DE102019005857A1

DE102019005857A1 - Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102019005857A1
Application number: DE102019005857.7A
Authority: DE
Inventors: Wenbo YU; Shawn Hawley
Original assignee: ZF Active Safety US Inc
Current assignee: ZF Active Safety US Inc
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-02-27
Also published as: CN110843750A; US20200070793A1; CN110843750B; US11091136B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Flüssigkeitsdrucks an Radbremsen einer Bremsanlage, wobei das Verfahren umfasst:(a) Bereitstellen einer zum Bereitstellen von Flüssigkeitsdruck für die Radbremsen während eines autonomen Bremsvorgangs fähigen Bremsanlage, wobei die Bremsanlage ein Bremspedal und einen Sensor zum Messen eines Bremswunsches eines Fahrers beim Ausüben von Kraft auf das Bremspedal umfasst;(b) Steuern des Flüssigkeitsdrucks an den Radbremsen auf einen vorgegebenen Druck während eines autonomen Bremsvorgangs, wobei der Sensor kein Niederdrücken des Bremspedals erfasst;(c) Unterbrechen des autonomen Bremsvorgangs, wenn der Sensor ein Niederdrücken des Bremspedals erfasst; und(d) nach Schritt (c) Eintreten der Bremsanlage in einen Umschaltvorgang, um den vorgegebenen Druck an den Radbremsen zu halten, nachdem der Sensor das Niederdrücken des Bremspedals misst, wenn ein vom Fahrer angeforderter Druck niedriger ist als der vorgegebene Druck.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugbremsanlagen. Fahrzeuge werden üblicherweise mit Hydraulikbremsanlagen verlangsamt und angehalten. Diese Anlagen variieren in ihrer Komplexität, aber eine Basisbremsanlage umfasst typischerweise ein Bremspedal, einen Tandem-Hauptzylinder, in zwei ähnlichen, aber getrennten Bremskreisen angeordnete Flüssigkeitsleitungen und Radbremsen in jedem Kreis. Der Fahrer des Fahrzeugs betätigt ein Bremspedal, das mit dem Hauptzylinder verbunden ist. Wenn das Bremspedal gedrückt wird, erzeugt der Hauptzylinder Hydraulikkräfte in beiden Bremskreisen durch Druckbeaufschlagung der Bremsflüssigkeit. Die druckbeaufschlagte Flüssigkeit strömt durch die Flüssigkeitsleitung in beiden Kreisen zum Betätigen der Bremszylinder an den Rädern zum Verlangsamen des Fahrzeugs.
Basisbremsanlagen verwenden typischerweise einen Bremskraftverstärker, der dem Hauptzylinder eine Kraft bereitstellt, welche die vom Fahrer erzeugte Pedalkraft unterstützt. Der Verstärker kann unterdruckbetätigt oder hydraulisch betätigt sein. Ein typischer hydraulischer Verstärker erfasst die Bewegung des Bremspedals und erzeugt druckbeaufschlagte Flüssigkeit, die dem Hauptzylinder zugeführt wird. Die Flüssigkeit vom Verstärker unterstützt die auf die Kolben des Hauptzylinders einwirkende Pedalkraft, die druckbeaufschlagte Flüssigkeit in der Leitung in Fluidverbindung mit den Radbremsen erzeugen. Somit werden die vom Hauptzylinder erzeugten Drücke erhöht. Hydraulische Verstärker sind üblicherweise neben dem Hauptzylinderkolben angeordnet und verwenden ein Verstärkerventil zum Steuern der auf den Verstärker einwirkenden druckbeaufschlagten Flüssigkeit.
Das Bremsen eines Fahrzeugs auf eine kontrollierte Weise unter widrigen Bedingungen erfordert eine präzise Betätigung der Bremsen durch den Fahrer. Unter diesen Bedingungen kann ein Fahrer leicht zu viel Bremsdruck ausüben, was zu einem Blockieren von einem oder mehreren Rädern führt und starken Schlupf zwischen Rad und Straßenoberfläche bewirkt. Solch ein Blockieren von Rädern kann zu längeren Bremswegen und gegebenenfalls zu einem Verlust der Kontrolle über die Lenkung führen.
Fortschritte in der Bremstechnologie haben zur Entwicklung des Antiblockiersystems (ABS) geführt. Ein ABS überwacht das Raddrehverhalten und übt selektiv Bremskraft an den entsprechenden Radbremsen aus bzw. löst diese, um die Raddrehzahl in einem gewählten Schlupfbereich zu halten, so dass maximale Bremskraft erzielt wird. Zwar sind solche Systeme typischerweise zum Steuern des Bremsens von jedem gebremsten Rad des Fahrzeugs ausgelegt, jedoch wurden einige Systeme zum Steuern des Bremsens von nur einem Teil der Vielzahl von gebremsten Rädern entwickelt.
Elektronisch gesteuerte ABS-Ventile, die Aufbringungsventile und Ablassventile umfassen, sind zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremsen angeordnet. Die ABS-Ventile regeln den Druck zwischen dem Hauptzylinder und den Radbremsen. Typischerweise werden diese ABS-Ventile in drei Drucksteuermodi betrieben: Aufbringen von Druck, Ablassen von Druck und Halten von Druck. Die Aufbringungsventile lassen Bremsflüssigkeit in jeweils eine der Radbremsen zum Erhöhen des Drucks im Betätigungsmodus und die Ablassventile lassen Bremsflüssigkeit aus den entsprechenden Radbremsen im Lösemodus ab. Der Radbremsendruck wird während des Haltemodus durch Schließen sowohl der Aufbringungsventile als auch der Ablassventile konstant gehalten.
Zum Erzielen maximaler Bremskräfte unter gleichzeitigem Erhalt der Fahrzeugstabilität ist es wünschenswert, optimale Schlupfwerte an den Rädern von Vorder- und Hinterachse zu erzielen. Während der Fahrzeugverzögerung sind unterschiedliche Bremskräfte an Vorder- und Hinterachse erforderlich, um die gewünschten Schlupfwerte zu erzielen. Daher müssen die Bremskräfte zwischen Vorder- und Hinterradbremsen verteilt werden, um die höchsten Bremskräfte an jeder Achse zu erzielen. Antiblockiersysteme mit solch einer Fähigkeit, als Dynamic-Rear-Proportioning-(DRP-)Systeme (elektronische Bremskraftverteilung) bezeichnet, verwenden die ABS-Ventile zum getrennten Steuern der Bremsdrücke an Vorder- und Hinterrädern zum dynamischen Erzielen einer optimalen Bremsleistung an Vorder- und Hinterachsen unter den jeweiligen Bedingungen.
Eine weitere Entwicklung in der Bremstechnologie hat zur Einführung von Traktionskontrollsystemen geführt. Typischerweise wurden bestehende Antiblockiersysteme mit Ventilen nachgerüstet, um eine Bremsanlage zu erhalten, welche die Raddrehzahl beim Beschleunigen steuert. Eine zu hohe Raddrehzahl bei der Fahrzeugbeschleunigung führt zu Radschlupf und einem Traktionsverlust. Eine elektronische Steuerung erfasst diesen Zustand und übt automatisch Bremsdruck auf die Radzylinder des Rads mit Schlupf aus, um den Schlupf zu verringern und die verfügbare Traktion zu erhöhen. Um eine optimale Fahrzeugbeschleunigung zu erzielen, wird den Radzylindern druckbeaufschlagte Bremsflüssigkeit bereitgestellt, selbst wenn der Hauptzylinder nicht vom Fahrer betätigt wird.
Während der Fahrt mit dem Fahrzeug, etwa in Kurven, entstehen dynamische Kräfte, welche die Fahrzeugstabilität verringern können. Ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) verbessert die Stabilität des Fahrzeugs durch Wirken gegen diese Kräfte mittels selektiver Bremsbetätigung. Diese Kräfte und andere Fahrzeugparameter werden von Sensoren ermittelt, die ein Signal an eine elektronische Steuereinheit senden. Die elektronische Steuereinheit betätigt automatisch Drucksteuervorrichtungen zum Regeln des Maßes an Hydraulikdruck, mit dem die jeweiligen Radbremsen beaufschlagt werden. Zum Erzielen einer optimalen Fahrzeugstabilität müssen Bremsdrücke größer als der Hauptzylinderdruck stets schnell zur Verfügung stehen.
Bremsanlagen können ebenfalls zum Rekuperationsbremsen für das Rückgewinnen von Energie verwendet werden. Beim Rekuperationsbremsen wird eine elektromagnetische Kraft eines Elektromotors/Generators zum Bereitstellen eines Teils des Bremsdrehmoments für das Fahrzeug zum Erfüllen des Bremsbedarfs des Fahrzeugs verwendet. Ein Steuermodul in der Bremsanlage kommuniziert mit einem Antriebsstrang-Steuermodul, um für koordiniertes Bremsen während des Rekuperationsbremsens sowie des Bremsens bei blockierenden Rädern und rutschigen Bedingungen zu sorgen. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs beispielsweise beim Rekuperationsbremsen beginnt zu bremsen, wird elektromagnetische Energie des Motors/Generators verwendet, um ein Bremsdrehmoment (das heißt einen elektromagnetischen Widerstand zum Ausüben von Drehmoment auf den Antriebsstrang) auf das Fahrzeug auszuüben. Wenn ermittelt wird, dass nicht mehr ausreichend Speichermittelmenge zum Speichern von aus dem Rekuperationsbremsen rückgewonnener Energie zur Verfügung steht, oder wenn das Rekuperationsbremsen den Bedarf des Fahrers nicht erfüllen kann, wird das hydraulische Bremsen aktiviert, um den vom Fahrer angeforderten Bremsvorgang vollständig oder teilweise auszuführen. Vorzugsweise erfolgt das hydraulische Bremsen kombiniert mit dem Rekuperationsbremsen, so dass das Kombinieren wirksam und nicht wahrnehmbar dort einsetzt, wo das elektromagnetische Bremsen endet. Wünschenswerterweise muss die Fahrzeugbewegung eine sanfte Übergangsänderung zum hydraulischen Bremsen aufweisen, so dass der Übergang vom Fahrer des Fahrzeugs nicht wahrgenommen wird.
Bremsanlagen können ebenfalls autonome Bremsfunktionen wie eine automatische Abstandsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) umfassen. Während eines autonomen Bremsereignisses überwachen verschiedene Sensoren und Systeme die Verkehrsverhältnisse vor dem Fahrzeug und betätigen automatisch die Bremsanlage zum Verzögern des Fahrzeugs nach Bedarf. Autonomes Bremsen kann zum schnellen Reagieren ausgebildet sein, um einen Notfall zu vermeiden. Die Bremsanlage kann betätigt werden, ohne dass der Fahrer auf das Bremspedal drückt oder selbst wenn der Fahrer keinen ausreichenden Druck auf das Bremspedal ausübt.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Bremsanlage.
