Die
Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem eines Transportmittels
mit einer Rückwirkungseinrichtung
zur Erzeugung einer Rückwirkungskraft auf
ein Betätigungselement
bei dessen Auslenkung aus einer Ausgangsstellung, mit einem durch
Auslenkung des Betätigungselements
verlagerbaren Betätigungskolben,
der auf ein Hydraulikfluid in einer Druckkammer einwirkt, wobei
die Druckkammer durch eine gegen die Kraft eines ersten elastischen Elementes
nachgebende Betätigungsfläche begrenzt ist
und mit einem hydraulischen Umschaltventil zum Verbinden der Druckkammer
mit einer Ausgleichskammer, welche zur Änderung ihres Volumens ein gegen
die Kraft eines zweiten elastischen Elements bewegliches Element
aufweist, sowie mit einem Drucksensor, der den Hydraulikdruck in
der Druckkammer erfasst und mit einer Steuereinheit, die mit dem
Drucksensor und mit einem Sensor zur Erfassung der Auslenkung des
Betätigungselementes
verbunden ist.The
The invention relates to a braking system of a means of transport
with a feedback device
for generating a reaction force
an actuator
in its deflection from a starting position, with a through
Deflection of the actuating element
displaceable actuating piston,
acting on a hydraulic fluid in a pressure chamber, wherein
the pressure chamber by a against the force of a first elastic element
compliant actuating surface is limited
and a hydraulic switching valve for connecting the pressure chamber
with a compensation chamber, which to change its volume against
the force of a second elastic element movable element
has, as well as with a pressure sensor, the hydraulic pressure in
the pressure chamber is detected and connected to a control unit with the
Pressure sensor and with a sensor for detecting the deflection of the
actuating element
connected is.
Bremssysteme
nicht konventioneller Art mit gesonderten Rückwirkungseinrichtungen sind
grundsätzlich
aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So ist aus der DE 19s36 689 eine elektromechanische
Bremsanlage bekannt, bei der ein Bremspedal nicht direkt hydraulisch
mit der Bremse verbunden ist, sondern mittels eines sensorischen
Abgriffs, das heißt
mit Hilfe einer im wesentlichen kraftfreien Messung, so dass die
direkte hydraulische Rückwirkung der
Bremse auf das Bremspedal nicht gegeben ist. Zu diesem Zweck beschreibt
die DE 19 836 689 eine Rückstelleinrichtung,
die mittels zweier sich gegenseitig abstoßender Magnete in einer Mechanik
eine Rückstellkraft
simuliert.Braking systems of a non-conventional type with separate reaction devices are already known in principle from the prior art. So is out of the DE 19s36 689 an electromechanical brake system is known in which a brake pedal is not directly connected hydraulically to the brake, but by means of a sensory tap, that is, by means of a substantially force-free measurement, so that the direct hydraulic reaction of the brake on the brake pedal is not given. To this end, describes the DE 19 836 689 a restoring device which simulates a restoring force by means of two mutually repelling magnets in a mechanism.
Aus
der DE 20 2004
003 724 U1 ist ein sogenannter Bremspedalsimulator bekannt,
mit einer Feder, die durch ihre Formgebung eine progressive Rückstellkraft
für ein
Betätigungspedal
erzeugt.From the DE 20 2004 003 724 U1 is a so-called brake pedal simulator known, with a spring that generates a progressive restoring force for an actuating pedal by their shape.
Aus
der DE 19 902 444
C2 ist eine Rückwirkungseinrichtung
mit einer Kolben/Zylinder-Anordnung in einem elektrohydraulischen
Bremssystem bekannt, wobei die Kolben/Zylinder-Anordnung über eine
hydraulische Leitung mit dem Bremsdruckgeber, beispielsweise einem
Hauptbremszylinder verbunden ist. Bei fehlerfreiem Betrieb des Bremssystems wird
die Stellung des Bremspedals sensorisch erfasst und ein der Stellung
entsprechender Bremsdruck mit Hilfe einer Hydraulikeinheit in den
Radbremseinrichtungen eingestellt. Das im Hauptbremszylinder vorhandene
Hydraulikmedium wird über
die hydraulische Leitung in eine Druckkammer verschoben und gibt
dort einen Betätigungsdruck
auf eine die Betätigungsfläche bildende
Kolbenfläche
aus. Der Kolben ist über
eine Feder mit einer Vorspannkraft beaufschlagt, die dem Betätigungsdruck
entgegenwirkt. Der durch den Kolben in der Rückwirkungseinrichtung von der
Druckkammer fluidisch getrennte weitere Fluidraum ist über eine
Hydraulikleitung mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter des
Bremssystems verbunden. Eine weitere hydraulische Leitung verbindet
diesen Fluidraum der Rückwirkungseinrichtung
mit der zur Bremsdruckerzeugung dienenden Hydraulikeinheit.From the DE 19 902 444 C2 a reaction device with a piston / cylinder arrangement in an electro-hydraulic brake system is known, wherein the piston / cylinder arrangement is connected via a hydraulic line to the brake pressure transducer, for example a master cylinder. In fault-free operation of the brake system, the position of the brake pedal is detected by sensors and adjusted to the position corresponding brake pressure by means of a hydraulic unit in the Radbremseinrichtungen. The existing in the master cylinder hydraulic fluid is displaced via the hydraulic line into a pressure chamber and there outputs an actuating pressure to a the actuating surface forming piston surface. The piston is acted upon by a spring with a biasing force, which counteracts the actuation pressure. The further fluid space fluidically separated from the pressure chamber by the piston in the reaction device is connected to the brake fluid reservoir of the brake system via a hydraulic line. Another hydraulic line connects this fluid space of the reaction device with the hydraulic unit for generating brake pressure.
Aus
der DE 10 2005
052 310 A1 ist ein Bremssystem bekannt mit einem Bremskraftverstärker, der
sowohl mittels eines Bremspedals über eine Betätigungstange
als auch mittels einer elekt ronischen Steuereinheit betätigbar ist,
wobei Mittel zur Entkopplung einer kraftübertragenden Verbindung zwischen
dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker in der Betriebsart "brake by wire" vorgesehen sind,
mit Mitteln zum Erfassen eines Fahrerverzögerungswunsches sowie einem
mit dem Bremspedal zusammenwirkenden Pedalwegsimulator zur Erzeugung
einer Rückwirkungskraft
sowie mit einer Zu- beziehungsweise Abschalteinrichtung des Pedalwegsimulators,
die eine Kolben/Zylinder-Anordnung
aufweist, deren Kolben in kraftübertragender
Verbindung mit dem Bremspedal steht und deren Druckraum mit einem
Druckmittelaufnahmeraum über
eine hydraulische Verbindung verbindbar ist, die mittels eines Absperrventils
absperrbar und freigebbar ist.From the DE 10 2005 052 310 A1 a brake system is known with a brake booster which is actuated both by means of a brake pedal via an actuating rod and by means of a elec tronic control unit, means for decoupling a force-transmitting connection between the brake pedal and the brake booster in the operating mode "brake by wire" are provided with means for detecting a driver deceleration request as well as a pedal travel simulator interacting with the brake pedal for generating a reaction force and with a connection or disconnection device of the pedal travel simulator having a piston / cylinder arrangement whose piston is in force-transmitting connection with the brake pedal and the pressure chamber with a Pressure fluid receiving space via a hydraulic connection can be connected, which can be shut off and released by means of a shut-off valve.
Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine derartige abschaltbare Rückwirkungs- einrichtung verbessert auf
Funktionsfehler überwachen
zu können.In front
In this background, the present invention has the object
on, such a disconnectable feedback device improved
Monitor malfunctions
to be able to.
Diese
Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb des
Bremssystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst.These
The object is achieved by the braking system according to the invention with the features
of claim 1 and by a method for operating the
Brake system solved with the features of claim 16.
Dadurch
dass eine Funktionskontrolleinheit vorgesehen ist, in der der in
der Druckkammer erfasste Druck zu der erfassten Auslenkung des Betätigungselements
in Beziehung gesetzt wird, kann einerseits laufend während des
Betriebs des Bremssystems, jedoch auch alternativ oder zusätzlich vor der
Inbetriebnahme eines Transportmittels, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges,
die Rückwirkungseinrichtung
auf ihre ordnungsgemäße Funktion überprüft werden.Thereby
that a function control unit is provided, in which the in
the pressure chamber detected pressure to the detected deflection of the actuating element
can be correlated on the one hand continuously during the
Operating the braking system, but also alternatively or additionally before
Commissioning a means of transport, for example a motor vehicle,
the feedback device
be checked for their proper functioning.
Von
dem Funktionieren der Rückwirkungseinrichtung
kann abhängen,
in welcher Betriebsart das Bremssystem sinnvollerweise betrieben
werden muß.From
the functioning of the feedback device
can hang,
in which mode of operation the brake system operated reasonably
must become.
Die
Rückwirkungseinrichtung
kann als Bremssimulator verwendet werden, sobald das Bremssystem
in einer Betriebsart („brake
by wire"-Modus)
betrieben wird, in der die Rückwirkungseinrichtung
eine Rückwirkungskraft
auf das Betätigungselement
erzeugt.The feedback device can be used as a brake simulator as soon as the brake system is operated in a mode ("brake by wire" mode) in which the feedback device generates a reaction force on the actuator.
Wird
das Bremssystem im konventionellen Bremsbetrieb-Modus betrieben,
so würde
die Rückwirkungseinrichtung
im Betrieb eine zusätzliche Rückwirkungskraft
erzeugen, wodurch die Summe der Rückwirkungskräfte durch
die Bremse und die Rückwirkungseinrichtung
zu groß würde und
einem Fahrer an dem Betätigungselement
in Form eines Bremspedals möglicherweise
eine Blockierung des Bremssystems signalisieren würde.Becomes
operated the braking system in the conventional braking mode,
so would
the feedback device
in operation an additional reaction force
generate, causing the sum of the reaction forces through
the brake and the feedback device
would be too big and
a driver on the actuator
possibly in the form of a brake pedal
would signal a blockage of the brake system.
Deshalb
ist es sinnvoll, gegebenenfalls zwischen verschiedenen Betriebsarten
des Bremssystems einschließlich
der Rückwirkungseinrichtung, nämlich konventionell
und "brake by wire", unter Beachtung
der Signale der Funktionskontrolleinheit bzw. einer mit der Funktionskontrolleinheit
zusammenwirkenden Steuereinheit umschalten zu können.Therefore
it makes sense, if necessary, between different operating modes
including the brake system
the feedback device, namely conventional
and "brake by wire", under consideration
the signals of the function control unit or one with the function control unit
to switch interacting control unit.
Dieses
Umschalten geschieht bezüglich
der Rückwirkungseinrichtung
durch Betätigung
des Umschaltventils, das in der Offenstellung ein Entweichen von
Hydraulikflüssigkeit
aus der Druckkammer in die Ausgleichskammer unter Ausdehnung der
Ausgleichskammer erlaubt und somit den Aufbau eines Drucks und damit
einer Rückwirkungskraft
auf den Betätigungskolben
in der offenen Stellung des Ventils verhindert.This
Switching happens with respect to
the feedback device
by operation
the switching valve, which in the open position an escape of
hydraulic fluid
from the pressure chamber into the compensation chamber under extension of
Compensation chamber allowed and thus the construction of a pressure and thus
a reaction force
on the actuating piston
prevented in the open position of the valve.
