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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Steuerung von Fahrzeugbremsen. Konkret wird eine Steuervorrichtung beschrieben, die für die elektrische Ansteuerung eines regenerativen Bremssystems für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb vorgesehen ist.
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Hintergrund
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Bei herkömmlichen, nicht regenerativen Bremsvorgängen geht überschüssige Bewegungsenergie eines Fahrzeugs an den Radbremsen durch das reibschlüssige Zusammenwirken von Bremsbacken und Bremsscheiben an den Radbremsen in Form von Wärmeenergie ungenutzt verloren. Um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren, werden daher Fahrzeuge immer häufiger mit einem Hybridantrieb ausgestattet.
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Ein Hybridantrieb umfasst neben einem herkömmlichen Verbrennungsmotor eine zusätzliche elektrische Antriebsvorrichtung, die abwechselnd als Generator und Motor betrieben wird. Bei regenerativen Bremsvorgängen wird die elektrische Antriebsvorrichtung als Generator betrieben und die gewonnene elektrische Energie in einer Fahrzeugbatterie gespeichert. Diese chemisch gespeicherte Energie steht dann für den Motorbetrieb der elektrischen Antriebsvorrichtung zum Beschleunigen des Fahrzeuges zur Verfügung.
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Im regenerativen Bremsbetrieb ist es aus Effizienzgründen erwünscht, dass das Abbremsen des Fahrzeuges durch den Generator und nicht durch die Radbremsen erfolgt. Hierfür werden die Radbremsen vom Hauptbremszylinder abgekoppelt und die verdrängte Bremsflüssigkeit in einen Bremsflüssigkeitsspeicher abgeleitet, was zusätzliche Komponenten wie weitere Ventileinrichtungen, Einrichtungen zur Simulation des gewohnten Pedalrückwirkungsverhaltens, usw. erforderlich macht. Für den regenerativen Bremsbetrieb wird eine herkömmliche hydraulische Steuereinheit daher um eine hydraulische Regenerationseinrichtung erweitert, welche diese zusätzlichen Komponenten umfasst. Ferner wird das herkömmliche elektronische Steuergerät durch ein elektronisches Steuergerät ersetzt, welches zusätzliche Steuerfunktionen für die Regenerationseinrichtung bereitstellt.
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Kurzer Abriss
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung anzugeben, die für den regenerativen Bremsbetrieb ausgelegt ist.
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Zu diesem Zweck wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die ein erstes elektronisches Steuergerät umfasst, das zur elektrischen Ansteuerung von Komponenten einer hydraulischen Steuereinheit des Fahrzeugbremssystems vorgesehen ist, wobei das erste elektronische Steuergerät ein erstes Gehäuse aufweist, an dem eine erste Steckeinrichtung angeordnet ist. Die Steuervorrichtung umfasst ferner ein zweites elektronisches Steuergerät, das zu elektrischen Ansteuerung von Komponenten einer hydraulischen Regenerationseinrichtung des Fahrzeugbremssystems vorgesehen ist, wobei das zweite elektronische Steuergerät ein zweites Gehäuse aufweist, an dem eine zweite Steckeinrichtung zur Kontaktierung der ersten Steckeinrichtung angeordnet ist. Das zweite elektronische Steuergerät ist auf diese Weise mit dem ersten elektronischen Steuergerät elektrisch verbindbar. Ferner kann über die beiden Steckeinrichtungen und/oder andere Einrichtungen auch eine mechanische Verbindung zwischen den beiden Gehäusen bewerkstelligt werden.
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Das erste elektronische Steuergerät kann als Hauptsteuergerät mit Mikroprozessor ausgebildet sein. Das Hauptsteuergerät ist beispielsweise dazu ausgelegt, elektrische Signale von Fahrzeugsensoren mittels eines elektronischen Stabilitätsprogramms, eines Antiblockiersystems und/oder einer Antriebsschlupfregelung zu verarbeiten. Das zweite elektronische Steuergerät kann ein Unter- oder Sub-Steuergerät sein. Dieses Sub-Steuergerät kann mit oder ohne Mikroprozessor ausgebildet sein. Das Sub-Steuergerät kann eine oder mehrere Treiberstufen für eine oder mehrere Komponenten der hydraulischen Regenerationseinrichtung enthalten. Die Treiberstufen und/oder der Mikroprozessor des Sub-Steuergeräts können/kann über die Steckverbindung mit dem Mikroprozessor des Hauptsteuergeräts koppelbar sein. Das Hauptsteuergerät und das Sub-Steuergerät können in einem Master/Slave-Verhältnis zueinander stehen.
