DE102019113754A1

DE102019113754A1 - Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems bei einem regenerativen Bremsvorgang, hydraulisches Bremssystem, Computerprogrammprodukt, Steuereinheit und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019113754A1
Application number: DE102019113754.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Marx
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-11-26
Also published as: CN111976682A; US20200369249A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems (10) bei einem regenerativen Bremsvorgang. Bei dem Verfahren wird mittels eines Bremszylinders (16) ein Hydraulikfluid in Richtung zu einer Radbremse (28) verschoben. Bei dem Verfahren wird ferner zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids über ein Druckabbauventil (34) in einen Speicher (42) geleitet, ein Isolationsventil (22) in Richtung eines geschlossenen Zustandes verstellt, um die Radbremse von dem Bremszylinder (16) zumindest teilweise hydraulisch zu isolieren, und zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids mittels einer Pumpe (38) aus der Radbremse (28) herausgefördert. Die Erfindung umfasst ferner ein hydraulisches Bremssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogrammprodukt, eine Steuereinheit (48) sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems bei einem regenerativen Bremsvorgang. Die Erfindung betrifft ferner ein hydraulisches Bremssystem. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine Steuereinheit sowie ein Kraftfahrzeug.
Hydraulische Bremssysteme kommen beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Einsatz und dienen hauptsächlich als Betriebsbremse für das Kraftfahrzeug. Eine Bremsung erfolgt üblicherweise, indem der Fahrer des Kraftfahrzeuges ein Bremspedal betätigt und dadurch ein Hydraulikfluid von einem Bremszylinder zu wenigstens einer Radbremse verschoben wird, so dass an der Radbremse eine Bremskraft vorliegt, welche auf ein zugeordnetes Fahrzeugrad wirkt. Diese durch das Hydraulikfluid bewirkte hydraulische Bremskraft entspricht üblicherweise einem Bremskraftwunsch, welcher von dem Fahrer durch die Betätigung des Bremspedales hervorgerufen ist.
Moderne Kraftfahrzeuge mit hydraulischem Bremssystem weisen zunehmend eine regenerative Bremsfunktion in folgender Art und Weise auf: Bei einem durch Betätigung des Bremspedales aufgegebenen Bremskraftwunsch wird eine im Generatorbetrieb befindliche elektrische Maschine durch die Bewegungsenergie des Kraftfahrzeuges zumindest zeitweise angetrieben und liefert elektrische Energie, welche beispielsweise zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeuges genutzt werden kann. Die hierzu herangezogene elektrische Maschine ist üblicherweise diejenige elektrische Maschine, welche einen Elektroantrieb für das Kraftfahrzeug, beispielsweise als Hauptantrieb oder Sekundärantrieb, bildet und im Zuge eines stattfindenden regenerativen Bremsvorganges generatorisch betrieben wird.
Mit dem generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine geht jedoch ein Schleppmoment einher, welches von der elektrischen Maschine ausgeht und bremsend auf das Kraftfahrzeug wirkt. Diese durch die elektrische Maschine bedingte Bremskraft, welche nachfolgend auch als generatorische Bremskraft bezeichnet ist, ist bei der Bemessung der aufzubringenden hydraulischen Bremskraft zu berücksichtigen, um einem Bremskraftwunsch zu entsprechen, der von dem Fahrer durch Betätigen des Bremspedales abgegeben wird. Ein mögliches Konzept hierzu ist in der WO 2014/082885 A1 beschrieben.
Daraus ist ein Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems während eines regenerativen Bremsvorganges bekannt. Bei dem Verfahren wird zumindest ein Volumenanteil eines Hydraulikfluids, welches von einem Bremszylinder in Richtung zu einer Radbremse verschoben wird, über ein Druckabbauventil in einem hydraulischen Speicher zwischengespeichert. Auf diese Weise ist es ermöglicht, dass bei einem vorgegebenen Bremskraftwunsch und einer damit verbundenen Verschiebung des Hydraulikfluids eine hydraulische Bremskraftwirkung an der Radbremse zumindest soweit ausbleibt, dass die elektrische Maschine zur elektrischen Energieerzeugung eingebunden werden kann und trotz der von der elektrischen Maschine ausgehenden generatorischen Bremskraft die sich ergebende Gesamtbremskraft dem aufgegebenen Bremskraftwunsch entspricht.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, wenigstens eine Möglichkeit vorzuschlagen, um das bisherige Konzept einer regenerativen Bremsung zu verbessern.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Die Aufgabe wird ferner mit einem hydraulischen Bremssystem gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 5 aufweist. Ferner werden zur Lösung der Aufgabe ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruches 8, eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruches 9 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen und/oder Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Ein grundlegendes Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, bei einem regenerativen Bremsvorgang umfasst den Schritt, dass mittels eines Bremszylinders ein Hydraulikfluid, insbesondere eine Bremsflüssigkeit, in Richtung zu einer Radbremse verschoben wird. Insbesondere impliziert die Verschiebung des Hydraulikfluids einen Bremskraftwunsch, insbesondere einen momentanen Bremskraftwunsch. Beispielsweise ist die Radbremse einem Fahrzeugrad zugeordnet oder eingerichtet, einem Fahrzeugrad zugeordnet zu werden. Beispielsweise ist die Verschiebung des Hydraulikfluids durch eine Betätigung eines Bremspedales oder einer sonstigen Betätigungseinrichtung direkt oder indirekt bewirkt. Beispielsweise entspricht die Verschiebung des Hydraulikfluids einem über das Bremspedal bzw. die Betätigungseinrichtung aufgegebenen Bremskraftwunsch, insbesondere momentanen Bremskraftwunsch. Beispielsweise ist die Betätigung durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges ausgeführt.
Das Verfahren umfasst ferner den Schritt, dass zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids über ein vorzugsweise in einer Offenstellung befindliches Druckabbauventil in einen Speicher, insbesondere Zwischenspeicher, geleitet wird. Dadurch ist eine Maßnahme getroffen, dass eine hydraulische Bremskraftwirkung an der Radbremse entsprechend der Verschiebung des Hydraulikfluids ausbleibt. Es ist auf diese Weise durch das Verfahren ermöglicht, dass das hydraulische Bremssystem für einen regenerativen Bremsvorgang genutzt werden kann, bei dem eine elektrische Maschine zur elektrischen Energieerzeugung eingebunden wird oder eingebunden ist. Das systembedingt von der elektrischen Maschine ausgehende Schleppmoment wirkt zwar als Bremskraft auf das Kraftfahrzeug, dieses generatorische Bremsmoment, der Einfachheit halber nachfolgend auch als generatorische Bremskraft bezeichnet, kann aber aufgrund der Weiterleitung des wenigstens einen Volumenanteiles des Hydraulikfluid in den Speicher und der dadurch zumindest teilweise oder vollständig ausbleibenden hydraulischen Bremskraft nunmehr zur Deckung des aufgegebenen Bremskraftwunsches genutzt werden. Beispielsweise kann der Speicher in seinem Aufnahmevolumen derart dimensioniert sein, dass das verschobene Hydraulikfluid keine oder weitgehend keine hydraulische Bremskraft an der Radbremse bewirkt. In diesem Fall wirkt mit Verschieben des Hydraulikfluids erst einmal nur die von der elektrischen Maschine ausgehende generatorische Bremskraft.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte, dass ein Isolationsventil in Richtung eines geschlossenen Zustandes verstellt wird, um die Radbremse von dem Bremszylinder zumindest teilweise hydraulisch zu isolieren, und insbesondere zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids mittels einer Pumpe aus der Radbremse herausgefördert wird, beispielsweise um wirkende Restbremskräfte zu reduzieren. Dadurch ist beispielsweise unerwünschten Reibkräften entgegengewirkt, welche als Bremskraft in der Radbremse wirken. Derartige Reibkräfte können durch Rückstellkräfte bewirkt sein. Beispielsweise sind derartige Reibkräfte dadurch bewirkt, dass in dem Speicher der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids unter Druck gespeichert ist. Eine Reduzierung solcher unerwünschten Kräfte begünstigt eine Steigerung der rekuperativen Ausbeute durch die elektrische Maschine, da im Maße der Reduzierung dieser Kräfte stattdessen die generatorische Bremskraft wirken kann, um den aufgegebenen Bremskraftwunsch zu erfüllen, und damit bereits ein generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine stattfinden kann.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Hydraulikfluid von dem Bremszylinder in Richtung zu der Radbremse verschoben wird und gleichzeitig oder anschließend der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids über das Druckabbauventil in den Speicher geleitet wird. Insbesondere ist es ferner vorgesehen, dass gleichzeitig mit dem Weiterleiten des wenigstens einen Volumenanteiles in den Speicher oder zeitversetzt dazu das Isolationsventil in Richtung des geschlossenen Zustandes verstellt wird. Insbesondere ist es ferner vorgesehen, dass gleichzeitig mit dem Verstellen des Isolationsventils oder anschließend der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids mittels der Pumpe aus der Radbremse herausgefördert wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Isolationsventil in den geschlossenen Zustand verstellt wird, insbesondere um die Radbremse von dem Bremszylinder hydraulisch vollständig zu isolieren. Insbesondere ist es ferner vorgesehen, dass ein so großer Volumenanteil des Hydraulikfluids aus der Radbremse herausgefördert wird, dass an der Radbremse keine Bremskraft wirkt. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Radbremse hydraulisch drucklos zu bekommen.
