DE102009028028A1 - Hydraulische Fahrzeugbremsanlage und Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage - Google Patents
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Abstract
Eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage weist einen Pedalwegsimulator mit einer Primärkammer und einer Sekundärkammer auf, zwischen denen ein Kolben verschieblich angeordnet ist, wobei die Sekundärkammer mit einer Speicherkammer strömungsverbunden ist. Über eine Hydraulikpumpe ist Bremsfluid aus der Speicherkammer förderbar.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage und auf ein Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 13.
- Stand der Technik
- Aus der
DE 10 2007 020 503 A1 ist eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage bekannt, welche zwei Bremskreise umfasst, die über einen gemeinsamen Hauptbremszylinder von einem Bremspedal des Fahrzeugs zu betätigen sind. Jeder Bremskreis beaufschlagt zwei Radbremseinheiten an den Fahrzeugrädern. Die Fahrzeugbremsanlage weist eine Hydropumpeneinheit mit einer Hydropumpe pro Bremskreis und einem gemeinsamen, beide Hydropumpen betätigenden Elektromotor auf. Über die Ansteuerung der Pumpeneinheit können Fahrerassistenzssysteme unterstützt werden, beispielsweise ein elektronisches Stabilitätsprogramm ESP. - Bei hydraulischen Bremsanlagen, die in Hybridfahrzeugen mit einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor als Antriebsquelle eingesetzt werden, entsteht das Problem, dass im Rekuperations- bzw. Generatorbetrieb des Elektromotors ein auf das Fahrzeug wirkendes elektrisches Bremsmoment erzeugt wird, welches beim Bremsvorgang beim Betätigen der mechanisch wirkenden Radbremse berücksichtigt werden muss. Da die rekuperative Bremse nur zur Verfügung steht, falls der elektrische Energiespeicher nicht vollständig aufgeladen ist, können je nach Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers Bremssituationen mit und ohne elektrischem Bremsmoment entstehen. Da die von den verschiedenen Bremseinrichtungen herrührenden Bremsmomente kumulativ auf das Fahrzeug wirken, muss der Wegfall bzw. das Zuschalten eines elektrischen Bremsmoments vom Fahrer mit einem geänderten mechanischen Bremsmoment kompensiert werden, was eine Änderung der Bremspedalstellung erfordert.
- Offenbarung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bremsvorgang in einem Fahrzeug, das mit einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage ausgestattet ist, in der Weise auszugestalten, dass ein auf das Fahrzeug wirkendes Zusatzbremsmoment vom Fahrer unbemerkt bleibt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei einem Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
- Die erfindungsgemäße, hydraulische Fahrzeugbremsanlage ist in an sich bekannter Weise mit einem Hauptbremszylinder versehen, der von einem Bremspedal im Fahrzeug betätigbar ist, wobei des Weiteren mindestens eine Speicherkammer zur Aufnahme des hydraulischen Bremsfluids, eine Hydraulikpumpe und mindestens eine Radbremseinheit in einem Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage vorgesehen sind. Des Weiteren weist die Fahrzeugbremsanlage einen Pedalwegsimulator auf, der mit einer Primärkammer und einer Sekundärkammer und einem die beiden Kammern separierenden, verschieblichen Kolben ausgestattet ist. Die Primärkammer ist mit dem Hauptbremszylinder bzw. einem dem Hauptbremszylinder zugeordneten Reservoir strömungsverbunden, die Sekundärkammer mit der Speicherkammer zur Aufnahme des hydraulischen Bremsfluids. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Hydraulikpumpe mit der Speicherkammer verbunden ist und dass die Hydraulikpumpe über Stellsignale einer Regel- bzw. Steuereinheit zur Erzeugung eines Radbremsmoments in der Radbremseinheit ansteuerbar ist.
