DE102010060119A1 - Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem als Rekuperator einsetzbaren Elektromotor an einer Fahrzeugachse, umfassend eine hydraulische Betriebsbremse mit an den Fahrzeugrädern angeordneten Radbremsen und eine Erfassungseinrichtung, die bei einer Bremsmomentanforderung durch einen Fahrer ein vom Rekuperator bereitgestelltes generatorisches Bremsmoment ermittelt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass ein elektromechanisch angesteuerter Druckminderaktuator und eine Steuereinrichtung vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Druckminderaktuator so ansteuert, dass dieser einen hydraulischen Bremsdruck in der Betriebsbremse um den dem generatorischen Bremsmoment entsprechenden Bremsteildruck reduziert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem als Rekuperator einsetzbaren Elektromotor an einer Fahrzeugachse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Bremsanlage ausgestattetes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridfahrzeug.
  • Aus der DE 10 2008 026 940 A1 ist eine gattungsgemäße Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem als Rekuperator einsetzbaren Elektromotor bekannt. Die Bremsanlage umfasst dabei eine Betriebsbremse mit an den Fahrzeugrädern angeordneten Radbremsen, eine Feststellbremse, die unabhängig von der Betriebsbremse arbeitet und betätigbar ist, und eine Steuereinrichtung, welche bei einer Bremsmomentanforderung des Fahrers ein über den Rekuperator bereitgestelltes Bremsmoment ermittelt. Die Steuereinrichtung ist dabei derart konfiguriert, dass bei einer Bremsmomentanforderung, welche das vom Rekuperator bereitstellbare Bremsmoment übersteigt, nicht die Betriebsbremse, sondern die Feststellbremse zur Erzeugung eines zusätzlichen Bremsmomentes betätigt wird. Durch die Darstellung des zusätzlichen Bremsmoments über die Feststellbremse und nicht über die Betriebsbremse soll insbesondere eine Rückwirkung auf ein Bremspedal vermieden werden.
  • Aus der DE 10 2005 039 314 A1 ist ein Verfahren zur Rekuperation von Energie bei einem Bremsvorgang eines Hybridfahrzeugs bekannt, das einen Verbrennungsmotor und einen elektrischen Antrieb sowie eine hydraulische oder pneumatische Bremsanlage aufweist. Die Ausnutzung des elektrischen Antriebs kann optimiert werden, sofern die Bremsanlage wenigstens ein Druckminderungsventil umfasst, mit dem der vom Fahrer ausgeübte Bremsdruck in Abhängigkeit vom Verzögerungsanteil des elektrischen Antriebs reduziert werden kann. Der Fahrerbremsdruck wird hierzu mittels eines geeigneten Stellglieds, das heißt mittels einer Druckminderungseinheit entsprechend reduziert oder gegebenenfalls vollständig abgebaut, wodurch der elektrische Antrieb bei einem Bremsvorgang im Bereich maximaler Erzeugung elektrischer Energie betrieben und somit ein maximaler Anteil der genetischen Energie des Fahrzeugs zurückgewonnen werden kann.
  • Aus der DE 10 2008 037 466 A1 ist eine weitere Bremsanlage mit einer Kombination aus regenerativem Bremsen und Reibungsbremsen für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Bremsanlage umfasst dabei einen aktiven Hauptbremszylinder mit Bremskraftverstärkung, eine Anzahl von Radbremszylindern, die mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind, eine Anzahl von Bremsleitungen, die sich vom Hauptbremszylinder zu den Radbremszylindern erstrecken, der Bremssteuereinheit, die mit der Anzahl von Bremsleitungen verbunden ist, sowie zumindest ein Druckminderventil, das in einer Bremsleitungen angeordnet ist. Hierdurch soll eine koordinierte Verwendung des Reibungsbremsen und des regenerativen Bremsens für übliche Kraftfahrzeuge ermöglicht werden, ohne dass die mit einer Modifikation einer Hardware verbundenen Kosten und Schwierigkeiten auftreten.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Bremsanlage der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere flexibel einsetzbar ist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem als Rekuperator einsetzbaren Elektromotor an einer Fahrzeugachse sowie einer hydraulischen Betriebsbremse mit an den Fahrzeugrädern angeordneten Radbremsen einen elektromechanisch ansteuerbaren Druckminderaktuator sowie eine Steuereinrichtung vorzusehen, wobei letztere den Druckminderaktuator derart ansteuert, dass dieser einen hydraulischen Bremsdruck in der Betriebsbremse um den dem generatorischen Bremsmoment, das heißt dem von dem als Rekuperator eingesetzte Elektromotor erzeugten Bremsmoment, entsprechenden Bremsteildruck reduziert. Zusätzlich ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, die