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WO2008040720A1 - Fahrzeug-bremsanlage mit notbremseinrichtung - Google Patents

Fahrzeug-bremsanlage mit notbremseinrichtung Download PDF

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Publication number
WO2008040720A1
WO2008040720A1 PCT/EP2007/060432 EP2007060432W WO2008040720A1 WO 2008040720 A1 WO2008040720 A1 WO 2008040720A1 EP 2007060432 W EP2007060432 W EP 2007060432W WO 2008040720 A1 WO2008040720 A1 WO 2008040720A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brake
emergency
vehicle
brake system
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/060432
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Fausten
Roland Galbas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2008040720A1 publication Critical patent/WO2008040720A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
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    • B60T8/4809—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems
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    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3255—Systems in which the braking action is dependent on brake pedal data
    • B60T8/3275—Systems with a braking assistant function, i.e. automatic full braking initiation in dependence of brake pedal velocity

Definitions

  • Vehicle brake system with emergency braking device
  • the present invention relates to a pressure-medium-actuated vehicle brake system with an emergency brake device.
  • Pressure-medium actuated vehicle brake systems are known from the prior art in different embodiments.
  • Such vehicle brake systems have a brake pedal actuated by the driver master cylinder, which is connected via pressure medium lines leading to wheel brakes of the vehicle.
  • a wheel slip control device is usually interposed between the main brake cylinder and the wheel brakes. This prevents targeted braking of the wheels that during a braking operation, an acceleration process or during normal driving on one of the wheels wheel slip occurs.
  • the background to this is that an occurrence of wheel slip generally involves a safety-critical driving state of the vehicle.
  • the pressurized medium actuated vehicle brake system according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it has a simple design and inexpensive to provide emergency braking device.
  • the emergency braking device according to the invention can provide a high pre-pressure within a very short time.
  • the emergency brake device according to the invention has a particularly good pressure build-up dynamics. This is inventively achieved in that the vehicle brake system comprises a safety device for detecting an unavoidable accident of the vehicle and the emergency brake device comprises a pressure fluid volume in the vehicle brake system, a piston member and a spring. The spring biases the piston element before. Further, a locking device is provided to lock the biased by the spring piston element.
  • the emergency brake device is activated by the locking device is unlocked, so that relaxes the preloaded spring while the piston element abruptly moves.
  • a pressure necessary for emergency braking is built up directly in the pressure medium volume in the vehicle brake system and is available for emergency braking. Since the emergency brake according to the invention is very simple and inexpensive, it can be used in vehicles, especially for example in cheaper vehicles. Furthermore, the emergency brake device according to the invention requires only a minimum space requirement.
  • the emergency brake device is designed to be reactivated.
  • the spring is easy to provide such that they again after an emergency stop can be biased.
  • the emergency brake device can be reactivated in a simple manner. Thus, after a successful emergency braking, it is not necessary to replace components of the emergency braking device.
  • the piston element of the emergency brake device is the main brake piston in the master brake cylinder of the vehicle brake system.
  • the locking device engages directly on the spring.
  • the main brake piston of the master cylinder in addition to its usual service brake function, also has the function of the piston element of the
  • the master brake piston is used as a piston element of the emergency brake device by unlocking the locked spring. Another advantage of the arrangement of the piston element of the emergency brake device in the master cylinder is that only one piston element is necessary for the entire vehicle brake system.
  • the piston element of the emergency brake device is guided on a piston rod of the master brake piston.
  • a vehicle brake system can also be constructed very compact.
  • the locking device is arranged on the piston element of the emergency brake device.
  • the piston element is guided on a piston rod of the master brake piston.
  • a particularly compact design can be realized.
  • the piston element is arranged in the master cylinder with respect to the master brake piston.
  • a piston element of particularly simple design can be used for the emergency braking device.
  • a piston element of the emergency brake device is arranged directly on a wheel brake of the vehicle.
  • This has the particular advantage that an inlet valve of the Wheel brake due to its throttling effect amplifies the pressure generation. Furthermore, there is hardly any feedback on the brake pedal.
  • piston elements are arranged on all wheels.
  • the emergency brake device comprises a plurality of pressure fluid volumes, which can each be used by means of a separate, biased piston element for pressure build-up.
  • the safety device preferably actuates the plurality of prestressed piston elements simultaneously.
  • the present invention is particularly preferably used in a safety device with a radar sensor assistant, which u. a. determined a distance to vehicles in front.
  • the pressure medium volume of the emergency brake device can be arranged at any point in the brake circuit. It is also possible to provide a plurality of pressure fluid volumes for the emergency brake device.
