DE102023207701B3

DE102023207701B3 - Leckageminimierung

Info

Publication number: DE102023207701B3
Application number: DE102023207701.9A
Authority: DE
Inventors: Aleksandar Stanojkovski
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Aumovio Germany De GmbH
Priority date: 2023-08-10
Filing date: 2023-08-10
Publication date: 2024-12-05
Anticipated expiration: 2043-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage aufweisend zumindest eine Radbremse und eine Druckbereitstellungseinrichtung zur hydraulischen Versorgung der zumindest einen Radbremse mit einer unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit, ein erstes hydraulisches Ventil zwischen der Radbremse und einem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter, sowie eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung die Druckbereitstellungseinrichtung zum Druckaufbau anzusteuern, wobei die Steuereinrichtung weiter dazu eingerichtet ist in einem fehlerfreien Fall bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil zu Schließen und außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung zu öffnen, um eine strömungsoffene Verbindung zwischen der zumindest einen Radbremse und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter herzustellen, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist bei einer erkannten Leckage das erste hydraulische Ventil auch außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geschlossen zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage aufweisend zumindest eine Radbremse und eine Druckbereitstellungseinrichtung zur hydraulischen Versorgung der zumindest einen Radbremse mit einer unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit, ein erstes hydraulisches Ventil zwischen der Radbremse und einem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter, sowie eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung die Druckbereitstellungseinrichtung zum Druckaufbau anzusteuern.
In herkömmlichen Bremsanlagen wird dabei unabhängig vom Betriebszustand der Anlage außerhalb von Druckregelungen eine Anbindung zwischen Radbremse und druckfreiem Bremsflüssigkeitsbehälter geschaffen, um die Radbremsen sicher druckfrei zu stellen und auch bei thermischen Ausdehnungen druckfrei zu halten. Insbesondere werden dadurch negative Drücke bei der Abkühlung verhindert, wodurch Luft in das System gesaugt werden könnte. Eine solche Bremsanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2021 209 968 A1 bekannt.
Derartige Systeme können beim Auftreten von Leckagen in der Bremsanlage zu kritischen Situationen führen. Leckagen bei hydraulischen Bremssystemen sind sicherheitskritisch, da ein Totalausfall der Bremse eintreten kann. In älteren Bremsanlagen wurde deshalb eine komplette hydraulische Zweikreisigkeit mit Tandemhauptbremszylinder und getrennten hydraulischen Bremskreisen vorgehalten. Somit kann bei einer hydraulischen Leckage immer nur ein Bremskreis leerlaufen, wobei der andere Bremskreis einsatzfähig bleibt, um das Kraftfahrzeug in den Stillstand abzubremsen. Ein einfacher Fehler einer kleinen Leckage am Rad, genauer an dessen Bremssattel, führt aufgrund des Höhenunterschieds zwischen Sattel und Bremsflüssigkeitsbehälter zu einem Flüssigkeitssäulendruck, der den Bremsflüssigkeitsbehälter in kurzer Zeit leertropfen lässt.
Moderne Bremsanlagen weisen zur Leckagebehandlung eine Vielzahl von Verfahren auf, um eine Bremsfähigkeit auch ohne zwei komplett getrennte Bremskreise zu gewährleisten. Um hierbei eine hohe Restfahrzeit zu gewährleisten ist jedoch eine große Bremsflüssigkeitsmenge und damit ein großer Bremsflüssigkeitsbehälter notwendig. Dies verursacht hohe Kosten und benötigt viel Bauraum im Fahrzeug.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Bremsflüssigkeitsverlust bei Auftreten einer Leckage zu minimieren.
Die Aufgabe wird gelöst indem die Steuereinrichtung weiter dazu eingerichtet ist in einem fehlerfreien Fall bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil zu Schließen und außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung zu öffnen, um eine strömungsoffene Verbindung zwischen der zumindest einen Radbremse und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter herzustellen, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist bei einer erkannten Leckage das erste hydraulische Ventil auch außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geschlossen zu halten.