- Über den Pedalwegsimulator und die Speicherkammer im Strömungsweg zwischen Sekundärkammer des Simulators und Hydraulikpumpe wird eine Entkopplung zwischen der Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer und der Druckbeaufschlagung der Radbremseinheiten erzielt. Der Pedalweg des Bremspedals und/oder der vom Fahrer erzeugte Pedaldruck wird für die Ermittlung eines Sollbremsmoments herangezogen, wobei die über die Pedalbewegung erfolgte Verdrängung von Hydraulikfluid aus dem Hauptbremszylinder nicht unmittelbar in der Radbremseinheit wirksam wird, sondern vielmehr eine Verschiebung von Hydraulikfluid über den Pedalwegsimulator in die nachgeschaltete Speichereinheit stattfindet. Die Hydraulikpumpe saugt bei Betätigung Hydraulikfluid aus der Speicherkammer an und beaufschlagt das Fluid mit einem Bremsdruck, welcher in der Radbremseinheit wirksam wird.
- Die Ansteuerung der Hydraulikpumpe über die Stellsignale der Regel- bzw. Steuereinheit erlaubt eine variable Anpassung an die jeweilige, aktuelle Bremssituation im Fahrzeug. Die Betätigung der Hydraulikpumpe ist somit nicht zwingend an die Betätigung des Bremspedals gekoppelt, so dass sonstige Einflüsse bei der Ansteuerung der Hydraulikpumpe berücksichtigt werden können. Es ist insbesondere möglich, Zusatzbremsmomente zu berücksichtigen, welche von Zusatzbremseinrichtungen herstammen, insbesondere von im rekuperativen Betrieb laufenden Elektromotoren, die im Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Zusatzbremsmomente derartiger Zusatzbremseinrichtungen und die mechanischen Bremsmomente, welche in den Radbremseinheiten der Fahrzeugbremsanlage durch Betätigung der Hydraulikpumpe erzeugt werden, bestimmen das Gesamt-Bremsmoment, welches dem vom Fahrer über die Pedalbetätigung vorgegebenen Sollbremsmoment entspricht. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Hydraulikpumpe können Änderungen der Zusatzbremsmomente kompensiert werden, ohne dass dies vom Fahrer bemerkt wird. Dies betrifft beispielsweise den Fall, dass ein rekuperatives, elektrisches Bremsmoment zunimmt oder abnimmt, zugeschaltet oder abgeschaltet wird. Für den Fahrer ist dies weder in der Pedalbetätigung noch in der Fahrzeugverzögerung zu spüren.
- Während eines regulären Bremsvorgangs – mit oder ohne Zusatzbremsmoment einer Zusatzbremseinrichtung – wird durch die Betätigung des Bremspedals Hydraulikfluid aus dem Hauptbremszylinder in die Primärkammer des Pedalwegsimulators geleitet, woraufhin der Kolben in dem Pedalwegsimulator in Richtung der Sekundärkammer verschoben und aufgrund der Volumenverkleinerung der Sekundärkammer darin befindliches Hydraulikfluid in die nachgeschaltete Speicherkammer verdrängt wird. Mit der Ansteuerung der Hydraulikpumpe saugt diese aus der Speicherkammer Hydraulikfluid an und beaufschlagt dieses mit dem in der Regel- bzw. Steuereinheit ermittelten Bremsdruck. Für einen voll aktiven Druckaufbau ohne Pedalbetätigung durch den Fahrer, beispielsweise zur Unterstützung eines Fahrerassistenzsystems wie zum Beispiel ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm), ist die Hydraulikpumpe vorteilhafterweise über ein stromlos geschlossenes Ventil mit dem Hauptbremszylinder bzw. dem diesem Zylinder zugeordneten Reservoir verbunden und fördert aus dem Reservoir Hydraulikfluid in den Bremskreis.
- Um für Notfälle einen direkten, hydraulischen Durchgriff zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremseinheiten zu erhalten, ist die Primärkammer des Pedalwegsimulators zweckmäßigerweise über ein einstellbares Hydraulikventil mit dem die mindestens eine Radbremseinheit enthaltenden Bremskreis verbunden. Die Sekundärkammer ist zweckmäßigerweise über eine verschließbare Stelleinrichtung mit der Speicherkammer verbunden. Das Hydraulikventil, welches der Primärkammer nachgeschaltet ist, ist vorzugsweise als stromlos offenes Ventil ausgestaltet, das bei einem Ausfall der elektrischen Stromversorgung in Öffnungsposition steht, so dass die Primärkammer des Pedalwegsimulators hydraulisch mit den Radbremseinheiten verbunden ist. Die Stelleinrichtung, welche der Sekundärkammer zugeordnet ist, ist dagegen stromlos geschlossen ausgeführt, so dass bei einem Ausfall der Stromversorgung die Verbindung zwischen der Sekundärkammer des Pedalwegsimulators und der Speicherkammer unterbrochen ist.