Ein grundlegendes hydraulisches Bremssystem, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, umfasst einen Bremszylinder und eine Radbremse, welche über eine Zuführleitung miteinander hydraulisch verbunden sind, wobei der Bremszylinder eingerichtet ist, ein Hydraulikfluid in Richtung zu der Radbremse zu verschieben und die Radbremse eingerichtet ist, durch das Hydraulikfluid eine hydraulische Bremskraft auszuüben. Das hydraulische Bremssystem umfasst ferner ein Isolationsventil, welches der Zuführleitung fluidmäßig zugeordnet ist und eingerichtet ist, die Zuführleitung zu schließen. Weiterhin umfasst das hydraulische Bremssystem eine Rückführleitung zum Rückführen zumindest eines Volumenanteiles des Hydraulikfluids von einem dem Isolationsventil nachgeschalteten Bereich in einen dem Isolationsventil vorgeschalteten Bereich.
Unter dem „nachgeschalteten Bereich“ ist insbesondere das Aufnahmevolumen des Bremssystems zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit zu verstehen, welches in Strömungsrichtung bezüglich der Zuführleitung gesehen, also in Richtung von dem Bremszylinder zu der Radbremse gesehen, dem Isolationsventil nachgeschaltet ist. Beispielsweise umfasst der nachgeschaltete Bereich ein dem Isolationsventil nachgeschaltetes hydraulisches Aufnahmevolumen der Zuführleitung und/oder ein hydraulisches Aufnahmevolumen der Radbremse.
Unter dem „vorgeschalteten Bereich“ ist insbesondere das Aufnahmevolumen des Bremssystems zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit zu verstehen, welches in Strömungsrichtung bezüglich der Zuführleitung gesehen, also in Richtung von dem Bremszylinder zu der Radbremse gesehen, dem Isolationsventil vorgeschaltet ist. Beispielsweise umfasst der vorgeschaltete Bereich ein dem Isolationsventil vorgeschaltetes hydraulisches Aufnahmevolumen der Zuführleitung und/oder ein hydraulisches Aufnahmevolumen des Bremszylinders und/oder eines vorgesehenen Vorrats-/Nachfüllbehälter für die Hydraulikflüssigkeit.
Das hydraulische Bremssystem umfasst weiterhin ein Druckabbauventil, eine Pumpe und einen Speicher, welche der Rückführleitung fluidmäßig zugeordnet sind. Die Pumpe ist eingerichtet, zumindest einen Volumenanteil des Hydraulikfluids zu fördern. Der Speicher ist eingerichtet, zumindest einen Volumenanteil des Hydraulikfluids zu speichern, insbesondere unter einem Gegendruck zu speichern. Ferner ist das Druckabbauventil eingerichtet, die Rückführleitung zu öffnen. Beispielsweise sind in Richtung einer Rückführung von dem nachgeschalteten Bereich in den vorgeschalteten Bereich gesehen, das Druckabbauventil, die Pumpe und der Speicher in der Reihenfolge Druckabbauventil, Speicher, Pumpe angeordnet.
Bei dem hydraulischen Bremssystem ist ferner eine Steuereinheit vorgesehen, welche mit dem Isolationsventil, dem Druckabbauventil und der Pumpe signalverbunden ist. Insbesondere ist die Steuereinheit eingerichtet, das Isolationsventil und/oder das Druckabbauventil und/oder die Pumpe anzusteuern und/oder damit zu kommunizieren. Beispielsweise ist die Steuereinheit ferner mit einer beim regenerativen Bremsen genutzten elektrischen Maschine signalverbunden. Insbesondere ist die Steuereinheit eingerichtet, die elektrische Maschine zu steuern und/oder mit der elektrischen Maschine zu kommunizieren. Beispielsweise ist die Steuereinheit ferner mit einer Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Bremszylinders, wie beispielsweise einem Bremspedal oder einem Bremshebel, und/oder mit wenigstens einem der Betätigungseinrichtung zugeordneten Sensorelement, wie beispielsweise einem Wegsensor, insbesondere einem Pedalwegsensor, und/oder einem Kraftsensor, insbesondere einem Pedalkraftsensor, signalverbunden.
Insbesondere ist die Steuereinheit eingerichtet, mit der Betätigungseinrichtung und/oder dem wenigstens einen Sensorelement zu kommunizieren und/oder von der Betätigungseinrichtung und/oder dem wenigstens einen Sensorelement Signale zu empfangen und im Hinblick auf eine Ansteuerung des Isolationsventils und/oder des Druckabbauventils und/oder der Pumpe und/oder der elektrischen Maschine zu berücksichtigen. Die Steuereinheit kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch, beispielsweise als Computerprogramm oder Computerprogrammmodul ausgebildet sein oder ein Bestandteil einer Hardware und/oder einer Software sein.
Nach einer Ausführungsform ist die Steuereinheit eingerichtet, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft einer elektrischen Maschine, wie beispielsweise der vorstehend beschriebenen elektrischen Maschine, das Druckabbauventil zum Öffnen anzusteuern und das Isolationsventil zum Schließen anzusteuern, um die Radbremse von dem Bremszylinder zumindest teilweise hydraulisch zu isolieren, und ferner die Pumpe zum Fördern anzusteuern, insbesondere um eine an der Radbremse bremsend wirkende Restbremskraft abzusenken. Dadurch ist hinsichtlich der Ausgestaltung der Steuereinheit eine Möglichkeit vorgeschlagen, um das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen und damit die zu dem Verfahren beschriebenen Vorteile zu erreichen.