Ein
Ziel der Erfindung ist es, die möglichen Fehlerzustände der
Rückwirkungseinrichtung
mit möglichst
geringen Mitteln und möglichst
schnell, differenziert und zuverlässig zu erkennen.One
The aim of the invention is the possible error conditions of
Feedback device
with as possible
low resources and possible
fast, differentiated and reliable to recognize.
Es
hat sich herausgestellt, dass dies mittels einer Druckmessung in
der Druckkammer und der Analyse der Beziehung zwischen der Auslenkung des
Betätigungselementes
und dem Druck in der Druckkammer möglich ist.It
has been found to do so by means of a pressure measurement in
the pressure chamber and the analysis of the relationship between the deflection of the
actuating element
and the pressure in the pressure chamber is possible.
Ist
der Betätigungskolben
blockiert, so bewegt er sich trotz Betätigung des Betätigungselementes
nicht und es findet praktisch keine Druckerhöhung in der Druckkammer statt.
Der Anstieg der Druckkurve in einem Diagramm, in dem der Druck in der
Druckkammer gegen die Auslenkung des Betätigungselementes aufgetragen
ist, ist praktisch gleich null.is
the actuating piston
blocked, it moves despite actuation of the actuator
not and there is virtually no pressure increase in the pressure chamber instead.
The increase of the pressure curve in a diagram in which the pressure in the
Pressure chamber applied against the deflection of the actuating element
is practically zero.
Funktioniert
der Betätigungskolben,
bleibt jedoch das Umschaltventil auch beim Einschalten der Rückwirkungseinrichtung
fehlerhaft offen, so ergibt sich bei Bewegung des Betätigungskolbens
ein gewisser Druckanstieg, der von der Elastizität bzw. der Federsteifigkeit
des zweiten elastischen Elements abhängig ist.Works
the actuating piston,
However, the changeover valve remains even when switching the feedback device
incorrectly open, as results in movement of the actuating piston
a certain pressure increase, that of the elasticity or the spring stiffness
of the second elastic element is dependent.
Das
zweite elastische Element ist vorzugsweise als eine Schraubenfeder
ausgebildet, die auf eine die Ausgleichskammer begrenzende verschiebbare
Kolbenfläche
wirkt. Diese Feder muss kräftig genug
ausgebildet sein, um zumindest einen merklichen Druckanstieg in
der Druckkammer und der Ausgleichskammer bei Bewegung des Betätigungskolben
zu erzeugen, so dass dieser Druckanstieg durch einen Drucksensor
registrierbar und der entsprechende Zustand des ungewollt offen
bleibenden Umschaltventils von dem Zustand eines blockierenden Betätigungskolbens
unterscheidbar ist.The
second elastic element is preferably as a coil spring
formed on a compensation chamber delimiting the displaceable
piston area
acts. This spring must be strong enough
be formed to at least a noticeable increase in pressure
the pressure chamber and the compensation chamber during movement of the actuating piston
to generate, so this pressure increase by a pressure sensor
registrable and the corresponding state of unintentionally open
permanent changeover valve from the state of a blocking actuating piston
is distinguishable.
Es
ergibt sich in dem genannten Diagramm eine geringe aber registrierbare
Druckabhängigkeit vom
Auslenkungsweg.It
results in the above diagram a small but registrable
Pressure dependence of
Excursion path.
Bei
ordnungsgemäßer fehlerfreier
Funktion der Rückwirkungseinrichtung
ergibt sich mit fortschreitender Auslenkung des Betätigungselementes und
entsprechender Bewegung des Betätigungskolbens
ein starker Druckanstieg, der der Entwicklung der gewünschten
Rückwirkungskraft
entspricht.at
proper error-free
Function of the feedback device
arises with progressive deflection of the actuating element and
corresponding movement of the actuating piston
a strong pressure increase, the development of the desired
Reaction force
equivalent.
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Funktionskontrolleinheit
eine elektronische Speichereinrichtung mit gespeicherten Standardmustern
der Beziehung zwischen der Auslenkung des Betätigungselements und dem Druck
in der Druckkammer aufweist sowie eine Vergleichseinrichtung zum
Vergleich der ermittelten Beziehung zwischen der Auslenkung des
Betätigungselementes und
dem erfassten Druck einerseits und den Standardmustern andererseits.A
advantageous embodiment of the invention provides that the function control unit
an electronic storage device with stored standard patterns
the relationship between the deflection of the actuator and the pressure
in the pressure chamber and a comparison device for
Comparison of the determined relationship between the deflection of the
Actuator and
on the one hand and the standard patterns on the other.
Auf
diese Weise kann das tatsächlich
ermittelte Druckverhalten mit den oben beschriebenen Mustern bei
bestimmten vorliegenden Fehlern der Rückwirkungseinrichtung verglichen
und entsprechend reagiert werden. Dabei sollte zumindest ein Muster
des Druckverhaltens bei Blockieren des Betätigungskolbens, vorteilhaft
zusätzlich
das bei einem Funktionsausfall des Umschaltventils auftretende Muster
und/oder das Muster des Druckverhaltens bei ordnungsgemäßer Funktion
der Rückwirkeinrichtung gespeichert
sein.On
that way can actually
determined printing behavior with the patterns described above
certain present errors of the feedback device compared
and react accordingly. There should be at least one pattern
the pressure behavior when blocking the actuating piston, advantageous
additionally
the pattern occurring in the event of a malfunction of the diverter valve
and / or the pattern of pressure behavior when properly functioning
stored the backbone
be.
Es
versteht sich, dass bei dem Vergleich der tatsächlich ermittelten Beziehung
mit den gespeicherten Mustern bereits eine näherungsweise Übereinstimmung
zur Bestätigung
des Vorliegens eines Musters ausreichen kann. Es kann beispielsweise die
Steigung der Druckkurve aus den gemessenen Werten ermit telt und
mit gespeicherten Steigungen in einer gewissen Bandbreite verglichen
werden, um einen bestimmten Fehlerzustand zu ermitteln oder auszuschließen.It
It is understood that in the comparison of the actually determined relationship
with the stored patterns already an approximate match
for confirmation
the presence of a pattern may be sufficient. It can, for example, the
Slope of the pressure curve from the measured values ermit telt and
compared with stored slopes in a certain bandwidth
be used to detect or rule out a specific error condition.
Um
zwischen dem Fehlerzustand des Blockierens des Betätigungskolbens
und einem fehlerhaft offenen Umschaltventil unterscheiden zu können, kann
gemäß der Erfindung
vorgesehen sein, dass das zweite elastische Element eine derartige Federkonstante
aufweist, dass der Druckanstieg bei geöffnetem Umschaltventil wenigstens
2%, insbesondere wenigstens 5% des Druckanstiegs bei ordnungsgemäßer Funktion
der Rückwirkungseinrichtung
und geschlossenem Umschaltventil beträgt.In order to distinguish between the error state of blocking the actuating piston and a faulty open switching valve NEN, can be provided according to the invention, that the second elastic element has a spring constant such that the pressure increase with open switching valve at least 2%, in particular at least 5% of the pressure increase with proper function of the feedback device and closed switching valve.
Um
bei ausgeschalteter Rückwirkeinrichtung eine
Bewegung des ersten elastischen Elementes, das üblicherweise durch eine Feder
gebildet ist, zu vermeiden und ausschließlich eine Ausdehnung der Ausgleichskammer
zu erreichen, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen sein, dass die Ausgleichskammer hydraulisch mit einer
Gegendruckkammer verbunden ist, die auf der der Druckkammer gegenüberliegenden
Seite der Betätigungsfläche an diese
vollflächig
angrenzt. In diesem Fall wirkt bei einer leichten Druckerhöhung in Druck-
und Ausgleichskammer der entsprechend erhöhte Druck auch auf die der
Druckkammer abgewandten Seite der Betätigungsfläche und somit wird ein Druckunterschied
zu beiden Seiten der Betätigungsfläche vermieden,
die zu einer Bewegung und einer entsprechenden Wirkung auf das erste
elastische Element führen
würde.Around
with switched-back device a
Movement of the first elastic element, usually by a spring
is formed, avoid and exclusively an extension of the compensation chamber
To achieve, in an advantageous embodiment of the invention
be provided that the compensation chamber hydraulically with a
Back pressure chamber is connected, which is opposite to the pressure chamber
Side of the actuating surface of this
entire area
borders. In this case, a slight pressure increase in pressure
and compensation chamber of the corresponding increased pressure also on the
Pressure chamber side facing away from the actuating surface and thus becomes a pressure difference
avoided on both sides of the actuating surface,
which leads to a movement and a corresponding effect on the first
lead elastic element
would.
Die
Reaktion des Systems der Rückwirkungseinrichtung
wird bei dieser Ausgestaltung bei geöffnetem Umschaltventil durch
das zweite elastische Element bestimmt.The
Reaction of the system of the feedback device
is in this embodiment with open switching valve by
determines the second elastic element.
Die
Erfindung kann außerdem
vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, dass die Rückwirkeinrichtung
hydraulisch von anderen Hydrauliksystemen des Bremssystems unabhängig ist.The
Invention can also
be advantageously configured in that the return device
hydraulically independent of other hydraulic systems of the brake system.
Die
Rückwirkungseinrichtung
kann somit als vormontierte Baueinheit mit einem geschlossenen fluidischen
System durch eine einfache mechanische Verbindung mit dem Betätigungselement,
insbesondere einem Bremspedal eines Kraftfahrzeugs an das Bremssystem
des Fahrzeugs montiert werden. Weitere mechanische beziehungsweise
fluidische Verbindungen der Rückwirkungseinrichtung
mit dem Bremssystem sind nicht notwendig. Auch die Wartung der Rückwirkungseinrichtung
wird hierdurch von der Wartung des Bremssystems unabhängig und kann
auf einfache Weise durchgeführt
werden. Wenn ein Fehler in der Rückwirkungseinrichtung
auftritt, kann das Bremssystem des Fahrzeugs dauerhaft auf konventionelle
Bremsung eingestellt werden, ohne dass die Funktion des hydraulischen
Systems der Bremse gefährdet
ist.The
Feedback device
can thus as a pre-assembled unit with a closed fluidic
System by a simple mechanical connection with the actuator,
in particular a brake pedal of a motor vehicle to the brake system
be mounted of the vehicle. Further mechanical or
fluidic connections of the feedback device
with the braking system are not necessary. Also the maintenance of the feedback device
This makes it independent of the maintenance of the braking system and can
carried out in a simple manner
become. If an error in the feedback device
occurs, the braking system of the vehicle can be permanently on conventional
Braking can be adjusted without the function of the hydraulic
System of the brake endangered
is.
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
das Betätigungselement über eine
Betätigungsübertragungseinrichtung
mit einer Bremsdruckerzeugungseinheit verbunden ist, die insbesondere
einen Bremskraftverstärker
und einen Hauptbremszylinder aufweist.A
Further advantageous embodiment of the invention provides that
the actuating element via a
Operation transmitting means
is connected to a brake pressure generating unit, in particular
a brake booster
and a master cylinder.
Dabei
ist es möglich,
dass die Betätigungsübertragungseinrichtung
ein mit dem Bremspedal verbundenes erstes Übertragungsteil und ein mit
dem ersten Übertragungsteil
zur Übertragung
der Bremspedalbetätigung
vom Bremspedal zur Bremsdruckerzeugungseinheit zusammenwirkendes
und mit der Bremsdruckerzeugungseinheit verbundenes zweites Übertragungsteil
aufweist. Die beiden Übertragungsteile
können
ein zwischen dem Bremspedal und der Bremsdruckerzeugungseinheit
angeordnetes Gestänge
bilden.there
Is it possible,
that the actuating transmission device
a brake pedal connected to the first transmission part and a with
the first transmission part
for transmission
the brake pedal operation
from the brake pedal to the brake pressure generating unit cooperating
and second transmission part connected to the brake pressure generating unit
having. The two transmission parts
can
a between the brake pedal and the brake pressure generating unit
arranged linkage
form.