2 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung der Plungerbaugruppe der Bremsanlage von 1.
3 zeigt eine graphische Darstellung verschiedener Merkmale eines Bremsvorgangs in einer Bremsanlage, bei dem die Fahrerbremsanforderung kleiner ist als die eines autonomen Bremsvorgangs und eine Umschaltstrategie nicht verwendet wird, wodurch ein störender Verlust an Verzögerung verursacht wird.
3A zeigt eine graphische Darstellung von 3 ohne den schwarzen Hintergrund.
4 zeigt eine graphische Darstellung verschiedener Merkmale eines Bremsvorgangs einer Bremsanlage wie in 1 und 2 dargestellt, bei dem der Fahrer eine stärkere Fahrzeugverzögerung anfordert als die von einem autonomen Bremsvorgang gelieferte.
4A zeigt eine graphische Darstellung der 4 ohne den schwarzen Hintergrund.
5 zeigt eine graphische Darstellung verschiedener Merkmale eines Bremsvorgangs einer Bremsanlage wie in 1 und 2 dargestellt, wobei der Fahrerbremsdruck nicht den Anlagendruck überschreitet, nachdem eine ACC-Steuerung abgebrochen wurde.
5A zeigt eine graphische Darstellung der 5 ohne den schwarzen Hintergrund.
6 zeigt eine graphische Darstellung eines ersten Steuerverfahrens einer Druckentlastungsstrategie.
7 zeigt eine graphische Darstellung eines zweiten Steuerverfahrens einer Druckentlastungsstrategie.
8 zeigt eine graphische Darstellung eines dritten Steuerverfahrens einer Druckentlastungsstrategie.
9 zeigt eine graphische Darstellung eines vierten Steuerverfahrens einer Druckentlastungsstrategie.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer allgemein mit 10 bezeichneten Fahrzeugbremsanlage dargestellt. Die Bremsanlage 10 ist eine hydraulische Bremsanlage, bei der Flüssigkeitsdruck von einer Quelle zum Aufbringen von Bremskräften für die Bremsanlage 10 verwendet wird. Die Bremsanlage 10 kann geeigneterweise an einem Landfahrzeug wie einem Kraftfahrzeug mit vier Rädern verwendet werden. Ferner kann die Bremsanlage 10 mit anderen Bremsfunktionen wie einem Antiblockiersystem und anderen Schlupfkontrollfunktionen zum wirksamen Bremsen des Fahrzeugs wie nachfolgend beschrieben ausgestattet sein. In der dargestellten Ausführungsform der Bremsanlage 10 sind vier Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d vorhanden. Die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d können einen beliebigen geeigneten Radbremsaufbau haben, der durch Einwirken von druckbeaufschlagter Bremsflüssigkeit betätigt wird. Die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d können beispielsweise einen am Fahrzeug montierten Bremssattel umfassen, um ein Reibelement (etwa eine Bremsscheibe), das sich mit einem Fahrzeugrad dreht, zum wirksamen Abbremsen des entsprechenden Fahrzeugrads in Eingriff zu bringen. Die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d können mit einer beliebigen Kombination von Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs, in das die Bremsanlage 10 eingebaut ist, verknüpft sein. Eine diagonal geteilte Bremsanlage ist dargestellt, so dass die Radbremse 12a dem linken Hinterrad zugehörig ist, die Radbremse 12b dem rechten Vorderrad zugehörig ist, die Radbremse 12c dem linken Vorderrad zugehörig ist und die Radbremse 12d dem rechten Hinterrad zugehörig ist. Alternativ können bei einer vertikal geteilten Anlage die Radbremsen 12a und 12b den Vorderrädern zugehörig sein und die Radbremsen 12c und 12d können den Hinterrädern zugehörig sein.
Die Bremsanlage 10 umfasst eine Bremspedaleinheit, allgemein mit 14 bezeichnet, einen Pedalsimulator 16, eine Plungerbaugruppe, allgemein mit 18 bezeichnet, und einen Behälter 20. Der Behälter 20 speichert Hydraulikflüssigkeit für die Bremsanlage 10 und nimmt diese auf. Die Flüssigkeit im Behälter 20 wird vorzugsweise bei Umgebungsdruck oder darüber gehalten, die Flüssigkeit kann jedoch auch bei anderen Drücken gespeichert werden, falls gewünscht. Die Bremsanlage 10 kann einen Flüssigkeitsfüllstands-Sensor (nicht dargestellt) zum Ermitteln des Flüssigkeitsfüllstands im Behälter 20 umfassen. In der schematischen Darstellung der 1 sind Leitungen eventuell nicht als spezifisch zum Behälter 20 führend dargestellt, sondern sind gegebenenfalls durch Leitungen dargestellt, die mit T1, T2 oder T3 enden und gekennzeichnet sind, um anzugeben, dass diese verschiedenen Leitungen mit einem oder mehreren Tanks oder Abschnitten des Behälters 20 verbunden sind. Alternativ kann der Behälter 20 mehrere separate Gehäuse umfassen. Wie nachfolgend ausführlich beschrieben dient die Plungerbaugruppe 18 der Bremsanlage 10 als eine Druckquelle zum Bereitstellen eines gewünschten Druckpegels für die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d während einer typischen oder normalen Bremsbetätigung. Flüssigkeit aus den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d kann zur Plungerbaugruppe 18 zurückgeleitet und/oder zum Behälter 20 umgeleitet werden.
Die Bremsanlage 10 umfasst eine elektronische Steuereinheit 22. Die elektronische Steuereinheit 22 kann Mikroprozessoren aufweisen. Die elektronische Steuereinheit 22 empfängt verschiedene Signale, verarbeitet Signale und steuert den Betrieb verschiedener elektrischer Komponenten der Bremsanlage 10 in Reaktion auf die empfangenen Signale. Die elektronische Steuereinheit 22 kann mit verschiedenen Sensoren wie Drucksensoren, Wegsensoren, Schaltern, Raddrehzahlsensoren und Lenkwinkelsensoren verbunden sein. Die elektronische Steuereinheit 22 kann ferner mit einem externen Modul (nicht dargestellt) zum Empfangen von Informationen bezüglich Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung des Fahrzeugs sowie zum Steuern der Bremsanlage 10 während eines Fahrzeugstabilitätsvorgangs verbunden sein. Zusätzlich kann die elektronische Steuereinheit 22 mit dem Instrumentenblock zum Sammeln und Bereitstellen von Informationen in Bezug auf Warnanzeigen wie eine ABS-Warnleuchte, eine Bremsflüssigkeitsstand-Warnleuchte und eine Traktionskontroll-/ESP-Anzeigeleuchte verbunden sein.
Die Bremsanlage 10 umfasst ferner ein erstes und zweites Absperrventil 30 und 32. Die Absperrventile 30 und 32 können magnetbetätigte Dreiwegeventile sein. Die Absperrventile 30 und 32 können allgemein in zwei Stellungen gebracht werden wie schematisch in 1 dargestellt. Das erste und zweite Absperrventil 30 und 32 weisen jeweils einen Anschluss in wahlweiser Fluidverbindung mit einer Ausgangsleitung 34 allgemein in Verbindung mit einem Ausgang der Plungerbaugruppe 18 auf wie nachfolgend beschrieben. Das erste und zweite Absperrventil 30 und 32 weisen ebenfalls Anschlüsse auf, die jeweils wahlweise in Fluidverbindung mit Leitungen 36 und 38 stehen, wenn das erste und zweite Absperrventil 30 und 32 deaktiviert sind, wie in 1 dargestellt. Das erste und zweite Absperrventil 30 und 32 umfassen ferner Anschlüsse, die jeweils in Fluidverbindung mit Leitungen 40 und 42 stehen, die Flüssigkeiten zu und von den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d transportieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform können das erste und/oder zweite Absperrventil 30 und 32 mechanisch so gestaltet sein, dass ein Strom in der Rückwärtsrichtung (aus Leitung 34 jeweils zu den Leitungen 36 und 38) strömen kann, wenn sie sich in ihren deaktivierten Stellungen befinden, und am normalerweise geschlossenen Sitz der Ventile 30 und 32 vorbei strömen kann. Somit kann, obwohl die Dreiwegeventile 30 und 32 nicht schematisch zum Anzeigen dieser Flüssigkeitsstromstellung dargestellt sind, die Ventilgestaltung solch einen Flüssigkeitsstrom zulassen. Dies kann zum Durchführen von Selbstdiagnosetests der Bremsanlage 10 hilfreich sein.
Die Anlage 10 weist ferner verschiedene Magnetventile (Schlupfregelungs-Ventilanordnung) auf zum Ermöglichen gesteuerter Bremsvorgänge wie ABS, Traktionskontrolle, elektronisches Stabilitätsprogramm und kombiniertes Rekuperationsbremsen. Eine erste Gruppe von Ventilen umfasst ein erstes Aufbringungsventil 50 und ein erstes Ablassventil 52 in Fluidverbindung mit der Leitung 40 zum gemeinsamen Bereitstellen von Flüssigkeit aus dem ersten Absperrventil 30 für die Radbremse 12a und zum gemeinsamen Ablassen druckbeaufschlagter Flüssigkeit von der Radbremse 12a in eine Behälterleitung 53 in Fluidverbindung mit dem Behälter 20. Eine zweite Gruppe von Ventilen umfasst ein zweites Aufbringungsventil 54 und ein zweites Ablassventil 56 in Fluidverbindung mit der Leitung 40 zum gemeinsamen Bereitstellen von Flüssigkeit aus dem ersten Absperrventil 30 für die Radbremse 12b und zum gemeinsamen Ablassen druckbeaufschlagter Flüssigkeit von der Radbremse 12b in die Behälterleitung 53. Eine dritte Gruppe von Ventilen umfasst ein drittes Aufbringungsventil 58 und ein drittes Ablassventil 60 in Fluidverbindung mit der Leitung 42 zum gemeinsamen Bereitstellen von Flüssigkeit aus dem zweiten Absperrventil 32 für die Radbremse 12c und zum gemeinsamen Ablassen druckbeaufschlagter Flüssigkeit von der Radbremse 12c in die Behälterleitung 53. Eine vierte Gruppe von Ventilen umfasst ein viertes Aufbringungsventil 62 und ein viertes Ablassventil 64 in Fluidverbindung mit der Leitung 42 zum gemeinsamen Bereitstellen von Flüssigkeit aus dem zweiten Absperrventil 32 für die Radbremse 12d und zum gemeinsamen Ablassen druckbeaufschlagter Flüssigkeit von der Radbremse 12d in die Behälterleitung 53. Bei einem normalen Bremsereignis strömt Flüssigkeit durch die deaktivierten offenen Aufbringungsventile 50, 54, 58 und 62. Zusätzlich befinden sich die Ablassventile 52, 56, 60 und 64 vorzugsweise in ihren deaktivierten geschlossenen Stellungen zum Verhindern des Strömens von Flüssigkeit zum Behälter 20.