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Das zweite Steuergerät kann mit dem ersten Steuergerät über die (beispielsweise in die Gehäuse integrierten) Steckeinrichtungen kabellos verbunden werden. Auf diese Weise wird eine stabile und platzsparende elektrische Verbindung zwischen den beiden Steuergeräten bereitgestellt, da zusätzliche Kabelvorrichtungen für die elektrische Verbindung entfallen.
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Die Steuervorrichtung weist ferner den Vorteil auf, dass das erste Steuergerät das in Verbindung stehende zweite Steuergerät elektrisch versorgen und/oder elektrisch ansteuern kann. Durch diese Ausführung kann die Bauweise des Sub-Steuergerätes besonders einfach und kompakt ausgelegt werden, da bis auf die zweite Steckeinrichtung keine weiteren Steckanschlüsse für die elektrische Versorgung oder für den Empfang von Sensorsignalen benötigt werden.
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Gemäß einer Ausführung der Steuervorrichtung kann das erste elektronische Steuergerät eigenständig (d. h. unabhängig von dem zweiten elektronischen Steuergerät bzw. auch in Abwesenheit des zweiten elektronischen Steuergerätes) betrieben werden. Es kann beispielsweise für die Ansteuerung der hydraulischen Steuereinheit eines Fahrzeugbremssystems ohne hydraulische Regenerationseinrichtung vorgesehen sein. Das zweite elektronische Steuergerät kann hingegen lediglich für die Ansteuerung einer oder mehrerer Komponenten der hydraulischen Regenerationseinrichtung des regenerativen Fahrzeugbremssystems vorgesehen werden. Dabei kann das zweite Steuergerät als modulare Erweiterung des ersten Steuergerätes aufgefasst werden. Diese modulare Erweiterung bezüglich der regenerativen Steuerfunktionen weist den Vorteil auf, dass das erste elektronische Steuergerät universell für Fahrzeugbremssysteme mit oder ohne Regenerationseinrichtung einsetzbar wird. Für die Umrüstung auf regenerativen Bremsbetrieb wird lediglich das erste elektronische Steuergerät über eine Steckverbindung mit dem zweiten Steuergerät erweitert. Ferner kann die Steuervorrichtung um die hydraulische Steuereinheit mit integrierter hydraulischer Regenerationseinrichtung erweitert sein.
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Die mechanische Befestigung der elektronischen Steuergeräte untereinander und/oder an der hydraulischen Steuereinheit kann über deren Gehäuse erfolgen. Zu diesem Zweck kann am Gehäuse beider elektronischer Steuergeräte jeweils eine Befestigungsvorrichtung ausgebildet sein. Gemäß einer Variante wird nur eines der beiden elektronischen Steuergeräte über sein Gehäuse an der hydraulischen Steuereinheit befestigt. Das an der hydraulischen Steuereinheit befestigte Steuergerät kann dann beispielsweise über die miteinander verbundenen Steckeinrichtungen das andere Steuergerät mechanisch stabilisieren.
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Die Steckeinrichtung jedes der beiden elektronischen Steuergeräte kann jeweils mehrere elektrische Steckverbinder umfassen, welche einen räumlichen Abstand voneinander aufweisen können. Auf diese Weise wird die mechanische Kopplung der elektronischen Steuergeräte belastbarer, da sich mechanische Belastungen auf eine Mehrzahl von Steckverbindungen verteilen können. Gleichzeitig wird durch mehrere Steckverbindungen eine sichere sowie wohl definierte Positionierung beider elektronischer Steuergeräte zueinander gewährleistet. Die Steckverbinder können als Stecker oder Buchse ausgestaltet sein.
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Die Steckeinrichtung des ersten und/oder zweiten Steuergeräts kann einen oder mehrere Steckerkrägen aufweisen, welche beispielsweise lateral an das Gehäuse des ersten und/oder zweiten Steuergerätes angeformt sind. Die lateral angeordneten Steckerkrägen sind für die mechanische Befestigung des anderen elektronischen Steuergerätes vorgesehen. Zu diesem Zweck kann das andere elektronische Steuergerät korrespondierende Öffnungen (z. B. Steckerführungen) zum Einführen der Steckerkrägen aufweisen.