  • the present invention can be used in various pressure-medium-actuated vehicle brake systems, in particular in EHB systems, wherein use in brake systems without ESP (Electronic Stability System) is also possible.
  • EHB Electronic Stability System
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a vehicle brake system according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged sectional illustration of a master brake cylinder with an emergency brake device according to the first exemplary embodiment
  • Figure 3 is a schematic sectional view of a master cylinder with an emergency braking device according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a wheel brake with an emergency braking device according to a third embodiment of the invention.
  • a pressure-medium-actuated vehicle brake system 10 according to a first exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows the hydraulic circuit diagram of the vehicle brake system 10.
  • the vehicle brake system 10 comprises a master brake cylinder 12, which is connected via brake lines to wheel brakes 18a, 18b, 18c, 18d with the interposition of a so-called hydraulic unit 14.
  • the master cylinder 12 is operated by the driver via a pedal-operated brake booster 20 by muscle power and supplies two brake circuits 16 with pressure medium.
  • These brake circuits 16 are symmetrical in their construction, so that the following explanations only to one of
  • Brake circuits 16 was limited. Each brake circuit 16 branches within the hydraulic unit 14 in two brake circuit branches 16a and 16b, to each of which a wheel brake 18a and 18b is connected. In each brake circuit branch 16a, 16b there is a pressure build-up valve 22a, 22b, which is hydraulically connected upstream of the wheel brake 18a, 18b. As pressure build-up valve 22a, 22b is an electromagnetically actuated
  • One of the wheel brake 18a, 18b downstream pressure reduction valve 26a, 26b is arranged in a return line 28. It is an electronically controllable 2/2-way switching valve that is held by a return spring in its blocking position and can be switched by driving in its passage position.
  • the return line 28 leads to the suction connection of a pressure generator unit 30 consisting of three individual pumps. In this return line 28 there is a spring-loaded piston accumulator 32, which the pressure generator unit 30 at startup
  • the suction side of the pressure generator unit 30 is secured by a check valve 34, which prevents a return of pressure medium from the pressure generator unit 30 back into the wheel brakes 18a, 18b.
  • the high pressure side of the pressure generator unit 30 is connected via a hydraulic damping volume 36 and a downstream throttle 38 to the brake circuit 16 and that upstream of the pressure build-up valves 22a, 22b. Downstream of this junction are located a switching valve 40, which is similar to the pressure build-up valves 22a, 22b executed.
  • the electronic control of these housed in the hydraulic unit 14 components is performed by an electronic control unit 48, which for this purpose, inter alia, detected by sensors speed signals of the vehicle wheels and pressure signals from the driving vehicle brake system 10 further processed. As already explained, the proviso applies to avoid occurring wheel slip by braking the corresponding wheels.
  • the described vehicle brake system 10 knows various operating conditions.
  • the pressure medium connection from the master cylinder 12 to the wheel brakes 18a, 18b of a brake circuit 16 is interrupted by the control unit 18 actuated and accordingly a blocking position engaging switching valve 40.
  • the brake pressure is provided by the pressure generator unit 30, which sucks pressure medium from the reservoir 46 via the opened intake valve 44 for this purpose.
  • a modulation of the brake pressure is effected by electronic control of the pressure build-up valves 22a, 22b, the pressure reduction valves 26a, 26b and the drive of the pressure generator unit 30th
  • the vehicle further comprises a radar sensor unit, not shown, which can detect obstacles in front of the vehicle.
  • the radar sensor unit comprises a
  • the emergency brake device 51 comprises a piston element 52, a spring 53 and a locking device 54.
  • the piston element 52 is behind a main brake piston 12a on a piston rod 12b of the main brake piston
  • FIG. 2 thus shows the prestressed state of the emergency brake device 51.
  • the volume 55 of the master brake cylinder 12 serves as the pressure medium volume of the emergency brake device 51.
  • the locking device 54 is unlocked via the control unit 50.
  • the piston element 52 is pressed against the rear side of the main brake piston 12a by the expanding spring 53, whereby a rapid pressure build-up in the volume 55 of the master brake cylinder 12 takes place.
  • This pressure build-up thus ensures emergency braking of the vehicle in both circuits 16 in order to minimize any possible damage caused by the unavoidable accident.
  • other safeguards for the vehicle occupants such as For example, a belt tightening, a position of a seat in a possible collision favorable position, a preparation of an airbag deployment, etc., are made.