Die Bremspedaleinheit 14 ist mit einem Bremspedal 70 verbunden und wird vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt, wenn der Fahrer auf das Bremspedal 70 tritt. Ein Bremssensor oder -schalter 72 kann mit der elektronischen Steuereinheit 22 verbunden sein, um ein Signal zum Anzeigen eines Niederdrückens des Bremspedals 70 zu liefern. Wie nachfolgend beschrieben kann die Bremspedaleinheit 14 als eine Reservequelle für druckbeaufschlagte Flüssigkeit zum im Wesentlichen Ersetzen der normalerweise bereitgestellten Quelle für druckbeaufschlagte Flüssigkeit von der Plungerbaugruppe 18 unter bestimmten Fehlerbedingungen der Bremsanlage 10 verwendet werden. Die Bremspedaleinheit 14 kann druckbeaufschlagte Flüssigkeit in den Leitungen 36 und 38 (die normalerweise an dem ersten und zweiten Absperrventil 30 und 32 während einer normalen Bremsbetätigung abgesperrt sind) für die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d nach Bedarf bereitstellen.
Die Bremspedaleinheit 14 umfasst ein Gehäuse mit einer darin ausgebildeten mehrfach gestuften Bohrung 80 zur gleitenden Aufnahme verschiedener zylindrischer Kolben und anderer Komponenten darin. Das Gehäuse kann als eine einzige Einheit ausgebildet sein oder zwei oder mehr getrennt ausgebildete, miteinander gekoppelte Abschnitte umfassen. Ein Eingangskolben 82, ein Primärkolben 84 und ein Sekundärkolben 86 sind gleitend innerhalb der Bohrung 80 angeordnet. Der Eingangskolben 82 ist mit dem Bremspedal 70 über einen Gestängearm 76 verbunden. Eine Bewegung des Eingangskolbens 82, Primärkolbens 84 und Sekundärkolbens 86 nach links kann unter bestimmten Bedingungen eine Druckzunahme in einer Eingangskammer 92, einer Primärkammer 94 bzw. einer Sekundärkammer 96 bewirken. Verschiedene Dichtungen der Bremspedaleinheit 14 sowie der Aufbau des Gehäuses und der Kolben 82, 84 und 86 definieren die Kammern 92, 94 und 96. Beispielsweise ist die Eingangskammer 92 allgemein zwischen dem Eingangskolben 82 und dem Primärkolben 84 definiert. Die Primärkammer 94 ist allgemein zwischen dem Primärkolben 84 und dem Sekundärkolben 86 definiert. Die Sekundärkammer 96 ist allgemein zwischen dem Sekundärkolben 86 und einer durch die Bohrung 80 gebildeten Endwand des Gehäuses definiert.
Die Eingangskammer 92 steht über eine Leitung 100 in Fluidverbindung mit dem Pedalsimulator 16, wofür der Grund nachfolgend erläutert wird. Der Eingangskolben 82 ist gleitend in der Bohrung 80 des Gehäuses der Bremspedaleinheit 14 angeordnet. Eine Außenwand des Eingangskolbens 82 steht in Eingriff mit einer Lippendichtung 102 und einer Dichtung 104, die in im Gehäuse ausgebildeten Nuten montiert sind. Ein Durchlass 106 (oder mehrere Durchlässe) ist durch eine Wand des Kolbens 82 ausgebildet. Wie in 1 dargestellt befindet sich, wenn sich die Bremspedaleinheit 14 in ihrer Ruhestellung befindet (der Fahrer nicht auf das Bremspedal 70 tritt), der Durchlass 106 zwischen der Lippendichtung 102 und der Dichtung 104. In der Ruhestellung lässt der Durchlass 106 eine Fluidverbindung zwischen der Eingangskammer 92 und dem Behälter 20 über eine Leitung 108 zu. Eine ausreichende Bewegung des Eingangskolbens 82 nach links bewirkt, wie in 1 dargestellt, dass der Durchlass 106 sich an der Lippendichtung 102 vorbei bewegt, wodurch das Strömen von Flüssigkeit von der Eingangskammer 92 in die Leitung 108 und den Behälter 20 verhindert wird. Ein weiteres Bewegen des Eingangskolbens 82 nach links setzt die Eingangskammer 92 unter Druck, was ein Strömen der Flüssigkeit in den Pedalsimulator 16 über die Leitung 100 bewirkt. Sowie Flüssigkeit in den Pedalsimulator 16 umgeleitet wird, dehnt sich eine Simulationskammer 110 im Pedalsimulator 16 aus, was zur Bewegung eines Kolbens 112 im Pedalsimulator 16 führt. Die Bewegung des Kolbens 112 drückt eine Federbaugruppe zusammen, die schematisch als eine Feder 114 dargestellt ist. Das Zusammendrücken der Feder 114 liefert eine Rückmeldekraft an den Fahrer des Fahrzeugs, welche die Kräfte simuliert, die ein Fahrer am Bremspedal 70 beispielsweise bei einer herkömmlichen Hydraulikbremsanlage mit Unterdruckverstärker spürt. Die Feder 114 des Pedalsimulators 16 kann eine beliebige Zahl und beliebige Arten von Federelementen wie gewünscht umfassen. Beispielsweise kann die Feder 114 eine Kombination aus weichen und harten Federelementen umfassen, um eine nicht lineare Kraftrückmeldung zu liefern. Die Simulationskammer 110 steht in Fluidverbindung mit der Leitung 100, die in Fluidverbindung mit der Eingangskammer 92 steht. Ein Simulatormagnetventil 116 ist in der Leitung 100 angeordnet, um wahlweise das Strömen von Flüssigkeit von der Eingangskammer 92 zur Simulationskammer zu verhindern, etwa während eines Fehlerzustands, in dem die Bremspedaleinheit 14 zum Bereitstellen einer Quelle für druckbeaufschlagte Flüssigkeit für die Radbremsen verwendet wird. Ein Rückschlagventil 118 parallel zu einer Drosselöffnung 120 kann in der Leitung 100 angeordnet sein. Die Feder 114 des Pedalsimulators 16 kann in einer nicht druckbeaufschlagten Kammer 122 in Fluidverbindung mit dem Behälter 20 (T1) angeordnet sein.
Wie zuvor beschrieben steht die Eingangskammer 92 der Bremspedaleinheit 14 über eine Leitung 108 wahlweise in Fluidverbindung mit dem Behälter 20 und dem im Eingangskolben 82 ausgebildeten Durchlass 106. Die Bremsanlage 10 kann ein in der Leitung 108 angeordnetes optionales Simulatorprüfventil 130 umfassen. Das Simulatorprüfventil 130 kann elektronisch zwischen einer offenen Stellung wie in 1 dargestellt und einer angetriebenen geschlossenen Stellung gesteuert werden. Das Simulatorprüfventil 130 wird nicht notwendigerweise während eines normalen Bremsvorgangs mit Bremskraftverstärkung oder für einen manuellen Durchdrückmodus benötigt. Das Simulatorprüfventil 130 kann zum Ermitteln des ordnungsgemäßen Betriebs anderer Komponenten der Bremsanlage 10 in verschiedenen Prüfmodi aktiviert werden, um es in eine geschlossene Stellung zu bringen. Beispielsweise kann das Simulatorprüfventil 130 aktiviert werden, um es in eine geschlossene Stellung zu bringen, damit ein Ablassen zum Behälter 20 über die Leitung 108 verhindert wird, so dass ein Druckaufbau in der Bremspedaleinheit 14 zum Überwachen des Flüssigkeitsstrom verwendet werden kann, um zu ermitteln, ob Undichtigkeiten durch Dichtungen verschiedener Komponenten der Bremsanlage 10 auftreten.
Die Primärkammer 94 der Bremspedaleinheit 14 steht über die Leitung 38 in Fluidverbindung mit dem zweiten Absperrventil 32. Der Primärkolben 84 ist gleitend in der Bohrung 80 des Gehäuses der Bremspedaleinheit 14 angeordnet. Eine Außenwand des Primärkolbens 84 steht in Eingriff mit einer Lippendichtung 132 und einer Dichtung 134, die in im Gehäuse ausgebildeten Nuten montiert sind. Eine oder mehrere Durchlässe 136 sind durch eine Wand des Primärkolbens 84 ausgebildet. Der Durchlass 136 ist zwischen der Lippendichtung 132 und der Dichtung 134 angeordnet, wenn sich der Primärkolben 84 in seiner Ruhestellung befindet, wie in 1 dargestellt. In der Ruhestellung befindet sich die Lippendichtung 132 etwas links vom Durchlass 136, wodurch die Fluidverbindung zwischen der Primärkammer 94 und dem Behälter 20 ermöglicht wird.
Die Sekundärkammer 96 der Bremspedaleinheit 14 steht über die Leitung 36 in Fluidverbindung mit dem ersten Absperrventil 30. Der Sekundärkolben 86 ist gleitend in der Bohrung 80 des Gehäuses der Bremspedaleinheit 14 angeordnet. Eine Außenwand des Sekundärkolbens 86 steht in Eingriff mit einer Lippendichtung 140 und einer Dichtung 142, die in im Gehäuse ausgebildeten Nuten montiert sind. Eine oder mehrere Durchlässe 144 sind durch eine Wand des Sekundärkolbens 86 ausgebildet. Wie in 1 dargestellt ist der Durchlass 144 zwischen der Lippendichtung 140 und der Dichtung 142 angeordnet, wenn sich der Sekundärkolben 86 in seiner Ruhestellung befindet. In der Ruhestellung befindet sich die Lippendichtung 140 etwas links vom Durchlass 144, wodurch die Fluidverbindung zwischen der Sekundärkammer 96 und dem Behälter 20 (T2) ermöglicht wird.