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Ferner kann wenigstens eine der beiden Steckeinrichtungen der elektronischen Steuergeräte eine Dichtungseinrichtung umfassen, die zur Abdichtung der Steckverbindung gegenüber der Umwelt vorgesehen ist. Die Dichtungseinrichtung kann einen oder mehrere Dichtringe aufweisen, welche steckerseitig/kragenseitig oder buchsenseitig/öffnungsseitig angebracht sein können.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Aspekte der hier beschriebenen Steuervorrichtung für ein regeneratives Fahrzeugbremssystem ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines zweikreisigen regenerativen Fahrzeugbremssystems;
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2 ein Blockdiagramm von Komponenten des regenerativen Fahrzeugbremssystems gemäß 1;
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3 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung des regenerativen Fahrzeugbremssystems gemäß 1; und
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4 eine perspektivische Darstellung der Steuervorrichtung für eine Fahrzeugbremse ohne Regenerationseinrichtung.
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Detaillierte Beschreibung
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Fahrzeugbremssystems und einer Steuervorrichtung für dieses Fahrzeugbremssystem erläutert. Übereinstimmende Elemente sind dabei in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines regenerativen Fahrzeugbremssystems 10 für ein zweiachsiges Fahrzeug. Dabei bezeichnet VR das rechte Vorderrad, VL das linke Vorderrad, HR das rechte Hinterrad und HL das linke Hinterrad. Jedes Rad ist mit einer Radbremse 12, 14, 16, 18 und einem Raddrehzahlsensor 11, 13, 15, 17 ausgestattet.
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Das Fahrzeugbremssystem 10 umfasst zwei hydraulische Bremskreise 20, 22. Gemäß der so genannten Hinterachse/Vorderachse-Aufteilung sind dem ersten Bremskreis 20 die Radbremsen 12, 14 der hinteren Achse und dem zweiten Bremskreis 22 die Radbremsen 16, 18 der vorderen Achse zugeordnet. Es wäre jedoch auch eine diagonale Aufteilung der Bremskreise denkbar.
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Ferner umfasst das Fahrzeugbremssystem 10 ein Bremspedal 24, einen dem Bremspedal 24 zugeordneten Pedalwegsensor 26, einen mit dem Bremspedal 24 gekoppelten Bremskraftverstärker 28, einen sich an den Bremskraftverstärker 28 anschließenden Hauptbremszylinder 30 sowie einen Bremsflüssigkeitsbehälter 32. Wie in 1 schematisch dargestellt, umfasst der Hauptbremszylinder 30 zwei separate Kammern mit jeweils veränderlichem Volumen. Jeder Bremskreis 20, 22 wird jeweils über eine der beiden Kammern mit Bremsflüssigkeit versorgt. Der mit dem Hauptbremszylinder 30 in Verbindung stehende Bremsflüssigkeitsbehälter 32 dient dabei als druckloser Speicher für Bremsflüssigkeit.
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Zwischen den Bremskreisen 20, 22 und dem Hauptbremszylinder 30 ist eine Steuervorrichtung 34 angeordnet. Die Steuervorrichtung 34 umfasst zwei elektronische Steuergeräte (so genannte Electronic Control Units, ECUs) 34a und 34b sowie eine hydraulische Steuereinheit (Hydraulic Control Unit, HCU) 34c, die mit einer Regenerationseinrichtung 40 ausgestattet ist.
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Die Raddrehzahlsensoren 11, 13, 17, 19 ermitteln den Radschlupf der Räder und somit den Bremszustand des Fahrzeugs. Der Pedalwegsensor 26 ermittelt den Bremswunsch des Fahrers, indem er den Pedalweg misst. Das Fahrzeugbremssystem 10 ist ferner mit einem elektronischen Stabilitätsprogramm, einem Antiblockiersystem sowie einer Antriebsschlupfregelung (ESP, ABS, ASR; im Steuergerät 34a implementiert) ausgestattet, welche auch zusätzliche Sensorsignale auswerten, wie z. B. Signale eines Lenkwinkelsensors, eines Gierratensensors, usw., um den Fahrerwunsch und Fahrzustand zu ermittelt. Diese zusätzlichen Sensoren sind in 1 nicht dargestellt.