Im fehlerfreien Fall ist somit der Druckausgleich weiterhin sichergestellt. Liegt jedoch eine Leckage vor, kann die Bremsflüssigkeit nicht entweichen, da durch das geschlossene Ventil keine Luft von oben in die Leitungen nachfließen kann. Die Bremsflüssigkeit wird daher durch den Umgebungsdruck in der engen Leitung gehalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste hydraulische Ventil zwischen einem, der zumindest einen Radbremse zugeordneten, Einlassventil und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter angeordnet. Insbesondere weist die hydraulische Bremsanlage für jede Radbremse ein eigenes Einlassventil auf, mit welchem der Raddruck in der Radbremse radindividuell geregelt werden kann. Das einzelne hydraulische Ventil ist dann hingegen bevorzugt für alle Radbremsen zuständig. Es grenzt damit den Systemdruck, welcher eingangsseitig an den Einlassventilen anliegt vom Bremsflüssigkeitsbehälter ab.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet bei einer erkannten Leckage das der zum indest einen Radbremse zugeordnete Einlassventil zu schließen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckbereitstellungseinrichtung als Linearaktuator ausgebildet. Damit lässt sich ein Solldruck in den Radbremsen sehr genau aufbauen und abbauen, ohne auf Auslassventile zurückgreifen zu müssen, welche im Allgemeinen laute Geräusche verursachen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste hydraulische Ventil direkt zwischen einem Druckausgang des Linearaktuators und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter angeordnet. Dies Anordnung ist insbesondere für Systeme vorteilhaft, welche ein sogenanntes e-Pedal aufweisen, also ein Bremspedal, welches keine direkte hydraulische Kopplung mit der Bremsanlage aufweist, sondern rein Signaltechnisch angebunden ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste hydraulische Ventil über einen bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, insbesondere über dessen Schnüffelloch, mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden. Das Ventil dient damit ebenfalls als Hauptbremszylinderventil zur Kopplung und Abkopplung des Hauptbremszylinders und damit des Bremspedals vom Rest der Hydraulik. Insbesondere kann in einem brake-by-wire Modus bei Vorliegen einer Druckanforderung der Hauptbremszylinder durch Schließen des hydraulischen Ventils abgekoppelt werden, sodass das Bremspedal nicht direkt in die radbremsen arbeitet. Vielmehr kann der Hauptbremszylinder mit einem Pedalwegsimulator verbunden sein und basierend auf der Bremspedalbetätigung mit einer elektrischen Druckbereitstellungseinrichtung der Druck in den Radbremsen aufgebaut werden. Bei einer Leckage bleibt der Hauptbremszylinder abgekoppelt und somit wird ein hoher Bremsflüssigkeitsverlust verhindert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet nach Beendigung der Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil zum Druckausgleich für eine vorgegebene Zeitspanne zu öffnen. Diese kann 0,1 bis 1 Sekunde, bevorzugt 0,5 Sekunden betragen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil zum Druckausgleich zyklisch für eine vorgegebene Zeitspanne zu öffnen. Diese kann ebenfalls 0,1 bis 1 Sekunde, bevorzugt 0,5 Sekunden betragen, muss aber nicht identisch mit der Zeitspanne direkt nach Beendigung der Bremsung sein. Die Zeitspanne kann auch variabel ausgeführt sein, beispielsweise mit fortschreitendender Zeit kürzer werden, da druckverändernde Effekte abklingen. Hierdurch wird wiederum ein Druckausgleich sichergestellt, da das Ventil dabei jedoch bevorzugt weniger als 1% der Zeit geöffnet ist, werden weiterhin mehr als 99% des Bremsflüssigkeitsverlustes verhindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung ein Auslassventil der zumindest einen Radbremse zum Druckausgleich zyklisch für eine vorgegebene Zeitspanne zu öffnen. Diese kann ebenfalls 0,1 bis 1 Sekunde, bevorzugt 0,5 Sekunden betragen. Die Zeitspanne kann auch variabel ausgeführt sein, beispielsweise mit fortschreitendender Zeit kürzer werden, da druckverändernde Effekte abklingen. Hierdurch wird wiederum ein Druckausgleich sichergestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, eine Leckage mittels eines Bremsflüssigkeitsstands und/oder einer Volumenabweichungsüberwachung zu erkennen. Dazu kann ein Pegelsensor in dem Bremsflüssigkeitsbehälter angeordnet sein. Für die Volumenabweichungsüberwachung kann ein Vergleich des geförderten Volumens und des sich dadurch aufbauenden Drucks mit einer Druckvolumenkennlinie (pV-Kurve) vorgenommen werden. Die Bestimmung des geförderten Volumens ist besonders genau, wenn ein Linearaktuator verwendet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage in einem Kreistrennmodus zu betreiben, in dem durch Schließen eines Kreistrennventils eine Zweikreisigkeit hergestellt wird, wobei in dem Kreistrennmodus das erste hydraulische Ventil geschlossen gehalten wird. Durch die Zweikreisigkeit wird zusätzlich der Bremsflüssigkeitsverlust bei einer Leckage vermindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind lediglich für eine einzige Achse hydraulische Radbremsen vorgesehen, wobei eine zweite Achse mit elektromechanischen Bremsaktautoren ausgestattet ist. Ein solches System vereint die Vorteile von hydraulischen und trockenen Bremsen, wobei die Bremsbereitschaft der hydraulischen Radbremsen auch bei einer Leckage für lange Zeit gegeben ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist genau eine einzige Radbremse vorgesehen. Die hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage ist daher ein sogenanntes Cornermodul. Ein solches kann insbesondere für jede hydraulische Radbremse, ggf. kombiniert mit elektromechanischen Aktuatoren vorgesehen sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Baueinheiten vorgesehen, wobei eine erste Baueinheit die Druckbereitstellungseinrichtung umfasst und eine zweite Baueinheit eine weitere Druckbereitstellungseinrichtung umfasst, und erste und zweite Baueinheit mit einer Druckaufbauleitung verbunden sind. Die Bremsanlage weist somit eine hohe Redundanz aus und ist somit mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest teilweise funktionsfähig.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage aufweisend zumindest eine Radbremse und eine Druckbereitstellungseinrichtung zur hydraulischen Versorgung der zumindest einen Radbremse mit einer unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit, ein erstes hydraulisches Ventil zwischen der Radbremse und einem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter, wobei in einem fehlerfreien Fall bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil geschlossen wird und außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geöffnet wird, um eine strömungsoffene Verbindung zwischen der zumindest einen Radbremse und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter herzustellen, wobei bei einer erkannten Leckage das erste hydraulische Ventil auch außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geschlossen wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.

1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung,
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung,
4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung;

In 1 dargestellt ist eine redundante hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge. Beispielsgemäß ist die Bremsanlage zur Betätigung von vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 8 ausgebildet, eine Erweiterung auf mehr Radbremsen ist einfach möglich. Beispielsgemäß sind die Radbremsen (HL, HR) der Hinterachse und die Radbremsen (VL, VR) der Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet.
Die Bremsanlage umfasst eine erste Baueinheit, welche beispielsgemäß als ein erstes elektrohydraulisches Bremsensteuergerät mit einem Ventilblock und einer ersten elektronischen Steuervorrichtung ECU1 ausgeführt ist, und eine zweite Baueinheit, welche beispielsgemäß als ein zweites elektrohydraulisches Bremsensteuergerät) mit einem Ventilblock und einer zweiten elektronischen Steuervorrichtung ECU2 ausgeführt ist.
An der ersten Baueinheit ist ein Druckmittelvorratsbehälter 4 mit zwei Kammern angeordnet, wobei der ersten Kammer ein erster Behälteranschluss zugeordnet ist, der zweiten Kammer ein zweiter Behälteranschluss zugeordnet ist. Auch Behälter mit drei oder mehr Kammern sind möglich.
In der ersten Baueinheit ist eine erste elektrisch betätigbare Druckquelle 5 angeordnet.
In der zweiten Baueinheit ist eine zweite elektrisch betätigbare Druckquelle 2 sowie radindividuelle Bremsdruckmodulationsventile angeordnet, welche als ein elektrisch betätigbares Einlassventil 6 und ein elektrisch betätigbares Auslassventil 7 je Radbremse 8 ausgeführt sind.
Die erste Druckquelle 5 und die zweite Druckquelle 2 sind druckseitig mit einer Bremsversorgungsleitung verbunden, an welche die vier Einlassventile 6 angeschlossen sind. So können alle vier Radbremsen 8 mittels der ersten Druckquelle 5 und/oder mittels der zweiten Druckquelle 2 betätigt werden.