Es
ist dabei außerdem
vorteilhaft, wenn die Betätigungsübertragungseinrichtung
einen Kopplungszustand und einen Entkopplungszustand aufweist, wobei
im Kopplungszustand durch eine Bewegung des ersten Übertragungsteils
auch das zweite Übertragungsteil
bewegt wird und im Entkopplungszustand durch eine Bewegung des ersten Übertragungsteils
das zweite Übertragungsteil
nicht mitbewegt wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Bremspedal/das
Betätigungselement
mit der Bremsdruckerzeugungseinheit optional mechanisch zu koppeln,
abhängig
vom Betriebszustand des Bremssystems. Es ist zudem vorteilhaft,
wenn die Rückwirkungseinrichtung
außerhalb
der zwischen Bremspedal und Bremsdruckerzeugungseinheit vorgesehenen
Wirkverbindung der Betätigungsübertragungseinrichtung
angeordnet wird.It
is there as well
advantageous when the actuation transmission device
a coupling state and a decoupling state, wherein
in the coupling state by a movement of the first transmission part
also the second transmission part
is moved and in the decoupled state by a movement of the first transmission part
the second transmission part
not moved. This gives the possibility of the brake pedal /
actuator
optional mechanical coupling with the brake pressure generating unit,
dependent
from the operating state of the brake system. It is also beneficial
if the feedback device
outside
provided between the brake pedal and brake pressure generating unit
Operative connection of the actuating transmission device
is arranged.
Dadurch
kann eine Beeinträchtigung
der Wirkverbindung zwischen Bremspedal und Bremsdruckerzeugungseinheit über die
Betätigungsübertragungseinrichtung
verringert beziehungsweise vermieden werden.Thereby
can be a nuisance
the operative connection between the brake pedal and brake pressure generating unit on the
Operation transmitting means
be reduced or avoided.
Ein
vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Bremssystems
sieht vor, dass in Abhängigkeit
von der ermittelten Beziehung zwischen der Auslenkung des Betätigungselements und
dem Druck in der Druckkammer das Umschaltventil zum Umschalten zwischen
einem Leerlaufzustand und einem Arbeitszustand betätigt wird.One
advantageous method for operating a brake system according to the invention
provides that in dependence
from the determined relationship between the deflection of the actuator and
the pressure in the pressure chamber, the switching valve for switching between
an idle state and a working state is actuated.
Durch
Analyse der ermittelten Beziehung zwischen der Auslenkung des Betätigungselements und
dem Druck in der Druckkammer können
verschiedene Fehlerfälle
bei der Rückwirkeinrichtung unterschieden
werden, wenigstens jedoch kann zwischen einer Blockierung des Betätigungskolbens
und einem fehlerhaft im Öffnungszustand
verbleibenden Umschaltventil unterschieden werden.By
Analysis of the determined relationship between the deflection of the actuator and
the pressure in the pressure chamber can
different error cases
at the Rückwirkeinrichtung distinguished
be, at least, however, between a blockage of the actuating piston
and a faulty in the open state
remaining switching valve are distinguished.
Entsprechend
können
wenigstens für
diese beiden Fehlerfälle
unterschiedliche Betriebsarten des Bremssystems aktiviert werden
oder aktiviert bleiben, indem z.B. auf die passende Betriebsart
des Bremssystems umgeschaltet wird. Für den Fall des blockierten
Betätigungskolbens
kann die Betriebsart "brake
by wire"-Modus des
Bremssystems aufrechterhalten bleiben.Accordingly, different operating modes of the brake system can be activated or remain activated at least for these two fault cases, for example, by switching to the appropriate operating mode of the brake system. In the case of Blocked actuating piston, the operating mode "brake by wire" mode of the brake system can be maintained.
Im
Falle eines offen blockierenden Umschaltventils, bei dem kein hoher
Druck in der Druckkammer aufgebaut werden kann und entsprechend
nur eine sehr geringe Rückwirkungskraft
erzeugt wird, ist es sachdienlich, ausgehend vom "brake by wire"-Modus in die Rückfallebene der konventionellen
Bremsung umzuschalten, da auf diese Weise die durch das hydraulische
Bremssystem selbst erzeugte Rückwirkungskraft
auf das Bremspedal genutzt werden sollte. Für einen Fahrer eines Kraftfahrzeuges wäre ein Bremsvorgang,
bei dem er wegen eines aktivierten "brake by wire"-Modus und gleichzeitig offen blockierenden
Umschaltventils gar keine merkliche Rückwirkung auf die Betätigung des
Bremspedals/eines Betätigungselementes
erfährt,
nur sehr schwierig zu kontrollieren.in the
Case of an open blocking switching valve, where no high
Pressure in the pressure chamber can be built up and accordingly
only a very small reaction force
is generated, it is useful from the "brake by wire" mode in the fallback level of conventional
To switch braking, because in this way by the hydraulic
Brake system self-generated reaction force
should be used on the brake pedal. For a driver of a motor vehicle would be a braking operation,
in which he is due to an activated "brake by wire" mode and at the same time open blocking
Changeover valve no noticeable reaction to the operation of the
Brake pedal / an actuator
learns
very difficult to control.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
sieht vor, dass bei Einleitung eines Bremsvorgangs das entsprechende
Druckverhalten in der Druckkammer überwacht und daraus binnen
kurzer Zeit die entsprechenden Schlüsse gezogen und Maßnahmen
durch das Bremssystem ergriffen werden. Dabei kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass, wenn das Bremssystem in einer ersten Betriebsart
betrieben wird (entweder im „brake
by wire"-Modus oder
im konventionellen Modus) und danach wegen einer Störung in
der Rückwirkungseinrichtung
umgeschaltet werden muss, die zunächst in der ersten Betriebsart
erreichte Bremswirkung beibehalten wird und die durch die zweite
Betriebsart aufgebaute zusätzliche Bremskraft
hinzugefügt
wird.The
inventive method
provides that when initiating a braking process, the corresponding
Pressure behavior in the pressure chamber monitored and from within
short time the appropriate conclusions drawn and measures
be taken by the braking system. It can, for example
be provided that when the brake system in a first mode
is operated (either in the "brake
by wire "mode or
in conventional mode) and then due to a fault in
the feedback device
must be switched first in the first mode
achieved braking effect is maintained and by the second
Operating mode built additional braking force
added
becomes.
Dies
ist hydraulisch relativ leicht zu verwirklichen, wenn sich beispielsweise
im „brake
by wire"-Modus bereits
kurz nach Beginn des Bremsvorgangs herausstellt, dass das Umschaltventil
im offenen Zustand geklemmt bleibt und somit keine Rückwirkungskraft
erzeugt wird. Dann wird einerseits der Druck im hydraulischen Bremssystem,
der durch das brake by wire – System
aufgebaut worden ist, beibehalten und durch das Umschalten auf die
Rückfallebene
der konventionellen Bremsung der direkt über ein Bremspedal erzeugte
Hydraulikdruck darauf aufgebaut. Dadurch werden Unstetigkeiten im
Bremsvorgang und Zeitverluste durch eine Umstellung der Betriebsart
vermieden.This
is hydraulically relatively easy to implement, for example
in the "brake
by wire "mode already
shortly after the start of the braking process it turns out that the changeover valve
remains clamped in the open state and thus no reaction force
is produced. Then, on the one hand, the pressure in the hydraulic brake system,
by the brake by wire system
has been maintained, and by switching to the
Fallback
the conventional braking of directly generated by a brake pedal
Hydraulic pressure built on it. As a result, discontinuities in the
Braking and time losses due to a change of operating mode
avoided.
Das
Bremssystem wird vorzugsweise als rekuperatives Bremssystem in einem
Hybridfahrzeug eingesetzt, bei dem eine Steuereinheit einen festgestellten
Bremswunsch des Fahrers eines Kraftfahrzeugs realisiert, indem sie
ein Umschalten eines Elektromotors in den Generatorbetrieb bewirkt.
Ist das durch diese Wiedergewinnung elekrischer Energie erfolgte
Abbremsen des Kraftfahrzeugs nicht ausreichend, kann die Steuereinheit
im „brake
by wire"-Modus zusätzliche
Bremskraft durch entsprechende Beaufschlagung einer Bremsdruckerzeugungseinheit
erzeugen.The
Braking system is preferably used as a recuperative braking system in one
Hybrid vehicle used in which a control unit a detected
Braking the driver of a motor vehicle realized by
causes a switching of an electric motor in the generator mode.
Is that done by this recovery of electrical energy
Braking the motor vehicle is not sufficient, the control unit
in the "brake
by wire "mode additional
Braking force by appropriate action on a brake pressure generating unit
produce.
Im
Folgenden wird eine Ausführungsform
eines Bremssystems mit einer Rückwirkungseinrichtung
anhand der beigefügten
Zeich- nungen näher erläutert. Es
zeigen:in the
Following is an embodiment
a brake system with a feedback device
with the attached
Drawings explained in more detail. It
demonstrate:
1 ein
hydraulisches Bremssystem mit zwei Bremskreisen und mit einem Ausführungsbeispiel
einer Rückwirkungseinrichtung
in schematischer Darstellung, 1 a hydraulic brake system with two brake circuits and with an embodiment of a feedback device in a schematic representation,
2a die
Rückwirkungseinrichtung
aus 1 im Arbeitszustand bei nicht betätigtem Bremspedal, 2a the feedback device 1 in working condition with brake pedal not actuated,
2b die
Rückwirkungseinrichtung
aus 1 im Arbeitszustand bei betätigtem Bremspedal, 2 B the feedback device 1 in working condition when the brake pedal is actuated,
3a die
Rückwirkungseinrichtung
aus 1 im Leerlaufzustand bei nicht betätigtem Bremspedal, 3a the feedback device 1 in the idle state when the brake pedal is not actuated,
3b die
Rückwirkungseinrichtung
aus 1 im Leerlaufzustand bei betätigtem Bremspedal, 3b the feedback device 1 in the idle state when the brake pedal is depressed,
4a Druckverläufe in der
Druckkammer bei einem schwachen Federelement an der Ausgleichskammer, 4a Pressure curves in the pressure chamber at a weak spring element on the compensation chamber,
4b Druckverläufe in der
Druckkammer bei einem verstärkten
Federelement an der Ausgleichskammer, 4b Pressure curves in the pressure chamber with a reinforced spring element on the compensation chamber,
5 den
Aufbau einer Steuereinheit für
die Steuerung des Bremssystems. 5 the structure of a control unit for the control of the brake system.
In 1 ist
schematisch ein zweikreisiges, hydraulisches Bremssystem 5 dargestellt,
das einen ersten Bremskreis 6 und einen zweiten Bremskreis 7 mit
jeweils zwei Radbremseinrichtungen 8 aufweist. Der erste
Bremskreis 6 und der zweite Bremskreis 7 sind
jeweils über
eine hydraulische Zufuhrleitung 9 bzw. 10 mit
einer Bremsdruckerzeugungseinheit 11 verbunden, so dass
unter Druck stehende Bremsflüssigkeit
den beiden Bremskreisen 6, 7 zur Einstellung von
Radbremskräften
an den Radbremseinrichtungen 8 zur Verfügung gestellt werden kann.