  • the emergency brake device 51 has a particularly compact design. Since the emergency brake device 51 performs a pressure build-up via the master brake piston 12 a, the brake pedal is guided in the actuation direction, so that the brake pedal works with the driver. Furthermore, an ABS controller of the emergency brake booster upstream. Although the built-up emergency brake pressure is somewhat reduced by a throttle effect of the intake valves of the vehicle brake system, but is completely sufficient for emergency braking. The fast pressure supply enables an excellent pressure build-up dynamics. Also, by re-biasing the spring 53, the emergency brake device 51 can be put back into its activated state after a successful emergency braking.
  • Figure 3 shows an emergency brake device 52 according to a second embodiment of the invention, wherein identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
  • the emergency brake device 51 is also in the master cylinder
  • the emergency brake device 51 operates against the master brake piston 12a actuated by the brake pedal.
  • the piston member 52 can be made simpler compared to the first embodiment, since no opening for the piston rod of the master brake piston 12a is necessary. Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiment, so that reference can be made to the description given there.
  • FIG. 4 shows an emergency brake device according to a third embodiment of the invention, wherein identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments.
  • the emergency brake device 51 of the third embodiment is disposed directly in a wheel brake 18a.
  • an additional volume 60 is provided in FIG. 4 .
  • a brake disk is designated by reference numeral 62 and a brake pad by reference numeral 63.
  • the emergency brake 51 integrated in the wheel brake is activated by unlocking the locking device 54 so that the piston element 52 by the prestressed spring 53 in the volume 60 allows immediate pressure build-up to the brake pad 63 to the brake disc 62 for a Emergency braking apply.
  • the emergency brake device 51 shown in FIG. 4 is preferably provided in each of the wheel brakes of the vehicle in order to obtain a sufficient and simultaneous emergency braking effect on all wheels.
  • the arrangement in the wheel brake also has the advantage that there is hardly any pedal feedback. Further, the throttle effect of the intake valve of the brake circuit supports the pressure build-up, so that a higher pressure on the wheel brake can be generated.
  • the ABS system of the emergency brake device 51 is also downstream. For safe braking at least a total of two emergency braking devices, one on a wheel brake should be provided.
  • the emergency brake device can be provided at any point in the brake circuit.
  • a separate volume for the emergency braking device, which communicates with the brake circuit may be provided.
  • the present invention thus provides a simple emergency brake device 51 which can inexpensively perform safe emergency braking. As a result, the safety during vehicle operation is significantly increased.
  • a plurality of individual emergency braking devices can be provided in the vehicle brake system to allow an even higher pressure build-up.
  • a combination of the emergency burners shown in Figures 2, 3 and 4 could be made possible.
  • the emergency brake device can be arranged in the hydraulic circuit behind the intake valves, so that the throttle effect of the intake valve supports the pressure build-up and there is hardly any feedback to the brake pedal.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigbare Fahrzeug-Bremsanlage mit einem Hauptbremszylinder (12) zur Betätigung der Fahrzeug-Bremsanlage durch den Fahrer, wenigstens einer Radbremse (18a-18d), welche hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder (12) verbunden ist, einer Sicherheitseinrichtung zur Erkennung eines unvermeidbaren Unfalls des Fahrzeugs, und einer Notbremseinrichtung (51), wobei die Notbremseinrichtung (51) ein Druckmittelvolumen (55; 60) in der Fahrzeug-Bremsanlage, ein Kolbenelement (52) und eine Feder (53) umfasst, wobei das Kolbenelement (52) mit dem Druckmittelvolumen (55; 60) in Verbindung steht und die Feder (53) vorgespannt ist, um das Kolbenelement (52) vorzuspannen, wobei die Notbremseinrichtung (51) mittels einer Verriegelungseinrichtung (54) verriegelt ist, und wobei die Sicherheitseinrichtung die Verriegelungseinrichtung (54) entriegelt, wenn ein Umfall unvermeidbar ist, um eine Notbremsung des Fahrzeugs durch eine schlagartige Druckerhöhung in der Fahrzeug-Bremsanlage einzuleiten.

Description

Beschreibung
Titel
Fahrzeug- Bremsanlage mit Notbremseinrichtung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Fahrzeug-Bremsanlage mit einer Notbremseinrichtung.
Druckmittelbetätigbare Fahrzeug-Bremsanlagen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Derartige Fahrzeug-Bremsanlagen weisen einen über ein Bremspedal vom Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder auf, der über Druckmittel führende Leitungen an Radbremsen des Fahrzeugs angeschlossen ist. Bei modernen Fahrzeug-Bremsanlagen ist üblicherweise zwischen dem Haupt- bremszylinder und den Radbremsen eine Radschlupfregeleinrichtung zwischengeschaltet. Diese verhindert durch gezieltes Abbremsen der Räder, dass bei einem Bremsvorgang, einem Beschleunigungsvorgang oder während des normalen Fahrbetriebs an einem der Räder ein Radschlupf auftritt. Hintergrund dabei ist, dass mit einem Auftreten von Radschlupf in der Regel ein sicherheitskritischer Fahrzustand des Fahr- zeugs verbunden ist.