In der Bremsversorgungsleitung ist ein elektrisch betätigbares Kreistrennventil 40 angeordnet, so dass bei geschlossenem Kreistrennventil 40 die Bremsversorgungsleitung in einen ersten Leitungsabschnitt, an welchen die Einlassventile 6 bzw. die Radbremsen 8 der Hinterachse angeschlossen sind, und einen zweiten Leitungsabschnitt, an welchen die Einlassventile 6 bzw. die Radbremsen 8 der Vorderachse angeschlossen sind, getrennt wird. Die zweite Druckquelle 2 ist mit dem ersten Leitungsabschnitt hydraulisch verbunden und die erste Druckquelle 5 ist mit dem zweiten Leitungsabschnitt hydraulisch verbunden. Bei geschlossenen Kreistrennventil 40 ist die Bremsanlage somit in zwei hydraulische Bremskreise I und II oder einen ersten Teilkreis und einen zweiten Teilkreis aufgetrennt oder aufgeteilt. Dabei ist im ersten Bremskreis I die Druckquelle 2 (über den ersten Leitungsabschnitt) mit nur noch den Radbremsen 8 der Hinterachse verbunden, und im zweiten Bremskreis II die erste Druckquelle 5 (über den zweiten Leitungsabschnitt) mit nur noch den Radbremsen 8 der Vorderachse verbunden. Das Kreistrennventil 40 ist vorteilhafterweise stromlos offen ausgeführt. Ein solcher Betriebsmodus kann Kreistrennmodus oder ACS für „Active Circuit Separation“ genannt werden.
Die Bremsanlage umfasst, wie bereits erwähnt, je hydraulisch betätigbarer Radbremse 8 ein Einlassventil 6 und ein Auslassventil 7, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und jeweils mit einem hydraulischen Radanschluss der zweiten Baueinheit verbunden sind, an welche die entsprechende Radbremse 8 angeschlossen ist. Den Einlassventilen 6 ist jeweils ein zu der Bremsversorgungsleitung hin öffnendes Rückschlagventil parallelgeschaltet. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7 sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 bzw. dessen zweiter Kammer verbunden. Die Eingangsanschlüsse aller Einlassventile 6 können mittels der Bremsversorgungsleitung (also bei offenem Kreistrennventil 40) mit einem Druck versorgt werden, der von der ersten Druckquelle 5 oder, z.B. bei Ausfall der ersten Druckquelle 5, von der zweiten Druckquelle 2 bereitgestellt wird.
Die erste elektrisch steuerbare Druckquelle 5 des Ventilblocks ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator (Linearaktuator)) ausgebildet, deren Kolben von einem schematisch angedeuteten Elektromotor unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translations-Getriebes betätigbar ist, insbesondere vor- und zurückgefahren werden kann, um einen Druck in einem Druckraum auf- und abzubauen. Der Kolben begrenzt den Druckraum der Druckquelle 5. Zur Ansteuerung des Elektromotors ist ein die Rotorlage des Elektromotors erfassender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor vorgesehen. Mittels diesem kann die Kolbenposition und Geschwindigkeit und somit das abgegebene oder aufgenommene Bremsflüssigkeitsvolumen bestimmt werden.
An den Druckraum der ersten elektrisch steuerbaren Druckquelle 5 ist ein Systemdruckleitungsabschnitt angeschlossen. Mittels des Leitungsabschnitts ist die Druckquelle 5 bzw. deren Druckraum mit einem hydraulischen Anschluss der ersten Baueinheit verbunden, welcher über ein hydraulisches Verbindungselement mit einem hydraulischen Anschluss der zweiten Baueinheit verbunden ist. Diese Verbindung stellt die einzige hydraulische Druckverbindung, insbesondere die einzige hydraulische Verbindung, zwischen der ersten und der zweiten Baueinheit dar. Es handelt sich dabei um eine hydraulische Verbindung zur Übertragung eines Bremsdrucks zur Betätigung der Radbremsen 8. Je nach Einbaulage der ersten und der zweiten Baueinheit, kann diese Leitung ein großes Volumen umfassen.
