms a self-contained hydraulic system which is fluidically decoupled from the rest of the hydraulic system of the brake system. As a result, a different hydraulic medium can be used in the hydraulic coupling than, for example, in the hydraulic coupling between the respective master cylinder and the respective wheel brake device. In principle, however, the same hydraulic working media can also be used in the fluidically separate hydraulic systems.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das jeweilige Drucknehmeraggregat mechanisch mit einem Hauptkolben des Hauptbremszylinders gekoppelt sein. Im Hauptbremszylinder ist ein Hauptkolben hubverstellbar angeordnet, der mit Hilfe des jeweiligen Elektromotors zum Erzeugen des jeweiligen Bremsdrucks verstellbar ist. Durch die mechanische Kopplung des Drucknehmeraggregats mit dem Hauptkolben kann der gewünschte Bremsdruck somit auch durch eine Verstellbewegung des Hauptkolbens erzeugt werden, die durch eine Betätigung des Druckgeberaggregats ausgelöst wird. Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das jeweilige Drucknehmeraggregat baulich in den jeweiligen Hauptbremszylinder integriert sein, indem z. B. im Hauptbremszylinder eine Kammer bereitgestellt wird, die den Zylinderraum des Drucknehmeraggregats bildet. Im einfachsten Fall kann im Hauptbremszylinder der Hauptkolben die Kammer des Drucknehmeraggregats von einer Druckkammer des Hauptbremszylinders trennen. Ebenso ist es möglich, im Hauptbremszylinder einen Kolben des Drucknehmeraggregats hubverstellbar zu lagern, der mechanisch, zum Beispiel über eine Stange mit dem Hauptkolben verbunden ist.In another advantageous embodiment, the respective Drucknehmeraggregat be mechanically coupled to a main piston of the master cylinder. In the master cylinder, a main piston is arranged adjustable in stroke, which is adjustable by means of the respective electric motor for generating the respective brake pressure. Due to the mechanical coupling of the Drucknehmeraggregats with the main piston of the desired brake pressure can thus also be generated by an adjustment of the main piston, which is triggered by an actuation of the pressure generator unit. According to a particularly advantageous embodiment, the respective Drucknehmeraggregat be structurally integrated into the respective master cylinder by z. B. in the master cylinder, a chamber is provided which forms the cylinder chamber of the pressure-receiving unit. In the simplest case, in the master brake cylinder, the main piston can separate the chamber of the pressure-actuation unit from a pressure chamber of the master brake cylinder. It is also possible to store in the master cylinder a piston of Drucknehmeraggregats adjustable in height, which is mechanically connected, for example via a rod to the main piston.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein Pedalkraftsimulator zum Simulieren einer Rückwirkung am Bremspedal bei dessen Betätigung vorgesehen sein, der mechanisch mit dem hydraulischen Drucknehmeraggregat gekoppelt ist. Auf diese Weise kann die Rückwirkung hydraulisch auf das Bremspedal übertragen werden, so dass es auch hier nicht erforderlich ist, den Pedalkraftsimulator im Bereich des Bremspedals anzuordnen. Vielmehr kann der Pedalkraftsimulator im Bereich des hydraulischen Drucknehmeraggregats angeordnet werden, also unabhängig von der Position des Bremspedals. Von besonderem Vorteil ist dabei außerdem, dass keine zusätzliche Verbindung zwischen Pedalkraftsimulator und Bremspedal hergestellt werden muss, da die bereits für das Notbremssystem vorhandene hydraulische Kopplung hierzu verwendet werden kann. Sofern ein hydraulisches Druckgeberaggregat vorhanden ist, erfolgt die Übertragung der Rückwirkungskräfte hydraulisch vom Pedalkraftsimulator auf das hydraulische Drucknehmeraggregat und von diesem über die jeweilige Hydraulikleitung auf das hydraulische Druckgeberaggregat und von diesem mechanisch auf das Bremspedal.In another advantageous embodiment, a pedal force simulator may be provided for simulating a reaction on the brake pedal during its actuation, which is mechanically coupled to the hydraulic pressure-actuation unit. In this way, the reaction can be transmitted hydraulically to the brake pedal, so that it is not necessary here to arrange the pedal force simulator in the region of the brake pedal. Rather, the pedal force simulator can be arranged in the region of the hydraulic pressure-actuation unit, that is to say independently of the position of the brake pedal. Of particular advantage is also that no additional connection between pedal force simulator and brake pedal must be made because the already existing for the emergency brake hydraulic coupling can be used for this purpose. If a hydraulic pressure generator unit is present, the transmission of the reaction forces takes place hydraulically from the pedal force simulator to the hydraulic pressure actuator unit and from there via the respective hydraulic line to the hydraulic pressure generator unit and from this mechanically to the brake pedal.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein gemeinsamer Hauptbremszylinder für alle Radbremseinrichtungen vorgesehen sein. Eine derartige Ausführungsform lässt sich vergleichsweise preiswert realisieren.In another advantageous embodiment, a common master cylinder may be provided for all wheel brake devices. Such an embodiment can be realized comparatively inexpensively.