Ferner wurden in jüngster Zeit vorausschauende Fahrerassistenzsysteme vorgeschlagen, welche beispielsweise mit automatischen Abstandsregeleinrichtungen verbunden sind. Bei Erkennen einer kritischen Verkehrssituation werden vorbeugende Maßnah- men für einen Unfall vorgenommen, wie beispielsweise das Anlegen der Bremsbeläge an die Bremsscheiben, das Straffen von Sitzgurten usw. Auch sind Bremsassistenzsysteme bekannt, welche bei Erkennung eines unvermeidbaren Unfalls eine Notbremsung des Fahrzeugs einleiten. Hierzu ist eine Notbremseinrichtung vorgesehen. Der für die Notbremsung notwendige Druck im Hydraulikkreis wird dabei beispielsweise über die Ansteuerung einer in der Bremsanlage vorhandenen Pumpe, z.B. eines elektronischen Stabilitätssystems (ESP) oder Druck aus einem vorhandenen Druckspeicher be- reitgestellt. Die Druckbereitstellung durch die Ansteuerung einer Pumpe hat dabei den Nachteil einer nur begrenzten Druckaufbaudynamik. Systeme mit einem Druckspeicher haben den Nachteil, dass sie neben einem notwendigen Bauraum sehr teuer und technisch anspruchsvoll sind. Es wäre jedoch wünschenswert, wenn derartige Notbrems- einrichtungen auch beispielsweise in kostengünstigeren Fahrzeugen möglich wären.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße druckmittelbetätigbare Fahrzeug-Bremsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie eine einfach aufgebaute und kostengünstig bereitstellbare Notbremseinrichtung aufweist. Die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung kann dabei innerhalb kürzester Zeit einen hohen Vordruck bereitstellen. Die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung weist dabei eine besonders gute Druckaufbaudynamik auf. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Fahrzeug-Bremsanlage eine Sicherheitseinrichtung zum Erkennen eines unvermeidbaren Unfalls des Fahrzeugs aufweist und die Notbremseinrichtung ein Druckmittelvolumen in der Fahrzeug-Bremsanlage, ein Kolbenelement und eine Feder umfasst. Die Feder spannt das Kolbenelement dabei vor. Ferner ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, um das mittels der Feder vorgespannte Kolbenelement zu verriegeln. Wenn nun die Sicherheitseinrichtung erkennt, dass ein unvermeidbarer Unfall droht, wird die Notbremseinrichtung aktiviert, indem die Verriegelungseinrichtung entriegelt wird, so dass sich die vorgespannte Feder entspannt und dabei das Kolbenelement schlagartig bewegt. Hierdurch wird in dem Druckmittelvolu- men in der Fahrzeug-Bremsanlage ein für die Notbremsung notwendiger Druck unmittelbar aufgebaut und steht für die Notbremsung zur Verfügung. Da die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung sehr einfach und kostengünstig aufgebaut ist, kann sie in Fahrzeugen eingesetzt werden, insbesondere beispielsweise in preisgünstigeren Fahrzeugen. Ferner benötigt die erfindungsgemäße Notbrems- einrichtung nur einen minimalen Platzbedarf.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise ist die Notbremseinrichtung reaktivierbar ausgebildet. Hierzu ist die Feder einfach derart vorzusehen, dass sie nach einer Notbremsung wieder vorgespannt werden kann. Dadurch kann die Notbremseinrichtung auf einfache Weise wieder aktiviert werden. Somit muss nach einer erfolgten Notbremsung nicht ein Austausch von Bauteilen der Notbremseinrichtung durchgeführt werden.
Vorzugsweise ist das Kolbenelement der Notbremseinrichtung der Hauptbremskolben im Hauptbremszylinder der Fahrzeug-Bremsanlage. Die Verriegelungseinrichtung greift dabei unmittelbar an der Feder an. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau realisiert werden und die Teileanzahl reduziert werden. Der Hauptbremskolben des Hauptbremszylinders weist dabei neben seiner übli- chen Betriebsbremsfunktion auch noch die Funktion des Kolbenelements der
Notbremseinrichtung auf. Der Hauptbremskolben wird dabei als Kolbenelement der Notbremseinrichtung durch Entriegeln der verriegelten Feder eingesetzt. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Kolbenelements der Notbremseinrichtung im Hauptbremszylinder liegt darin, dass für die gesamte Fahrzeug-Bremsanlage nur ein Kolbenelement notwendig ist.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Kolbenelement der Notbremseinrichtung auf einer Kolbenstange des Hauptbremskolbens geführt. Eine derartige Fahrzeug-Bremsanlage kann ebenfalls sehr kompakt aufgebaut sein. Weiter bevorzugt ist die Verriegelungseinrichtung dabei am Kolbenelement der Notbremseinrichtung angeordnet.