Der Druckraum ist, unabhängig vom Betätigungszustand des Kolbens, über eine (Nachsaug)Leitung mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. In der Leitung ist ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 4 schließendes Rückschlagventil 53 in Verbindung an die zweite Kammer angeordnet.
Die zweite elektrisch steuerbare Druckquelle 2 der zweiten Baueinheit ist beispielsgemäß als eine Zwei-Kolben-Pumpe ausgeführt, deren zwei Druckseiten zusammengeschaltet sind. Die Saugseiten sind mit der Rücklaufleitung und somit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Die Druckseiten sind mit dem ersten Leitungsabschnitt der Bremsversorgungsleitung verbunden.
Neben der Druckquelle 2 und den Bremsdruckmodulationsventilen 6, 7 ist in der zweiten Baueinheit beispielsgemäß ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos offenes, Isolationsventil 26 angeordnet. Isolationsventil 26 ist hydraulisch zwischen dem Anschluss und dem zweiten Leitungsabschnitt der Bremsversorgungsleitung angeordnet. Somit ist die erste Druckquelle 5 über das Isolationsventil 26 mit dem zweiten Leitungsabschnitt bzw. der Bremsversorgungsleitung trennbar verbunden.
Die Bremsanlage umfasst beispielsgemäß im Bremskreis I einen Drucksensor, welcher somit der zweiten Druckquelle 2 zugeordnet ist. Dies ist vorteilhaft für den Berstschutz bei aktiver Kreistrennung, also wenn das Kreistrennventil 40 geschlossen ist. Der Drucksensor kann aber auch im Bremskreis II angeordnet sein.
Beispielsgemäß umfasst die Bremsanlage zur Leckageüberwachung eine Pegelmesseinrichtung zur Bestimmung eines Druckmittel-Pegels in dem Druckmittelvorratsbehälter 4.
Jedem Ventilblock ist eine elektronische Steuervorrichtung ECU1 und ECU2 zugeordnet. Jede elektronische Steuervorrichtung umfasst elektrische und/oder elektronische Elemente (z.B. Mikrocontroller, Leistungsteile, Ventiltreiber, sonstigen elektronische Bauteile, etc.) zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des zugehörigen Ventilblocks und ggf. der zugeordneten Sensoren. Ventilblock und elektronische Steuervorrichtung sind vorteilhafterweise in bekannterweise als eine elektrohydraulische Einheit ausgeführt.
Die erste elektronische Steuervorrichtung steuert die erste Druckquelle 5 an. Beispielsgemäß wird die erste Druckquelle 5 über die erste elektronische Steuervorrichtung mit Energie (von einer ersten elektrischen Energiequelle) versorgt.
Die zweite elektronische Steuervorrichtung steuert die zweite Druckquelle 2 an. Beispielsgemäß wird die zweite Druckquelle 2 über die zweite elektronische Steuervorrichtung mit Energie (von einer zweiten elektrischen Energiequelle) versorgt.
Beispielsgemäß lässt sich bzw. wird die erste Druckquelle 5 ausschließlich durch die erste elektronische Steuervorrichtung und die zweite Druckquelle 2 ausschließlich durch die zweite elektronische Steuervorrichtung ansteuern bzw. angesteuert.
Die Bremsanlage weist eine primäre Druckquelle 5 und eine sekundäre Druckquelle 2 auf, die von jeweils von einer ECU elektrisch betrieben werden und einen Sauganschluss und einen Druckanschluss haben. In den Druckanschluss der Sekundärdruckquelle 2 kann auch im stromlosen Zustand keine Bremsflüssigkeit einströmen. Beispielsgemäß ist die primäre Druckquelle 5 ein Linearaktuator mit Nachsaug-Rückschlagventil 53 und die sekundäre Druckquelle 2 eine Kolbenpumpe. Bevorzugt kann die sekundäre Druckquelle 2 einen höheren Druck als die primäre Druckquelle 5 erzeugen.
Die Saugseiten der beiden Druckquellen 2, 5 sind mit einem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden, bevorzugt jeweils mit zumindest einer von zwei getrennten Kammern.
Die Druckseite der primären Druckquelle 5 ist über ein elektromagnetisches Ventil 26, auch Druckzuschaltventil oder Isolationsventil genannt, mit einem primären Kreisknoten verbunden.