Unter dem „Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders“ ist insbesondere zu verstehen, dass eine Betätigung des Bremszylinders noch nicht erfolgt ist oder stattfindet, also insbesondere das Hydraulikfluid noch nicht in Richtung zu der Radbremse verschoben ist oder wird, jedoch bereits eine Vorbereitungshandlung ausgeführt ist oder wird und/oder ein bremsrelevanter Zustand eingetreten ist, aus dem eine erforderliche Betätigung des Bremszylinders abgeleitet werden kann bzw. abzuleiten ist. Insbesondere übt bei dem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders die Radbremse noch keine Bremskraft aus, ist also noch keine hydraulische Bremskraft durch die Radbremse aufgebaut.
Die Vorbereitungshandlung kann ein sanftes Antreten oder Antippen einer mit dem Bremszylinder betätigungsmäßig gekoppelten Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise eines Bremspedales oder eines Bremshebels, sein oder umfassen. Auch kann die Vorbereitungshandlung umfassen oder darin bestehen, dass ein betätigtes Fahr-/Gaspedal in Richtung weniger Gas verändert wird oder eine Betätigung eines Fahr-/Gaspedales beendet wird, weil beispielsweise eine anschließende Betätigung der Betätigungseinrichtung zu erwarten ist. Die Vorbereitungshandlung kann durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges oder ein Stellglied einer Fahrzeugsteuerung, wie beispielsweise eines automatisierten Fahrsystems bzw. Autopiloten oder eines Fahrerassistenzsystems oder dergleichen ausgeführt sein.
Der bremsrelevante Zustand kann durch ein Hindernis im Fahrweg des Kraftfahrzeuges und/oder ein Abweichen der Fahrspur des Kraftfahrzeuges von einer vorgegebenen Fahrspur und/oder eine sonstige visuell und/oder akustisch wahrnehmbare Wirkung auf das Kraftfahrzeug und/oder dessen Fahrweise bzw. dessen Fahrverhalten bewirkt sein. Der bremsrelevante Zustand kann durch wenigstens ein Sensorelement einer Fahrzeugsteuerung, wie beispielsweise eines automatisierten Fahrsystems bzw. Autopiloten oder eines Fahrerassistenzsystems oder dergleichen erfasst sein. Beispielsweise wird das Vorliegen eines solchen bremsrelevanten Zustandes von der Fahrzeugsteuerung auf Basis der Informationen des wenigstens einen Sensorelementes identifiziert.
Unter dem „Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine“ ist insbesondere auch zu verstehen, dass die elektrische Maschine in den generatorischen Betrieb zu bringen ist, beispielsweise indem eine Bestromung der elektrischen Maschine zurückgenommen wird oder abgestellt wird. Insbesondere wird die Bestromung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einer Betätigung der mit dem Bremszylinder betätigungsmäßig gekoppelten Betätigungseinrichtung zurückgenommen oder abgestellt. Beispielsweise wird die Bestromung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einer Betätigung des Fahr-/Gaspedales und/oder des Bremspedales des Kraftfahrzeuges zurückgenommen oder abgestellt. Die Betätigung der Betätigungseinrichtung bzw. des Fahr-/Gaspedales und/oder des Bremspedales kann durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges oder eine Fahrzeugsteuerung, wie beispielsweise ein automatisiertes Fahrsystem bzw. Autopilot oder ein Fahrerassistenzsystem oder dergleichen ausgeführt sein.
Unter der Bezeichnung „Fahrzeugsteuerung“ ist insbesondere ein Steuerungssystem zu verstehen, welches eine Betätigung des Bremszylinders unabhängig von einer durch den Fahrer ausgeführten Betätigung des Bremspedals bewirkt. Ein solches Steuerungssystem, welches auch als automatische Fahrzeugsteuerung bezeichnet werden kann, kann ein Fahrerassistenzsystem sein. Das Fahrerassistenzsystem ist beispielsweise ein Abstandsregeltempomat (ACC; Adaptive Cruise Control), welcher radargestützt den Abstand zu einem vorrausfahrenden Fahrzeug durch Brems- und Motoreingriffe regelt, oder eine Fahrdynamikregelung (ESC; Electronic Stability Control), welche versucht, durch gezieltes Bremsen einzelner Räder des Kraftfahrzeuges, ein Schleudern des Kraftfahrzeuges in einem Grenzbereich in Kurven sowohl bei einem Übersteuern als auch bei einem Untersteuern des Kraftfahrzeuges zu verhindern und dem Fahrer so die Kontrolle über das Kraftfahrzeug zu sichern.
Indem die Steuereinheit eingerichtet ist, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine das Druckabbauventil zum Öffnen anzusteuern, ist es ermöglicht, dass eine hydraulische Bremskraftwirkung an der Radbremse im Maße einer von dem Bremszylinder ausgehenden Verschiebung des Hydraulikfluids ausbleibt, wenn es zur Betätigung des Bremszylinders kommt. Denn zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids wird durch das Öffnen des Druckabbauventiles über die Rückführleitung in den Speicher geleitet und dort aufgenommen. Durch dieses Ausbleiben der hydraulischen Bremskraftwirkung im Maße der Verschiebung des Hydraulikfluids ist es wiederum ermöglicht, dass die elektrische Maschine zur elektrischen Energieerzeugung eingebunden wird, ohne dass es zu einer unerwünschten zusätzlichen Bremskraftwirkung kommt. Das systembedingt von der elektrischen Maschine ausgehende Schleppmoment wirkt dann zwar als Bremskraft auf das Kraftfahrzeug, diese generatorische Bremskraft kann aber aufgrund der Weiterleitung des wenigstens einen Volumenanteiles des Hydraulikfluid in den Speicher und der dadurch zumindest teilweise oder vollständig ausbleibenden hydraulischen Bremskraft nunmehr zur Deckung des Bremskraftwunsches genutzt werden, welcher durch die Betätigung des Bremszylinders aufgegeben wurde.
Indem die Steuereinheit eingerichtet ist, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine das Isolationsventil zum Schließen und die Pumpe zum Fördern anzusteuern, ist es ermöglicht, unerwünschten Bremskräften in der Radbremse entgegenzuwirken. Denn durch das Schließen des Isolationsventiles wird die Radbremse von dem Bremszylinder zumindest teilweise oder vollständig isoliert und durch das Fördern der Pumpe zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids aus der Radbremse herausgefördert, so dass es zu einer Reduzierung des Hydraulikdruckes in der Radbremse kommt. Die unerwünschten Bremskräfte sind beispielsweise Reibkräfte in der Radbremse, welche durch Rückstellkräfte aus dem Speicher bewirkt sind, da in dem Speicher der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids unter Druck gespeichert ist. Eine Reduzierung solcher unerwünschten Kräfte begünstigt eine Steigerung der rekuperativen Ausbeute durch die elektrische Maschine, da im Maße der Reduzierung dieser Kräfte stattdessen die generatorische Bremskraft wirken kann, um den aufgegebenen Bremskraftwunsch zu erfüllen, und damit bereits ein generatorischer Betrieb der elektrischen Maschine stattfinden kann.
Eine mögliche Ausführungsform besteht darin, dass die Steuereinheit eingerichtet, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine das Druckabbauventil zum Öffnen anzusteuern, danach oder gleichzeitig das Isolationsventil zum Schließen anzusteuern und anschließend oder gleichzeitig mit dem Ansteuern des Isolationsventils die Pumpe zum Fördern anzusteuern. Grundsätzlich ist auch eine andere Reihenfolge möglich. Beispielsweise kann die Steuereinheit eingerichtet sein, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine das Isolationsventil zum Schließen anzusteuern, danach das Druckabbauventil zum Öffnen anzusteuern und anschließend oder gleichzeitig mit dem Ansteuern des Druckabbauventils die Pumpe zum Fördern anzusteuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit ferner eingerichtet sein, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine das Isolationsventil zum Schließen anzusteuern, danach oder gleichzeitig die Pumpe zum Fördern anzusteuern und anschließend oder gleichzeitig mit dem Ansteuern der Pumpe das Druckabbauventil zum Öffnen anzusteuern.