Die Bremsdruckerzeugungseinheit 11 weist beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel
einen Hauptbremszylinder 12 und einen Unterdruckbremskraftverstärker 13 auf.
Der Unterdruckbremskraftverstärker 13 verfügt über einen
von einer Membran 14 gebildeten Kolben, der mit einer Kolbenstange 15 verbunden
ist. An der Kolbenstange 15 sind im Hauptbremszylinder 12 zwei
Hauptbremszylinderkolben 20 angeordnet, die zur Druckerzeugung
im Hauptbremszylinder dienen. Die Membran 14 unterteilt
den Innenraum des Unterdruckbremskraftverstärkers 13 in einen
Unterdruckraum 16 und einen Arbeitsraum 17. Über ein
elektrisch und/oder mechanisch ansteuerbares Proportionalventil 18 kann
der Arbeitsraum 17 belüftet
werden.In 1 is schematically a dual-circuit hydraulic brake system 5 shown, which is a first brake circuit 6 and a second brake circuit 7 each with two wheel brake 8th having. The first brake circuit 6 and the second brake circuit 7 are each via a hydraulic supply line 9 respectively. 10 with a brake pressure generating unit 11 connected, so that pressurized brake fluid the two brake circuits 6 . 7 for adjusting wheel braking forces on the wheel brake devices 8th can be made available. The brake pressure generation unit 11 has in the preferred embodiment, a master cylinder 12 and a vacuum brake booster 13 on. The vacuum brake booster 13 has one of a membrane 14 formed piston, which with a piston rod 15 connected is. At the piston rod 15 are in the master cylinder 12 two master brake cylinder pistons 20 arranged, the serve to generate pressure in the master cylinder. The membrane 14 divides the interior of the vacuum brake booster 13 in a vacuum room 16 and a workroom 17 , Via an electrically and / or mechanically controllable proportional valve 18 can the work space 17 be ventilated.
Der
Unterdruckbremskraftverstärker 13 und der
Hauptbremszylinder 12 des hydraulischen Bremssystems 5 arbeiten
in an sich bekannter Weise wie folgt: Liegt kein Bremswunsch vor,
herrscht sowohl im Unterdruckraum 16 als auch im Arbeitsraum 17 des
Unterdruckbremskraftverstärkers 13 ein
niedrigerer Druck als in der Umgebung des Fahrzeugs. Sobald ein
Bremswunsch vorliegt und Bremsdruck erzeugt werden soll, wird der
Arbeitsraum 17 über das
Proportionalventil 18 belüftet, so dass der Druck im
Arbeitsraum 17 gegenüber
dem Druck im Unterdruckraum 16 ansteigt und die Membran 14 dadurch verschiebt.
Auf diese Weise wird die Kolbenstange 15 bewegt, wodurch
die Hauptbremszylinderkolben 20 des Hauptbremszylinders 12 das
im Hauptbremszylinder 12 befindliche Hydraulikmedium unter
Druck setzen und über
die beiden Zufuhrleitungen 9, 10 den beiden Bremskreisen 6, 7 zuführen.The vacuum brake booster 13 and the master cylinder 12 of the hydraulic brake system 5 work in a conventional manner as follows: If there is no braking request, prevails both in the vacuum chamber 16 as well as in the workroom 17 the vacuum brake booster 13 a lower pressure than in the environment of the vehicle. As soon as there is a request for braking and brake pressure is to be generated, the working space becomes 17 via the proportional valve 18 vented, allowing the pressure in the work area 17 opposite to the pressure in the vacuum chamber 16 rises and the membrane 14 thereby shifts. In this way, the piston rod 15 moved, causing the master brake cylinder piston 20 of the master cylinder 12 that in the master cylinder 12 pressurize the hydraulic fluid and through the two supply lines 9 . 10 the two brake circuits 6 . 7 respectively.
Das
Bremssystem 5 weist des Weiteren ein Bremspedal 25 auf,
das mit der Bremsdruckerzeugungseinheit 11 über eine
Betätigungsübertragungseinrichtung 26 verbunden
ist. Die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 weist
ein am Bremspedal 25 angeordnetes erstes Übertragungsteil 27 und
ein mit der Bremsdruckerzeugungseinheit 11 verbundenes zweites Übertragungsteil 28 auf.
Das erste Übertragungsteil 27 und
das zweite Übertragungsteil 28 dienen
zur mechanischen Übertragung
der Bremspedalbetätigung
vom Bremspedal 25 zur Bremsdrucker zeugungseinheit 11.
Die beiden Übertragungsteile 27, 28 bilden
beispielsgemäß ein Pedalgestänge, über das
die Kolbenstange 15 und die Hauptbremszylinderkolben 20 im
Hauptbremszylinder 12 entsprechend der Bremspedalbetätigung bewegt
werden können.The brake system 5 also has a brake pedal 25 on, that with the brake pressure generating unit 11 via an actuating transmission device 26 connected is. The operation transmission device 26 indicates on the brake pedal 25 arranged first transmission part 27 and one with the brake pressure generating unit 11 connected second transmission part 28 on. The first transmission part 27 and the second transmission part 28 are used for mechanical transmission of the brake pedal operation of the brake pedal 25 to Bremsdrucker generation unit 11 , The two transmission parts 27 . 28 form, for example, a pedal linkage, via which the piston rod 15 and the master brake cylinder pistons 20 in the master cylinder 12 can be moved according to the brake pedal operation.
Ein
dem zweiten Übertragungsteil 28 zugeordnete
Ende 30 des ersten Übertragungsteils
ist zu einem ihm zugeordneten Anschlag 31 des zweiten Übertragungsteils 28 in
der unbetätigten
Pedalausgangsstellung des Bremspedals 25 unter Bildung
einer Lücke 32 beabstandet
angeordnet. Erst wenn das Bremspedal 25 ausreichend weit
aus seiner Pedalausgangsstellung ausgelenkt wurde, und unter der
Voraussetzung, dass das zweite Übertragungsteil 28 ebenfalls
seine unbetätigte
Ausgangslage einnimmt, gelangt das Ende 30 des ersten Übertragungsteils 27 mit
dem Anschlag 31 des zweiten Übertragungsteils 28 zur
Anlage und die weitere Auslenkbewegung des Bremspedals 25 führt zu einer entsprechenden
Verschiebungsbewegung des zweiten Übertragungsteils 28.
Die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 weist
daher zwei Zustände
auf: In einem Entkopplungszustand sind das Ende 30 und der
Anschlag 31 durch die Lücke 32 voneinander
beabstandet, so dass aufgrund einer Bewegung des ersten Übertragungsteils 27 keine
entsprechende Bewegung des zweiten Übertragungsteils 28 verursacht
wird, da beide Übertragungsteile
mechanisch voneinander entkoppelt sind. In einem Kopplungszustand
hingegen sind das Ende 30 des ersten Übertragungsteils 27 und
der Anschlag 31 des zweiten Übertragungsteils 28 in
Anlage, so dass eine Bewegung des ersten Übertragungsteils 27 eine
entsprechende Bewegung des zweiten Übertragungsteils 28 bewirkt.A second transmission part 28 associated end 30 of the first transmission part is to a stop associated with it 31 of the second transmission part 28 in the unactuated pedal output position of the brake pedal 25 creating a gap 32 spaced apart. Only when the brake pedal 25 sufficiently far from its pedal starting position was deflected, and provided that the second transmission part 28 also takes its unopposed starting position, comes to an end 30 of the first transmission part 27 with the stop 31 of the second transmission part 28 to the system and the further deflection movement of the brake pedal 25 leads to a corresponding displacement movement of the second transmission part 28 , The operation transmission device 26 therefore has two states: in a decoupling state are the end 30 and the stop 31 through the gap 32 spaced apart, so that due to a movement of the first transmission part 27 no corresponding movement of the second transmission part 28 caused because both transmission parts are mechanically decoupled from each other. In a coupled state, however, are the end 30 of the first transmission part 27 and the stop 31 of the second transmission part 28 in abutment, allowing a movement of the first transmission part 27 a corresponding movement of the second transmission part 28 causes.
Zusätzlich zur
Betätigungsübertragungseinrichtung 26 ist
ein Pedalstellungssensor 35 vorgesehen, der die Stellung
des Bremspedals 25 erfasst und ein entsprechendes Signal
an eine Steuereinheit 36 übermittelt. Beispielsgemäß erfasst
der Pedalstellungssensor 35 die (insbesondere ausgehend
von der unbetätigten
Pedalausgangsstellung) zurückgelegte
Auslenkung bzw. den Pedalweg sb. Alternativ oder zusätzlich könnte auch
jede andere, die Stellung des Bremspedals 25 beschreibende
Größe, erfasst und
der Steuereinheit 36 übermittelt
werden.In addition to the actuation transmission device 26 is a pedal position sensor 35 provided the position of the brake pedal 25 detected and a corresponding signal to a control unit 36 transmitted. For example, the pedal position sensor detects 35 the (in particular from the unactuated pedal output position) traveled deflection or the pedal travel sb. Alternatively or additionally, any other, the position of the brake pedal could 25 descriptive size, recorded and the control unit 36 be transmitted.
Die
Steuereinheit 36 steuert das Proportionalventil 18 des
Unterdruckbremskraftverstärkers 13 über ein
elektrisches Steuersignal sv an, wodurch der Arbeitsraum 17 des
Unterdruckbremskraftverstärkers 13 entsprechend
der Ventilstellung belüftet
werden kann. Das Proportionalventil 18 kann auch durch das
zweite Übertragungsteil 28 betätigt werden
und entsprechend der Bewegungsstellung des zweiten Übertragungsteils 28 den
Arbeitsraum 17 belüften. Daraus
ergeben sich für
die Erzeugung von Bremsdruck im Hauptbremszylinder 12 zwei
Möglichkeiten: Befindet
sich die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 im
Entkopplungszustand, so dass keine mechanische Wirkverbindung zwischen
den beiden Übertragungsteilen 27, 28 besteht,
steuert die Steuereinheit 36 das Proportionalventil 18 entsprechend der
erfassten Bremspedalstellung an, wodurch der Arbeitsraum 17 belüftet und
eine Kraft auf die Membran 14 ausgeübt wird. Entsprechend dieser
Kraft der Membran 14 wird im Hauptbremszylinder 12 mit
Hilfe der beiden Hauptbremszylinderkolben 20 das Hydraulikmedium
unter Druck gesetzt und den beiden Bremskreisen 6, 7 zur
Verfügung
gestellt. Aufgrund der Verlagerung der Membran 14 bewegt
sich auch das zweite Übertragungsteil 28,
so dass die Lücke 32 zwischen
den beiden Übertragungsteilen 27, 28 trotz der
Auslenkung des Bremspedals 25 und der dadurch veranlassten
Verschiebung des ersten Übertragungsteils 27 erhalten
bleibt. Befindet sich die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 hingegen
in ihrem Kopplungszustand, wird die vom Fahrer auf das Bremspedal 25 ausgeübte Betätigungskraft über das
erste Übertragungsteil 27, das
zweite Übertragungsteil 28 und
die Kolbenstange 15 auf die beiden Kolben 20 im
Hauptbremszylinder 12 übertragen.