- Die verschließbare Stelleinrichtung, die im Strömungsweg zwischen der Sekundärkammer des Pedalwegsimulators und der Speicherkammer liegt, ist gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung als ein einstellbares, der Sekundärkammer nachgeordnetes Hydraulikventil ausgeführt, das stromlos geschlossen ist. Gemäß einer zweiten, alternativen Ausführung ist die Stelleinrichtung in den Pedalwegsimulator integriert, wobei der Kolben Teil der Stelleinrichtung ist und bei einer Verschiebung des Kolbens zwischen der Ausgangsposition und der in Richtung der Sekundärkammer verschobenen Position der Strömungsweg zur Speicherkammer freigegeben wird. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, dass in der Ausgangsposition, in der noch kein Hydraulikfluid aus dem Hauptbremszylinder in die Primärkammer des Pedalwegsimulators gefördert wurde, ein Teil des Kolbens eine Abströmöffnung in Richtung der nachgeschalteten Speicherkammer verschließt. Mit dem Verschieben des Kolbens in Richtung der Sekundärkammer wird die Abströmöffnung geöffnet, so dass eine Strömungsverbindung zwischen der Sekundärkammer und der Speicherkammer besteht und mit dem weiteren Verschieben des Kolbens das in der Sekundärkammer befindliche Hydraulikfluid in die Speicherkammer verdrängt wird. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine kompakte Bauform und eine geringe Teileanzahl aus; außerdem ist für das Öffnen und Schließen der Abströmöffnung in der Sekundärkammer des Pedalwegsimulators kein elektrisches Bauteil erforderlich.
- Grundsätzlich genügt es, dass der Pedalwegsimulator einschließlich der zugeordneten Baueinheiten lediglich in einen einzigen Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage integriert ist, wohingegen ein üblicherweise vorgesehener zweiter Bremskreis in konventioneller Weise ohne derartigen Pedalwegsimulator ausgeführt ist. Bei einer achsbezogenen Aufteilung der Bremskreise, bei der ein erster Bremskreis die Radbremseinheiten an der Vorderachse und der zweite Bremskreis die Radbremseinheiten an der Hinterachse beaufschlagt, ist auf diese Weise eine Aufteilung unterschiedlicher hoher Radbremsmomente pro Fahrzeugachse möglich. Erreicht wird dies durch eine entsprechende Ansteuerung der Hydraulikpumpe bzw. des die Hydraulikpumpe beaufschlagenden elektromotorischen Antriebs.
- Es reicht aus, einen gemeinsamen elektromotorischen Antrieb für jeweils eine Hydraulikpumpe pro Bremskreis vorzusehen. Eine Momentenaufteilung zwischen den Bremskreisen kann dadurch realisiert werden, dass ein Hydraulikventil zwischen dem Reservoir des Hauptbremszylinders und dem Bremskreis ohne Pedalwegsimulator geschlossen wird. Daneben sind aber auch Ausführungen möglich, in denen jeder Hydraulikpumpe ein eigener elektromotorischer Antrieb zugeordnet ist.
- Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann auch innerhalb des mit dem Pedalwegsimulator ausgestatteten Bremskreises eine Bremskraftverteilung zwischen den Radbremseinheiten dieses Bremskreises durchgeführt werden, indem die Einlass- bzw. Auslassventile jeder Radbremseinheit in unterschiedlicher Weise angesteuert werden.