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Über ein serielles Bussystem 41 basierend auf dem CAN-Standard (Controller Area Network) stehen sämtliche Sensoren mit der Steuervorrichtung 34 in Verbindung. Dabei werden die Sensorsignale über den CAN-Bus 41 an das elektronische Steuergerät 34a gesendet. Das elektronische Steuergerät 34a vergleicht die empfangenen Daten zu Bremswunsch und Bremszustand des Fahrzeugs. Bei Abweichungen regelt das erste elektronische Steuergerät 34a mit Hilfe der hydraulischen Steuereinheit 34c den an den Rädern aufgebauten Bremsdruck so lange nach, bis Fahrerwunsch und Fahrzustand wieder übereinstimmen.
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Die Regenerationseinrichtung 40 innerhalb der hydraulischen Steuereinheit 34c wird durch das zweite elektronische Steuergerät 34b angesteuert, wobei dieses in Kommunikation mit dem ersten Steuergerät 34a steht. In der zugrunde liegenden Ausführung ist das erste elektronische Steuergerät 34a als Hauptsteuergerät (Master) ausgelegt, welches die eingehenden Sensorsignale verarbeitet und dann erforderlichenfalls Anweisungen an das zweite Steuergerät 34b (Slave) zur Steuerung der Regenerationseinrichtung 40 gibt.
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2 veranschaulicht Aspekte des Aufbaus und der Wirkungsweise der Steuervorrichtung 34, wobei das Blockdiagramm auf die hydraulische Steuereinheit 34c beschränkt ist. Konkret handelt es sich in 2 um ein asymmetrisches regeneratives Fahrzeugbremssystem, da nur der erste Bremskreis 20 der hydraulischen Steuereinheit 34c mit der Regenerationseinrichtung 40 versehen ist, während der zweite Bremskreis 22 ausschließlich für einen herkömmlichen Bremsbetrieb ausgelegt ist. Erforderlichenfalls kann natürlich auch der zweite Bremskreis 22 mit einer Regenerationseinrichtung 40 versehen werden. Bis auf die Regenerationseinrichtung 40 ist der Aufbau aller hydraulischen Komponenten der beiden Bremskreise 20, 22 identisch.
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Die hydraulische Steuereinheit 34c umfasst eine sechskolbige Hydraulikpumpe 42, wobei jeweils drei Kolben 42 für jeden der beiden Bremskreise 20, 22 vorgesehen sind. Ferner umfasst jeder der beiden Bremskreise 20, 22 jeweils einen Niederdruckspeicher 55, 56, der mit der Hydraulikpumpe 42 eingangsseitig in Verbindung steht. Die Eingangsseite der Hydraulikpumpe 42 sowie die Niederdruckspeicher 55, 56 der Bremskreise 20, 22 sind jeweils über ein Absperrventil (”Supply-Ventil”) 43, 44 vom Hauptbremszylinder 30 hydraulisch trennbar.
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Zwei weitere Absperrventile (”TC ISO-Ventile”) 53, 54 trennen erforderlichenfalls die Radbremsen 12, 14, 16, 18 hydraulisch vom Hauptbremszylinder 30. Zusätzlich ist jede Radbremse 12, 14, 16, 18 über ein drittes Absperrventil (”ABS ISO-Ventil”) 45, 46, 47, 48 individuell vom Hauptbremszylinder 30 und von der Ausgangsseite der Hydraulikpumpe 42 abkoppelbar. In der Rückflussleitung jeder der Radbremsen 12, 14, 16, 18 ist jeweils ein weiteres Ventil (”Dump-Ventil”) 49, 50, 51, 52 vorgesehen. Für die Druckmessung in der hydraulischen Steuereinheit 34c sind drei Drucksensoren 31, 33, 35 in die beiden Bremskreise 20, 22 integriert.
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Die Regenerationseinrichtung 40 umfasst den Niederdruckspeicher 56, eine Pedalrückwirkungs-Simulationseinrichtung 60 sowie zwei weitere Ventile (”NO-Ventil”, ”NC-Ventil”) 62, 64. Im „regenerativen” Bremskreis 20 ist der Niederdruckspeicher 56 also der Regenerationseinrichtung 40 zugeordnet. Der Niederdruckspeicher 56 hat unter Anderem die Aufgabe, während des weiter unten beschriebenen regenerativen Bremsbetriebs Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 30 zwischenzuspeichern.