Die vom Fahrer eingeleitete Kraft kann dabei durch die mechanische
Ansteuerung des Proportionalventils 18 und das Belüften des
Arbeitsraums 17 unterstützt werden,
um einen ausreichend großen
Bremsdruck im Hauptbremszylinder 12 zu erzeugen.The control unit 36 controls the proportional valve 18 the vacuum brake booster 13 via an electrical control signal sv, whereby the working space 17 the vacuum brake booster 13 can be ventilated according to the valve position. The proportional valve 18 can also be through the second transmission part 28 be actuated and according to the movement position of the second transmission part 28 the workroom 17 aerate. This results in the generation of brake pressure in the master cylinder 12 Two possibilities: Is the actuating transmission device 26 in the decoupling state, so that no mechanical operative connection between the two transmission parts 27 . 28 exists, controls the control unit 36 the proportional valve 18 in accordance with the detected brake pedal position, whereby the working space 17 vented and a force on the membrane 14 is exercised. According to this force of the membrane 14 is in the master cylinder 12 with the help of the two master cylinder pistons 20 the hydraulic medium is pressurized and the two brake circuits 6 . 7 made available. Due to the displacement of the membrane 14 also moves the second transmission part 28 so the gap 32 between the two transmission parts 27 . 28 despite the deflection of the brake pedal 25 and the thereby caused displacement of the first transmission part 27 preserved. Is the actuating transmission device 26 however, in their coupling state, the driver's on the brake pedal 25 exerted actuation force on the first transmission part 27 , the second Übertra supply section 28 and the piston rod 15 on the two pistons 20 in the master cylinder 12 transfer. The force introduced by the driver can be achieved by the mechanical control of the proportional valve 18 and ventilating the workspace 17 be supported to a sufficiently large brake pressure in the master cylinder 12 to create.
Das
Bremssystem 5 bietet die Möglichkeit, dass neben der Bremsdruckerzeugungseinheit 11 auch
andere Bremsmittel des Fahrzeugs verwendet werden können, um
eine Fahrzeugverzögerung
zu erzielen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass im Entkopplungszustand
der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 die
Steuereinheit 36 einen Elektromotor 40 des Fahrzeugs
mit Hilfe eines entsprechenden Motorsteuersignals m in den Generatorbetrieb
umschaltet, wodurch an den von dem Elektromotor 40 angetriebenen
Rädern
eine Bremswirkung erzielt wird. Da sich bei der Ansteuerung des Elektromotors 40 zur
Fahrzeugverzögerung
oder anderer von der Bremsdruckerzeugungseinheit 11 unabhängiger Bremsmittel
das zweite Übertragungsteil 28 nicht
verlagert, muss die Lücke 32 zur
Erhaltung des Entkopplungszustandes der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 entsprechend
der maximal möglichen
Bremswirkung der verwendeten Bremsmittel und der Rückwirkung
einer weiter unten beschriebenen Rückwirkungseinrichtung dimensioniert werden.The brake system 5 offers the possibility that in addition to the brake pressure generating unit 11 also other braking means of the vehicle can be used to achieve a vehicle deceleration. For example, it may be provided that in the decoupling state of the actuating transmission device 26 the control unit 36 an electric motor 40 of the vehicle with the aid of a corresponding motor control signal m switches to the generator mode, whereby to that of the electric motor 40 driven wheels a braking effect is achieved. As in the control of the electric motor 40 for vehicle deceleration or other from the brake pressure generating unit 11 independent braking means the second transmission part 28 not shift, the gap must be 32 for maintaining the decoupling state of the actuating transmission device 26 be dimensioned according to the maximum possible braking effect of the brake means used and the retroactive effect of a reaction device described below.
Ein
solches Bremssystem 5 ist daher beispielsweise für ein mit
einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor 40 ausgestattetes
Hybridfahrzeug geeignet. Durch das Umschalten des Elektromotors 40 in
den Generatorbetrieb kann beim Bremsen elektrische Energie zurück gewonnen
werden, die später
zum Antrieb des Fahrzeugs über
den Elektromotor 40 verwendet werden kann.Such a brake system 5 is therefore for example for a with an internal combustion engine and an electric motor 40 equipped hybrid vehicle suitable. By switching the electric motor 40 In the generator mode, electrical energy can be recovered during braking, which is later used to drive the vehicle via the electric motor 40 can be used.
Um
dem Fahrer im Entkopplungszustand der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 ein
Pedalgefühl
am Bremspedal 25 oder einem gleichwirkenden Betätigungselement,
beispielsweise einer Handbremse, zu vermitteln, ist eine Rückwirkungseinrichtung 50 vorgesehen.
Die Rückwirkungseinrichtung 50 verursacht
im Entkopplungszustand der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 eine
Rückwirkungskraft
am Bremspedal 25. Die Rückwirkungseinrichtung 50 ist
beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
außerhalb
der Wirkverbindung der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 angeordnet,
wie dies in 1 schematisch dargestellt ist.To the driver in the decoupling state of the actuating transmission device 26 a pedal feel on the brake pedal 25 or a similar actuating element, such as a handbrake to mediate, is a feedback device 50 intended. The feedback device 50 caused in the decoupling state of the actuating transmission device 26 a reaction force on the brake pedal 25 , The feedback device 50 is in the preferred embodiment, outside the operative connection of the actuating transmission device 26 arranged like this in 1 is shown schematically.
Die
Rückwirkungseinrichtung 50 weist
ein Gehäuse 51 auf,
in dem ein erster Zylinderraum 52, ein zweiter Zylinderraum 53 und
ein dritter Zylinderraum 54 vorgesehen sind. Im ersten
Zylinderraum 52 ist ein Betätigungskolben 55 angeordnet,
der über
einen Betätigungsstößel 56 im
ersten Zylinderraum 52 verschoben werden kann. Der Betätigungsstößel 56 ragt
aus dem Gehäuse 51 heraus
und ist mechanisch mit dem Bremspedal 25 bewegungsgekoppelt,
so dass er sich entsprechend der Auslenkung des Bremspedals 25 aus
der unbetätigten
Pedalausgangsstellung heraus bewegt und den Betätigungskolben 55 im
ersten Zylinderraum 52 verschiebt.The feedback device 50 has a housing 51 on, in which a first cylinder space 52 , a second cylinder room 53 and a third cylinder room 54 are provided. In the first cylinder room 52 is an actuating piston 55 arranged, via an actuating tappet 56 in the first cylinder chamber 52 can be moved. The actuating tappet 56 protrudes from the case 51 out and is mechanical with the brake pedal 25 coupled in motion, so that it corresponds to the deflection of the brake pedal 25 moved out of the unactuated Pedalausgangsstellung and the actuating piston 55 in the first cylinder chamber 52 shifts.
Der
erste Zylinderraum 52 ist auf der dem Betätigungsstößel 56 entgegengesetzten
Seite des Betätigungskolbens 55 mittels
einer Durchtrittsöffnung 60 mit
dem zweiten Zylinderraum 53 fluidisch und beispielsgemäß hydraulisch
verbunden. Im zweiten Zylinderraum 53 ist ein Rückwirkungskolben 61 längsverschiebbar
angeordnet. An der der Durchtrittsöffnung 60 zugewandten
Frontseite 62 weist der Kolben eine Betätigungsfläche 63 auf. An der
der Frontseite 62 entgegengesetzten Rückseite 64 des Rückwirkungskolbens 61 stützt sich
ein als Schraubenfeder ausgeführtes
Vorspannelement in Form eines ersten elas tischen Elementes 65 ab,
das den Rückwirkungskolben 61 zur
Durchtrittsöffnung 60 hin drückt. Der
an die Rückseite 64 des
Rückwirkungskolbens 61 angrenzende
Teil des zweiten Zylinderraums 53 bildet eine Gegendruckkammer 66.The first cylinder room 52 is on the actuating tappet 56 opposite side of the actuating piston 55 by means of a passage opening 60 with the second cylinder space 53 fluidly and hydraulically connected according to example. In the second cylinder room 53 is a reaction piston 61 arranged longitudinally displaceable. At the passage opening 60 facing front 62 the piston has an actuating surface 63 on. At the front 62 opposite back 64 of the reaction piston 61 relies on a designed as a helical spring biasing element in the form of a first elas tical element 65 that's the reaction piston 61 to the passage opening 60 pushes down. The one on the back 64 of the reaction piston 61 adjacent part of the second cylinder space 53 forms a back pressure chamber 66 ,
Zwischen
dem Betätigungskolben 55 und der
am Rückwirkungskolben 61 vorgesehenen
Betätigungsfläche 63 ist
eine Druckkammer 70 gebildet. Der Druck p in der Druckkammer 70 kann
durch einen Drucksensor 71 erfasst und zur Auswertung an die
Steuereinheit 36 übermittelt
werden. Dadurch kann beispielsweise eine Fehlererkennung für die Rückwirkungseinrichtung 50 realisiert
werden.Between the actuating piston 55 and the at the reaction piston 61 provided actuating surface 63 is a pressure chamber 70 educated. The pressure p in the pressure chamber 70 can by a pressure sensor 71 recorded and for evaluation to the control unit 36 be transmitted. As a result, for example, an error detection for the feedback device 50 will be realized.
Die
Rückwirkungseinrichtung 5 weist
weiterhin eine Ausgleichskammer 72 auf, die beispielsgemäß im dritten
Zylinderraum 54 vorgesehen ist. Ein Ausgleichskanal 73 verläuft zwischen
der Druckkammer 70 und der Ausgleichskammer 72.
Der Ausgleichskanal 73 ist durch ein elektrisch ansteuerbares
Umschaltventil 74 absperrbar, so dass je nach Schaltzustand
des Umschaltventils 74 eine fluidische Verbindung zwischen
der Druckkammer 70 und der Ausgleichskammer 72 hergestellt
oder auch abgesperrt werden kann.The feedback device 5 also has a compensation chamber 72 on, for example, in the third cylinder chamber 54 is provided. A compensation channel 73 runs between the pressure chamber 70 and the compensation chamber 72 , The equalization channel 73 is by an electrically controllable changeover valve 74 lockable, so that depending on the switching state of the switching valve 74 a fluidic connection between the pressure chamber 70 and the compensation chamber 72 can be made or shut off.
Zusätzlich zum
Drucksensor 71 kann – im Unterschied
zur dargestellten Ausführungsform – auch in
der Ausgleichskammer 72 ein Drucksensor vorgesehen sein,
der den Druck in der Ausgleichskammer 72 misst und zur
Auswertung an die Steuereinheit 36 übermittelt.In addition to the pressure sensor 71 can - in contrast to the illustrated embodiment - in the compensation chamber 72 a pressure sensor may be provided which controls the pressure in the compensation chamber 72 measures and for evaluation to the control unit 36 transmitted.
Das
Volumen der Ausgleichskammer 72 ist veränderbar. Hierfür ist die
im dritten Zylinderraum 54 vorgesehene Ausgleichskammer 72 durch
ein bewegbares bzw. dehnbares Wandelement 75 begrenzt.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das bewegbare Wandelement 75 von einem Ausgleichskolben 76 gebildet,
der mit Hilfe eines zweiten Federelements 77 in seine Ausgangsla ge
gedrückt wird
und beim Befüllen
der Ausgleichskammer 72 mit Hydraulikmedium entgegen der
Federkraft des zweiten Federelements 77 bewegt wird.The volume of the compensation chamber 72 is changeable. For this is the third cylinder space 54 provided compensation chamber 72 by a movable or expandable wall element 75 limited. In the preferred embodiment, the movable wall element is 75 from an off equal piston 76 formed by means of a second spring element 77 is pressed into its Ausgangsla ge and when filling the compensation chamber 72 with hydraulic medium against the spring force of the second spring element 77 is moved.