Es kann vorgesehen sein, dass das Isolationsventil und/oder das Druckabbauventil und/oder die Pumpe und/oder der Speicher und/oder die Steuereinheit beispielsweise ein Bestandteil eines Antiblockiersystems (ABS) oder eines Fahrdynamikregelsystems (ESC) des Kraftfahrzeuges oder für das Kraftfahrzeug sind. Dadurch sind Kostenvorteile begünstigt, da den betroffenen Bauteilen dann eine Mehrfachfunktion bzw. Mehrfachnutzung zukommt.
Unter der Bezeichnung „Radbremse“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere eine Reibbremse, wie beispielsweise eine Scheibenbremse oder eine Trommelbremse zu verstehen. Insbesondere ist die Radbremse eingerichtet, als Betriebsbremse genutzt werden. Beispielsweise ist die Radbremse einem Fahrzeugrad zugeordnet oder eingerichtet, einem Fahrzeugrad zugeordnet zu werden.
Unter der Bezeichnung „Bremszylinder“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere eine Fluiddruck erzeugende Einrichtung zu verstehen. Der Bremszylinder kann einen Druckkolben umfassen, welcher beispielsweise in einem Zylinder verschiebbar gehalten ist und durch eine Verschiebebewegung des Druckkolbens relativ gegenüber dem Zylinder eine Verschiebung eines Hydraulikfluids bzw. eines Hydraulikfluidvolumens bewirkt wird. Unter der Bezeichnung „Bremszylinder“ ist insbesondere auch eine Förderpumpe oder dergleichen Fördereinrichtung als Fluiddruck erzeugende Einrichtung umfasst. Der Bremszylinder kann ein Hauptbremszylinder sein. Beispielsweise handelt es sich bei dem Bremszylinder um einen Hauptbremszylinder, wie er in konventionellen hydraulischen Bremssystemen üblich ist. Beispielsweise umfasst der Bremszylinder einen Vorratsbehälter und/oder einen Nachfüllbehälter für das Hydraulikfluid.
Insbesondere wirkt der Bremszylinder mit einer Betätigungseinrichtung zusammen oder der Bremszylinder ist eingerichtet, mit einer Betätigungseinrichtung zusammenzuwirken. Bei der Betätigungseinrichtung kann es sich um die bereits vorstehend beschriebene Betätigungseinrichtung handeln. Insbesondere bewirkt eine Betätigung der Betätigungseinrichtung bei dem Bremszylinder, dass es zu einer Verschiebung des Hydraulikfluids kommt. Beispielsweise erfolgt eine Betätigung des Bremszylinders mechanisch, insbesondere rein mechanisch, oder elektrisch oder elektromechanisch.
Beispielsweise umfasst die Betätigungseinrichtung ein Bremspedal oder einen Bremshebel, welches oder welcher beispielsweise über eine Kolbenstange, auf den Bremszylinder Fluiddruck erzeugend wirkt. Ergänzend oder alternativ kann die Betätigungseinrichtung eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor, umfassen, wobei eine Abtriebswelle der elektrischen Maschine mit dem Bremszylinder triebmäßig gekoppelt ist, um darüber den Bremszylinder zu betätigen. Die Betätigungseinrichtung kann manuell beispielsweise durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges betätigt sein oder automatisch bzw. selbsttätig durch eine Fahrzeugsteuerung, beispielsweise die vorstehend beschriebene Fahrzeugsteuerung.
Unter der Bezeichnung „Isolationsventil“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere ein Absperrorgan zu verstehen, mittels welchem die Radbremse von dem Bremszylinder zumindest teilweise hydraulisch abgekoppelt, also isoliert werden kann. Insbesondere ist das Isolationsventil eingerichtet, die Zuführleitung zu schließen und zu öffnen. Insbesondere ist das Isolationsventil eingerichtet, die Zuführleitung vollständig zu schließen oder zumindest teilweise zu schließen. Beispielsweise hat das Isolationsventil einen Durchlass für Fluid, insbesondere das Hydraulikfluid, welcher im Querschnitt veränderbar ist. Beispielsweise ist das Isolationsventil eingerichtet, zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung, beispielsweise bezüglich des Durchlasses, verstellt zu werden, wobei in der Schließstellung die Zuführleitung zumindest teilweise oder vollständig geschlossen, also gesperrt ist.
Beispielsweise ist das Isolationsventil eingerichtet, elektrisch und/oder elektromagnetisch betätigt zu werden, insbesondere um zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verstellt und/oder geschaltet zu werden, beispielsweise stufenlos oder gestuft und/oder digital oder analog verstellt und/oder geschaltet zu werden. Beispielsweise ist oder umfasst das Isolationsventil ein 2/2-Wege-Ventil, welches beispielsweise in einem nicht-betätigten Zustand die Offenstellung und in einem betätigten Zustand die Schließstellung einnimmt. Sofern es sich um ein elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigtes Isolationsventil handelt, ist es beispielsweise in dem nicht-betätigten Zustand nicht-bestromt und in dem betätigten Zustand bestromt. Beispielsweise ist das Isolationsventil ein Ventil mit einer NO-Funktion. Unter der NO-Funktion ist insbesondere zu verstehen, dass das Ventil im stromlosen Zustand offen ist. Ein solches Ventil kann auch als „normally open“ NO-Ventil bezeichnet werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Isolationsventil um ein vorzugsweise direktgesteuertes Magnetventil mit einer NO-Funktion.
Unter der Bezeichnung „Druckabbauventil“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere ein Absperrorgan zu verstehen, mittels welchem die Rückführleitung, beispielsweise ausgehend von einem gesperrten Zustand, zumindest teilweise oder vollständig geöffnet werden kann. Beispielsweise hat das Druckabbauventil einen Durchlass für Fluid, insbesondere das Hydraulikfluid, welcher im Querschnitt veränderbar ist. Beispielsweise ist das Druckabbauventil eingerichtet, zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung, beispielsweise bezüglich des Durchlasses, verstellt zu werden, wobei in der Offenstellung die Rückführleitung zumindest teilweise oder vollständig geöffnet ist.
Beispielsweise ist das Druckabbauventil eingerichtet, elektrisch oder elektromagnetisch betätigt zu werden, um zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verstellt und/oder geschaltet zu werden, beispielsweise stufenlos oder gestuft und/oder digital oder analog verstellt und/oder geschaltet zu werden. Beispielsweise ist oder umfasst das Druckabbauventil ein 2/2-Wege-Ventil, welches beispielsweise in einem nicht-betätigten Zustand die Schließstellung und in einem betätigten Zustand die Offenstellung einnimmt. Sofern es sich um ein elektrisch bzw. elektromagnetisch betätigtes Druckabbauventil handelt, ist es beispielsweise in dem nicht-betätigten Zustand nicht-bestromt und in dem betätigten Zustand bestromt. Beispielsweise ist das Druckabbauventil ein Ventil mit einer NC-Funktion. Unter der NC-Funktion ist insbesondere zu verstehen, dass das Ventil im stromlosen Zustand geschlossen ist. Ein solches Ventil kann auch als „normally closed“ NC-Ventil bezeichnet werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Druckabbauventil um ein vorzugsweise direktgesteuertes Magnetventil mit einer NC-Funktion.