bei einer Bremsmomentanforderung durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges ein von dem Rekuperator bereitgestelltes, generatorisches Bremsmoment ermittelt. Durch die elektromechanische Ansteuerung des Druckminderaktuators ist es möglich, die erfindungsgemäße Bremsanlage auch bei Kraftfahrzeugen mit einer Elektrolenkung einzusetzen, die keine hydraulische Einrichtung, wie beispielsweise einen Hydraulikkreislauf mit einer Hydraulikpumpe, wie er in vielen derzeitig am Markt befindlichen Fahrzeugen vorhanden ist, aufweisen. Da die meisten zukünftigen Kraftfahrzeuge mit Elektrolenkungen ausgestattet sind bzw. ausgestattet sein dürften, bietet die erfindungsgemäße Bremsanlage auch den Vorteil, zukunftsorientiert zu sein, das heißt nicht nur für bereits sich am Markt befindliche Kraftfahrzeuge, sondern auch für zukünftige Kraftfahrzeuge eingesetzt werden zu können. Bisher wurde der Druckminderaktuator üblicherweise hydraulisch betätigt, wozu der Anschluss an ein Hydrauliksystem, beispielsweise an eine hydraulisch angetriebene Lenkung, erforderlich war. Der elektromechanisch angetriebene Druckminderaktuator bedarf jedoch keiner hydraulischen Anbindung und kann somit besonders flexibel, das heißt insbesondere unabhängig vom eigentlichen Kraftfahrzeugtyp, eingesetzt werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Elektromotor mit einem Getriebe zum Ansteuern des Druckminderaktuators vorgesehen, wobei dieses Getriebe beispielsweise als Zahnstangen-, als Kugelgewinde- oder als Hebelgetriebe ausgebildet sein kann. Diese Aufzählung soll dabei lediglich rein exemplarisch verstanden werden und erhebt selbstverständlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Bei Kugelgewindegetrieben rollen Kugeln zwischen einer Gewindespindel und einer Kugelgewindemutter ab und sichern so Bewegungen mit hohem Wirkungsgrad. Über Kugelgewindegetriebe können nicht nur Rotationsbewegungen in lineare Bewegungen umgewandelt werden, sondern auch lineare Bewegungen in Rotationsbewegung, wobei insbesondere eine Reduzierung des Antriebsmoments um bis zu 70% erreicht werden kann. Bei einem Hebelgetriebe hingegen wirkt der Elektromotor über ein entsprechendes Gestänge auf den Druckminderaktuator ein, wodurch je nach Ausbildung des Gestänges individuelle Übersetzungen darstellbar sind. Generell können selbstverständlich auch beliebige andere Übersetzungsgetriebe zum Einsatz kommen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.
  • Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Bremsanlage 1 für ein nicht näher bezeichnetes Kraftfahrzeug eine hydraulische Betriebsbremse 2 auf, die üblicher Weise einen ersten hydraulischen Bremskreis 3 für eine Vorderachse VA sowie einen zweiten hydraulischen Bremskreis 4 für eine Hinterachse HA besitzt. Die Betriebsbremse 2 selbst verfügt über direkt an den einzelnen Fahrzeugrädern 5 angeordnete Radbremsen 6. Das Kraftfahrzeug selbst besitzt darüber hinaus einen als Rekuperator einsetzbaren Elektromotor an einer der beiden Fahrzeugachsen VA oder HA, der üblicherweise einem elektromotorischen Antrieb dient, prinzipiell aber auch zur Rekuperation von Energie als Generator genutzt werden kann. Ebenfalls vorgesehen ist eine Erfassungseinrichtung, die bei einer Bremsmomentanforderung F durch einen Fahrer über ein Bremspedal 7 ein vom Rekuperator bereitgestelltes generatorisches Bremsmoment ermittelt. Erfindungsgemäß sind nun ein elektromechanisch ansteuerbarer Druckminderaktuator 8 sowie eine Steuereinrichtung 9 vorgesehen, wobei letztere derart ausgebildet ist, dass Sie den Druckminderaktuator 8 so ansteuert, dass dieser einen hydraulischen Bremsdruck in der Betriebsbremse 2, so ansteuert, dass dieser einen hydraulischen Bremsdruck in dem zugehörigen Bremskreis 3 um den dem generatorischen Bremsmoment entsprechenden Bremsteildruck reduziert. Im Gegensatz zu bisher bekannten Druckminderaktuatoren wird der erfindungsgemäße Druckminderaktuator 8 nicht mehr hydraulisch betätigt, sondern elektromechanisch, wozu dieser über ein Getriebe 10 mit einem Elektromotor 11 verbunden ist. Das Getriebe 11 kann dabei beispielsweise als Zahnstangengetriebe, als Kugelgewindegetriebe oder auch als Hebelgetriebe ausgebildet sein. Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage 1 ist, dass hier keine hydraulische Einrichtungen, wie beispielsweise Hydraulikleitungen oder eine Hydraulikpumpe erforderlich sind, um den Druckminderaktuator 8 zu betätigen, was insbesondere im Hinblick auf zukünftige Kraftfahrzeuge, welche vorwiegend mit Elektrolenkungen ausgestattet werden, vorteilhaft ist.