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Bei den in 2 veranschaulichten Ventilstellungen befindet sich der Bremskreis 22 im herkömmlichen Bremsbetrieb. Dabei trennt das Absperrventil 43 die Eingangsseite der Hydraulikpumpe 42 sowie den Niederdruckspeicher 55 vom Hauptbremszylinder 30. Der Bremsdruck an den Vorderrädern VL, VR wird direkt über den Hauptbremszylinder 30 aufgebaut, da das Absperrventil 53 (”TC ISO-Ventil”) sowie die beiden ABS ISO-Ventile 45 und 47 geöffnet sind.
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Ein über den Hauptbremszylinder 30 an den Radbremsen 16, 18 aufgebauter (hoher) Bremsdruck kann unter Umständen zum Blockieren der Räder führen. In diesem Fall schließt das erste elektronische Steuergerät 34a die ABS ISO-Ventile 45, 47, um die Radbremsen 16, 18 vom Hauptbremszylinder 30 zu trennen. Gleichzeitig werden die Druckentlastungsventile (”Dump-Ventile”) 49, 51 geöffnet, damit ein Teil der Bremsflüssigkeit in den Niederdruckspeicher 55 abfließen kann. Die Hydraulikpumpe 42 ist mit dem Niederdruckspeicher 55 eingangsseitig verbunden, und pumpt erforderlichenfalls die zwischengespeicherte Bremsflüssigkeit zurück in den Bremskreis 22. Dadurch erfolgt ein erneuter Druckaufbau an den Radbremsen 16, 18. Bei erneutem Blockieren der Vorderräder wiederholt sich der Regelzyklus. Auf diese Weise kann das Blockieren eines jeden Rades individuell verhindert und dadurch der Bremsschlupf der Räder optimiert werden.
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Bei den in 2 gezeigten Ventilstellungen befindet sich der andere Bremskreis 20 im regenerativen Bremsbetrieb. Hierfür ist das an der Hydraulikpumpe 42 eingangseitig vorgesehene Absperrventil 44 geschlossen. Die Bremsflüssigkeit strömt anfänglich über die Pedalrückwirkungs-Simulationseinrichtung 60 direkt in den Niederdruckspeicher 56, da das NC-Ventil 64 (”normally closed”) mittels des zweiten elektronischen Steuergerätes 34b geöffnet wird. Gleichzeitig bewirkt das zweite elektronische Steuergerät 34b mit Hilfe des ersten elektronischen Steuergeräts 34a ein Schließen der ABS ISO-Ventile 46, 48, wodurch die Radbremsen 12, 14 vom Bremskreis 20 hydraulisch getrennt werden. Folglich kann das Abbremsen der Hinterräder durch das Zuschalten eines Generators (nicht gezeigt) und nicht durch das reibschlüssige Zusammenwirken von Bremsbacken und Bremsscheiben bewirkt werden. Da im Bremskreis 20 folglich kein Druck aufgebaut wird, simuliert die Pedalrückwirkungs-Simulationseinrichtung 60 unmittelbar nach Schließen des NC-Ventils 64 das gewohnte Pedalverhalten. Durch Steuerung des Schließzeitpunkts des NC-Ventils 64 läßt sich so die Pedalrückwirkungs-Simulationseinrichtung selektiv zuschalten.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Steuervorrichtung 34, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel das erste elektronische Steuergerät 34a, das zweite elektronische Steuergerät 34b und die hydraulische Steuereinheit 34c umfasst. Die hydraulische Steuereinheit 34c weist einen Gehäuseblock 70 aus Aluminium auf, in dem entsprechend der Anordnung in 2 die Ventileinrichtungen 43 bis 54 und die Drucksensoren 31, 33, 35 aufgenommen sind. Die hydraulische Steuereinheit 34c umfasst ferner die Regenerationseinrichtung 40 sowie die Hydraulikpumpe 42.
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Die Hydraulikpumpe 42 ist an der Unterseite des im Wesentlichen quaderförmigen Gehäuseblocks 70 angebracht, wobei der Arbeitsraum der Pumpe 12 in den Gehäuseblock 70 integriert ist. Die Hydraulikpumpe 42 ist als Radialkolbenpumpe ausgelegt. Eine mit Exzentern versehene Antriebswelle 42b betätigt die Kolben 42a. Die Kolben 42a sind senkrecht zur Antriebswelle 42b über entsprechende Gehäusebohrungen in den Arbeitsraum eingesetzt. Für jeden der beiden Bremskreise 20, 22 stehen jeweils drei Kolben 42a zur Verfügung. Eingänge 19 sowie Ausgänge 20a, 22a der beiden hydraulischen Bremskreise 20, 22 sind am Gehäuseblock 70 lateral angeordnet.