Unter der Bezeichnung „Pumpe“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere eine Fördereinrichtung zum Fördern von Hydraulikfluid zu verstehen. Beispielsweise handelt es sich bei der Pumpe um eine Kreiselpumpe, insbesondere eine Radialkolbenpumpe oder eine Axialkolbenpumpe. Insbesondere umfasst die Kreiselpumpe wenigstens einen, vorzugsweise mehrere, wie beispielsweise zwei bis sechs Arbeitskolben, welche eine Hubbewegung zur Förderung des Hydraulikfluids ausführen bzw. ausführen können. Beispielsweise umfasst die Pumpe eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Elektromotor, welcher zum Antreiben der Pumpe dient. Die elektrische Maschine ist beispielsweise eingerichtet, um elektrische Steuersignale aufzunehmen und entsprechende Steuersignale an die Pumpe abzugeben.
Unter der Bezeichnung „Speicher“ ist insbesondere ein Hydrospeicher bzw. Hydraulikspeicher zu verstehen, welcher beispielsweise eingerichtet ist, das Hydraulikfluid unter Druck zu speichern. Der dem Speicher zugeleitete Volumenanteil des Hydraulikfluids wird somit gegen eine Rückstellkraft des Speichers darin aufgenommen. Der Speicher kann derart ausgebildet sein, dass bei einem Befüllen durch das Hydraulikfluid ein Gas oder ein Federelement komprimiert wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem Speicher um einen Zwischenspeicher, welcher eingerichtet ist, den wenigstens einen Volumenanteil des Hydraulikfluids zeitlich zwischen zu speichern.
Unter der Bezeichnung „Steuereinheit“ ist in der vorliegenden Beschreibung insbesondere eine elektronische Einheit einer Computer-Hardware zu verstehen, welche im Zusammenhang mit dem hydraulischen Bremssystem und beispielsweise einer beim regenerativen Bremsen genutzten elektrischen Maschine bestimmte Vorgänge und/oder Abläufe steuert. Die Steuereinheit kann eine digitale Verarbeitungseinheit aufweisen, die beispielsweise eine Mikroprozessoreinheit (CPU) umfasst. Die CPU kann mit einem Speichersystem und/oder Bussystem daten- und/oder signalverbunden sein. Die Steuereinheit kann ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die digitale Verarbeitungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abgearbeitet, Eingangssignale von einem Datenbussystem entgegengenommen und/oder Ausgangssignale an ein Datenbussystem abgegeben werden. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien aufweisen. Die Speichermedien können insbesondere optische, magnetische, Festkörper-Speichermedien und/oder andere, vorzugsweise nicht-flüchtige Speichermedien sein.
Nach einem Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Steuereinheit, insbesondere für das vorstehend beschriebene hydraulische Bremssystem, umfassend das vorstehend beschriebene Computerprogrammprodukt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Bremssystem und/oder dem vorstehend beschriebenen Computerprogrammprodukt und/oder der vorstehend beschriebenen Steuereinheit vorgesehen.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens ein Fahrzeugrad und wenigstens eine mit dem Fahrzeug triebmäßig verbundene elektrische Maschine, welche eingerichtet ist, bei einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges generatorisch genutzt zu werden. Bei der elektrischen Maschine kann es sich um die vorstehend beschriebene elektrische Maschine handeln.
Insbesondere ist die elektrische Maschine eingerichtet, ausschließlich in einem Generatorbetrieb vorzuliegen oder bei einem Anbahnen eines Bremsvorgangs des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem Anbahnen eines Verschiebens des Hydraulikfluids durch den Bremszylinder, in einen Generatorbetrieb geschaltet zu werden, insbesondere manuell oder selbsttätig geschaltet zu werden. Beispielsweise handelt es sich bei der elektrischen Maschine um einen Elektroantrieb des Kraftfahrzeuges, welcher beispielsweise als Hauptantrieb oder Sekundärantrieb antreibend auf das wenigstens eine Fahrzeugrad wirkt und bei einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges als Generator genutzt wird, um beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeuges aufzuladen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

1 eine mögliche Ausführungsform eines hydraulischen Bremssystems, welches zur Durchführung eines regenerativen Bremsvorganges geeignet ist, in einer schematischen Darstellung und
2 eine weitere mögliche Ausführungsform eines hydraulischen Bremssystems, welches zur Durchführung eines regenerativen Bremsvorganges geeignet ist, in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines hydraulischen Bremssystems 10, welches beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. In der 1 ist das hydraulische Bremssystem 10 im Zusammenhang mit einem Fahrzeugrad 100 beispielhaft dargestellt. Das hydraulische Bremssystem 10 ist eingerichtet, um einen regenerativen Bremsvorgang ausführen zu können. Bei dem regenerativen Bremsvorgang wird die Bewegungsenergie des Kraftfahrzeuges genutzt, um eine elektrische Maschine 50 generatorisch anzutreiben und auf diese Weise elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Energie kann genutzt sein, um beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeuges aufzuladen. Beispielhaft ist in der 1 die elektrische Maschine 50 dem Fahrzeugrad 100 zugeordnet, um zu verdeutlichen, dass durch die Bewegung des Fahrzeuges, also durch das Drehen des Fahrzeugrades 100 die elektrische Maschine 50 angetrieben wird. Bevorzugt handelt es sich bei der elektrischen Maschine 50 um einen Bestandteil eines Elektroantriebes des Kraftfahrzeuges, welcher beispielsweise zum Antreiben des Fahrzeugrades 100 dient. Während eines regenerativen Bremsvorganges wird dieser Elektroantrieb generatorisch genutzt.
Das hydraulische Bremssystem 10 umfasst beispielsweise einen Bremszylinder 16 und eine Radbremse 28, welche über eine Zuführleitung 20 miteinander hydraulisch verbunden sind. Der Bremszylinder 16 ist eingerichtet, ein Hydraulikfluid in Richtung zu der Radbremse 28 zu verschieben. Die Radbremse 28 ist eingerichtet, durch das Hydraulikfluid eine Bremskraft, beispielsweise als Reibkraft, auf das Fahrzeugrad 100 auszuüben. Bevorzugt ist dem hydraulischen Bremssystem 10 ein Bremspedal 12 zugeordnet, über welches der Bremszylinder 16 zu betätigen ist. Bevorzugt ist dem Bremszylinder 16 ein Vorratsbehälter 18 zugeordnet, um darin Hydraulikfluid für das hydraulische Bremssystem 10 zu bevorraten. Der Vorratsbehälter 18 kann eine Eingangsöffnung aufweisen, um darüber nachgefüllt bzw. aufgefüllt zu werden.
Zur Verstärkung einer über das Bremspedal 12 aufgegebenen Betätigungskraft, beispielsweise eines Fahrers des Kraftfahrzeuges, kann ein Bremskraftverstärker 14 vorgesehen sein. Bevorzugt verstärkt der Bremskraftverstärker 14 die Betätigungskraft in bekannter Weise nach pneumatischem, elektrohydraulischem oder elektromechanischem Prinzip. Um für eine automatische Fahrzeugsteuerung den Bremszylinder unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer zu betätigen, kann auch ein elektrisch gesteuerter Bremskraftverstärker (EBB; Electronic Brake Booster) vorgesehen sein.