- Die hydraulische Fahrzeugbremsanlage wird bevorzugt in Hybridfahrzeugen eingesetzt, die als Antriebsquelle einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweisen. Zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers ist der Elektromotor im Rekuperations- bzw. Generatorbetrieb zu betreiben, in welchem elektrische Bremsmomente im Elektromotor wirksam werden, die sich auf den Antriebsstrang bremsend auswirken. Die elektrischen Bremsmomente addieren sich zu den mechanischen Radbremsmomenten, die über die hydraulische Fahrzeugbremsanlage generiert werden. Aufgrund der Ausstattung der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit dem Pedalwegsimulator, dessen Sekundärseite mit der Speicherkammer kommuniziert, wobei die Hydraulikpumpe aus der Speicherkammer Hydraulikfluid in Richtung der Radbremseinheiten fördert, ist je nach Beaufschlagung der Hydraulikpumpe ein entsprechender hydraulischer Bremsdruck erzeugbar, der sich in einem entsprechenden mechanischen Radbremsmoment niederschlägt.
- Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage auch in Fahrzeugen einsetzbar, die ausschließlich einen Elektromotor als Antriebsquelle aufweisen.
- Die hydraulische Fahrzeugbremsanlage weist vorzugsweise nur in einem Bremskreis einen Pedalwegsimulator mit den zugeordneten Baueinheiten auf. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der beide Bremskreise mit jeweils einem Pedalwegsimulator und den zugeordneten Baueinheiten ausgestattet sind.
- Das erfindungsgemäße Verfahren setzt eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage voraus, die zumindest in einem Bremskreis einen Pedalwegsimulator mit Primärkammer und Sekundärkammer und zwischenliegendem, verschieblichen Kolben aufweist, wobei die Sekundärkammer mit einer Speicherkammer strömungsverbunden ist und aus der Speicherkammer über eine Hydraulikpumpe Hydraulikfluid in den Bremskreis gefördert werden kann. Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt, dass zunächst in einem ersten Verfahrensschritt aus der Bremspedalstellung ein Sollbremsmoment festgestellt wird, das dem Fahrerwunsch entspricht. Danach wird in einem nächsten Verfahrensschritt festgestellt, ob und in welcher Höhe in einer Zusatzbremseinrichtung ein Zusatzbremsmoment aktuell generiert wird. Schließlich wird in einem weiteren Verfahrensschritt die Hydraulikpumpe in der Weise betätigt, dass das über die Radbremseinheit erzeugte Radbremsmoment aus der Differenz zwischen dem vom Fahrer vorgegebenen Sollbremsmoment und dem Zusatzbremsmoment berechnet wird. Durch diese Vorgehensweise ist sichergestellt, dass unabhängig von einem aktuell anliegenden Zusatzbremsmoment immer das vom Fahrer gewünschte Sollbremsmoment wirksam ist. Außerdem wird durch die spezielle Ausgestaltung des einen Bremskreises mit dem Pedalwegsimulator eine Entkopplung zwischen dem Bremspedaldruck und dem Bremsdruck des Hydraulikfluids im Bremskreis erzielt.
- Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
-
1 einen hydraulischen Schaltplan einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Vorderachs-Bremskreis und einem Hinterachs-Bremskreis, wobei in den Hinterachs-Bremskreis ein Pedalwegsimulator mit einer Primärkammer und einer über einen Kolben separierten Sekundärkammer integriert ist und sowohl der Primärkammer als auch der Sekundärkammer jeweils ein Hydraulikventil nachgeschaltet ist, -
2 eine Fahrzeugbremsanlage, die ähnlich ausgestaltet ist wie diejenige nach1 , jedoch mit einer in den Pedalwegsimulator integrierten Stelleinrichtung zum Öffnen und Schließen einer Abströmöffnung in der Sekundärkammer, -