Falls gewünscht können Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 mechanisch mit begrenzter Bewegung dazwischen verbunden sein. Die mechanische Verbindung von Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 verhindert einen großen Spalt oder eine große Distanz zwischen Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 und vermeidet ein Ausfahren von Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 über eine relativ große Distanz ohne einen Druckanstieg im nicht gestörten Kreis. Wenn sich die Bremsanlage 10 beispielsweise in einem manuellen Durchdrückmodus befindet und Flüssigkeitsdruck im Ausgangskreis relativ zum Sekundärkolben 86, beispielsweise in der Leitung 36, verloren geht, wird der Sekundärkolben 86 aufgrund des Drucks in der Primärkammer 94 in die Richtung nach links gezwungen oder vorgespannt. Wenn die Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 nicht miteinander verbunden wären, würde sich der Sekundärkolben 86 frei bis zur äußersten linken Stellung bewegen wie in 1 dargestellt und der Fahrer müsste das Pedal 70 eine bestimmte Distanz durchtreten, um diesen Wegverlust auszugleichen. Da aber die Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 miteinander verbunden sind, wird der Sekundärkolben 86 an dieser Bewegung gehindert und es tritt relativ wenig Wegverlust bei dieser Art von Störung auf. Es kann eine beliebige geeignete mechanische Verbindung zwischen Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 verwendet werden. Beispielsweise kann wie schematisch in 1 dargestellt das rechte Ende des Sekundärkolbens 86 einen sich nach außen erstreckenden Flansch umfassen, der sich in eine in einer Innenwand des Primärkolbens 84 ausgebildeten Nut erstreckt. Die Nut weist eine Breite auf, die größer ist als die Breite des Flansches, wodurch ein relativ kleines Maß von Weg zwischen dem ersten Kolben und dem Sekundärkolben 84 und 86 zueinander bereitgestellt wird.
Die Bremspedaleinheit 14 kann eine allgemein zwischen dem Eingangskolben 82 und dem Primärkolben 84 angeordnete Eingangsfeder 150 umfassen. Zusätzlich kann die Bremspedaleinheit 14 eine zwischen dem Primärkolben 84 und dem Sekundärkolben 86 angeordnete Primärfeder (nicht dargestellt) umfassen. Eine Sekundärfeder 152 kann vorhanden sein, die zwischen dem Sekundärkolben 86 und einer Bodenwand der Bohrung 80 angeordnet ist. Die Eingangs-, Primär- und Sekundärfedern können eine beliebige geeignete Ausbildung aufweisen, beispielsweise als eine Federbaugruppe in einem Gehäuse, um die Kolben in einer Richtung voneinander weg vorzuspannen und ebenfalls die Kolben im Gehäuse der Bremspedaleinheit 14 ordnungsgemäß anzuordnen.
Die Bremsanlage 10 kann ferner einen Drucksensor 156 in Fluidverbindung mit der Leitung 36 aufweisen, um den Druck in der sekundären Druckkammer 96 zu erfassen, und zum Senden des den Druck angebenden Signals an die elektronische Steuereinheit 22. Zusätzlich kann die Bremsanlage 10 ferner einen Drucksensor 158 in Fluidverbindung mit der Leitung 34 zum Senden eines Signals zur Angabe des Drucks am Ausgang der Plungerbaugruppe 18 umfassen.
Wie schematisch in 2 dargestellt umfasst die Plungerbaugruppe 18 ein Gehäuse mit einer darin ausgebildeten mehrfach gestuften Bohrung 200. Die Bohrung 200 umfasst einen ersten Abschnitt 202 und einen zweiten Abschnitt 204. Ein Kolben 206 ist gleitend in der Bohrung 200 angeordnet. Der Kolben 206 umfasst einen mit einem Mittelabschnitt 210 mit kleinerem Durchmesser verbundenen vergrößerten Endabschnitt 208. Der Kolben 206 weist ein mit einem allgemein mit 212 bezeichneten Kugelgewindemechanismus verbundenes zweites Ende 211 auf. Der Kugelgewindemechanismus 212 dient zum Versetzen des Kolbens 206 in eine translatorische oder lineare Bewegung entlang einer durch die Bohrung 200 definierten Achse in einer Vorwärtsrichtung (nach links wie in 1 und 2 dargestellt) und einer Rückwärtsrichtung (nach rechts wie in 1 und 2 dargestellt) in der Bohrung 200 des Gehäuses. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Kugelgewindemechanismus 212 einen drehbaren Motor 214 zum Antreiben einer Schraubenwelle 216. Das zweite Ende 211 des Kolbens 206 umfasst eine Gewindebohrung 220 und dient als eine angetriebene Mutter des Kugelgewindemechanismus 212. Der Kugelgewindemechanismus 212 umfasst eine Vielzahl von Kugeln 222, die in in der Schraubenwelle 216 und der Gewindebohrung 220 des Kolbens 206 ausgebildeten schneckenförmigen Laufbahnen 223 zum Verringern der Reibung gehalten sind. Obwohl bezüglich der Plungerbaugruppe 18 ein Kugelgewindemechanismus 212 dargestellt und beschrieben ist, können jedoch auch andere geeignete mechanische Linearstellglieder verwendet werden, um den Kolben 206 in Bewegung zu versetzen. Obwohl der Kolben 206 als die Mutter des Kugelgewindemechanismus 212 dient versteht es sich, dass der Kolben 206 aber auch so ausgebildet sein könnte, dass er als eine Schraubenwelle des Kugelgewindemechanismus 212 dient. In diesem Fall würde die Schraubenwelle 216 so ausgebildet sein, dass sie als eine Mutter mit darin ausgebildeten inneren schneckenförmigen Laufbahnen dient. Der Kolben 206 kann Strukturen (nicht dargestellt) in Eingriff mit im Gehäuse der Plungerbaugruppe 18 ausgebildeten zusammenwirkenden Strukturen umfassen, um eine Drehung des Kolbens 206 zu verhindern, wenn sich die Schraubenwelle 216 um den Kolben 206 dreht. Beispielsweise kann der Kolben 206 sich nach außen erstreckende Keile oder Laschen (nicht dargestellt) umfassen, die in sich längs erstreckenden Nuten (nicht dargestellt), ausgebildet im Gehäuse der Plungerbaugruppe 18, angeordnet sind, so dass die Laschen längs in den Nuten gleiten, wenn sich der Kolben 206 in der Bohrung 200 bewegt.
Wie nachfolgend beschrieben ist die Plungerbaugruppe 18 vorzugsweise zum Ausüben von Druck auf die Leitung 34 ausgebildet, wenn der Kolben 206 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung bewegt wird. Die Plungerbaugruppe 18 umfasst eine auf dem vergrößerten Endteil 208 des Kolbens 206 montierte Dichtung 230. Die Dichtung 230 befindet sich in einem gleitenden Eingriff mit der inneren zylindrischen Fläche des ersten Teils 202 der Bohrung 200, wenn sich der Kolben 206 in der Bohrung 200 bewegt. Eine Dichtung 234 und eine Dichtung 236 sind in im zweiten Abschnitt 204 der Bohrung 200 ausgebildeten Nuten montiert. Die Dichtungen 234 und 236 befinden sich in gleitendem Eingriff mit der äußeren zylindrischen Fläche des Mittelabschnitts 210 des Kolbens 206. Eine erste Druckkammer 240 ist allgemein durch den ersten Abschnitt 202 der Bohrung 200, den vergrößerten Endabschnitt 208 des Kolbens 206 und die Dichtung 230 definiert. Eine ringförmige, allgemein hinter dem vergrößerten Endabschnitt 208 des Kolbens 206 angeordnete zweite Druckkammer 242 ist allgemein durch das erste Ende 202 und zweite Ende 204 der Bohrung 200, die Dichtungen 230 und 234 und den Mittelabschnitt 210 des Kolbens 206 definiert. Die Dichtungen 230, 234 und 236 können einen beliebigen geeigneten Dichtungsaufbau aufweisen.
Obgleich die Plungerbaugruppe 18 so ausgebildet sein kann, dass sie eine beliebige geeignete Größe und Anordnung hat, ist in einer Ausführungsform die wirksame hydraulische Fläche der ersten Druckkammer 240 größer als die wirksame hydraulische Fläche der ringförmigen zweiten Druckkammer 242. Die erste Druckkammer 240 hat allgemein eine wirksame hydraulische Fläche entsprechend dem Durchmesser des Mittelabschnitts 210 des Kolbens 206 (dem Innendurchmesser der Dichtung 234), wenn Flüssigkeit durch die Leitungen 254, 34 und 243 umgeleitet wird, sobald der Kolben 206 in der Vorwärtsrichtung ausfährt. Die zweite Druckkammer 242 hat allgemein eine wirksame hydraulische Fläche entsprechend dem Durchmesser des ersten Abschnitts 202 der Bohrung 200 abzüglich des Durchmessers des Mittelabschnitts 210 des Kolbens 206. Diese Konfiguration sorgt dafür, dass auf dem Rückhub, bei dem sich der Kolben 206 nach hinten bewegt, weniger Drehmoment (oder Kraft) vom Motor 214 erforderlich ist, um den gleichen Druck wie beim Vorwärtshub zu halten. Zusätzlich dazu, dass weniger Kraft erforderlich ist, erzeugt der Motor 214 gegebenenfalls auch weniger Wärme auf dem Rückwärtshub des Kolbens 206. In Situationen, in denen der Fahrer das Pedal 70 lange tritt, könnte die Plungerbaugruppe 18 betätigt werden, um einen Rückwärtshub des Kolbens 206 zu bewirken, damit ein Überhitzen des Motors 214 vermieden wird.
Die Plungerbaugruppe 18 umfasst vorzugsweise einen Sensor, schematisch als 218 dargestellt, zum Erfassen der Position des Kolbens 206 in der Bohrung 200. Der Sensor 218 steht in Verbindung mit der elektronischen Steuereinheit 22. In einer Ausführungsform kann der Sensor 218 die Position des Kolbens 206 oder alternativ im Kolben 206 eingebetteter metallischer oder magnetischer Elemente erfassen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Sensor 218 die Drehstellung des Motors 214 und/oder anderer Abschnitte des Kugelgewindemechanismus 212 erfassen, die auf die Position des Kolbens 206 hinweist. Der Sensor 218 kann in einer beliebigen gewünschten Position angeordnet sein.