Vorzugsweise ist das Kolbenelement an einer Kolbenstange des Hauptbremskolbens geführt. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau realisiert wer- den.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Kolbenelement im Hauptbremszylinder gegenüber dem Hauptbremskolben angeordnet. Hierdurch kann ein besonders einfach aufgebautes Kolbenelement für die Not- bremseinrichtung verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Kolbenelement der Notbremseinrichtung unmittelbar an einer Radbremse des Fahrzeugs angeordnet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein Einlassventil der Radbremse aufgrund seiner Drosselwirkung die Druckerzeugung verstärkt. Ferner ergibt sich kaum eine Rückkopplung am Bremspedal. Für eine optimale Notbremsung sind hierbei an allen Rädern Kolbenelemente angeordnet.
Vorzugsweise umfasst die Notbremseinrichtung eine Vielzahl von Druckmittelvolumen, welche jeweils mittels eines separaten, vorgespannten Kolbenelements für einen Druckaufbau verwendet werden können. Dadurch kann im Falle einer Notbremsung ein sehr großer Druck in der Fahrzeug-Bremsanlage aufgebaut werden. Die Sicherheitseinrichtung betätigt dabei die Vielzahl von vorgespannten Kolbenelementen vorzugsweise gleichzeitig.
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bevorzugt bei einer Sicherheitseinrichtung mit einem Radarsensorassistenten verwendet, welcher u. a. einen Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen bestimmt.
Erfindungsgemäß kann somit das Druckmittelvolumen der Notbremseinrichtung an einer beliebigen Stelle im Bremskreislauf angeordnet werden. Auch ist es möglich, mehrere Druckmittelvolumina für die Notbremseinrichtung vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung kann in unterschiedlichen druckmittelbetätigten Fahrzeug-Bremsanlagen verwendet werden, insbesondere in EHB-Systemen, wobei auch eine Verwendung in Bremsanlagen ohne ESP (Elektronisches Stabilitätssystem) möglich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeug-Bremsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Hauptbremszylinders mit einer Notbremseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Hauptbremszylinders mit einer Notbremseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Radbremse mit einer Notbremseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 eine druckmittelbetätig- bare Fahrzeug-Bremsanlage 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Figur 1 zeigt hierbei den Hydraulikschaltplan der Fahrzeug-Bremsanlage 10. Die Fahr- zeug-Bremsanlage 10 umfasst einen Hauptbremszylinder 12, welcher unter Zwischenschaltung eines sogenannten Hydraulikaggregats 14 über Bremsleitungen mit Radbremsen 18a, 18b, 18c, 18d verbunden ist. Der Hauptbremszylinder 12 ist vom Fahrer über einen pedalbetätigbaren Bremskraftverstärker 20 durch Muskelkraft betätigbar und versorgt zwei Bremskreise 16 mit Druckmittel. Diese Bremskreise 16 sind in ihrem Aufbau symmetrisch, so dass die nachfolgende Erläuterungen nur auf einen der
Bremskreise 16 beschränkt wurde. Jeder Bremskreis 16 verzweigt sich innerhalb des Hydraulikaggregats 14 in zwei Bremskreiszweige 16a und 16b, an welche jeweils eine Radbremse 18a und 18b angeschlossen ist. In jedem Bremskreiszweig 16a, 16b befindet sich ein Druckaufbauventil 22a, 22b, das der Radbremse 18a, 18b hydraulisch vor- geschaltet ist. Als Druckaufbauventil 22a, 22b dient ein elektromagnetisch betätigbares
2/2- Wege- Proportionalventil, dass von einer Rückstellfeder in einer normal offenen Grundstellung gehalten ist. Durch elektronische Ansteuerung wird das Druckaufbauventil 22a, 22b in Richtung seiner Sperrstellung betätigt. Jedem Druckaufbauventil 22a, 22b ist ein Rückschlagventil 24a, 24b parallel geschaltet, welches in Richtung vom Hauptbremszylinder 12 zu einer Radbremse 18a, 18b sperrt bzw. in Gegenrichtung öffnet, um einen schnellen Druckabbau in der Radbremse 18a, 18b zu ermöglichen.