Die Druckseite der sekundären Druckquelle 2 ist direkt (ohne Zwischen-schaltung eines Ventils) mit einem sekundären Kreisknoten verbunden. Die beiden Kreisknoten sind über ein elektromagnetisches Ventil 40, auch Kreisteilungsventil genannt, miteinander verbunden.
Im Normalbetrieb wird der Druck in den Radbremsen von der Primärdruckquelle 5 aufgebaut. Abgebaut wird der Druck in die Primärdruckquelle 5 durch zurückfahren deren Kolbens. Von den Einlass- und Auslassventilen wird der Druck bei Bedarf radindividuell moduliert. Gegebenenfalls wird das Isolationsventil 26 geschlossen, damit die Primärdruckquelle 5 zusätzliches Volumen nachsaugen kann.
Wenn ein besonders hoher Volumenstrom angefordert wird, arbeiten beide Druckquellen 5 und 2 gleichzeitig parallel. Wenn ein besonders hoher Druck angefordert wird, wird das Isolationsventil 26 geschlossen, und die Sekundärdruckquelle 2 erhöht den Druck über den Druck der Primärdruckquelle 5 hinaus. Außerhalb von Bremsungen kann der atmosphärische Druckausgleich über Trennventil 23 und Isolationsventil 26 permanent gewährleistet werden.
Bevorzugt wird das Isolationsventil 26 von der sekundären ECU angesteuert. Auf diese Ventilzuordnung bezieht sich die folgende Beschreibung des Betriebs im Fehlerfall.
Wenn das Primärsystem elektrisch ausfällt, insbesondere die primäre oder ihre Spannungsversorgung schließt die sekundäre ECU das Isolationsventil 26, um über die Sekundärdruckquelle 2 Druck aufzubauen. Abgebaut wird Druck über die Auslassventile 7. Bevorzugt werden die Ein- und Auslassventile von der sekundären ECU angesteuert, so dass der Druck radindividuell moduliert werden kann.
Wenn das Sekundärsystem elektrisch ausfällt, insbesondere die sekundäre ECU oder ihre Spannungsquelle, wird der Druck wie im Normalbetrieb über die primäre Druckquelle 5 auf- und abgebaut. Auf eine radindividuelle Druckregelung muss verzichtet werden, aber eine gemeinsame Modulation der Raddrücke bleibt möglich, um zu verhindern, dass das Fahrzeug durch blockierende Räder destabilisiert wird.
Ein elektrisch schaltbares Ventil 23 bildet eine weitere Verbindung an den Bremsflüsigkeitsbehälter 4, mit dem Ausgangsanschluss des Linearaktuators 5. Dieses Trennventil 23 ist stromlos offen ausgeführt, sodass im stromlosen Zustand die Radbremsen 8 mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 verbunden sind. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 5 weist beispielsgemäß keine Schnüffellöcher auf.
Die Steuereinrichtungen ECU1 und ECU2 sind dazu eingerichtet einen Druckaufbau mittels des Linearaktuators 5 und/oder der Kolbenpumpe 2 basierend auf Druckanforderungen umzusetzen. Diese können von automatischen Funktionen Assistenzprogramm und insbesondere vom Fahrer stammen, der den Fahrerbremswunsch über das Bremspedal weitergibt. Das Bremspedal ist in dieser Ausführungsform trocken ausgebildet und weist somit keine hydraulische Verbindung auch keine schaltbare hydraulische Verbindungsmöglichkeit auf. Der Fahrerwunsch wird als Bremspedalbetätigungsgröße an die Steuereinrichtungen übermittelt. Die Bremspedalbetätigungsgröße kann ein Bremspedalweg, eine Bremspedalkraft und/oder ähnliche Größen sein.
Sobald eine Druckanforderung vorliegt, wird das Trennventil 23 geschlossen, um die Druckseite des Linearaktuators 5 von dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4 zu trennen, um einen Bremsdruck aufbauen zu können. Nach Beendigung der Druckanforderung mit einem Druckabbau durch den Linearaktuator 5 wird das Trennventil 23 wieder geöffnet, um Druckfreiheit sicherzustellen.