3 ein Ablaufdiagramm mit einzelnen Verfahrensschritten zur Durchführung des Verfahrens zum Betrieb der Fahrzeugbremsanlage. - In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
- Wie dem hydraulischen Schaltplan nach
1 zu entnehmen, weist die hydraulische Fahrzeugbremsanlage1 in einem Kraftfahrzeug einen Vorderachs-Bremskreis2 und einen Hinterachs-Bremskreis3 auf, die an einen gemeinsamen Hauptbremszylinder4 angeschlossen sind, der von einem Bremspedal6 vom Fahrer zu betätigen ist. Dem Hauptbremszylinder4 ist ein Bremsflüssigkeitsreservoir5 zugeordnet. Der Pedalweg des Bremspedals6 wird mithilfe eines Pedalwegsensors7 ermittelt. - Über den Vorderachs-Bremskreis
2 werden Radbremseinheiten8 und9 am linken bzw. rechten Vorderrad betätigt, über den Hinterachs-Bremskreis3 Radbremseinheiten10 und11 am linken bzw. rechten Hinterrad. Jedem Bremskreis2 ,3 ist ein regelbares Umschaltventil12 zugeordnet, das an den Hauptbremszylinder4 angeschlossen ist, wobei die Umschaltventile in ihrer stromlosen Grundstellung geöffnet sind. Jedes Umschaltventil12 weist ein parallel angeordnetes Rückschlagventil auf, das vom Hauptbremszylinder zu den jeweiligen Radbremseinheiten durchströmbar ist. - Zwischen den Umschaltventilen
12 und den jeweiligen Radbremseinheiten8 bis11 befinden sich jeweils Einlassventile13 , die ebenfalls im stromlosen Zustand geöffnet sind. Jedem Einlassventil13 ist je ein Rückschlagventil zugeordnet, das in Richtung zum Hauptbremszylinder durchströmbar ist. - Den Radbremseinheiten
8 bis11 ist jeweils ein stromlos geschlossenes Auslassventil14 zugeordnet, die mit der Saugseite einer Pumpeneinheit15 verbunden sind, wobei die Pumpeneinheit15 , die insbesondere Bestandteil eines ESP-Systems (elektronisches Stabilitätsprogramm) ist, eine erste Hydraulikpumpe16 im Vorderachs-Bremskreis2 und eine zweite Hydraulikpumpe17 im Hinterachs-Bremskreis3 sowie einen die beiden Hydraulikpumpen16 ,17 gemeinsam betätigenden elektrischen Antriebsmotor18 umfasst. Die Druckseite der Hydraulikpumpen16 und17 ist an einen Leitungsabschnitt zwischen dem Umschaltventil12 und den beiden Einlassventilen13 pro Bremskreis angeschlossen. Die Saugseiten der Hydraulikpumpen16 und17 sind jeweils mit einem Hauptschaltventil19 verbunden, welches mit dem Hauptbremszylinder4 hydraulisch verbunden ist. - Zur Durchführung eines fahrdynamischen Regeleingriffes können die im stromlosen Zustand geschlossenen Hauptschaltventile
19 geöffnet werden, woraufhin die Hydraulikpumpen16 und17 Hydraulikfluid unmittelbar aus dem Hauptbremszylinder4 bzw. dem zugeordneten Bremsflüssigkeitsreservoir5 ansaugen. Der Bremsdruckaufbau ist hierbei unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer. - Die Saugseite der Hydraulikpumpen
16 und17 kommuniziert außerdem mit jeweils einem Hydraulikspeicher bzw. einer Speicherkammer20 zur Aufnahme von Bremsfluid. Die Speicherkammern20 sind außerdem mit dem die Auslassventile14 enthaltenden Leitungsabschnitten strömungsverbunden. Die Speicherkammern20 dienen zur Zwischenspeicherung von Bremsfluid, das während eines fahrdynamischen Eingriffs über die Auslassventile14 aus den Radbremseinheiten8 bis11 ausgelassen wurde. - Jeder Bremskreis
2 ,3 weist außerdem einen Drucksensor21 bzw.22 zur Messung des Bremsdrucks im jeweiligen Bremskreis auf. Der Drucksensor21 im Vorderachs-Bremskreis2 befindet sich zwischen dem Hauptbremszylinder4 und dem Hauptschaltventil19 . Der Drucksensor22 im Hinterachs-Bremskreis3 ist zwischen dem Umschaltventil12 und den Einlassventilen13 angeordnet. - Der Fahrzeugbremsanlage