Ein der Radbremse 18a, 18b nachgeordnetes Druckabsenkventil 26a, 26b ist in einer Rücklaufleitung 28 angeordnet. Dabei handelt es sich um ein elektronisch ansteuerbares 2/2-Wege-Schaltventil, dass von einer Rückstellfeder in seiner Sperrstellung gehalten ist und durch Ansteuerung in seine Durchlassstellung umschaltbar ist. Die Rücklaufleitung 28 führt zum Sauganschluss einer aus drei Einzelpumpen bestehenden Druckerzeugereinheit 30. In dieser Rücklaufleitung 28 befindet sich ein federbeauf- schlagter Kolbenspeicher 32, welcher der Druckerzeugereinheit 30 beim Anlaufen
Druckmittel zur Verfügung stellt. Die Saugseite der Druckerzeugereinheit 30 ist durch ein Rückschlagventil 34 abgesichert, welches einen Rücklauf von Druckmittel aus der Druckerzeugereinheit 30 zurück in die Radbremsen 18a, 18b verhindert. Die Hochdruckseite der Druckerzeugereinheit 30 ist über ein hydraulisches Dämpfungsvolumen 36 und eine nachgeordnete Drossel 38 an den Bremskreis 16 angeschlossen und zwar stromaufwärts der Druckaufbauventile 22a, 22b. Stromabwärts dieser Anschlussstelle befindet sind ein Umschaltventil 40, das gleichartig wie die Druckaufbauventile 22a, 22b ausgeführt ist. Bei störungsfreiem Betrieb der Fahrzeug-Bremsanlage bewirkt eine elektronische Ansteuerung dieses Umschaltventils 40, dass eine Druckmittelverbin- düng vom Hauptbremszylinder 12 zur Radbremse 18a, 18b unterbrochen ist, so dass ein Bremsdruck allein durch die erwähnte Druckerzeugereinheit 30 aufbaubar ist. Schließlich ist pro Bremskreis 16 noch eine Ansaugleitung 42 vorhanden, welche den Hauptbremszylinder 12 direkt mit der Saugseite der Druckerzeugereinheit 30 verbindet. Die Ansaugleitung 42 wird durch ein Ansaugventil 44 gesteuert, welches als normal geschlossenes, elektromagnetisch ansteuerbares 2/2-Wege-Umschaltventil ausgebildet ist. Im störungsfreien Betrieb der Fahrzeugbremsanlage saugt die Druckerzeugereinheit 30 aufgrund des dann in seiner Durchlassstellung befindlichen Ansaugventils 44 Druckmittel aus einem mit dem Hauptbremszylinder 12 gekoppelten Vorratsbehälter 46 mittelbar an. Alternativ kann die Druckerzeugereinrichtung auch anstatt drei Einzel- pumpen nur eine Pumpe umfassen.
Die elektronische Ansteuerung dieser im Hydraulikaggregat 14 untergebrachten Komponenten erfolgt durch ein elektronisches Steuergerät 48, welches hierzu u. a. von Sensoren erfasste Drehzahlsignale der Fahrzeugräder und Drucksignale aus der Fahr- zeug-Bremsanlage 10 weiterverarbeitet. Wie bereits erläutert, gilt dabei die Maßgabe, auftretenden Radschlupf durch Abbremsen der entsprechenden Räder zu vermeiden.
Die beschriebene Fahrzeug-Bremsanlage 10 kennt verschiedene Betriebszustände. In einem Betriebszustand ist die Druckmittelverbindung vom Hauptbremszylinder 12 zu den Radbremsen 18a, 18b eines Bremskreises 16 durch das vom Steuergerät 18 angesteuerte und dementsprechend eine Sperrstellung einnehmende Umschaltventil 40 unterbrochen. Der Bremsdruck wird von der Druckerzeugereinheit 30 bereitgestellt, welche hierzu über das geöffnete Ansaugventil 44 Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 46 ansaugt. Eine Modulation des Bremsdrucks erfolgt durch elektronische Ansteuerung der Druckaufbauventile 22a, 22b, der Druckabsenkventile 26a, 26b sowie die Antriebs der Druckerzeugereinheit 30.