Bei einer Leckage in der Bremsanlage wird das Kreistrennventil 40 geschlossen und das System dadurch in zwei unabhängige Bremskreise I und II aufgeteilt. Die Leckage kann dabei über verschiedene Monitore überwacht werden. Ein VolumeDeviationMonitor (VDM) ist eine Leckageüberwachung die anhand des Druck-Volumen-Verhältnis (PV-Verhältnis) eine hydraulische Leckage erkennen kann. Das Volumen wird dabei ermittelt durch sensierte Linearaktuator bzw. Pedalposition. Das erwartete PV-Verhalten kann anhand von Funktionen oder hinterlegen Kennlinien abgelegt werden. Auch ein niedriger Bremsflüssigkeitssensorstand (BFLS) im Behälter oder ein zu niedriger Druck führt zu einer Leckage Erkennung.
Bei geöffnetem Trennventil 23 besteht außerhalb von Druckregelungen eine direkte Verbindung zwischen den Radbremsen 8, um diese sicher druckfrei zu stellen. Dabei stellt sich in den Radbremse jedoch ein Druck größer als null ein, da der Höhenunterschied zwischen Radbremse 8 und Bremsflüssigkeitsbehälter 4 zum einen Flüssigkeitssäulendruck führt. Bei einem Höhenunterschied zwischen Bremsflüssigkeitsbehälter 4 und Sattel der radbremse 8 von etwa 0,5m ergibt sich ein Säulendruck von 0,05bar. Bei einer noch recht kleinen Leckage von 1 cm³/bar/s führt dies zu einem Volumenverlust von 3cm³ pro Minute bzw. 180cm³ pro Stunde. Damit der Linearaktuator 5 arbeitsfähig bleibt muss die Druckaufbauleitung zwischen den Baueinheiten immer wieder neu befüllt werden, um eine kurze Ansprechzeit für die Bremsung zu realisieren. Das Volumen eines typischen Bremsflüssigkeitsbehälter 4 von 70cm³ wäre in 23 Minuten leergetropft.
Erfindungsgemäß wird daher bei Vorliegen einer Leckage die dauerhafte Öffnung des Trennventils 23 außerhalb von Druckanforderungen unterdrückt, sondern das Trennventil 23 geschlossen gehalten, um somit den Bremsflüssigkeitsverlust zu minimieren.
Möglicherweise auftretende Restdrücke aufgrund von Erwärmung etc. werden über ein zyklisches Ventilöffnen abgebaut. Vorteilhafterweise wird das geschlossene Trennventil 23 nach Beendigung der Bremsung und damit der Druckanforderung für eine vorgegebene Zeitdauer, bevorzugt 0,5 Sekunden, geöffnet. Anschließen wird die Öffnung mit eine vorgegebenen Periode, insbesondere 1 Minute, wiederholt.
Die Ausführungsform der 2 entspricht in vielen Punkten der 1, weist jedoch zusätzlich ein hydraulisch ankoppelbares Bremspedal mit Hauptbremszylinder 1 auf, welches mit einer Simulatoreinheit 30 ausgestattet ist. Die Funktion des Trennventils 23 der Ausführungsform der 1 wird dabei durch das Hauptzylinderventil MCV übernommen, welches somit das erste hydraulische Ventil im Sinne der Erfindung bildet. Die strömungsoffene Verbindung zwischen Radbremse 8 und Bremsflüssigkeitsbehälter 4 wird dabei über den Hauptbremszylinder 1 und dessen Schnüffelloch gebildet.
Eine weitere Ausführungsform ist in 3 dargestellt, welche ein hydraulisches Bremssystem für eine einzelne Achse bildet. Die Funktion des Trennventils 23 der Ausführungsform der 1 wird dabei ebenfalls durch das Hauptzylinderventil MCV übernommen, welches somit das erste hydraulische Ventil im Sinne der Erfindung bildet. Die strömungsoffene Verbindung zwischen Radbremse 8 und Bremsflüssigkeitsbehälter 4 wird dabei ebenso über den Hauptbremszylinder und dessen Schnüffelloch gebildet.