Der Kolben 206 der Plungerbaugruppe 18 umfasst einen darin ausgebildeten Durchlass 244. Der Durchlass 244 definiert einen sich durch die äußere zylindrische Wand des Kolbens 206 erstreckenden ersten Anschluss 246 und steht in Fluidverbindung mit der Sekundärkammer 242. Der Durchlass 244 definiert ebenfalls einen sich durch die äußere zylindrische Wand des Kolbens 206 erstreckenden zweiten Anschluss 248 und steht in Fluidverbindung mit einem Abschnitt der zwischen den Dichtungen 234 und 236 angeordneten Bohrung 200. Der zweite Anschluss 248 steht in Fluidverbindung mit einer Leitung 249, die in Fluidverbindung mit dem Behälter 20 (T3) steht. In der Ruhestellung, wie in 2 dargestellt, stehen die Druckkammern 240 und 242 über die Leitung 249 in Fluidverbindung mit dem Behälter 20. Dies unterstützt ein ordnungsgemäßes Ablassen von Druck am Ausgang der Plungerbaugruppe 18 und in den Druckkammern 240 und 242 selbst. Nach einer ersten Vorwärtsbewegung des Kolbens 206 aus seiner Ruhestellung bewegt sich der Anschluss 248 an der Lippendichtung 234 vorbei, wodurch die Fluidverbindung der Druckkammern 240 und 242 vom Behälter 20 getrennt wird, wodurch die Druckkammern 240 und 242 Druck aufbauen können, während sich der Kolben 206 weiterbewegt.
Wie in 1 dargestellt umfasst die Bremsanlage 10 ferner ein erstes Kolbenventil 250 und ein zweites Kolbenventil 252. Das erste Kolbenventil 250 ist vorzugsweise ein drucklos geschlossenes Magnetventil. Somit befindet sich im deaktivierten Zustand das erste Kolbenventil 250 in einer geschlossenen Stellung wie in 1 dargestellt. Das zweite Kolbenventil 252 ist vorzugsweise ein drucklos geöffnetes Magnetventil. Somit befindet sich im deaktivierten Zustand das zweite Kolbenventil 252 in einer geöffneten Stellung wie in 1 dargestellt. Ein Rückschlagventil kann im zweiten Kolbenventil 252 angeordnet sein, so dass, wenn sich das zweite Kolbenventil 252 in seiner geschlossenen Stellung befindet, nach wie vor Flüssigkeit durch das zweite Kolbenventil 252 in der Richtung von einer ersten Ausgangsleitung 254 (von der ersten Druckkammer 240 der Plungerbaugruppe 18) zur zu den Absperrventilen 30 und 32 führenden Leitung 34 strömen kann. Während eines Rückwärtshubs des Kolbens 206 der Plungerbaugruppe 18 kann Druck in der zweiten Druckkammer 242 zur Ausgabe in die Leitung 34 erzeugt werden.
Allgemein werden das erste und zweite Kolbenventil 250 und 252 so gesteuert, dass sie einen Flüssigkeitsstrom an den Ausgängen der Plungerbaugruppe 18 ermöglichen und das Ablassen zum Behälter 20 (T3) durch die Plungerbaugruppe 18 ermöglichen wenn gewünscht. Beispielsweise kann das erste Kolbenventil 250 während eines normalen Bremsvorgangs in die geöffnete Stellung aktiviert werden, so dass das erste und zweite Kolbenventil 250 und 252 geöffnet sind (was gegebenenfalls das Geräusch während des Betriebs verringert). Vorzugsweise ist das erste Kolbenventil 250 während eines Zündzyklus nahezu immer aktiviert, wenn der Motor läuft. Das erste Kolbenventil 250 kann natürlich absichtlich in die geschlossene Stellung bewegt werden, etwa während eines Druck erzeugenden Rückwärtshubs der Plungerbaugruppe 18. Das erste und zweite Kolbenventil 250 und 252 befinden sich vorzugsweise in ihren geöffneten Stellungen, wenn der Kolben 206 der Plungerbaugruppe 18 in seinem Vorwärtshub betätigt wird, um die Strömung zu maximieren. Wenn der Fahrer das Bremspedal 70 loslässt, bleiben das erste und zweite Kolbenventil 250 und 252 vorzugsweise in ihren geöffneten Stellungen. Flüssigkeit kann durch das Rückschlagventil im geschlossenen zweiten Kolbenventil 252 sowie durch ein Rückschlagventil 258 vom Behälter 20 je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 206 der Plungerbaugruppe 18 strömen.
Es kann wünschenswert sein, das erste Kolbenventil 250 mit einer relativ großen Öffnung durch es hindurch auszubilden, wenn es sich seiner geöffneten Stellung befindet. Eine relativ große Öffnung der ersten Plungerbaugruppe 250 trägt dazu bei, einen einfachen Strömungsweg durch sie bereitzustellen. Das zweite Kolbenventil 252 kann mit einer wesentlich kleineren Öffnung in seiner geöffneten Stellung im Vergleich zum ersten Kolbenventil 250 ausgestattet sein. Ein Grund hierfür besteht darin, dazu beizutragen, zu verhindern, dass der Kolben 206 der Plungerbaugruppe 18 bei einem Fehlerereignis aufgrund des Strömens von Flüssigkeit durch die erste Ausgangsleitung 254 in die erste Druckkammer 240 der Plungerbaugruppe 18 rückwärts getrieben wird, wodurch Schäden an der Plungerbaugruppe 18 verhindert werden. Da Flüssigkeit in ihrem Strömen durch die relativ kleine Öffnung gedrosselt wird, tritt eine Dissipation auf, da einiges der Energie in Wärme umgewandelt wird. Somit muss die Öffnung ausreichend klein sein, um zum Verhindern eines abrupten fatalen Rückwärtstreibens des Kolbens 206 der Plungerbaugruppe 18 bei einem Fehler der Bremsanlage 10 beizutragen, beispielsweise wenn ein Leistungsverlust am Motor 214 auftritt und der Druck in der Leitung 34 relativ hoch ist. Wie in 2 dargestellt kann die Plungerbaugruppe 18 ein optionales Federelement, etwa eine Federscheibe 277, aufweisen, um zum Dämpfen eines solchen abrupten Rückwärtstreibens des Kolbens 206 beizutragen. Die Federscheibe 277 kann ebenfalls zum Dämpfen des Kolbens 206 beim Bewegen mit einer beliebigen solchen Geschwindigkeit beitragen, während er sich einer Ruhestellung nahe der am meisten eingefahrenen Stellung in der Bohrung 200 nähert. Wie schematisch in 2 dargestellt ist die Federscheibe 277 zwischen dem vergrößerten Endabschnitt 208 und einer in der Bohrung 200 zwischen erstem und zweitem Abschnitt 202 und 204 ausgebildeten Schulter 279 angeordnet. Die Federscheibe 277 kann eine beliebige geeignete Konfiguration aufweisen, die sich bei Kontakt mit dem Kolben 206 durchbiegt oder zusammendrückt, wenn sich der Kolben 206 rückwärts bewegt. Beispielsweise kann die Federscheibe 277 in der Form einer Metalltellerfeder vorliegen. Alternativ kann die Federscheibe 277 in der Form einer gewellten Feder vorliegen. Obgleich die Federscheibe 277 in der Bohrung 200 der Plungerbaugruppe 18 montiert dargestellt ist, kann die Federscheibe 277 alternativ auf dem Kolben 206 montiert sein, so dass sich die Federscheibe 277 mit dem Kolben 206 bewegt. In dieser Konfiguration würde die Federscheibe 277 in die Schulter 279 eingreifen und sich bei ausreichender Bewegung des Kolbens 206 nach rechts zusammendrücken.
Das erste und das zweite Kolbenventil 250 und 252 stellen einen offenen parallelen Weg zwischen den Druckkammern 240 und 242 der Plungerbaugruppe 18 während eines normalen Bremsvorgangs bereit. Obgleich ein einzelner offener Weg ausreichend sein kann, besteht der Vorteil des Vorsehens eines ersten und eines zweiten Kolbenventils 250 und 252 darin, dass das erste Kolbenventil 250 einen einfachen Strömungsweg durch seine relativ große Öffnung bereitstellen kann, während das zweite Kolbenventil 252 einen gedrosselten Öffnungsweg während bestimmter Fehlerbedingungen bereitstellen kann (wenn das erste Kolbenventil 250 in seiner geschlossenen Stellung deaktiviert ist).
Während eines typischen oder normalen Bremsvorgangs wird das Bremspedal 70 vom Fahrer des Fahrzeugs niedergedrückt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Bremsanlage 10 umfasst die Bremspedaleinheit 14 einen oder mehrere Wegsensoren 270 (zur Redundanz) zum Erzeugen von an die elektronische Steuereinheit 22 gesendeten Signalen, welche die Weglänge des Eingangskolbens 82 der Bremspedaleinheit 14 angeben.
Während normaler Bremsvorgänge wird die Plungerbaugruppe 18 betätigt, um Druck zur Leitung 34 zur Betätigung der Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d bereitzustellen. Unter bestimmten Fahrbedingungen kommuniziert die elektronische Steuereinheit 22 mit einem Antriebsstrang-Steuermodul (nicht dargestellt) und anderen zusätzlichen Bremssteuergeräten des Fahrzeugs, um ein koordiniertes Bremsen in weiterentwickelten Bremssteuersystemen zu erzielen (beispielsweise Antiblockiersystem, Traktionskontrolle, elektronisches Stabilitätsprogramm und kombiniertes Rekuperationsbremsen). Bei einem normalen Bremsvorgang wird der durch Treten des Bremspedals 70 erzeugte Strom druckbeaufschlagter Flüssigkeit von der Bremspedaleinheit 14 in den Pedalsimulator 16 umgeleitet. Das Simulatorventil 116 wird betätigt, um Flüssigkeit aus der Eingangskammer 92 durch das Simulatorventil 116 umzuleiten. Das Simulatorventil 116 ist in 1 in seinem aktivierten Zustand dargestellt. Somit ist das Simulatorventil 116 ein drucklos geschlossenes Magnetventil. Der Flüssigkeitsstrom von der Eingangskammer 92 zum Behälter 20 wird gestoppt, sobald sich der Durchlass 106 im Eingangskolben 82 an der Dichtung 104 vorbei bewegt.
Während der Dauer eines normalen Bremsvorgangs bleibt das Simulatorventil 116 vorzugsweise geöffnet. Während eines normalen Bremsvorgangs werden ferner die Absperrventile 30 und 32 aktiviert, um sie in zweite Stellungen zu bringen, damit das Strömen von Flüssigkeit aus den Leitungen 36 und 38 durch die Absperrventile 30 bzw. 32 verhindert wird. Vorzugsweise werden die Absperrventile 30 und 32 während der gesamten Dauer eines Zündzyklus aktiviert, etwa wenn der Motor läuft, statt ein- und ausgeschaltet zu werden, um zum Verringern von Geräuschen beizutragen. Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 stehen nicht in Fluidverbindung mit dem Behälter 20, weil ihre Durchlässe 136 bzw. 144 hinter den Lippendichtungen 132 und 140 angeordnet sind. Das Verhindern des Strömens von Flüssigkeit durch die Absperrventile 30 und 32 sperrt hydraulisch Primär- und Sekundärkammer 94 und 96 der Bremspedaleinheit 14 ab, was eine weitere Bewegung von Primär- und Sekundärkolben 84 und 86 verhindert.