Das Fahrzeug umfasst ferner eine nicht dargestellte Radarsensoreinheit, welche Hin- dernisse vor dem Fahrzeug erfassen kann. Die Radarsensoreinheit umfasst dabei ein
Radarelement 49 und eine Steuerungseinheit 50, welche mit einer Notbremseinrichtung 51 verbunden ist. Die Notbremseinrichtung 51 ist im Detail in Figur 2 gezeigt. Die Notbremseinrichtung 51 umfasst ein Kolbenelement 52, eine Feder 53 und eine Verriegelungseinrichtung 54. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist das Kolbenelement 52 hin- ter einem Hauptbremskolben 12a auf einer Kolbenstange 12b des Hauptbremskolbens
12a geführt. Die Feder 53 befindet sich im vorgespannten Zustand und die Verriegelungseinrichtung 54 verriegelt das Kolbenelement 52 der Notbremseinrichtung. Figur 2 zeigt somit den vorgespannten Zustand der Notbremseinrichtung 51. Als Druckmittelvolumen der Notbremseinrichtung 51 dient dabei das Volumen 55 des Hauptbremszy- linders 12.
Wenn ein unvermeidbarer Unfall durch die Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs erkannt wird, wird über die Steuerungseinheit 50 die Verriegelungseinrichtung 54 entriegelt. Dadurch wird das Kolbenelement 52 gegen die Rückseite des Hauptbremskol- bens 12a durch die expandierende Feder 53 gedrückt, wodurch ein rascher Druckaufbau im Volumen 55 des Hauptbremszylinders 12 erfolgt. Dieser Druckaufbau sorgt somit für eine Notbremsung des Fahrzeugs in beiden Kreisläufen 16, um einen möglichen Schaden durch den unvermeidbaren Unfall möglichst zu minimieren. Gleichzeitig können auch noch weitere Sicherungsmaßnahmen für die Fahrzeuginsassen, wie bei- spielsweise eine Gurtstraffung, eine Stellung eines Sitzes in eine möglichst kollisionsgünstige Position, eine Vorbereitung einer Airbagauslösung usw., vorgenommen werden.
Die erfindungsgemäße Notbremseinrichtung 51 weist dabei einen besonders kompakten Aufbau auf. Da die Notbremseinrichtung 51 einen Druckaufbau über den Hauptbremskolben 12a durchführt, wird das Bremspedal in Betätigungsrichtung geführt, so dass das Bremspedal mit dem Fahrer arbeitet. Ferner ist ein ABS- Regler der Notbremsverstärkung vorgelagert. Der aufgebaute Notbremsdruck wird zwar etwas durch eine Drosselwirkung der Einlassventile der Fahrzeug-Bremsanlage reduziert, ist jedoch für eine Notbremsung völlig ausreichend. Dabei ermöglicht die schnelle Druckbereitstellung eine vorzügliche Druckaufbaudynamik. Auch kann durch ein Wiedervorspannen der Feder 53 die Notbremseinrichtung 51 nach einer erfolgten Notbremsung wieder in ihren aktivierten Zustand versetzt werden.
Figur 3 zeigt eine Notbremseinrichtung 52 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche bzw. funktionalgleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist die Notbremseinrichtung 51 ebenfalls im Hauptbremszylinder
12 angeordnet, jedoch auf der dem Hauptbremskolben 12a entgegengesetzten Seite. Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel arbeitet dabei die Notbremseinrichtung 51 gegen den durch das Bremspedal betätigten Hauptbremskolben 12a. Allerdings kann das Kolbenelement 52 im Vergleich zum ersten Ausführungsbei- spiel einfacher ausgebildet werden, da keine Öffnung für die Kolbenstange des Hauptbremskolbens 12a notwendig ist. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
Es sei angemerkt, dass die Notbremseinrichtungen 51 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels den großen Vorteil aufweisen, dass für die gesamte Fahrzeug- Bremsanlage nur eine Notbremseinrichtung 51 notwendig ist. Hierdurch kann einerseits Bauraum eingespart werden und andererseits kann die Notbremseinrichtung 51 sehr kostengünstig bereitgestellt werden. Figur 4 zeigt eine Notbremseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind.
Wie in Figur 4 gezeigt, ist die Notbremseinrichtung 51 des dritten Ausführungsbeispiels unmittelbar in einer Radbremse 18a angeordnet. In der Radbremse 18a ist hierbei ein zusätzliches Volumen 60 vorgesehen. In Figur 4 ist eine Bremsscheibe mit dem Bezugszeichen 62 und ein Bremsbelag mit dem Bezugszeichen 63 bezeichnet. Im Falle einer unvermeidbaren Kollision wird die in der Radbremse integrierte Notbremseinrichtung 51 aktiviert, indem die Verriegelungseinrichtung 54 entriegelt wird, so dass das Kolbenelement 52 durch die vorgespannte Feder 53 im Volumen 60 einen sofortigen Druckaufbau ermöglicht, um den Bremsbelag 63 an die Bremsscheibe 62 für eine Notbremsung anzulegen. Es sei angemerkt, dass die in Figur 4 gezeigte Notbremseinrich- tung 51 hierbei vorzugsweise in jeder der Radbremsen des Fahrzeugs vorgesehen ist, um eine ausreichende und gleichzeitige Notbremswirkung an allen Rädern zu erhalten. Die Anordnung in der Radbremse hat ferner den Vorteil, dass kaum ein Pedal- Feedback vorhanden ist. Ferner unterstützt die Drosselwirkung des Einlassventils des Bremskreises den Druckaufbau, so dass ein höherer Druck an der Radbremse erzeugt werden kann. Auch ist das ABS-System der Notbremseinrichtung 51 nachgelagert. Zur sicheren Abbremsung sollten mindestens insgesamt zwei Notbremseinrichtungen, je eine an einer Radbremse, vorgesehen sein.