  • Zusätzlich kann bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage 1 ein Waagebalkensystem 12 vorgesehen sein, welches eine auf das Bremspedal 7 aufgebrachte Kraft F auf jeweils einen Bremszylinder 13, 14 für die Vorderachse VA und die Hinterachse HA des Kraftfahrzeugs aufteilt. Der erfindungsgemäße Druckminderaktuator 8 ist dabei zwischen dem Bremszylinder 13 für die Vorderachse VA und den Radbremsen 6 der Vorderachse VA angeordnet.
  • Dem in 1 gezeigten Beispiel ist der für den Antrieb erforderliche Elektromotor der Vorderachse VA zugeordnet, wobei der erfindungsgemäße Druckminderaktuator 8 den hydraulischen Bremsdruck im zur Vorderachse VA gehörenden Bremskreis 3 entsprechend dem von dem Elektromotor aufgebrachten generatorischen Bremsmoment vermindert. Zur Ansteuerung dieses Druckminderaktuators 8 ist dabei der Elektromotor 11 mit dem nachgeschalteten Getriebe 10 vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Bremsanlage 1 ist aufgrund des elektromotorisch angetriebenen Druckminderaktuators 8 in der Lage, sowohl bei herkömmlichen als auch bei zukünftigen Kraftfahrzeugen eingesetzt zu werden, insbesondere auch bei Hybridfahrzeugen, die eine elektromotorisch betriebene Lenkung aufweisen.
  • 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 102008026940 A1 [0002]
    • DE 102005039314 A1 [0003]
    • DE 102008037466 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Bremsanlage (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem als Rekuperator einsetzbaren Elektromotor an einer Fahrzeugachse (VA), umfassend eine hydraulische Betriebsbremse (2) mit an den Fahrzeugrädern (5) angeordneten Radbremsen (6) und eine Erfassungseinrichtung, die bei einer Bremsmomentanforderung durch einen Fahrer ein vom Rekuperator bereitgestelltes generatorisches Bremsmoment ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromechanisch angesteuerter Druckminderaktuator (8) und eine Steuereinrichtung (9) vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung (9) derart ausgebildet ist, dass sie den Druckminderaktuator (8) so ansteuert, dass dieser einen hydraulischen Bremsdruck in der Betriebsbremse (2) um den dem generatorischen Bremsmoment entsprechenden Bremsteildruck reduziert.
  2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor (11) mit einem Getriebe (10) zum Ansteuern des Druckminderaktuators (8) vorgesehen ist.
  3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) als Zahnstangen-, als Kugelgewinde- oder als Hebelgetriebe ausgebildet ist.
  4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wagebalkensystem (12) vorgesehen ist, welches eine auf ein Bremspedal (7) aufgebrachte Kraft (F) auf jeweils einen Bremszylinder (13, 14) für eine Vorderachse (VA) und eine Hinterachse (HA) des Kraftfahrzeugs aufteilt.
  5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckminderaktuator (8) zwischen dem Bremszylinder (13) für die Vorderachse (VA) und den Radbremsen (6) der Vorderachse (VA) angeordnet ist.
  6. Kraftfahrzeug mit einer Bremsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet ist.
  8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein rekuperationsfähiger Elektromotor zum Antrieb der Vorderachse (VA) und ein Verbrennungsmotor zum Antrieb der Hinterachse vorgesehen ist.
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