1 ist außerdem eine Regel- bzw. Steuereinheit23 zugeordnet, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen Stellsignale insbesondere zur Beaufschlagung der Hydraulikpumpen16 und17 bzw. des den Pumpen zugeordneten elektrischen Antriebsmotors18 generiert. Als Eingangssignale werden der Regel- bzw. Steuereinheit23 die Sensorsignale der Sensoren der Fahrzeugbremsanlage zugeführt. Darüber hinaus können in der Regel- bzw. Steuereinheit23 Signale weiterer Aggregate bzw. Stelleinrichtungen im Fahrzeug verarbeitet werden, beispielsweise Zusatzbremsmomente von Zusatzbremseinrichtungen außerhalb der hydraulischen Fahrzeugbremsanlage wie zum Beispiel im Generatormodus betriebene elektrische Antriebsmotoren im Antriebsstrang des Fahrzeugs. - Der Hinterachs-Bremskreis
3 weist ein Zusatzaggregat24 auf, das dem Hauptbremszylinder4 im Bremskreis3 nachgeschaltet ist. Das Zusatzaggregat24 umfasst einen Pedalwegsimulator25 , der mit dem Hauptbremszylinder4 strömungsverbunden ist, sowie zwei dem Pedalwegsimulator25 nachgeordnete Hydraulikventile26 und27 , von denen das erste Hydraulikventil26 zwischen einer Primärkammer28 des Pedalwegsimulators25 und dem Umschaltventil12 und das zweite Hydraulikventil27 zwischen einer Sekundärkammer29 des Pedalwegsimulators25 und der Speicherkammer20 angeordnet ist. Die Primärkammer28 des Pedalwegsimulators25 ist mit dem Hauptzylinder4 strömungsverbunden. Zwischen Primärkammer28 und Sekundärkammer29 ist ein Kolben30 verschieblich angeordnet. Sobald Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder4 in die Primärkammer28 einströmt, wird der Kolben30 aus der in1 dargestellten Ausgangsposition in Richtung der Sekundärkammer29 verschoben, woraufhin das in der Sekundärkammer29 befindliche Bremsfluid über eine Abströmöffnung in der Sekundärkammer über das geöffnete Hydraulikventil27 abströmt und der Speicherkammer20 zugeführt wird. - Das Hydraulikventil
26 ist als stromlos offenes Ventil, das Hydraulikventil27 als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt, wodurch eine Fallebene realisiert ist, da bei stromlosen Ventilen ein unmittelbarer hydraulischer Durchgriff zwischen von dem Hauptbremszylinder4 über die Primärkammer28 und das geöffnete Hydraulikventil26 zu den Radbremseinheiten10 und11 gegeben ist. Zugleich ist in der Rückfallebene das zweite Hydraulikventil27 stromlos geschlossen, so dass kein Hydraulikfluid aus der Sekundärkammer29 des Pedalwegesimulators25 in Richtung Speicherkammer20 abströmen kann. - Im regulären Betriebsmodus sind die Hydraulikventile
26 und27 bestromt, so dass das der Primärkammer28 nachgeschaltete Hydraulikventil26 geschlossen und das der Sekundärkammer29 nachgeschaltete Hydraulikventil27 geöffnet ist. Bei einer Betätigung des Bremspedals6 strömt Hydraulikfluid aus dem Hauptbremszylinder4 in die Primärkammer28 des Pedalwegsimulators25 , woraufhin der Kolben30 in Richtung der Sekundärkammer29 verschoben und das darin befindliche Bremsfluid über das geöffnete Hydraulikventil27 in die Speicherkammer20 verschoben wird. Bei einer Betätigung der Hydraulikpumpe17 wird Bremsfluid aus der Speicherkammer20 angesaugt und mit einem gewünschten Bremsdruck den Radbremseinheiten10 und11 zugeführt. Der Bremsdruck hängt hierbei von der Betätigung der Hydraulikpumpe17 ab, die über Stellsignale der Regel- bzw. Steuereinheit23 eingestellt wird. - Der Druckabbau kann je nach Fahrsituation entweder über das Umschaltventil
12 oder das Auslassventil14 durchgeführt werden. Im Regelfall erfolgt der Druckabbau über ein Öffnen des Umschaltventils12 , so dass Bremsfluid aus den Radbremseinheiten10 und11 über das geöffnete Umschaltventil12 und das ebenfalls geöffnete Hydraulikventil27 in die Speicherkammer20 einströmt. Im Falle eines möglichst schnell durchzuführenden Druckabbaus werden dagegen die Auslassventile14 geöffnet, so dass Bremsfluid aus den Radbremseinheiten10 und11 über die geöffneten Auslassventile14 direkt in die Speicherkammer20 strömt. - In