Zwischen
der Ausgleichskammer 72 und der Gegendruckkammer 66 ist
ein den Druckausgleich sicherstellender Verbindungskanal 78 vorgesehen, so
dass in der Gegendruckkammer 66 und in der Ausgleichskammer 72 stets
der gleiche hydraulische Druck herrscht. Auf diese Weise erfolgt
eine hydraulische Bewegungskopplung zwischen dem Rückwirkungskolben 61 und
dem Ausgleichskolben 76. Wird im geschlossenen Zustand
des Umschaltventils 74 die Betätigungsfläche 63 verlagert,
so dass Hydraulikmedium aus der Gegendruckkammer 66 über den Verbindungskanal 78 in
die Ausgleichskammer verdrängt
wird, dann bewegt sich auch das Wandelement 75.Between the compensation chamber 72 and the back pressure chamber 66 is a pressure equalization ensuring connecting channel 78 provided so that in the back pressure chamber 66 and in the compensation chamber 72 always the same hydraulic pressure prevails. In this way, there is a hydraulic movement coupling between the reaction piston 61 and the balance piston 76 , Will be in the closed state of the changeover valve 74 the actuating surface 63 displaced so that hydraulic fluid from the back pressure chamber 66 over the connection channel 78 is displaced into the compensation chamber, then moves the wall element 75 ,
Die
Rückwirkungseinrichtung 50 ist
mechanisch nur über
das Bremspedal 25 mit dem Bremssystem 5 des Fahrzeugs
verbunden. Andere mechanische oder hydraulische Kopplungen zwischen
der Rückwirkungseinrichtung 50 und
dem Bremssystem 5 sind nicht notwendig und daher nicht
vorgesehen. Insbesondere ist das in der Rückwirkungseinrichtung 50 vorhandene
Hydraulikmedium im geschlossenen System der Rückwirkungseinrichtung 50 vom
Hydraulikkreislauf des Bremssystems 5 getrennt. Defekte,
Leckagen oder Gasbildung im Hydraulikmedium der Rückwirkungseinrichtung 50 können sich
daher nicht negativ auf die Bremswirkung des Bremssystems 5 auswirken.
Die Rückwirkungseinrichtung 50 kann
als vormontierte Baueinheit auf einfache Weise mit dem Bremssystem 5 des
Fahrzeugs verbunden werden.The feedback device 50 is mechanical only via the brake pedal 25 with the brake system 5 connected to the vehicle. Other mechanical or hydraulic couplings between the feedback device 50 and the brake system 5 are not necessary and therefore not intended. In particular, this is in the feedback device 50 existing hydraulic medium in the closed system of the feedback device 50 from the hydraulic circuit of the brake system 5 separated. Defects, leaks or gas formation in the hydraulic medium of the reaction device 50 therefore can not adversely affect the braking effect of the braking system 5 impact. The feedback device 50 Can be used as a preassembled unit in a simple way with the braking system 5 be connected to the vehicle.
Die
räumliche
Anordnung sowohl der Zylinderräume 52, 53, 54 als
auch der Druckkammer 70 und der Ausgleichskammer 72 sind
beliebig wählbar. Die
Kammern 70, 72 können dabei auch räumlich beabstandet
angeordnet werden, wobei die notwendigen fluidischen Verbindungen
mit Hilfe von Hydraulikleitungen erfolgen können. Mithin können die Durchtrittsöffnung 60,
der Ausgleichskanal 73 und der Verbindungskanal 78 entweder
ausnehmungs- oder bohrungsähnlich
im Gehäuse 51 der
Rückwirkungseinrichtung 50 vorgesehen
sein und/oder in Form von Hydraulikleitungen realisiert werden.The spatial arrangement of both the cylinder chambers 52 . 53 . 54 as well as the pressure chamber 70 and the compensation chamber 72 are arbitrary. The chambers 70 . 72 can also be arranged spatially spaced, the necessary fluidic connections can be done by means of hydraulic lines. Consequently, the passage opening 60 , the equalization channel 73 and the connection channel 78 either recess or bore-like in the housing 51 the feedback device 50 be provided and / or realized in the form of hydraulic lines.
Die
Funktionsweise der Rückwirkungseinrichtung 50 wird
im Folgenden anhand der 2 und 3 im Einzelnen erläutert. Zunächst sei angenommen, dass sich
die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 im
Entkopplungszustand befindet, so dass die Rückwirkungseinrichtung 50 mit
Hilfe des Umschaltventils 74 in ihren Arbeitszustand geschaltet
wird. Im Arbeitszustand der Rückwirkungseinrichtung 50 sperrt das
Umschaltventil 74 den Ausgleichskanal 73 ab, so dass
kein Hydraulikmedium von der Druckkammer 70 in die Ausgleichskammer 72 fließen kann.
Zunächst
ist das Bremspedal 25 unbetätigt und befindet sich daher
in seiner Pedalausgangsstellung. Der Betätigungskolben 55 ist
dabei über
den Betätigungsstößel 56 nicht
ausgelenkt. Diese Ausgangssituation ist in 2a gezeigt.The operation of the feedback device 50 will be described below on the basis of 2 and 3 explained in detail. First, assume that the actuation transfer device 26 is in the decoupling state, so that the feedback device 50 with the help of the changeover valve 74 is switched to its working state. In working condition of the feedback device 50 locks the switching valve 74 the equalization channel 73 off, leaving no hydraulic fluid from the pressure chamber 70 in the compensation chamber 72 can flow. First is the brake pedal 25 unactuated and is therefore in its Pedalausgangsstellung. The actuating piston 55 is over the actuating tappet 56 not distracted. This starting situation is in 2a shown.
Ausgehend
hiervon sei angenommen, dass der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal 25 betätigt. Die
Betätigungsübertragungseinrichtung 26 ist nach
wie vor im Entkopplungszustand und die Lücke 32 zwischen den
beiden Übertragungsteilen 27, 28 ist
nicht geschlossen. Dabei wird der Betätigungskolben 55 über den
Betätigungsstößel 26 durch
die Bremspedalauslenkung bewegt, wie dies in 2b durch
den Pfeil 80 angedeutet ist. In der Druckkammer 70 entsteht
ein Betätigungsdruck,
der auf die Betätigungsfläche 63 des
Rückwirkungskolbens 61 einwirkt,
wodurch sich der Rückwirkungskolben 61 so weit
entgegen der Vorspannkraft des Vorspannelements 65 verschiebt,
bis die aufgrund des Betätigungsdrucks
auf den Rückwirkungskolben 61 ausgeübte Betätigungskraft
und die dieser Betätigungskraft entgegenwirkende
Vorspannkraft des Vorspannelements 65 im Gleichgewicht
sind. In der Gegendruckkammer 66 vorhandenes Hydraulikmedium
wird dabei über
den Verbindungskanal 78 in die Ausgleichskammer 72 verdrängt. Dadurch
wird der Ausgleichskolben 76 entgegen der Federkraft des
Federelements 77 verschoben. Im Arbeitszustand der Rückwirkungseinrichtung 50 werden
somit alle bewegbaren Bestandteile bewegt. Die Rückwirkungseinrichtung 50 weist
kein Bestandteil auf, das lediglich im Leerlaufzustand zu bewegen
ist. Eine Blockade oder ein sonstiger Defekt an einem im Leerlaufzustand
zu bewegenden Bestandteil der Rückwirkungseinrichtung 50 tritt
daher auch im Arbeitszustand der Rückwirkungseinrichtung 50 auf
und wird sofort bemerkt.Assuming this, it is assumed that the driver of the vehicle is the brake pedal 25 actuated. The operation transmission device 26 is still in the decoupling state and the gap 32 between the two transmission parts 27 . 28 is not closed. In this case, the actuating piston 55 over the actuating tappet 26 moved by the brake pedal deflection, as in 2 B through the arrow 80 is indicated. In the pressure chamber 70 creates an actuation pressure on the actuating surface 63 of the reaction piston 61 acting, causing the reaction piston 61 so far against the biasing force of the biasing member 65 shifts until due to the operating pressure on the reaction piston 61 applied actuating force and the biasing force of the biasing member counteracting this actuating force 65 are in balance. In the back pressure chamber 66 existing hydraulic medium is doing over the connecting channel 78 in the compensation chamber 72 repressed. This will cause the balance piston 76 against the spring force of the spring element 77 postponed. In working condition of the feedback device 50 Thus, all movable components are moved. The feedback device 50 has no component that is only to be moved in the idle state. A blockage or other defect in an idle state moving part of the feedback device 50 therefore also occurs in the working state of the reaction device 50 and is noticed immediately.
Nimmt
der Fahrer die Bremspedalbetätigung zurück, reduziert
sich der Betätigungsdruck
in der Druckkammer 70 und die Rückwirkungseinrichtung 50 begibt
sich wieder in die in 2a dargestellte Ausgangslage,
wenn das Bremspedal 25 wieder die unbetätigte Pedalausgangsstellung
erreicht hat.When the driver returns the brake pedal operation, the operating pressure in the pressure chamber is reduced 70 and the feedback device 50 goes back to the in 2a illustrated starting position when the brake pedal 25 again reached the unactuated pedal output position.
Als
Ausgangssituation zu den 3a und 3b sei
angenommen, dass keine Bremswirkung über die Steuereinheit 36 hervorgerufen
werden kann, was beispielsweise bei einem Fehler im elektrischen
Teil des Bremssystems 5 der Fall sein kann. Die Bremsdruckerzeugungseinheit 11 muss
daher durch die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 mechanisch
betätigt
werden. Nachdem die Lücke 32 geschlossen
ist und die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 den
Kopplungszustand einnimmt, führt eine
weitere Auslenkung des Bremspedals 25 zur Erzeugung von
Bremsdruck in der Bremsdruckerzeugungseinheit 11 durch
die vom Fahrer ausgeübte
Pedalkraft, unterstützt
durch eine Zusatzkraft des Unterdruckbremskraftverstärkers, die
durch die mechanische Ansteuerung des Proportionalventils hervorgerufen
wird. Dabei erfolgt die Kraftrückwirkung
auf das Bremspedal 25 durch den in der Bremsdruckerzeugungseinheit 11 hervorgerufenen
Bremsdruck. Die Rückwirkungseinrichtung 50 wird
dabei mittels des Umschaltventils 74, das geöffnet wird,
in einen Leerlaufzustand umgeschaltet, um nicht der Fußkraft des Fahrers
am Bremspedal 25 entgegenzuwirken und die Bremsdruckerzeugung
und damit auch die Bremswirkung zu mindern oder gar zu verhindern.As a starting point to the 3a and 3b Assume that there is no braking action through the control unit 36 can be caused, for example, in an error in the electrical part of the brake system 5 the case may be. The brake pressure generation unit 11 must therefore by the Betätigungsübertragungseinrichtung 26 be mechanically operated. After the gap 32 is closed and the actuating transmission device 26 assumes the coupling state, performs a further deflection of the brake pedal 25 for generating brake pressure in the Bremsdruckerzeu supply unit 11 by the pedal force exerted by the driver, supported by an additional force of the vacuum brake booster, which is caused by the mechanical control of the proportional valve. The force is applied to the brake pedal 25 by the in the brake pressure generating unit 11 caused brake pressure. The feedback device 50 is doing by means of the switching valve 74 , which is opened, switched to an idle state, so as not to affect the driver's foot force on the brake pedal 25 counteract and reduce or even prevent the brake pressure generation and thus the braking effect.
Die
Rückwirkungseinrichtung 50 kann
bereits schon dann in den Leerlaufzustand geschaltet werden, wenn
im elektrischen Teil des Bremssystems 5 ein Fehler auftritt
und das Proportionalventil 18 oder andere Bremsmittel nicht
mehr entsprechend der Bremspedalstellung elektrisch angesteuert
werden können.