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An der Oberseite des Gehäuseblocks 70 sind die Ventileinrichtungen 43 bis 54 und die Drucksensoren 31, 33, 35 über zylindrische Bohrungen in den Gehäuseblock 70 eingesetzt. Die Ventileinrichtungen 43 bis 54 umfassen schnellschaltende Magnetventile, deren jeweils zylinderförmiges Gehäuse partiell aus den Bohrungen herausragt und an der Oberseite mit einer elektrischen Kontaktierung versehen ist, über welche das jeweilige Magnetventil mit dem ersten elektronischen Steuergerät 34a in elektrischem Kontakt steht. Die Drucksensoren 31, 33, 35 umfassen vierpolige Stecker, wobei jeweils zwei Anschlüsse für die elektrische Versorgung und für die Signalübermittlung bereitgestellt sind. Die Drucksensoren 31, 33, 35 sind elektrisch mit dem ersten Steuergerät 34a verbunden.
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Die hydraulischen Komponenten der Regenerationseinrichtung 40 sind in der gezeigten Ausführung der hydraulischen Steuereinheit 34c ebenfalls in den Gehäuseblock 70 integriert. Dazu sind zwei weitere zylindrische Bohrungen an der Oberseite des Gehäuseblocks 70 für das Einsetzen der NO- und NC-Ventile 62, 64 in den regenerativen Bremskreis 20 vorgesehen. An der Unterseite des Gehäuseblocks 70 ist benachbart zur Hydraulikpumpe 42 die Pedalrückwirkungs-Simulationseinrichtung 60 angebracht.
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Die elektrische Ansteuerung der einzelnen Komponenten der hydraulischen Steuereinheit 34c erfolgt über das erste elektronische Steuergerät 34a und das zweite elektronische Steuergerät 34b. Wie in 3 dargestellt, besitzt das erste elektronische Steuergerät 34a ein Gehäuse 74, eine Steckeinrichtung 76 und eine Befestigungseinrichtung 84a. Des Weiteren umfasst das elektronische Steuergerät 34a eine Leiterplatte und einen Mikroprozessor, welche sich beide im Inneren des Gehäuses 74 befinden und in 3 nicht dargestellt sind. Ferner umfasst das erste elektronische Steuergerät 34a eine elektrische Anschlusseinrichtung, welche elektrische Anschlüsse für die Ventileinrichtungen 43 bis 54 und die Drucksensoren 31, 33, 35 der hydraulischen Steuereinheit 34c, den CAN-Bus 41 und die elektrische Versorgung aufweist. Die Anschlüsse sind jeweils an der Unterseite des Gehäuses 74 angebracht und daher in der perspektivischen Darstellung in 3 nicht sichtbar.
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Die Steckeinrichtung 76 weist in der gezeigten Ausführung zwei identische Steckverbinder 77a und 77b auf, welche beide als Buchsen ausgelegt sind. Die Buchsen 77a und 77b sind jeweils mit elektrischen Kontakten (nicht dargestellt in 3) bestückt, wobei die elektrischen Kontakte der jeweiligen Buchse von einem Steckerkragen 73 umgeben sind. Die beiden Steckerkrägen 73 sind für eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten elektronischen Steuergerät 34a und 34b vorgesehen, während die elektrische Verbindung über die elektrischen Kontakte der beiden Buchsen 77a und 77b erfolgt. Beide Buchsen 77a und 77b sind in wohl definiertem räumlichen Abstand zueinander lateral an einer Seite des Gehäuses 74 angeformt.
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Das zweite elektronische Steuergerät 34b umfasst ein eigenständiges Gehäuse 78, eine Steckeinrichtung 80 und eine Befestigungseinrichtung 84b. Ferner weist das zweite elektronische Steuergerät 34b Verstärkerschaltungseinrichtungen (z. B. Treiberstufen auf der Grundlage von Leistungstransistoren) und elektrische Anschlüsse für das NO- und NC-Ventil 62 und 64 auf (nicht dargestellt in 3), die an der Unterseite des zweiten Gehäuses 78 angebracht sind. Gemäß einer Ausführung werden die Verstärkerschaltungseinrichtungen vom Mikroprozessor des ersten elektronischen Steuergeräts 34a angesteuert. Gemäß einer weiteren Ausführung weist das Sub-Steuergerät einen eignen Mikroprozessor zur Ansteuerung auf. Dieser kann mit dem Mikroprozessor des ersten elektronischen Steuergeräts 34a (z. B. mittels eines Bus oder einer seriellen oder parallelen Schnittstelle) über die Steckeinrichtungen 76, 80 zur Kommunikation im Rahmen eines regenerativen Bremsbetriebs gekoppelt sein.