Bevorzugt umfasst das hydraulische Bremssystem 10 ferner ein Isolationsventil 22, welches der Zuführleitung 20 fluidmäßig zugeordnet ist und eingerichtet ist, die Zuführleitung zu schließen. Beispielsweise soll auf diese Art und Weise die Radbremse 28 von dem Bremszylinder 16 zumindest teilweise oder vollständig hydraulisch isoliert werden können. Bevorzugt ist das Isolationsventil 22 zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung zu verstehen, um die Zuführleitung 20 zu schließen bzw. zu sperren, insbesondere vollständig oder zumindest teilweise zu schließen bzw. zu sperren. Bevorzugt ist in der Schließstellung des Isolationsventils 22 die Zuführleitung 20 gesperrt, insbesondere vollständig gesperrt oder zumindest weitgehend oder im Wesentlichen gesperrt und in der Offenstellung ist die Zuführleitung 20 geöffnet, insbesondere weitgehend geöffnet oder vollständig geöffnet.
Bevorzugt weist das hydraulische Bremssystem 10 ferner eine Rückführleitung 32 auf, welche zum Rückführen zumindest eines Volumenanteiles des Hydraulikfluids von einem dem Isolationsventil 22 nachgeschalteten Bereich in einen dem Isolationsventil 22 vorgeschalteten Bereich dient. Beispielsweise ist die Rückführleitung 32 mit einem Ende mit der Zuführleitung 20 in einem Bereich zwischen dem Isolationsventil 22 und der Radbremse 28 strömungsverbunden. Bevorzugt ist die Rückführleitung 32 mit einem anderen Ende mit der Zuführleitung 20 in einem Bereich zwischen dem Isolationsventil 22 und dem Bremszylinder 16 strömungsverbunden. Auf diese Weise kann zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids von der Radbremse 28 unter Umgehung des Isolationsventils 22 in die Zuführleitung 20 zurückgeführt werden.
Bevorzugt sind der Rückführleitung 32 ein Druckabbauventil 34, eine Pumpe 38 und ein Speicher 42 fluidmäßig zugeordnet. Die Pumpe 38 ist eingerichtet, zumindest einen Volumenanteil des Hydrauliköls zu fördern, insbesondere in einer Rückführrichtung 70 zu fördern. Bevorzugt wird durch ein Fördern der Pumpe 38 in die Rückführrichtung 70 der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids in Richtung zu dem vorgeschalteten Bereich gefördert. Der Speicher 42 ist eingerichtet, zumindest einen Volumenanteil des Hydraulikfluids zu speichern, insbesondere unter Druck zu speichern, insbesondere zwischen zu speichern.
Das Druckabbauventil 34 ist eingerichtet, die Rückführleitung 32 zu öffnen und zu schließen. Bevorzugt ist das Druckabbauventil 34 zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung zu verstehen, um die Rückführleitung 32 zu öffnen, insbesondere vollständig oder zumindest teilweise zu öffnen. Bevorzugt ist in der Offenstellung des Druckabbauventils 34 die Rückführleitung 32 geöffnet, insbesondere zumindest teilweise geöffnet oder vollständig geöffnet und in der Schließstellung ist die Rückführleitung 32 geschlossen bzw. gesperrt, insbesondere vollständig gesperrt oder zumindest weitgehend oder im Wesentlichen gesperrt. Bevorzugt sind in der Rückführrichtung 70 des Hydraulikfluids gesehen, das Druckabbauventil 34, die Pumpe 38 und der Speicher 42 in der Reihenfolge angeordnet, dass zuerst das Druckabbauventil 34 kommt und anschließend entweder die Pumpe 38 oder der Speicher 42 vorliegen. Durch Öffnen der Rückführleitung 32 wird somit der Speicher 42 mit dem rückgeführten Volumenanteil des Hydraulikfluids befüllt.
Bevorzugt weist das hydraulische Bremssystem 10 ferner eine Steuereinheit 48, insbesondere eine elektrische Steuereinheit, zum Ansteuern des Isolationsventils 22 und/oder des Druckabbauventils 34 und/oder der Pumpe 38 auf. Beispielsweise ist dazu die Steuereinheit 48 über eine entsprechende Signalleitung 61 bzw. 62 bzw. 63, insbesondere elektrische Signalleitung, mit dem Isolationsventil 22 und/oder dem Druckabbauventil 34 und/oder der Pumpe 38 signalverbunden. Bevorzugt weist das Isolationsventil 22 und/oder das Druckabbauventil 34 und/oder die Pumpe 38 jeweils eine elektrische Empfangseinheit auf, um die von der Steuereinheit 48 gesendeten Steuersignale zu verarbeiten und eine entsprechende Betätigung des Isolationsventils 22 bzw. des Druckabbauventils 34 bzw. der Pumpe 38 einzuleiten bzw. auszuführen.
Beispielsweise kann dazu die Pumpe 38 eine entsprechende Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise einen elektrischen Antriebsmotor M, aufweisen, welche über die Steuerleitung 63 angesteuert wird und über eine mechanische und/oder hydraulische und/oder elektromagnetische Stellverbindung 65 auf die Pumpe 38, insbesondere einen Arbeitszylinder der Pumpe 38, wirkt. Bevorzugt sind über die Signalleitungen 61, 62, 63 sowohl Steuersignale als auch Zustandssignale, beispielsweise Signale mit Informationen über überwachte oder erfasste Parameter zu übertragen.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 48 mit der elektrischen Maschine 50 beispielsweise über eine Signalleitung 60 signalverbunden, um Steuersignale von dem Steuergerät 48 an die elektrische Maschine 50 zu übertragen und/oder umgekehrt Steuersignale oder Informationen enthaltene Signale über beispielsweise einen Betriebszustand der elektrischen Maschine 50 zu der Steuereinheit 48 zu übertragen. Dazu kann die elektrische Maschine 50 ein Steuergerät 52 aufweisen, welches über die Signalleitung 60 mit der Steuereinheit 48t kommuniziert und die elektrische Maschine 50 ansteuert, insbesondere direkt und unmittelbar ansteuert.
Bevorzugt ist ferner die Steuereinheit 48 über eine Signalleitung 64 mit einem dem Bremspedal 12 zugeordneten Sensorelement, insbesondere einem Pedalwegsensor 46, signalverbunden. Der Pedalwegsensor 46 dient zur Erfassung eines Pedalweges des Bremspedales 12. Über die Signalverbindung zwischen dem Pedalwegsensor 46 und der Steuereinheit 48 können Informationen über den Pedalweg von der Steuereinheit 48 berücksichtigt werden.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 48 eingerichtet, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders 16 und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer von der elektrischen Maschine 50 ausgehenden generatorischen Bremskraft das Druckabbauventil 34 zum Öffnen anzusteuern und das Isolationsventil 22 zum Schließen anzusteuern und ferner die Pumpe 38 zum Fördern anzusteuern. Bevorzugt ist die Steuereinheit 48 in der Weise eingerichtet, dass bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders 16 und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen der generatorischen Bremskraft das Druckabbauventil 34 zum Öffnen angesteuert wird, danach oder gleichzeitig das Isolationsventil 22 zum Schließen angesteuert wird und anschließend oder gleichzeitig mit dem Ansteuern des Isolationsventils 22 die Pumpe 38 zum Fördern angesteuert wird.
Um ein Vorliegen oder ein Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders 16 zu erkennen bzw. festzustellen, nutzt die Steuereinheit 48 beispielsweise Informationen des Pedalwegsensors 46. Um ein Vorliegen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine 50 zu erkennen bzw. festzustellen, nutzt die Steuereinheit 48 beispielsweise Signale von Sensorelementen, welche Informationen beispielsweise über den Betriebszustand der elektrischen Maschine 50 liefern. Ergänzend oder alternativ kann dazu auch direkt die elektrische Maschine 50 genutzt sein, beispielsweise indem die Steuereinheit 48 Informationen dazu von dem Steuergerät 52 der elektrischen Maschine 50 heranzieht. Sofern die Steuereinheit 48 erkennt oder feststellt, dass sich die elektrische Maschine 50 nicht im generatorischen Betrieb befindet, weil beispielsweise die elektrische Maschine 50 noch bestromt ist, kann die Steuereinheit 48 eingerichtet sein, eine Steueranweisung an die elektrische Maschine 50 zu geben, um in den Generatorbetrieb zu schalten.