Es ist allgemein wünschenswert, die Absperrventile 30 und 32 während des normalen Bremsmodus aktiviert zu halten, um ein Druckentlasten von Flüssigkeit zum Behälter 20 durch die Plungerbaugruppe 18 zu gewährleisten, etwa während eines Loslassens des Bremspedals 70 durch den Fahrer. Wie am besten in 1 dargestellt ermöglicht der im Kolben 206 der Plungerbaugruppe 18 ausgebildete Durchlass 244 dieses Ablassen.
Während normaler Bremsvorgänge bei Betätigung des Pedalsimulators 16 durch Treten des Bremspedals 70 kann die Plungerbaugruppe 18 durch die elektronische Steuereinheit 22 betätigt werden, um die Betätigung der Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d zu bewirken. Die Plungerbaugruppe 18 kann gewünschte Druckpegel für die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d im Vergleich zu dem Druck bereitstellen, der von der Bremspedaleinheit 14 durch den auf das Bremspedal 70 tretenden Fahrer erzeugt wird. Die elektronische Steuereinheit 22 betätigt den Motor 214 zum Drehen der Schraubenwelle 216 in der ersten Drehrichtung. Die Drehung der Schraubenwelle 216 in der ersten Drehrichtung bringt den Kolben 206 zum Ausfahren in der Vorwärtsrichtung (nach links wie in 1 und 2 dargestellt). Die Bewegung des Kolbens 206 bewirkt einen Druckanstieg in der ersten Druckkammer 240 und ein Strömen von Flüssigkeit aus der ersten Druckkammer 240 heraus und in die Leitung 254. Flüssigkeit kann in die Leitung 34 über das geöffnete erste und zweite Kolbenventil 250 und 252 strömen. Flüssigkeit kann über eine Leitung 243 in die zweite Druckkammer 242 strömen, sobald der Kolben 206 in der Vorwärtsrichtung ausfährt. Druckbeaufschlagte Flüssigkeit aus der Leitung 34 wird durch die Absperrventile 320 und 322 in die Leitungen 40 und 42 geleitet. Die druckbeaufschlagte Flüssigkeit aus den Leitungen 40 und 42 kann durch die geöffneten Aufbringungsventile 50, 54, 58 und 62 zu den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d geleitet werden, während die Ablassventile 52, 56, 60 und 64 geschlossen bleiben. Wenn der Fahrer das Bremspedal 70 anhebt oder loslässt, kann die elektronische Steuereinheit 22 den Motor 214 betätigen, um die Schraubenwelle 216 in der zweiten Drehrichtung zu drehen, was den Kolben 206 zum Einfahren und Entfernen der Flüssigkeit von den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d veranlasst. Die Geschwindigkeit und Distanz des Einfahrens des Kolbens 206 basieren auf den Anforderungen des das Bremspedal 70 loslassenden Fahrer wie vom Sensor 218 gemessen. Unter bestimmten Bedingungen kann die druckbeaufschlagte Flüssigkeit aus den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d das Zurücktreiben des Kugelgewindemechanismus 212 unterstützen, um den Kolben 206 zurück in seine Ruhestellung zu bewegen.
In einigen Situationen kann der Kolben 206 der Plungerbaugruppe 18 seine volle Hublänge in der Bohrung 200 des Gehäuses erreichen und es wird wünschenswerterweise noch zusätzlicher verstärkter Druck für die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d bereitgestellt. Die Plungerbaugruppe 18 ist eine zweifachwirkende Baugruppe dergestalt, dass sie dazu ausgebildet ist, verstärkten Druck für die Leitung 34 bereitzustellen, wenn der Kolben 206 nach hinten (rechts) oder in einer Rückwärtsrichtung fährt. Dies bietet einen Vorteil gegenüber einer herkömmlichen Plungerbaugruppe, bei der der Kolben zuerst zurück in die Ruhestellung oder eingefahrene Stellung gebracht werden muss, bevor der Kolben erneut ausfahren kann, um Druck in einer einzelnen Druckkammer zu erzeugen. Wenn der Kolben 206 beispielsweise seinen vollen Hub erreicht hat und noch zusätzlicher verstärkter Druck erforderlich ist, wird das zweite Kolbenventil 252 aktiviert, um es in die geschlossene Rückschlagventilstellung zu bringen. Das erste Kolbenventil 250 wird in seine geschlossene Stellung entregt. Die elektronische Steuereinheit 22 betätigt den Motor 214 in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung, um die Schraubenwelle 216 in der zweiten Drehrichtung zu drehen. Die Drehung der Schraubenwelle 216 in der zweiten Drehrichtung bringt den Kolben 206 zum Einfahren oder Bewegen in der Rückwärtsrichtung (nach rechts wie in 1 und 2 dargestellt). Die Bewegung des Kolbens 206 bewirkt einen Druckanstieg in der zweiten Druckkammer 242 und ein Strömen von Flüssigkeit aus der zweiten Druckkammer 242 heraus und in die Leitung 243 und die Leitung 34. Druckbeaufschlagte Flüssigkeit aus der Leitung 34 wird durch die Absperrventile 30 und 32 in die Leitungen 40 und 42 geleitet. Die druckbeaufschlagte Flüssigkeit aus den Leitungen 40 und 42 kann durch die die geöffneten Aufbringungsventile 50, 54, 58 und 62 zu den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d geleitet werden, während die Ablassventile 52, 56, 60 und 64 geschlossen bleiben. Auf ähnliche Weise wie bei einem Vorwärtshub des Kolbens 206 kann das die elektronische Steuereinheit 22 ebenfalls wahlweise die Aufbringungsventile 50, 54, 58 und 62 sowie die Ablassventile 52, 56, 60 und 64 betätigen, um einen gewünschten Druckpegel für die Radbremsen 12a, 12b, 12c bzw. 12d bereitzustellen. Wenn der Fahrer das Bremspedal 70 während eines druckbeaufschlagten Rückwärtshubs der Plungerbaugruppe 18 anhebt oder loslässt, werden das erste und zweite Kolbenventil 250 und 252 vorzugweise in ihre geöffneten Stellungen betätigt, obgleich es allgemein reichen würde, wenn nur eines der Ventile 250 und 252 geöffnet ist. Beim Übergang von einem Schlupfregelvorgang heraus besteht die ideale Situation darin, dass die Position des Kolbens 206 und das verdrängte Volumen in der Plungerbaugruppe 18 genau mit den vorgegebenen Drücken und Flüssigkeitsvolumina in den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d korrelieren. Wenn jedoch die Korrelation nicht genau ist, kann Flüssigkeit vom Behälter 20 über das Rückschlagventil 258 in die Kammer 240 der Plungerbaugruppe 18 zurück gesaugt werden.
Während eines Bremsvorgangs kann die elektronische Steuereinheit 22 wahlweise die Aufbringungsventile 50, 54, 58 und 62 sowie die Ablassventile 52, 56, 60 und 64 betätigen, um einen gewünschten Druckpegel für die Radbremsen bereitzustellen. Die elektronische Steuereinheit 22 kann ebenfalls die Bremsanlage 10 während ABS, DRP, TC, VSC, Rekuperationsbremsen und autonomen Bremsvorgängen durch allgemeine Betätigung der Plungerbaugruppe 18 in Verbindung mit den Aufbringungsventilen und den Ablassventilen steuern. Selbst wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal 70 nicht betätigt, kann die elektronische Steuereinheit 22 die Plungerbaugruppe 18 betätigen, um eine Quelle für druckbeaufschlagte Flüssigkeit in Richtung der Radbremsen bereitzustellen, etwa bei einem autonomen Fahrzeugbremsvorgang.
Bei einem Stromausfall an Teilen der Bremsanlage 10 sorgt die Bremsanlage 10 für einen manuellen Durchdrückmodus oder eine manuelle Betätigung, so dass die Bremspedaleinheit 14 Flüssigkeit mit einem relativ hohen Druck für die Leitungen 36 und 38 bereitstellen kann. Bei einem elektrischen Defekt stellt der Motor 214 der Plungerbaugruppe 18 gegebenenfalls den Betrieb ein und es wird somit keine druckbeaufschlagte Hydraulikbremsflüssigkeit von der Plungerbaugruppe 18 erzeugt. Die Absperrventile 30 und 32 wechseln zwischen ihren Stellungen (oder halten diese), um das Strömen von Flüssigkeit von den Leitungen 36 und 38 zu den Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d zu ermöglichen. Das Simulatorventil 116 wird in die geschlossene Stellung gebracht, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus der Eingangskammer 92 heraus zum Pedalsimulator 16 strömt. Während der manuellen Durchdrückbetätigung fahren der Eingangskolben 82, der Primärkolben 84 und der Sekundärkolben 86 nach links aus, so dass sich die Durchlässe 106, 136, 144 jeweils an den Dichtungen 102, 132 und 140 vorbei bewegen, um einen Flüssigkeitsstrom von den entsprechenden Flüssigkeitskammern 92, 94 und 96 zum Behälter 20 zu verhindern, wodurch die Kammern 92, 94 und 96 druckbeaufschlagt werden. Flüssigkeit strömt von den Kammern 94 und 96 jeweils in die Leitungen 38 und 36, um die Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d wie zuvor beschrieben zu betätigen.
Wie zuvor beschrieben kann die Bremsanlage 10 autonome Bremsfunktionen wie eine automatische Abstandsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) umfassen. Während eines ACC-Vorgangs überwachen verschiedene Sensoren und Systeme die Verkehrsverhältnisse vor dem Fahrzeug und betätigen automatisch die Bremsanlage 10 zum Verzögern des Fahrzeugs nach Bedarf. Während eines autonomen Bremsvorgangs kann die elektronische Steuereinheit 22 die allgemeine Betätigung der Plungerbaugruppe 18 in Verbindung mit den Aufbringungsventilen und den Ablassventilen steuern. Selbst wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal 70 nicht betätigt, kann die elektronische Steuereinheit 22 die Plungerbaugruppe 18 betätigen, um eine Quelle für druckbeaufschlagte Flüssigkeit in Richtung der Radbremsen bereitzustellen.