Bei einer anderen Ausführungsform können mehrere hydraulische Bremskreise vorgesehen sein, denen jeweils zumindest eine Radbremseinrichtung zugeordnet ist. Zweckmäßig kann dann für jeden Bremskreis ein separater Hauptbremszylinder vorgesehen sein, was die Redundanz und somit die Ausfallsicherheit der Bremsanlage erheblich verbessert. Sofern genau zwei Bremskreise vorgesehen sind, können diese beispielsweise jeweils einer von zwei Fahrzeugachsen zugeordnet werden. Ebenso ist es möglich, vier Radbremseinrichtungen diagonal zu verschalte.In another embodiment, a plurality of hydraulic brake circuits may be provided, each of which is assigned at least one wheel brake. Appropriately, a separate master cylinder can then be provided for each brake circuit, which the redundancy and thus the reliability of the brake considerably improved. If exactly two brake circuits are provided, these can be assigned to one of two vehicle axles, for example. It is also possible to connect four wheel brake devices diagonally.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die hydraulische Kopplung zwei mechanisch mit dem Bremspedal gekoppelte hydraulische Druckgeberaggregate aufweisen, die über zwei separate Hydraulikleitungen mit zwei hydraulischen Drucknehmeraggregaten hydraulisch gekoppelt sind. Die beiden Drucknehmeraggregate sind dann entweder mit einem Hauptkolben desselben Hauptbremszylinders mechanisch gekoppelt oder jeweils mit einem Hauptkolben von zwei separaten Hauptbremszylindern mechanisch gekoppelt. Auch hierdurch kann die Redundanz und somit die Ausfallsicherheit der Bremsanlage verbessert werden.In another advantageous embodiment, the hydraulic coupling may have two mechanically coupled to the brake pedal hydraulic pressure generator units, which are hydraulically coupled via two separate hydraulic lines with two hydraulic Drucknehmeraggregaten. The two pressure slave units are then either mechanically coupled to a main piston of the same master cylinder or each mechanically coupled to a main piston of two separate master cylinders. This also allows the redundancy and thus the reliability of the brake system can be improved.
Zweckmäßig kann die elektronische Kopplung beispielsweise eine Sensorik aufweisen, mit welcher ein Pedalweg (Wegsensorik) und/oder eine Pedalkraft (Drucksensorik) erfasst werden kann, um daraus den jeweiligen Bremswunsch abzuleiten. Die jeweilige Wegsensorik kann zumindest einen, vorzugsweise jedoch mehrere Wegsensoren aufweisen. Die jeweilige Drucksensorik kann zumindest einen, vorzugsweise jedoch mehrere Drucksensoren aufweisen. Redundante Sensoren erhöhen auch hier die Ausfallsicherheit des Systems. Die jeweilige Sensorik ist zweckmäßig über zumindest eine elektrische Signalleitung mit dem jeweiligen Steuergerät verbunden.The electronic coupling can expediently have, for example, a sensor with which a pedal travel (path sensor) and / or a pedal force (pressure sensor) can be detected in order to derive the respective braking request. The respective displacement sensors can have at least one, but preferably a plurality of displacement sensors. The respective pressure sensor system can have at least one, but preferably a plurality of pressure sensors. Redundant sensors also increase the reliability of the system here. The respective sensor is expediently connected to the respective control unit via at least one electrical signal line.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Hauptbremssystem mit einer autarken Notstromversorgung ausgestattet sein. Auf diese Weise kann das Hauptbremssystem unabhängig von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs den Bremswunsch elektronisch erfassen und den jeweiligen Elektromotor abhängig vom Bremswunsch betätigen. Somit kann auch bei einem teilweisen oder vollständigen Ausfall des fahrzeugseitigen Bordnetzes die Bremsanlage in deren Normalbetriebszustand, also mit dem Hauptbremssystem betrieben werden, was die Fahrzeugsicherheit erheblich verbessert. Erst wenn innerhalb der Bremsanlage ein elektrischer Fehler auftritt, der nicht von einer Redundanz aufgefangen werden kann, fällt die Bremsanlage in ihre Rückfallebene zurück, in welcher das Notbremssystem hydraulisch arbeitet und dabei unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung ist, um so den Notbetriebszustand der Bremsanlage ermöglicht.In another advantageous embodiment, the main brake system may be equipped with a self-sufficient emergency power supply. In this way, the main brake system can detect the braking request electronically independently of an electrical system of the motor vehicle and actuate the respective electric motor depending on the braking request. Thus, even with a partial or complete failure of the on-board electrical system, the brake system in its normal operating state, ie operated with the main brake system, which significantly improves vehicle safety. Only when an electrical fault occurs within the brake system, which can not be absorbed by a redundancy, the brake system falls back into its fallback level, in which the emergency brake system operates hydraulically and is independent of an electrical power supply, so as to enable the emergency operation of the brake system.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Entsprechend den
Die Bremsanlage
Die Bremsanlage
Die Bremsanlage
Die jeweilige hydraulische Kopplung
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist der Hauptbremszylinder
Des Weiteren ist bei der Bremsanlage
Bei der in
Im Unterschied dazu zeigt
Die in
In den
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20140501 |