Um einen regenerativen Bremsvorgang ohne oder weitgehend ohne hydraulische Bremskraftwirkung auszuführen, kann das hydraulische Bremssystem 10 folgende Funktionsweise bereitstellen: Es wird eine Betätigung des Bremspedales 12 oder eine sich anbahnende Betätigung des Bremspedales 12 von der Steuereinheit 48 erkannt bzw. festgestellt. Hierauf wird von der Steuereinheit 48 das Druckabbauventil 34 zum Öffnen angesteuert. Dadurch kommt es zu einer Verstellung des Druckabbauventiles 34 von seiner Schließstellung (1) hin zu seiner Offenstellung und damit zu einem Öffnen der Rückführleitung 32. Durch die Betätigung des Bremspedales 12 wird über die Zuführleitung 20 eine Verschiebung eines Hydraulikfluids von dem Bremszylinder 16 in Richtung zu der Radbremse 28 bewirkt. Aufgrund der geöffneten Rückführleitung 32 wird zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluid in den dort befindlichen Speicher 42 geleitet, so dass eine der Verschiebung des Hydraulikfluids entsprechende hydraulische Bremskraft an der Radbremse 28 nicht entsteht.
Durch die Betätigung des Bremspedales 12 wird ein Bremskraftwunsch aufgegeben, welchem durch Erzeugung einer Bremskraft zu entsprechen ist. Dazu wird das von der elektrischen Maschine 50 ausgehende Schleppmoment genutzt, welches als Bremskraft auf das bewegte System, insbesondere das Fahrzeugrad 100, wirkt. Sofern beispielsweise der Bremskraftwunsch durch diese von der elektrischen Maschine 50 ausgehenden generatorischen Bremskraft gedeckt wird, erfolgt das Öffnen des Druckabbauventils 34 soweit, dass an der Radbremse 28 keine oder weitgehend keine hydraulische Bremskraft wirkt. Sofern beispielsweise der Bremskraftwunsch größer als die generatorischen Bremskraft ist, erfolgt das Öffnen des Druckabbauventils 34 in der Weise, dass an der Radbremse 28 eine so große hydraulische Bremskraft aufgrund der Verschiebung des Hydraulikfluids aufgebaut wird, dass sich aus der hydraulischen Bremskraft und der generatorischen Bremskraft eine Gesamtbremskraft ergibt, welche dem Bremskraftwusch entspricht oder zumindest in etwa entspricht.
Nach dem Ansteuern des Druckabbauventiles 34 oder nach dem Öffnen des Druckabbauventiles 34 wird von der Steuereinheit 48 das Isolationsventil 22 zum Schließen angesteuert. Dadurch kommt es zu einer Verstellung des Isolationsventiles 22 von seiner Offenstellung (1) hin zu seiner Schließstellung und damit zu einem Sperren der Zuführleitung 20. Auf diese Weise wird die Radbremse 28 von dem Bremszylinder 16 hydraulisch isoliert. Darüber hinaus wird von der Steuereinheit 48 die Pumpe 38 zum Fördern angesteuert. Durch das Fördern der Pumpe 38 wird ein noch in der Radbremse 28 befindlicher Volumenanteil des Hydraulikfluids soweit herausgefördert, dass an der Radbremse 28 keine Bremskraft oder im Wesentlichen keine Bremskraft wirkt, die Radbremse 28 ist auf diese Weise hydraulisch drucklos zu bekommen. Wenn die Betätigung des Bremspedales 12 beendet ist, werden das Druckabbauventil 34 zum Schließen und das Isolationsventil zum Öffnen angesteuert. Die Pumpe 38 fördert noch so lange bis der Speicher 42 entleert ist.
2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines hydraulischen Bremssystems 10', welches zum Ausführen eines regenerativen Bremsvorgangs geeignet ist und beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen kann. Bei dem hydraulischen Bremssystem 10' sind zwei hydraulisch voneinander getrennte Bremskreise vorgesehen. Bevorzugt bestehen Wechselwirkungen zwischen den beiden Bremskreisen. Es erfolgt beispielsweise über einen gemeinsamen Bremszylinder 16' ein Druckausgleich, so dass in beiden Bremskreisen der gleiche Bremsdruck anliegt. Im Folgenden wird lediglich auf einen der Bremskreise Bezug genommen, wobei der andere Bremskreis identisch und/oder funktionsgleich aufgebaut sein kann. Der Einfachheit halber und der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in der 2 etwaige vorhandene Signalleitungen weggelassen.
Bei dem hydraulischen Bremssystem 10' der 2 handelt es sich um ein solches Bremssystem, welches in der WO 2014/082885 A1 beschrieben ist. Insofern wird hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionalität des hydraulischen Bremssystems 10' auf die Offenbarung der WO 2014/082885 A1 Bezug genommen und hiermit in die Beschreibung vollumfänglich aufgenommen.
Bei dem hydraulischen Bremssystems 10' können die vorstehend beschriebenen Bauteile des hydraulischen Bremssystems 10 der 1 ebenfalls vorhanden sein. Das hydraulische Bremssystem 10' umfasst beispielsweise ein Bremspedal 12', einen Bremskraftverstärker 14', einen Bremszylinder 16', einen Vorratsbehälter 18', eine Zuführleitung 20', ein Isolationsventil 22', eine Radbremse 28', eine Rückführleitung 32', ein Druckabbauventil 34', eine Pumpe 38', einen Speicher 42', einen Pedalwegsensor 46', eine Steuereinheit 48', eine elektrische Maschine 50' und ein Steuergerät 52. Diese Bauteile können mit den entsprechenden Bauteilen des hydraulischen Bremssystems 10 der 1 baugleich und/oder funktionsgleich sein.
Beispielsweise kann das Bremspedal 12' dem Bremspedal 12, der Bremskraftverstärker 14' dem Bremskraftverstärker 14, der Bremszylinder 16' dem Bremszylinder 16, der Vorratsbehälter 18' dem Vorratsbehälter 18, die Zuführleitung 20' der Zuführleitung 20, das Isolationsventil 22' dem Isolationsventil 22, die Radbremse 28' der Radbremse 28, die Rückführleitung 32' der Rückführleitung 32, das Druckabbauventil 34' dem Druckabbauventil 34, die Pumpe 38' der Pumpe 38, der Speicher 42' dem Speicher 42, der Pedalwegsensor 46' dem Pedalwegsensor 46, die Steuereinheit 48' der Steuereinheit 48, die elektrische Maschine 50' der elektrischen Maschine 50 und das Steuergerät 52' dem Steuergerät 52 des hydraulischen Bremssystems 10 der 1 entsprechen und/oder baugleich und/oder funktionsgleich sein. Insofern wird auf die Beschreibung zu dem hydraulischen Bremssystem 10 der 1 verwiesen.