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Die Steckeinrichtung 80 weist in der gezeigten Ausführung zwei identische Steckverbinder 81a und 81b auf, welche jeweils als Stecker ausgelegt sind. Die Stecker 81a und 81b sind jeweils lateral an einer Seite des zweiten Gehäuses 78 angeformt und besitzen jeweils eine Steckerführung 83, die elektrische Kontakte (nicht dargestellt in 3) umgibt. Jede Steckerführung 83 ist von einer Dichtungseinrichtung 82 umgeben, welche einen Dichtring umfasst. Die Stecker 81a, 81b des zweiten elektronischen Steuergerätes 34b sind zu den Buchsen 77a, 77b des ersten elektronischen Steuergerätes 34a komplementär. Der räumliche Abstand der Stecker 81a und 81b zueinander entspricht dabei dem räumlichen Abstand zwischen den Buchsen 77a und 77b des Gehäuses 74 des ersten elektronischen Steuergeräts 34a.
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Für die elektrische Ansteuerung der Komponenten der hydraulischen Steuereinheit 34c sind beide elektronische Steuergeräte 34a und 34b über ihre jeweilige Steckeinrichtung 76 und 80 kabellos miteinander verbunden. Die elektrische und mechanische Verbindung wird dadurch erreicht, dass die Steckerführungen 83 der Steckvorrichtung 80 in die Steckerkrägen 73 der Steckeinrichtung 76 bis zu einem Anschlag eingeführt werden. Die Abdichtung der Steckeinrichtung gegen Spritzwasser und Feuchtigkeit erfolgt über die jeweilige Dichtungseinrichtung 82, welche beim Einführen der beiden Stecker 81a, 81b in die jeweiligen Steckerkrägen 73 des ersten elektronischen Steuergeräts 34a zusammengedrückt wird. Gemäß einer alternativen Ausführung kann die Dichtungseinrichtung 82 auch an den Innenflächen der Steckerkrägen 73 angebracht sein.
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Die elektronischen Steuergeräte 34a und 34b sind auf die an der Oberseite der hydraulischen Steuereinheit 34c partiell herausragenden Ventileinrichtungen 43 bis 54, 62 und 64 sowie Drucksensoren 31, 33, 35 aufgesteckt. Dadurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen den Ventileinrichtungen 43 bis 54, 62 und 64 sowie den Drucksensoren 31, 33, 35 und den jeweiligen elektrischen Anschlüssen an der Unterseite der elektronischen Steuergeräte 34a und 34b hergestellt. Beide elektronischen Steuergeräte 34a und 34b sind zusätzlich über ihre jeweilige Befestigungseinrichtungen 84a, 84b mit dem Gehäuseblock 70 der hydraulischen Steuereinheit 34c verschraubt, wodurch die Steckverbindung zwischen den beiden elektronischen Steuergeräten 34a und 34b zusätzlich stabilisiert wird.
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Das in 3 dargestellte erste elektronische Steuergerät 34a ist als Hauptsteuergerät ausgelegt, welches von einer Fahrzeugbatterie elektrisch versorgt wird. Zudem ist das erste elektronische Steuergerät 34a über den CAN-Bus 41 direkt mit den Fahrzeugsensoren verbunden. Das erste Steuergerät 34a empfängt und verarbeitet die elektrischen Signale der Fahrzeugsensoren. Dabei vergleicht der Mikroprozessor des ersten Steuergeräts 34a die von den Fahrzeugsensoren ermittelten Messwerte zu Bremswunsch und Bremszustand des Fahrzeugs und steuert die Ventileinrichtungen 43 bis 54 der hydraulischen Steuereinheit 34c im Rahmen eines ABS-, ASR- oder ESP-Betriebs in geeigneter Weise an. Das erste Steuergerät 34a ist für die elektrische Ansteuerung eines herkömmlichen Fahrzeugbremssystem ausgelegt, so dass für die Ansteuerung der regenerativen hydraulischen Steuereinheit 34c zusätzlich das zweite Steuergerät 34b benötigt wird, welches den regenerativen Bremsbetrieb steuert.