2 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der das Zusatzaggregat24 mit dem Pedalwegsimulator25 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach1 in modifizierter Weise ausgeführt ist. Der Pedalwegsimulator25 weist analog zum ersten Ausführungsbeispiel eine Primärkammer28 und eine Sekundärkammer29 auf, zwischen denen der verschiebliche Kolben30 angeordnet ist. Der Primärkammer28 ist das stromlos offene Hydraulikventil26 nachgeordnet. - Der Sekundärkammer
29 ist aber im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel kein Hydraulikventil nachgeschaltet. Das Öffnen und Schließen der Sekundärkammer29 erfolgt vielmehr mithilfe einer speziellen Ausgestaltung des Kolbens30 , der in2 in seiner Ausgangsstellung dargestellt ist, in der noch kein Bremsfluid aus dem Hauptbremszylinder in die Primärkammer28 eingeströmt ist. Ein Abschnitt30a des Kolbens30 verschließt in der Ausgangsstellung eine Abströmöffnung in der Sekundärkammer29 in Richtung Speicherkammer20 . Sobald Bremsfluid aus dem Hauptbremszylinder4 in die Primärkammer28 einströmt und der Kolben30 aus der Ausgangsstellung in Richtung der Sekundärkammer29 verschoben wird, gelangt ein zweiter Abschnitt30b des Kolbens30 in den Bereich der Abströmöffnung der Sekundärkammer29 , woraufhin die Abströmöffnung freigegeben wird, so dass das in der Sekundärkammer29 befindliche Hydraulikfluid in die Speicherkammer20 abströmen kann. - Die spezielle Ausgestaltung des Pedalwegsimulators
25 kann auch für einen Druckabbau im Hinterachs-Bremskreis3 im Normalfall genutzt werden. Mit Beendigung des Bremsvorgangs wird Bremsfluid aus den Radbremseinheiten10 und11 über das geöffnete Umschaltventil12 in die Sekundärkammer29 des Pedalwegsimulators25 geleitet, wobei die Zuströmöffnung in die Sekundärkammer29 von dem in Öffnungsstellung stehenden Kolben30 freigegeben ist. - Im Ablaufdiagramm gemäß
3 ist der Ablauf zur Durchführung des Verfahrens illustriert. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt40 der bei einer Betätigung des Bremspedals zurückgelegte Pedalweg s mithilfe des Pedalwegsensors gemessen und daraus ein Sollbremsmoment MBr bestimmt. Im nächsten Verfahrensschritt41 wird festgestellt, ob aktuell im Fahrzeug Zusatzbremsmomente wirken, beispielsweise elektrische Bremsmomente eines im Rekuperationsbetrieb arbeitenden elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs. Derartige Bremsmomente Mel werden im Regel- bzw. Steuergerät erfasst und weiter verarbeitet. - Ausgehend von dem Sollbremsmoment MBr und dem Zusatzbremsmoment Mel wird im Verfahrensschritt
42 ein Radbremsmoment MW für den Hinterachsbremskreis bestimmt. Das mechanische Radbremsmoment MW, das in den Radbremseinheiten der Hinterräder erzeugt wird, wird durch Beaufschlagung der Hydraulikpumpe für den Hinterachsbremskreis generiert, wobei das Radbremsmoment MW in der Weise eingestellt wird, dass im Fahrzeug unter Berücksichtigung des Zusatzbremsmomentes Mel das gewünschte Sollbremsmoment MBr wirksam wird. Die Einstellung des Radbremsmomentes MW erfolgt im Verfahrensschritt43 durch Beaufschlagung der Hydraulikpumpe für den Hinterachsbremskreis mittels des der Hydraulikpumpe zugeordneten elektromotorischen Antriebs. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102007020503 A1 [0002]
Claims (16)
- Hydraulische Fahrzeugbremsanlage (