Bei modernen herkömmlichen Bremsanlagen gibt es aber inhärente und unveränderbare physikalische Verhalten, die auftreten, wenn ein Fahrer das autonome Bremsen, beispielsweise bei ACC, durch Treten des Bremspedals abbricht. In dieser Situation können einige Pedalgefühl- und Fahrzeugreaktionswahrnehmungen vom Fahrer als alarmierend empfunden werden, während andere als nützlich erachtet werden können. Bei der Bremsanlage 10 hingen ist dieses Szenario anders, da der Fuß des Fahrers mit dem Pedalsimulator 16 über das Bremspedal 70 in Wechselwirkung steht, statt direkt mit Bremssätteln der Radbremsen 12a, 12b, 12c und 12d „verbunden“ zu sein. Vorzugsweise erfolgt eine sanfte „Umschaltung“ des autonomen Bremsdrucks auf den vom Fahrer angeforderten Druck, um eine natürlich gefühlte Fahrzeugreaktion zu erzielen, und dies vorzugsweise ohne jeglichen Verlust an Verzögerung. Der Begriff „Umschaltung“ wie hier verwendet bezieht sich auf den Moment oder den Übergangszeitraum, wenn die elektronische Steuereinheit 22 der Bremsanlage 10 von einem autonomen Bremsmodus zu einem fahrerbasierten Bremsdruckübergang wechselt, in dem der Fahrer das Bremspedal 70 während des autonomen Bremsmodus tritt. Zur Vereinfachung wird in der folgenden Beschreibung ein ACC-Vorgang zum Beschreiben des Umschaltübergangs beschrieben. Die Umschaltsteuerung kann natürlich während jeder Art von autonomem Bremsvorgang verwendet werden, der in das Bremsen durch den Fahrer eingreift.
Bei einer modernen herkömmlichen Bremsanlage löscht, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, das ACC-System seinen autonomen Bremsbefehl. Die Flüssigkeit, die autonom zu den Bremssätteln der Radbremsen geliefert wurde, ist jetzt eingeschlossen, bis der Fahrer das Bremspedal wieder loslässt. In dieser Situation tritt Flüssigkeit aus, wenn die Hauptzylinderdichtungen an den Behälteranschlüssen in der Nähe des oberen Endes des Pedalhubs vorbei zurückkehren. Dieses Phänomen der eingeschlossenen Flüssigkeit kann zu positiven, aber auch negativen Reaktionsattributen führen. Ein Vorteil kann sein, dass das durch das Treten des Bremspedals durch den Fahrer erzeugte Bremsen zu einer unmittelbaren Zunahme der Fahrzeugverzögerung führt. Dies kann als sinnvoll erachtet werden, da der Fahrer gegebenenfalls gespürt hat, dass das autonome Bremsen nicht ausreichend war, und mehr Abbremskraft gewünscht hat. Da der Fuß des Fahrers über das Bremspedal mit den Radbremsen „verbunden“ ist, wird der dem eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumen zugehörige Anlagendruck in der gegen den Fuß des Fahrers wirkenden Pedalkraft gespürt. Daher ist die Beziehung der Pedalkraft zur Fahrzeugverzögerung bei typischen Fahrerbremsszenarien in etwa konsistent (Hauptzylinder-Federkompressionsdifferenz). Ein Nachteil kann aber sein, dass der Fahrer durch ein „hartes Pedalgefühl“ am oberen Ende oder Beginn des Bremshubs alarmiert wird. Dies geschieht deshalb, weil die eingeschlossene Flüssigkeit zu einem effektiven Versatz der Kurve von Pedalkraft zum Weg in den steiferen Bereich der Bremssättel der Radbremsen geführt hat, so dass der Fahrer den typischen „x“-Druckwiderstand am oberen Ende des Pedalweges statt des weicheren Nulldruck-Eintrittspunkts für normales Bremsen spürt. Nach dem Spüren dieses harten Pedals kann, wenn der Fahrer Bremsdruck löst und die eingeschlossene Flüssigkeit freisetzt, ein starker Abfall der Verzögerung auftreten, sobald die Flüssigkeit zurück zum Bremsflüssigkeitsbehälter strömt. Eine zeitnah darauf folgende Bremsbetätigung nach diesem schnellen Verlust von Verzögerung kann als alarmierend weich empfunden werden nach dem festen Pedalgefühl, obwohl das Gefühl eigentlich wieder zum normalen Bremsverhalten gewechselt hat.
Die inhärente Konfiguration und der Betrieb der Bremsanlage 10 kann aber diese zuvor beschriebenen Nachteile beseitigen. Bei der Bremsanlage 10 ist der Fuß des Fahrers nicht mit dem Bremssatteldruck der Radbremsen 12a, 12b, 12c oder 12d „verbunden“, sondern ist aufgrund der Ausstattung mit dem Pedalsimulator 16 von diesem entkoppelt. Somit bestehen Möglichkeiten, einige der festgestellten Nachteile moderner herkömmlicher Bremsanlagen zu beseitigen. Es ist natürlich wünschenswert, viele Attribute beim Auswählen der Umschaltstrategien zwischen autonomem Bremsen und Fahrerbremsen zu berücksichtigen, um andere negative Folgen zu vermeiden.
In 3 und 3A ist eine graphische Darstellung verschiedener Merkmalen eines Bremsvorgangs abgebildet, bei dem die Fahrerbremsanforderung kleiner ist als die von einem autonomen Bremsvorgang, was zu einem störenden Verlust von Verzögerung führt. Diese graphische Darstellung umfasst keine Umschaltstrategie, sondern ist ein Beispiel für eine Standardreaktion. In diesem Beispiel wird das autonome Bremsen vom Fahrer durch Treten des Bremspedals etwa bei der Markierung von 9,0 Sekunden wie angegeben abgebrochen. Die Abnahme der Fahrzeugverzögerung ist eine entgegengesetzte Reaktion zu einer herkömmlichen modernen Bremsanlage. Die Radarunterdrückungsflanken-Aus-Rate („ACC-Verzögerungsbefehl“ wie in 3 und 3A dargestellt) führt zu diesem Gefühl.
Um diesen vom Fahrer empfundenen störenden Verlust von Verzögerung zu vermeiden, ist es vorzuziehen, eine Umschaltstrategie zum Steuern des Bremsdrucks an den Radbremsen einzusetzen. Idealerweise muss die Abschaltstrategie die Bremsanlage 10 so regeln, dass der Fahrer keinen Verlust an Verzögerung während des Umschaltzeitraums spürt. Ferner muss die höhere von autonomer Bremsdruckanforderung und Fahrerbremsdruckanforderung nahezu immer geliefert werden. Ebenfalls muss sich, wenn der Fahrer das Bremspedal loslässt, der Druck immer auf eine sanfte Weise lösen, so dass der Fahrer keine abrupte Fahrzeugreaktion oder unbeabsichtigte Verzögerung spürt.
Vorzugsweise hält eine geeignete Umschaltstrategie den letzten ACC-Bremsdruck in der Anlage, bis eine Unterbrechung vom das Bremspedal tretenden Fahrer erfolgt. Bei Ereignissen, bei denen der Fahrerbremsdruck niedriger ist als der ACC-Bremsdruck (obgleich ACC unterbrochen wird, sobald das Bremspedal getreten wird), wird der Druck, der bereits in der Fahrzeugbremsanlage war, gehalten, wodurch die Fahrzeugverzögerung beibehalten wird. Wenn der Fahrer mehr Verzögerung wünscht, würde der Fahrer vermutlich das Pedal härter treten, so dass der Fahrerbremsdruck den aktuellen Bremsanlagendruck überschreitet. In dieser Situation ist es wünschenswert, die Bremsanlage so zu steuern, dass der Anlagendruck der Fahrerdruckanforderung folgt. Gemäß dieser Steuerstrategie hat der Fahrer volle Kontrolle über den Bremsdruck durch Betätigung des Bremspedals. Dieses Szenario ist als ein Beispiel in 4 und 4A dargestellt, wobei der Fahrer mehr Verzögerung während eines ACC-Bremsvorgangs anfordert.
Wie in 4 und 4A dargestellt drückt der Fahrer das Pedal nieder bei etwa 24,2 Sekunden zum Anfordern von Druck wie angegeben. Nahezu sofort ist die ACC-Druckanforderung (Plot für autonomen Bremsdruck in 4 und 44A) auf Null bar abgefallen; an diesem Punkt ist der Fahrerbremsdruck relativ niedrig. Der Anlagendruck von der gesteuerten Fahrzeugbremsanlage wird aber relativ hoch gehalten. Es lag kein Verzögerungsverlust während eines Übergangszeitraums von etwa zwischen 24,2 Sekunden bis etwa 24,7 Sekunden vor. Wie in 4 und 4A dargestellt ist, wurde der Fahrerbremsdruck der neue Anlagendruck, als er schließlich den Anlagendruck überschritt. Mit anderen Worten, sobald der Fahrerbremsdruck den Anlagendruck überschritt, wurde die Fahrzeugbremsanlage zum Halten des Bremsens wie vom das Bremspedal tretenden Fahrer gewünscht gesteuert.
Ein weiteres Szenario ist in 5 und 5A dargestellt, bei dem ACC vom Fahrer durch Treten des Bremspedals unterbrochen wurde, und bei dem der Fahrerbremsdruck nicht den Anlagendruck überschreitet, nachdem ACC unterbrochen wurde. Dieses Szenario wird manchmal als „Tippen zum Unterbrechen“ bezeichnet. Der letzte bekannte ACC-Bremsdruck wird als der Anlagendruck gehalten, bis der Fahrer beginnt, den Druck über das Bremspedal zu lösen. Wie in 5 und 5A dargestellt, wurde ACC bei etwa 32,45 Sekunden unterbrochen und die Druckanforderung fiel auf Null bar ab; der Anlagendruck wurde aber relativ hoch gehalten. Der Fahrerbremsdruck hat den Anlagendruck nie überschritten. Sobald der Fahrerbremsdruck bei etwa 33,40 Sekunden begann, sich zu lösen (durch das Anheben des Pedals durch den Fahrer), folgte der Anlagendruck allgemein der gleichen Kurve. Obwohl sich in diesem Zeitraum die Wahrnehmung der „normalen“ Bremspedalstellung (Kraft) gegenüber der Fahrzeugverzögerung geändert hat, fühlt es sich dennoch natürlicher an als bei modernen herkömmlichen Bremsanlagen. Da kein zusätzlicher Druck zum ACC-Bremsdruck wirkt, wird keine unerwünschte Verzögerung erzeugt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass vom Fahrer kein „hartes Pedal“ empfunden wird.