Alternativ kann das Umschalten der Rückwirkungseinrichtung 50 in
ihren Leerlaufzustand erfolgen, wenn die Betätigungsübertragungseinrichtung 26 den
Kopplungszustand erreicht.The feedback device 50 can already be switched to the idle state already when in the electrical part of the brake system 5 an error occurs and the proportional valve 18 or other braking means can no longer be electrically controlled according to the brake pedal position. Alternatively, the switching of the feedback device 50 in its idle state, when the actuation transmission device 26 reached the coupling state.
Im
Leerlaufzustand der Rückwirkungseinrichtung 50 ist
das Umschaltventil 74 in seiner den Ausgleichskanal 73 fluidisch öffnenden
Offenstellung, so dass das Hydraulikmedium zwischen der Druckkammer 70 und
der Ausgleichskammer 72 fließen kann.In the idling state of the feedback device 50 is the changeover valve 74 in his the equalization channel 73 fluidically opening open position, so that the hydraulic medium between the pressure chamber 70 and the compensation chamber 72 can flow.
In 3a ist
angenommen, dass sich die Rückwirkungseinrichtung 50 in
ihrem Leerlaufzustand befindet und das Bremspedal 25 seine
unbetätigte
Pedalausgangsstellung einnimmt. Wird ausgehend hiervon das Bremspedal 50 betätigt, verschiebt der
Betätigungsstößel 56 den
Betätigungskolben 55, wie
dies in 3b wiederum durch den Pfeil 80 angedeutet
ist. Das in der Druckkammer 70 befindliche Hydraulikmedium
wird jedoch nicht oder nur unwesentlich unter Druck gesetzt, da
es über
den Ausgleichskanal 73 in die Ausgleichskammer 72 abfließen kann,
wobei sich der Ausgleichskolben 76 zur Volumenvergrößerung der
Ausgleichskammer 72 entsprechend verschiebt. Die vom Federelement 77 ausgeübte Federkraft
ist dabei derart gering dimensioniert, dass dadurch keine wesentliche
und lediglich eine sehr geringe Kraftrückwirkung am Bremspedal 25 entsteht,
die für
den Fahrer nicht oder nur geringfügig spürbar ist. Der Rückwirkungskolben 61 verbleibt
in seiner durch das Vorspannelement 65 definierten Ruhelage.
Dies wird beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
dadurch erreicht, dass der Druck des Hydraulikmediums auf beiden
Seiten des Rückwirkungskolbens 61 gleich
groß ist.
Denn die Druckkammer 70 ist über den Ausgleichskanal 73,
die Ausgleichskammer 72 und den Druckausgleichkanal 78 mit
der Gegendruckkammer 66 fluidisch verbunden, so dass sich
keine Druckunterschiede an den beiden Seiten des Rückwirkungskolbens 61 ausbilden
können.In 3a It is assumed that the feedback device 50 is in its idle state and the brake pedal 25 its unactuated pedal starting position occupies. If this is the brake pedal 50 actuated, moves the actuating plunger 56 the actuating piston 55 like this in 3b again by the arrow 80 is indicated. That in the pressure chamber 70 However, located hydraulic fluid is not or only slightly pressurized, as it is on the compensation channel 73 in the compensation chamber 72 can drain, with the balance piston 76 to increase the volume of the compensation chamber 72 moves accordingly. The spring element 77 exerted spring force is dimensioned so small that thereby no significant and only a very small force feedback on the brake pedal 25 arises, which is not or only slightly noticeable to the driver. The reaction piston 61 remains in its by the biasing element 65 defined rest position. This is achieved in the preferred embodiment in that the pressure of the hydraulic medium on both sides of the reaction piston 61 is the same size. Because the pressure chamber 70 is over the equalization channel 73 , the compensation chamber 72 and the pressure compensation channel 78 with the back pressure chamber 66 fluidly connected, so that no pressure differences on the two sides of the reaction piston 61 can train.
Die 4a zeigt
in einem Diagramm auf der Ordinate den mittels des Drucksensors 71 in
der Druckkammer 70 ermittelten Hydraulikdruck aufgetragen
gegenüber
der Pedalauslenkung sb des Bremspedals oder einer hiermit zusammenhängenden
geometrischen Messgröße.The 4a shows in a diagram on the ordinate the means of the pressure sensor 71 in the pressure chamber 70 ascertained hydraulic pressure plotted against the pedal deflection sb of the brake pedal or a related geometric variable.
Die
erste Druckkurve 100 stellt die aus den Messwerten des
Drucksensors 71 und des Pedalstellungssensors 35 gewonnene
Druckabhängigkeit
in Beziehung zur Auslenkung sb des Bremspedals bei einer intakten
und eingeschalteten Rückwirkungseinrichtung 50 dar.
In diesem Fall ist die Steuereinheit 36 in einem sogenannten „brake
by wire"-Modus aktiv, d.h.
der Bremsdruck in die Radbremseinrichtungen 8 wird nicht
mittels einer konventionellen Beaufschlagung der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 eingesteuert,
sondern mittels ausgegebener Steuersignale sv.The first pressure curve 100 represents the from the readings of the pressure sensor 71 and the pedal position sensor 35 obtained pressure dependence in relation to the deflection sb of the brake pedal with an intact and activated feedback device 50 In this case, the control unit 36 active in a so-called "brake by wire" mode, ie the brake pressure in the wheel brake devices 8th is not by means of a conventional actuation of the actuating transmission device 26 controlled, but by means of output control signals sv.
Nachdem
bei einer Auslenkung x das mechanische Spiel überwunden ist, steigt der Hydraulikdruck
in der Druckkammer 70 aufgrund der Inkompressibilität des Mediums
und der Stärke
und des Vorspannelements 65 steil und nahezu linear an.
Gewisse Abweichungen von dieser Kurve können auch ohne eine Fehlfunktion
der Rückwirkungseinrichtung auftreten,
beispielsweise durch Ermüdung
des Vorspannelementes 65, Reibungsverluste und Verschleiß der Übertragungselemente.After the mechanical clearance is overcome at a deflection x, the hydraulic pressure in the pressure chamber increases 70 due to the incompressibility of the medium and the strength and the biasing element 65 steep and almost linear. Certain deviations from this curve can also occur without a malfunction of the feedback device, for example due to fatigue of the biasing element 65 , Friction losses and wear of the transmission elements.
Die
zweite Kurve 101 zeigt die aufgrund entsprechender Messungen
ermittelte Beziehung zwischen dem Druck p in der Druckkammer 70 und
der Auslenkung bzw. dem Pedalweg sb im Falle eines geöffneten
Umschaltventils 74, wenn also die Hydraulikflüssigkeit
ohne Widerstand aus der Druckkammer 70 in die Ausgleichskammer 72 strömen und diese
unter Nachgeben eines Wandelementes 75 derselben ihr Volumen
vergrößern kann.
Der Druckanstieg in der Druckkammer 70 und der Ausgleichskammer 72 ist
damit nur minimal. Das geöffnete
Umschaltventil 74 entspricht der Stellung des Umschaltventils 74 gemäß 3a und 3b (Leerlaufzustand
der Rückwirkungseinrichtung 50).
Das geöffnete
Umschaltventil 74 gemäß 3a und 3b ist
dann als Fehler zu werten, wenn der „brake by wire"-Modus aktiviert
ist und das Umschaltventil 74 deshalb in seine Sperrstellung
gemäß 2a und 2b umgeschaltet
sein müßte, was
dem Arbeitszustand der Rückwirkungseinrichtung 50 entspräche. In
diesem Fall besteht der Fehler darin, dass das geöffnete Umschaltventil 74 klemmt.The second turn 101 shows the determined by appropriate measurements relationship between the pressure p in the pressure chamber 70 and the deflection or the pedal travel sb in the case of an open changeover valve 74 , so if the hydraulic fluid without resistance from the pressure chamber 70 in the compensation chamber 72 flow and this yielding a wall element 75 same can increase their volume. The pressure increase in the pressure chamber 70 and the compensation chamber 72 is so minimal. The opened diverter valve 74 corresponds to the position of the changeover valve 74 according to 3a and 3b (Idling state of the feedback device 50 ). The opened diverter valve 74 according to 3a and 3b is then considered an error when the "brake by wire" mode is activated and the changeover valve 74 Therefore, according to its blocking position 2a and 2 B would have to be switched, what the working condition of the reaction device 50 correspond. In this case, the error is that the open changeover valve 74 stuck.
Im
Stand der Technik kann der Fall gemäß Kurve 101 nicht
unterschieden werden von dem Fall, dass der Betätigungskolben 55 sich
verklemmt und sich damit nicht weiterbewegen kann. Auch in diesem Fall
ergibt sich im Stand der Technik eine entsprechend flache Kurve,
da kein Druck in der Druckkammer 70 aufgebaut werden kann.
Die beiden genannten Fehlerzustände
der Rückwirkungseinrichtung führen damit
etwa zu ein und demselben Druckverlauf bei der Messung. Sie können damit
durch die Steuereinheit 36 nicht unterschieden werden und
es kann dann keine differenzierte Reaktion auf die entsprechenden
Fehler erfolgen.In the prior art, the case according to curve 101 can not be distinguished from the case that the actuating piston 55 is stuck and can not move on with it. Also in this case results in the prior art, a correspondingly flat curve, since no pressure in the pressure chamber 70 can be built. The two mentioned error states of the feedback device thus lead to about the same pressure curve during the measurement. You can use it through the control unit 36 can not be distinguished and then there can be no differentiated response to the corresponding error.
Erfindungsgemäß werden
die beiden oben genannten Fehler unterschiedlich betrachtet und
das Bremssystem 5 bzw. die Steuereinheit 36 leitet
abhängig
vom detektierten Fehlerfall eine unterschiedliche Reaktion ein.
Zum Zwecke dieser Unterscheidung weist das Federelement 77 eine
derart erhöhte Federsteifigkeit
auf, dass der vom Drucksensor 71 gemessene Druck p bei
einem offen klemmenden Umschaltventil 74 (offener Schaltzustand
des Umschaltventils 74 gemäß 3a und 3b),
d.h. bei einem fehlerhaft durchlässigen
Ausgleichskanal 73, signifikant höher ist als der gemessene Druck
p bei einem klemmenden Betätigungskolben 55.
Daraus ergeben sich abhängig
von dem vorliegenden Fehler die beiden in 4b dargestellten
unterschiedlichen Kurven 101 und 103.According to the invention, the two errors mentioned above are considered differently and the braking system 5 or the control unit 36 initiates a different reaction depending on the detected error case. For the purpose of this distinction, the spring element 77 such an increased spring stiffness on that of the pressure sensor 71 measured pressure p at an open-clamping change-over valve 74 (open switching state of the changeover valve 74 according to 3a and 3b ), ie with a faulty permeable compensation channel 73 , is significantly higher than the measured pressure p at a clamping actuating piston 55 , This results in the two in accordance with the present error 4b illustrated different curves 101 and 103 ,
Die 4b zeigt
wie 4a einerseits die Kurve 100, die bei
ordnungsgemäßer Funktion
der Rückwirkungseinrichtung
entsteht sowie einen schraffierten Toleranzbereich 102,
der bei der Auswertung der Messung diesem Graphen und der durch diesen
repräsentierten
Situation zugerechnet wird.The 4b shows how 4a on the one hand, the curve 100 , which arises when the reaction device functions properly, and a hatched tolerance range 102 , which in the evaluation of the measurement is attributed to this graph and to the situation represented by it.