Es sei angemerkt, dass grundsätzlich die Notbremseinrichtung an einer beliebigen Stelle im Bremskreislauf vorgesehen sein kann. Gegebenenfalls kann auch ein separates Volumen für die Notbremseinrichtung, welches mit dem Bremskreislauf in Verbindung steht, vorgesehen sein. Hierdurch vergrößern sich jedoch der notwendige Bauraum und auch die Herstellungskosten.
Die vorliegende Erfindung stellt somit eine einfache Notbremseinrichtung 51 bereit, welche kostengünstig eine sichere Notbremsung ausführen kann. Hierdurch wird die Sicherheit während des Fahrzeugbetriebes deutlich erhöht. Selbstverständlich können in der Fahrzeug-Bremsanlage eine Vielzahl von einzelnen Notbremseinrichtungen vorgesehen werden, um einen noch höheren Druckaufbau zu ermöglichen. Beispielsweise könnte eine Kombination der in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigten Notbrennseinrichtungen ermöglicht werden.
Insbesondere kann die Notbremseinrichtung im Hydraulikkreislauf hinter den Einlassventilen angeordnet werden, so dass die Drosselwirkung des Einlassventils den Druckaufbau unterstützt und kaum eine Rückkopplung an das Bremspedal erfolgt.

Claims

Ansprüche
1. Druckmittelbetätigbare Fahrzeug- Bremsanlage mit einem Hauptbremszylinder (12) zur Betätigung der Fahrzeug-Bremsanlage durch den Fahrer, wenigstens einer Radbremse (18a-18d), welche hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder (12) verbunden ist, einer Sicherheitseinrichtung zur Erkennung eines unvermeidbaren
Unfalls des Fahrzeugs, und einer Notbremseinrichtung (51), wobei die Notbremseinrichtung (51) ein Druckmittelvolumen (55; 60) in der Fahrzeug- Bremsanlage, ein Kolbenelement (52) und eine Feder (53) umfasst, wobei das Kolbenelement (52) mit dem Druckmittelvolumen (55; 60) in Verbindung steht und die Feder (53) vorgespannt ist, um das Kolbenelement (52) vorzuspannen, wobei die Notbremseinrichtung (51) mittels einer Verriegelungseinrichtung (54) verriegelt ist, und wobei die Sicherheitseinrichtung die Verriegelungseinrichtung (54) entriegelt, wenn ein Umfall unvermeidbar ist, um eine Notbremsung des Fahrzeugs durch eine schlagartige Druckerhöhung in der Fahrzeug-Bremsanlage einzuleiten.
2. Fahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremseinrichtung (51) durch Vorspannen der Feder und Verriegeln der Verriegelungseinrichtung (54) reaktivierbar ist.
3. Fahrzeug-Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement der Notbremseinrichtung (51) ein Hauptbremskolben (12a) des Hauptbremszylinders (12) ist und die Verriegelungseinrichtung (54) unmittelbar an der Feder (53) verriegelt.
4. Fahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein separates Kolbenelement (52), welches im Hauptbremszylinder (12) zusätzlich zum Hauptbremskolben (12a) angeordnet ist.
5. Fahrzeug- Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (54) der Notbremseinrichtung (51) an dem Kolbenelement (52) der Notbremseinrichtung angeordnet ist.
6. Fahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (52) auf einer Kolbenstange (12b) des Hauptbremskolbens (12a) geführt ist.
7. Fahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (52) im Hauptbremszylinder (12) gegenüber dem Hauptbremskolben (12a) angeordnet ist.
8. Fahrzeug-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremseinrichtung (51) unmittelbar an einer Radbremse (18a-18d) ange- ordnet ist.
9. Fahrzeug-Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremseinrichtung (51) eine Vielzahl von Druckmittelvolumen aufweist, welche jeweils mittels eines separaten, vorgespannten KoI- benelements unter Druck setzbar sind.
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