Nachfolgend sind verschiedene Steuerstrategien einer Druckentlastung in Bezug auf 6 bis 9 beschrieben. In einigen Szenarien ist der Anlagendruck nicht der gleiche als der, den der Fahrer anfordert; daher folgt der Druck gegebenenfalls nicht mehr der Beziehung zwischen Bremspedalweg und Druckanforderung. Dies kann beispielsweise in einer Situation wünschenswert sein, in der der Fahrerbremsdruck üblicherweise immer niedriger ist als der ACC-Bremsdruck. Selbst wenn das Bremspedal vollständig vom Fahrer gelöst wird, indem er das Bremspedal vollständig anhebt, kann noch Druck in der Anlage zum Entlasten verbleiben. Idealerweise würde eine Steuerstrategie eine umfassende Weise beinhalten, mittels derer der Bremsdruck auf eine schnelle und sanfte Weise gelöst wird.
Bei einer ersten Strategie oder einem ersten Steuerverfahren einer Druckentlastung wird der gelöste Anlagendruck mit der gleichen Rate gesteuert wie der Fahrerbremsdruck und anschließend wird der gesamte Restdruck am Ende der Bremsenbetätigung gelöst. Dieses erste Steuerverfahren ist in 6 dargestellt. Einer der Nachteile dieses Verfahrens besteht darin, dass die relativ schnelle Druckentlastung gegen Ende des Vorgangs zu einer relativ abrupten Fahrzeugreaktion führt. Diese abrupte Fahrzeugreaktion kann für den Fahrer des Fahrzeugs beunruhigend sein.
Bei einem zweiten Verfahren wird der Anlagen mit der gleichen Rate wie der Fahrerbremsdruck gelöst und das Lösen des Anlagendrucks wird auf der gleichen Rate gehalten, nachdem der Fahrerbremsdruck Null ist, bis der Anlagendruck vollständig gelöst ist. Dieses zweite Steuerverfahren ist in 7 dargestellt. Die Fahrzeugverzögerung mag nicht so beunruhigend wie im zuvor beschriebenen ersten Verfahren empfunden werden, aber der Fahrer kann eine ungewollte Verzögerung aufgrund der Verzögerung der Druckentlastung verspüren.
Bei einem dritten Verfahren wird der Anlagendruck auf den gleichen Pegel wie der Fahrerbremsdruck verringert, sobald der Fahrer beginnt, den Fuß vom Bremspedal abzuheben. Der Anlagendruck folgt anschließend dem Fahrerbremsdruck. Dieses dritte Steuerverfahren ist in 8 dargestellt. Die Abruptheit ist ähnlich wie beim zuvor beschriebenen ersten Verfahren.
Bei einem vierten Verfahren wird der Anlagendruck mit einer schnelleren Rate als der Fahrerbremsdruck gelöst, so dass der Anlagendruck Null bar zum etwa gleichen Zeitpunkt erreicht, wie der Fahrerbremsdruck Null bar erreicht. Dieses vierte Steuerverfahren ist in 9 dargestellt. Versuche haben allgemein gezeigt, dass dieses Verfahren eine erwünschte Sanftheit und ein natürliches Gefühl für den Fahrer des Fahrzeug liefert. Zum Erzielen dieser Löserate wird etwa zu dem Zeitpunkt, zu dem der Fahrerbremsdruck beginnt abzunehmen, ein Verhältnis zwischen dem Anlagendruck und dem Fahrerbremsdruck berechnet. Dieses Verhältnis wird als eine Verstärkung für das Fahrerbremsen in diesem Druckentlastungs-Steuerverfahren oder -Prozess verwendet. Genauer ist: Verhältnis = Anlagenbremsdruck / Fahrerbremsdruck. Dieses Verhältnis wird vorzugsweise als ein fester Wert in diesem Steuerverfahren beibehalten. Somit wird der neue Anlagendruck: Anlagenbremsdruck = Fahrerbremsdruck * Verhältnis.
In anderen Situationen, in denen der Fahrerbremsdruck den ACC-Druck überschreitet und übernimmt, besteht keine Komplikation während der Druckentlastung. Der Anlagendruck folgt einfach der Kurve von Bremspedalweg zu Druck.
In Bezug auf die verschiedenen Ventile der Bremsanlage 10 beziehen sich die Begriffe „betätigen“ oder „Betätigen“ (oder „bewegen“, „anordnen“) wie hier verwendet (einschließlich der Ansprüche) nicht notwendigerweise auf das Erregen der Magnetspule des Ventils, sondern auf das Platzieren des Ventils oder Zulassen, dass sich dieses in einer gewünschten Stellung oder einem gewünschten Ventilzustand befindet. Beispielsweise kann ein drucklos geöffnetes Magnetventil in eine geöffnete Stellung betätigt werden, indem einfach zugelassen wird, dass das Ventil in seinem nicht erregten, normal offenen Zustand bleibt. Das Betätigen des normal offenen Ventils in eine geschlossene Stellung kann das Erregen der Magnetspule zum Bewegen interner Strukturen des Ventils umfassen, um ein Strömen von Flüssigkeit durch dieses zu sperren. Somit darf der Begriff „Betätigen“ nicht als das Bewegen des Ventils in eine andere Stellung bedeutend ausgelegt werden und er bedeutet auch nicht, dass immer eine entsprechende Magnetspule des Ventils bestromt wird.
Das Prinzip und die Betriebsweise dieser Erfindung wurden anhand der bevorzugten Ausführungsform erläutert und dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass diese Erfindung auf andere Weise als spezifisch erläutert und dargestellt ausgeführt werden kann, ohne von Wesensart oder Umfang abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Steuern des Flüssigkeitsdrucks an Radbremsen einer Bremsanlage, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen einer zum Bereitstellen von Flüssigkeitsdruck für die Radbremsen während eines autonomen Bremsvorgangs fähigen Bremsanlage, wobei die Bremsanlage ein Bremspedal und einen Sensor zum Messen eines Bremswunsches eines Fahrers beim Ausüben von Kraft auf das Bremspedal umfasst; (b) Steuern des Flüssigkeitsdrucks an den Radbremsen auf einen vorgegebenen Druck während eines autonomen Bremsvorgangs, wobei der Sensor kein Niederdrücken des Bremspedals erfasst; (c) Unterbrechen des autonomen Bremsvorgangs, wenn der Sensor ein Niederdrücken des Bremspedals erfasst; und (d) nach Schritt (c) Eintreten der Bremsanlage in einen Umschaltvorgang, um den vorgegebenen Druck an den Radbremsen zu halten, nachdem der Sensor das Niederdrücken des Bremspedals misst, wenn ein vom Fahrer angeforderter Druck niedriger ist als der vorgegebene Druck.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach Schritt (c) Schritt (d) unterbrochen wird und der Druck an den Radbremsen erhöht wird, wenn der Sensor einen vom Fahrer angeforderten Druck erfasst, der höher ist als der vorgegebene Druck.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach Schritt (d) der Umschaltvorgang Druck an den Radbremsen löst, wenn der Sensor den Wunsch des Fahrers zum Lösen von Druck an den Radbremsen durch Erfassen einer Loslassbewegung des Bremspedals erfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der von der Bremsanlage erzeugte Druck mit einer schnelleren Rate gelöst wird als der vom Sensor gemessene vom Fahrer beabsichtigte Bremsdruck, so dass der von der Bremsanlage erzeugte Druck Null bar zur gleichen Zeit erreicht, wie der vom Fahrer beabsichtigte Bremsdruck Null bar erreicht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei etwa zum Zeitpunkt, zu dem der vom Fahrer beabsichtigte Bremsdruck beginnt abzunehmen, ein Verhältnis zwischen dem von der Bremsanlage erzeugten Druck und dem Fahrerbremsdruck berechnet wird, so dass das Verhältnis als eine Verstärkung für den vom Fahrer beabsichtigten Bremsdruck verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verhältnis ist: $Verh \ddot{a} ltnis = Anlagenbremsdruck / Fahrerbremsdruck .$
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verhältnis als ein fester Wert im Umschaltverfahren beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bremsanlage eine Plungerbaugruppe mit einem eine Bohrung darin definierenden Gehäuse umfasst, wobei die Plungerbaugruppe einen gleitend in der Bohrung angeordneten Kolben umfasst zum Druckbeaufschlagen von Flüssigkeit, wenn der Kolben in einer ersten Richtung bewegt wird, und wobei die Plungerbaugruppe ferner einen elektrisch betätigten Linearstellantrieb zum Bewegen des Kolbens in der Bohrung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Bremsanlage umfasst: eine Bremspedaleinheit umfassend ein eine Bohrung darin definierendes Gehäuse, wobei die Bremspedaleinheit ferner einen ersten gleitend darin angeordneten Kolben umfasst, so dass die Bewegung des ersten Kolbens eine erste Druckkammer mit Druck beaufschlagt, und wobei die Bremspedaleinheit ferner einen zweiten gleitend darin angeordneten Kolben umfasst, so dass die Bewegung des zweiten Kolbens eine zweite Druckkammer mit Druck beaufschlagt; eine Plungerbaugruppe umfassend ein eine Bohrung darin definierendes Gehäuse, wobei die Plungerbaugruppe einen gleitend darin angeordneten Kolben umfasst, so dass die Bewegung des Kolbens eine Druckkammer mit Druck beaufschlagt, wenn der Kolben in einer ersten Richtung bewegt wird, und wobei die Druckkammer der Plungerbaugruppe in Fluidverbindung mit einem Ausgang steht, und wobei die Plungerbaugruppe ferner einen elektrisch betätigten Linearstellantrieb zum Bewegen des Kolbens in der Bohrung umfasst; ein erstes Aufbringungsventil zum selektiven Ermöglichen eines Strömens von Flüssigkeit zu einer ersten Radbremse; ein zweites Aufbringungsventil zum selektiven Ermöglichen eines Strömens von Flüssigkeit zu einer zweiten Radbremse; ein zwischen einer ersten Stellung zum Ermöglichen einer Fluidverbindung zwischen dem Ausgang der Plungerbaugruppe und dem ersten Aufbringungsventil und einer zweiten Stellung zum Ermöglichen einer Fluidverbindung zwischen der ersten Druckkammer der Bremspedaleinheit und dem ersten Aufbringungsventil bewegliches erstes Absperrventil; ein zwischen einer ersten Stellung zum Ermöglichen einer Fluidverbindung zwischen dem Ausgang der Plungerbaugruppe und dem zweiten Aufbringungsventil und einer zweiten Stellung zum Ermöglichen einer Fluidverbindung zwischen der zweiten Druckkammer der Bremspedaleinheit und dem zweiten Aufbringungsventil bewegliches zweites Absperrventil.