1 ), mit einem Hauptbremszylinder (4 ), der von einem Bremspedal (6 ) betätigbar ist, mit mindestens einer Speicherkammer (20 ), einer Hydraulikpumpe (17 ) und einer Radbremseinheit (10 ,11 ), dadurch gekennzeichnet, dass ein Pedalwegsimulator (25 ) mit einer Primärkammer (28 ), welche mit dem Hauptbremszylinder (4 ) strömungsverbunden ist, und einer Sekundärkammer (29 ), welche mit der Speicherkammer (20 ) strömungsverbunden ist, in einem Bremskreis (3 ) der Fahrzeugbremsanlage (1 ) angeordnet ist, wobei Primär- und Sekundärkammer (28 ,29 ) über einen verschieblichen Kolben (30 ) separiert sind, dass die Hydraulikpumpe (17 ) mit der Speicherkammer (20 ) verbunden ist, und mit einer Regel- bzw. Steuereinheit (23 ) zur Ansteuerung der Hydraulikpumpe (17 ) zur Erzeugung eines Radbremsmoments (MW) in der Radbremseinheit. - Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärkammer (
28 ) des Pedalwegsimulators (25 ) über ein einstellbares Hydraulikventil (26 ) mit den Radbremseinheiten (10 ,11 ) des Bremskreises (3 ) verbunden ist. - Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikventil (
26 ) als stromlos offenes Ventil ausgeführt ist. - Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkammer (
29 ) des Pedalwegsimulators (25 ) über eine verschließbare Stelleinrichtung mit der Speicherkammer (20 ) verbunden ist. - Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschließbare Stelleinrichtung als ein dem Pedalwegsimulator (
25 ) nachgeschaltetes Hydraulikventil (27 ) ausgebildet ist. - Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschließbare Stelleinrichtung den zwischen Primär- und Sekundärkammer (
28 ,29 ) des Pedalwegsimulators (25 ) verschieblich angeordneten Kolben (30 ) umfasst, der zwischen einer den Strömungsweg zur Speicherkammer (20 ) verschließenden Ausgangsposition und einer den Strömungsweg freigebenden Öffnungsposition verstellbar ist, wobei die Öffnungsposition der in Richtung der Sekundärkammer (29 ) verschobenen Position des Kolbens (30 ) entspricht. - Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalwegsimulator (
25 ) nur in den Bremskreis (3 ) einer der beiden Fahrzeugachsen integriert ist. - Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (
17 ) über ein einstellbares Hydraulikventil (19 ) mit einem Hydraulikreservoir (5 ) des Hauptbremszylinders (4 ) verbunden ist. - Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikventil (
19 ) als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt ist. - Fahrzeug mit einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
- Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor ausgestattet ist, der im Rekuperations- bzw. Generatorbetrieb ein Bremsmoment (Mel) erzeugt.
- Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug als Hybridfahrzeug ausgelegt ist und zusätzlich zu dem elektrischen Antriebsmotor einen Verbrennungsmotor aufweist.
- Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem – aus der Bremspedalstellung ein Sollbremsmoment (MBr) festgestellt wird, – ein von einer Zusatzbremseinrichtung generiertes Zusatzbremsmoment (Mel) festgestellt wird, – die Hydraulikpumpe (17 ) in der Weise betätigt wird, dass das über die Radbremseinheit (10 ,11 ) erzeugte Radbremsmoment (MW) aus der Differenz zwischen Sollbremsmoment (MBr) und Zusatzbremsmoment (Mel) berechnet wird. - Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremseinrichtung ein als Generator betriebener Elektromotor ist.
- Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorderachs-Bremskreis (
2 ) und im Hinterachs-Bremskreis (3 ) unterschiedlich hohe Radbremsmomente (MW) erzeugt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bremskreis (
3 ), welcher den Pedalwegsimulator (25 ) enthält, bei Betätigung der Hydraulikpumpe (17 ) durch Ansteuerung von Einlass- bzw. Auslassventilen (13 ,14 ) der dem Bremskreis (3 ) zugeordneten Radbremseinheiten (10 ,11 ) unterschiedlich hohe Bremsmomente (MW) an den Fahrzeugrädern erzeugt werden.
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