Im
Unterschied zu der 4a ist in 4b durch
das verstärkte
zweite elastische Element in Form des Federelements 77 der
Fall des in Offenstellung klemmenden Umschaltventils 74 durch
eine eigene Kurve 103 mit einem entsprechenden Toleranzbereich 104 repräsentiert,
wobei die Kurve 103 von der sich bei klemmendem Betätigungskolben 55 ergebenden
Kurve 101 unterscheidbar ist.Unlike the 4a is in 4b by the reinforced second elastic element in the form of the spring element 77 the case of the open-position clamping change-over valve 74 through its own curve 103 with a corresponding tolerance range 104 represents, where the curve 103 from the itself with clamping actuating piston 55 resulting curve 101 is distinguishable.
Durch
die erhöhte
Federsteifigkeit des Federelements 77 ergibt sich mit Betätigung des
Bremspedals 25 bei geöffnetem
Umschaltventil eine Bewegung des Betätigungskolbens, die zu einem Überströmen von
Hydraulikflüssigkeit
aus der Druckkammer 70 in die Ausgleichskammer 72 führt. Diese
kann sich durch Verschiebung des von einem Ausgleichskolben 76 gebildeten
Wandelementes 75 gegen die Kraft des Federelements 77 vergrößern, was
jedoch wegen dessen entsprechend gewählter Federkonstanten zu einer
Druckerhöhung
sowohl in der Ausgleichskammer 72 als auch in der Druckkammer 70 führt. Hierdurch
entsteht ein nahezu linearer Druckanstieg, der durch die Kurve 103 repräsentiert ist.
Diese Kurve lässt
sich trotz des Toleranzbereichs 104 bei geeigneter Wahl
der Federkonstanten von den Kurven 100 und 101 deutlich
unterscheiden. Letztlich bleibt die Kurve 101, die das
Druckverhalten bei klemmendem Betätigungskolben darstellt, gegenüber der 4a unverändert.Due to the increased spring stiffness of the spring element 77 results from pressing the brake pedal 25 when the switching valve is open, a movement of the actuating piston, which leads to an overflow of hydraulic fluid from the pressure chamber 70 in the compensation chamber 72 leads. This may be due to displacement of a balance piston 76 formed wall element 75 against the force of the spring element 77 increase, but because of its correspondingly chosen spring constant to an increase in pressure both in the compensation chamber 72 as well as in the pressure chamber 70 leads. This creates a nearly linear increase in pressure through the curve 103 is represented. This curve is possible despite the tolerance range 104 with a suitable choice of the spring constants of the curves 100 and 101 clearly distinguish. Ultimately, the curve remains 101 , which represents the pressure behavior with clamping actuating piston, compared to 4a unchanged.
Aufgrund
der beiden eindeutig voneinander unterscheidbaren Fehler kann das
Bremssystem 5 abhängig
vom detektierten Fehler vorteilhaft dementsprechend angepasst reagieren.Due to the two clearly distinguishable errors, the brake system 5 Depending on the detected error advantageously react accordingly adjusted.
Vorausgesetzt,
der „brake
by wire"-Modus ist aktiviert,
reagiert das Bremssystem 5 abhängig vom detektierten Fehler
wie folgt:
Bei detektiertem klemmenden Betätigungskolben 55 bleibt
der „brake
by wire"-Modus aufrechterhalten,
da ein Umschalten der Rückwirkungseinrichtung 50 von dem
Arbeitszustand (2a, 2b) in
den Leerlaufzustand (3a, 3b) keine
technisch relevante Veränderung
bewirkt. Über
die im „brake
by wire"-Modus arbeitende
Steuereinheit 36 kann wenigstens noch ein geringer Bremsdruck
erzeugt werden, während
das Bremspedal 25 aufgrund des klemmenden Betätigungskolbens 55 keinen
Bremsdruck einsteuern kann.Provided the "brake by wire" mode is activated, the brake system will respond 5 depending on the detected error as follows:
With detected clamping actuating piston 55 remains the "brake by wire" mode maintained as a switchover of the feedback device 50 from the working condition ( 2a . 2 B ) in the idle state ( 3a . 3b ) does not cause any technically relevant change. About the control unit working in "brake by wire" mode 36 At least still a slight brake pressure can be generated while the brake pedal 25 due to the clamping actuating piston 55 can not control brake pressure.
Ist
der „brake
by wire"-Modus aktiviert,
schaltet die Steuereinheit 36 bei ordnungsgemäßer Funktionsweise
die Rückwirkungseinrichtung 50 in
den Arbeitszustand gemäß 2a, 2b; mit
anderen Worten muss das geöffnete
Umschaltventil 74 gemäß 3a, 3b in
seinen Sperrzustand gemäß 2a, 2b geschaltet
werden. Wird trotz des „brake
by wire"-Modus ein
verhältnismäßig niedriger Anstieg
der Druck-Kennlinie detektiert (entsprechend der Kurve 103),
kann auf ein im geöffneten
Zustand klemmendes Umschaltventil 74, also auf ein fehlerhaftes
Umschaltventil 74 geschlossen werden. In diesem Fall würde auf
ein betätigtes
Bremspedal 25 nur eine geringe bis gar keine Rückwirkungskraft
wirken. Deshalb wird bei offen klemmendem Umschaltventil 74 der „brake
by wire"-Modus durch
die Steuereinheit 36 deaktiviert. Die Bremskreise 6, 7 werden
dann nicht über
die Steuereinheit 36 mit Bremsdruck beaufschlagt. Vielmehr
wird durch die Deaktivierung des „brake by wire"-Modus die Rückfallebene eines konventionellen
Bremsbetriebs-Modus
aktiviert, bei dem das Bremspedal 25 mittels der Betätigungsübertragungseinrichtung 26 Bremsdruck
in die Bremskreise 6, 7 einsteuert. Das Aktivieren
dieser Rückfallebene
hat den Vorteil, dass eine im „brake
by wire"-Modus rückwirkungskraftlose
Betätigung
des Bremspedals 25 und damit ein ungewolltes Überbremsen
oder eine ungewollte Vollbremsung vermieden wird.If the "brake by wire" mode is activated, the control unit switches 36 if properly functioning, the feedback device 50 in the working condition according to 2a . 2 B ; in other words, the open switch valve 74 according to 3a . 3b in its locked state according to 2a . 2 B be switched. In spite of the "brake by wire" mode, a relatively low rise in the pressure characteristic is detected (corresponding to the curve 103 ), can on a clamped in the open state switching valve 74 So, on a faulty changeover valve 74 getting closed. In this case would be on a pressed brake pedal 25 only a small to no reaction force act. Therefore, with an open clamping switching valve 74 the "brake by wire" mode by the control unit 36 disabled. The brake circuits 6 . 7 then will not be through the control unit 36 subjected to brake pressure. Rather, the deactivation of the "brake by wire" mode activates the fallback level of a conventional braking mode in which the brake pedal 25 by means of the actuating transmission device 26 Brake pressure in the brake circuits 6 . 7 einsteuert. The activation of this fallback mode has the advantage that an operation of the brake pedal without reactive force in "brake by wire" mode 25 and thus an unwanted overbraking or an unwanted full braking is avoided.
Die
jeweils eine erfaßte
Beziehung zwischen dem Druck p in der Druckkammer 70 und
der Auslenkung sb des Bremspedals 25 repräsentierende
Kurve kann durch eine in der 5 dargestellte
Funktionskontrolleinheit 112 mit einer Recheneinrichtung 111 ermittelt
und in einer Vergleichseinrichtung 106 der Steuereinheit 36 mit
den verschiedenen gespeicherten Mustern 107, 108, 109 verglichen
werden und hieraus kann die entsprechende Schlussfolgerung zur Beibehaltung
oder zur Änderung
des aktuellen Modus des Bremssystems 5 gezogen werden.
Diese Steuerung des Modus (z.B. „brake by wire"-Modus oder konventioneller
Bremsbetriebs-Modus) erfolgt über
einen Steuerbefehl 110, der vorzugsweise dem Steuersignal
sv entspricht.The one detected relationship between the pressure p in the pressure chamber 70 and the deflection sb of the brake pedal 25 representing curve can by a in the 5 illustrated function control unit 112 with a computing device 111 determined and in a comparator 106 of the control unit 36 with the different stored patterns 107 . 108 . 109 From this, the corresponding conclusion can be made to maintain or change the current mode of the braking system 5 to be pulled. This control of the mode (eg "brake by wire" mode or conventional braking mode) via a control command 110 which preferably corresponds to the control signal sv.
Als
Grundlage für
die Auswertung ermittelter Beziehungen kann beispielsweise der Anstieg
der Druckkurve als ein Parameter innerhalb bestimmter Toleranzen
mit den vorgegebenen und gespeicherten Parametern verglichen werden.When
basis for
the evaluation of established relationships can be, for example, the increase
the pressure curve as a parameter within certain tolerances
be compared with the predetermined and stored parameters.
Dabei
kann vorgesehen sein, dass die durch die Toleranzen jeweils vorgegebenen
Abweichungen, wie in der 4b dargestellt,
Zwischenbereiche offen lassen, in denen die gemessenen Werte keinem
der vorgegebenen Muster zugeordnet werden können.It can be provided that the respective tolerances given by the deviations, as in the 4b shown, leave intermediate areas open in which the measured values can not be assigned to any of the given pattern.
Es
kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Toleranzbereiche direkt
aneinander grenzen, so dass jeder gemessene Druckanstieg notwendig
auch einem der vorgegebenen Muster zugeordnet werden kann.It
However, it can also be provided that the tolerance ranges directly
abut one another so that each measured pressure increase is necessary
can also be assigned to one of the given patterns.
Der
Druck in der Druckkammer 70 muss durch den entsprechenden
Drucksensor 71 ebenso wie die Auslenkung sb des Bremspedals 25 während eines
Bremsvorgangs möglichst
häufig
gemessen werden, um möglichst
frühzeitig
eine Aussage über das
Druckverhalten in der Druckkammer 70 machen und durch die
Funktionskontrolleinheit 112 in der Steuereinheit 36 möglichst
frühzeitig
entsprechende Maßnahmen
im Fehlerfall treffen zu können.The pressure in the pressure chamber 70 must be through the appropriate pressure sensor 71 as well as the deflection sb of the brake pedal 25 be measured as often as possible during a braking operation, as early as possible to make a statement about the pressure behavior in the pressure chamber 70 make and through the functional control unit 112 in the control unit 36 to be able to take appropriate measures in the event of a fault as early as possible.
Die
Erfindung erlaubt auf diese Weise mit einfachen konstruktiven Mitteln
eine verbesserte Funktionsfähigkeit
des Bremssystems.The
Invention allows in this way with simple structural means
an improved functionality
of the brake system.
Da
sich somit auch bei geöffnetem
Umschaltventil 74, das heißt im Leerlaufzustand der Rückwirkungseinrichtung 50,
eine gewisse Rückwirkungskraft
auf das Bremspedal 25 ergibt, kann es sich als vorteilhaft
erweisen, in der Betätigungsübertra gungseinrichtung 26 eine
günstigere Übersetzung vorzusehen,
um im konventionellen Bremsbetriebs-Modus trotz der höheren Federsteifigkeit
des Federelements 77 nicht die auf das Bremspedal 25 einwirkende
Rückwirkungskraft
zu erhöhen.Since thus also with open switching valve 74 , that is in the idling state of the feedback device 50 , a certain reaction force on the brake pedal 25 results, it may prove advantageous in the Betätigungsübertra supply device 26 provide a more favorable translation to the conventional braking mode, despite the higher spring stiffness of the spring element 77 not the on the brake pedal 25 to increase the acting reaction force.