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Hierfür ist das zweite Steuergerät 34b als Sub- oder Unter-Steuergerät ausgelegt, das über die oben beschriebenen Steckeinrichtungen 76 und 80 mit dem ersten elektronischen Steuergerät 34a kabellos in Verbindung steht. Das zweite Steuergerät 34b wird über das Hauptsteuergerät 34a elektrisch versorgt und elektrisch angesteuert. Dadurch entfallen zusätzliche Anschlusseinrichtungen für die Verbindung zu peripheren Geräten (CAN-Anschluss, Sensor-Anschlüsse, Anschluss für elektrische Versorgung, usw.), was den Vorteil hat, dass das zweite Steuergerät 34b besonders kompakt, einfach und kostengünstig ausgeführt werden kann. Das zweite Steuergerät 34b hängt also elektrisch vom Hauptsteuergerät 34a ab. Der Mikroprozessor des Hauptsteuergerätes 34a steuert dabei die Verstärkerschaltungseinrichtungen des Sub-Steuergerätes 34b an. Alternativ hierzu besitzt das Sub-Steuergerätes 34b zu diesem Zweck einen eigenen Mikroprozessor, der aber mit dem Mikroprozessor des Hauptsteuergeräts 34a zu kommunizieren vermag, um eine koordinierte Schaltung der jeweils beteiligten Ventileinrichtungen zu gestatten. Das Sub-Steuergerät 34b stellt in beiden Fällen eine modulare Erweiterung des Hauptsteuergeräts 34a dar.
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Um die Vorteile des modularen Aufbaus der elektronischen Steuervorrichtung des regenerativen Fahrzeugbremssystems 10 zu verdeutlichen, zeigt 4 die Komponenten eines Ausführungsbeispiels der Steuervorrichtung für ein herkömmliches, nicht-regeneratives Fahrzeugbremssystem. Die mit 3 übereinstimmenden Elemente weisen dabei die selben Bezugszeichen auf.
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Der maßgebliche Unterschied zum Aufbau gemäß 3 findet sich in der Ausgestaltung einer hydraulischen Steuereinheit 34d, die in diesem Fall keine Regenerationseinrichtung aufweist. Durch das Fehlen der Pedalrückwirkungs-Simulationseinrichtung 60 sowie der NO- und NC-Ventile 62 und 64 ist die hydraulische Steuereinheit 34d noch kompakter ausgestaltet. Alle weiteren Anordnungen der Ventile 43 bis 54 der beiden Bremskreise sowie der Drucksensoren 31, 33, 35 stimmen mit der Ausführung der hydraulischen Steuereinheit 34c in 3 überein. Dadurch kann das erste elektronische Steuergerät 34a, das als Hauptsteuergerät mit einer zusätzlichen integrierten Steckeinrichtung 76 ausgelegt ist, auch alleinstehend für die eigenständige Ansteuerung der Komponente der herkömmlichen hydraulischen Steuereinheit 34d verwendet werden. Gleichzeitig ist das selbe elektronische Steuergerät 34a für den regenerativen Bremsbetrieb einsetzbar, indem es in seinen Steuerfunktionen über das Sub-Steuergerät 34b erweiterbar ist. Diese modulare Ausführungsform ist kostensparend, da für den regenerativen Bremsbetrieb kein neues Steuergerät mit Gehäuse entwickelt werden muss. Insgesamt lässt sich so ein vorteilhaftes System oder Kit aus verschiedenen elektronischen und hydraulischen Steuergeräten bzw. Steuereinheiten realisieren.
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Im Übrigen versteht sich, dass das modulare Sub-Steuergerät 34b auch für den symmetrischen regenerativen Bremsbetrieb einsetzbar ist, indem das zweite elektronische Steuergerät 34b für die elektrische Ansteuerung einer zusätzlichen Regenerationseinrichtung für den zweiten Bremskreis 22 erweitert wird. Ferner versteht sich, dass die Steckeinrichtungen 76 und 80 des ersten und des zweiten elektronischen Steuergeräts 34a und 34b in ihrer jeweiligen Ausführung beliebig modifizierbar sind, indem beispielsweise die zwei Steckverbinder der jeweiligen Steckeinrichtung 76, 80 durch eine Vielzahl an Steckverbindern ersetzt werden. Zudem können einzelne Steckverbinder sich bezüglich ihres Aufbaus unterscheiden.