Eine weitere Ausführungsform ist in 4 dargestellt, welche als sogenanntes Cornermodul ausgebildet ist. Die hydraulische Bremsanlage ist nur für eine einzelne Radbremse zuständig. Genau wie in 1 ist kein hydraulisch ankoppelbares Bremspedal mit Hauptbremszylinder vorgesehen. Eine Anbindung des Bremspedals erfolgt daher rein signaltechnisch. Entsprechend 1 liegt daher eine direkte strömungstechnische Anbindung zwischen Radbremse und Behälter über das Trennventil PDV vor, welches somit das erste hydraulische Ventil im Sinne der Erfindung bildet.
Durch die Erfindung wird somit die Bereitschaft der Bremsanlage auch bei einer Leckage über lange Zeit gewährleistet.

Claims

Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage aufweisend zumindest eine Radbremse (8) und eine Druckbereitstellungseinrichtung (5) zur hydraulischen Versorgung der zumindest einen Radbremse (8) mit einer unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit, ein erstes hydraulisches Ventil (23) zwischen der Radbremse (8) und einem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter (4), sowie eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung die Druckbereitstellungseinrichtung (5) zum Druckaufbau anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung weiter dazu eingerichtet ist in einem fehlerfreien Fall bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil (23) zu Schließen und außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung zu öffnen, um eine strömungsoffene Verbindung zwischen der zumindest einen Radbremse (8) und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter (4) herzustellen, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist bei einer erkannten Leckage das erste hydraulische Ventil (23) auch außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geschlossen zu halten.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hydraulische Ventil (23) zwischen einem, der zumindest einen Radbremse zugeordneten, Einlassventil (6) und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter (4) angeordnet ist.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist bei einer erkannten Leckage das der zumindest einen Radbremse (8) zugeordnete Einlassventil (4) zu schließen.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbereitstellungseinrichtung (5) als Linearaktuator ausgebildet ist.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hydraulische Ventil (23) direkt zwischen einem Druckausgang des Linearaktuators (5) und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter (4) angeordnet ist.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hydraulische Ventil (23) über einen bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, insbesondere über dessen Schnüffelloch, mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter (4) verbunden ist.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist nach Beendigung der Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil (23) zum Druckausgleich für eine vorgegebene Zeitspanne zu öffnen.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil (23) zum Druckausgleich zyklisch für eine vorgegebene Zeitspanne zu öffnen.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung ein Auslassventil (7) der zumindest einen Radbremse (8) zum Druckausgleich zyklisch für eine vorgegebene Zeitspanne zu öffnen.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Leckage mittels eines Bremsflüssigkeitsstands und/oder einer Volumenabweichungsüberwachung zu erkennen.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage in einem Kreistrennmodus zu betreiben, in dem durch Schließen eines Kreistrennventils (40) eine Zweikreisigkeit hergestellt wird, wobei in dem Kreistrennmodus das erste hydraulische Ventil (23) geschlossen gehalten wird.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich hydraulische Radbremsen (8) für eine einzige Achse vorgesehen sind, wobei eine zweite Achse mit elektromechanischen Bremsaktautoren ausgestattet ist.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine einzige Radbremse (8) vorgesehen ist.
Hydraulisches Kraftfahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Baueinheiten vorgesehen sind, wobei eine erste Baueinheit die Druckbereitstellungseinrichtung umfasst und eine zweite Baueinheit eine weitere Druckbereitstellungseinrichtung umfasst, und erste und zweite Baueinheit mit einer Druckaufbauleitung verbunden sind.
Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage aufweisend zumindest eine Radbremse (8) und eine Druckbereitstellungseinrichtung (5) zur hydraulischen Versorgung der zumindest einen Radbremse (8) mit einer unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit, ein erstes hydraulisches Ventil (23) zwischen der Radbremse (8) und einem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter (4), dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuereinrichtung in einem fehlerfreien Fall bei einer Druck- und/oder Bremsanforderung das erste hydraulische Ventil (23) geschlossen wird und außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geöffnet wird, um eine strömungsoffene Verbindung zwischen der zumindest einen Radbremse (8) und dem druckfreien Bremsflüssigkeitsbehälter (4) herzustellen, wobei bei einer erkannten Leckage das erste hydraulische Ventil (23) auch außerhalb einer Druck- und/oder Bremsanforderung geschlossen wird.