In der 2 sind vier Fahrzeugräder dargestellt, denen jeweils eine Radbremse zugeordnet ist. Der betrachtete Bremskreis umfasst neben der Radbremse 28' eine weitere Radbremse 30, welche einem anderen Fahrzeugrad zugeordnet ist. Die beiden Fahrzeugräder mit den zugeordneten Radbremsen 28' und 30 können an einer gemeinsamen Achse vorliegen oder sie können verschiedenen Achsen, beispielsweise der Vorderachse und der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, zugeordnet sein. In der 2 ist beispielhaft eine Zuordnung der Fahrzeugräder zu der Vorderachse und der Hinterachse in einer Diagonalausführung vorgenommen, wobei mit VR das vordere rechte Fahrzeugrad, mit VL das vordere linke Fahrzeugrad, mit HR das hintere rechte Fahrzeugrad und mit HL das hintere linke Fahrzeugrad bezeichnet ist. Beispielsweise ist in der 2 die elektrische Maschine 50' der Hinterachse zugeordnet. Die elektrische Maschine 50' wirkt mit dem Fahrzeugrad hinten links zusammen. Beispielsweise kann eine weitere elektrische Maschine vorgesehen sein, welche mit dem Fahrzeugrad hinten rechts zusammenwirkt. Auch kann der Hinterachse eine für beide Fahrzeugräder gemeinsame elektrische Maschine zugeordnet sein.
Beide Radbremsen 28' und 30 sind mit der Zuführleitung 20' gemeinsam hydraulisch verbunden, wobei an einem Ende der Bremszylinder 16' vorliegt und an einem anderen Ende sich die Zuführleitung 20' in zwei Leitungsabschnitte 20.1' und 20.2' aufteilt, welche jeweils mit einem der Radbremsen 28' und 30 hydraulisch verbunden sind. Dem Leitungsabschnitt 20.1' ist das Isolationsventil 22' zugeordnet und dem Leitungsabschnitt 20.2' ist ein separates Isolationsventil 24 zugeordnet. Bevorzugt sind die Isolationsventile 22' und 24 baugleich und/oder funktionsgleich zueinander.
Die bei dem hydraulischen Bremssystem 10 der 1 vorgesehene Rückführleitung 32 entspricht zumindest teilweise der Rückführleitung 32', welcher die Pumpe 38' und der Speicher 42' zugeordnet ist. In Richtung zu dem Radbremsen 28' und 30 gesehen, teilt sich die Rückführleitung 32' in zwei Leitungsabschnitte 32.1' und 32.2' auf, welche jeweils mit einer der Radbremsen 28' und 30 hydraulisch verbunden sind. Neben dem Druckabbauventil 34' ist ein weiteres Druckabbauventil 36 vorgesehen, welche jeweils einem der Leitungsabschnitte 32.1', 32.2' der Rückführleitung 32' zugeordnet sind. Durch die Isolationsventile 22' und 24 kann jede der beiden Radbremsen 28' und 30 separat hydraulisch isoliert werden. Durch die Druckabbauventile 34' und 36 kann separat für jede der beiden Radbremsen 28' und 30 ein Volumenanteil eines durch den Bremszylinder 16 verschobenen Hydraulikfluids in dem zugehörigen Leitungsabschnitt 32.1', 32.2' der Rückführleitung 32' weitergeleitet werden, um in dem Speicher 42' gespeichert zu werden.
Bevorzugt ist die Steuereinheit 48' gegenüber der Steuereinheit 48 des hydraulischen Bremssystems 10 der 1 in ihrem Funktionsumfang derart erweitert, dass neben dem Isolationsventil 22' und dem Druckabbauventil 34', welche der Radbremse 28' zugeordnet sind, zusätzlich auch das Isolationsventil 24 und das Druckabbauventil 36, welche der Radbremse 30 zugeordnet sind, angesteuert werden können. Bevorzugt sind das Isolationsventil 24 und das Druckabbauventil 36 in gleicher Weise wie das Isolationsventil 22' und das Druckabbauventil 34' von der Steuereinheit 48 ansteuerbar, um den vorstehend beschriebenen regenerativen Bremsvorgang auch bezüglich der Radbremse 30 auszuführen. Beispielsweise sind die Isolationsventile 22', 24 und die Druckabbauventile 34', 36 ein Bestandteil eines Antiblockiersystems, welches durch das hydraulische Bremssystem 10' bereitgestellt wird. Beispielsweise ist die Steuereinheit 48' zusätzlich zum Ausführen des hydraulischen Bremssystems 10' bei einem Antiblockiervorgang eingerichtet.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, kann der Zuführleitung 20' ein weiteres Isolationsventil 26 zugeordnet sein, welches zwischen der Aufteilung in die Leitungsabschnitte 20.1', 20.1' und dem Bremszylinder 16 in der Zuführleitung angeordnet ist. Ferner kann ein Versorgungsventil 40 der Rückführleitung 32' zugeordnet sein. Durch das Versorgungsventil 40 kann die Rückführleitung 32' unter Umgehung des weiteren Isolationsventils 26 mit einem diesem Isolationsventil 26 vorgeschalteten Bereich hydraulisch verbunden werden. Beispielsweise sind das Isolationsventil 26 und das Versorgungsventil 40 ein Bestandteil einer Fahrdynamikregelung (ESP). Beispielsweise ist die Steuereinheit 48' zusätzlich zum Ausführen des hydraulischen Bremssystems 10' bei einem Fahrdynamikregelungsvorgang eingerichtet.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Bezugnahme auf einen bestimmten Aspekt oder eine bestimmte Ausführungsform oder eine bestimmte Ausgestaltung, dass ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit dem jeweiligen Aspekt oder der jeweiligen Ausführungsform oder der jeweiligen Ausgestaltung beschrieben ist, zumindest dort enthalten ist, aber nicht notwendigerweise in allen Aspekten oder Ausführungsformen oder Ausgestaltungen der Erfindung enthalten sein muss. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass jede Kombination der verschiedenen Merkmale und/oder Strukturen und/oder Eigenschaften, welche in Bezug auf die Erfindung beschrieben sind, von der Erfindung umfasst sind, sofern dies nicht ausdrücklich oder eindeutig durch den Zusammenhang widerlegt ist.
Die Verwendung von einzelnen oder allen Beispielen oder einer beispielhaften Ausdrucksweise im Text soll lediglich die Erfindung beleuchten und stellt keine Beschränkung hinsichtlich des Umfangs der Erfindung dar, wenn nichts anders behauptet wird. Auch ist keine Ausdrucksweise oder Formulierung der Beschreibung so zu verstehen, dass es sich um ein nicht beanspruchtes, aber für die Praxis der Erfindung wesentliches Element handelt ist.
Bezugszeichenliste

10, 10': Bremssystem
12, 12': Bremspedal
14, 14': Bremskraftverstärker
16, 16': Bremszylinder
18, 18': Vorratsbehälter
20,20': Zuführleitung
20.1': Leitungsabschnitt
20.2': Leitungsabschnitt
22, 22': Isolationsventil
24: Isolationsventil
26: Isolationsventil
28, 28': Radbremse
30: Radbremse
32, 32': Rückführleitung
32.1': Leitungsabschnitt
32.2': Leitungsabschnitt
34, 34': Druckabbauventil
36: Druckabbauventil
38, 38': Pumpe
40: Versorgungsventil
42,42': Speicher
46, 46': Pedalwegsensor
48, 48': Steuereinheit
50, 50': elektrische Maschine
52, 52': Steuergerät
60: Signalleitung
61: Signalleitung
62: Signalleitung
63: Signalleitung
64: Signalleitung
65: Stellverbindung
70: Rückführrichtung
M: Antriebsmotor
100: Fahrzeugrad
VR: vorne rechts
VL: vorne links
HR: hinten rechts
HL: hinten links

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/082885 A1 [0004, 0063]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Bremssystems (10) bei einem regenerativen Bremsvorgang, wobei mittels eines Bremszylinders (16) ein Hydraulikfluid in Richtung zu einer Radbremse (28) verschoben wird und wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids über ein Druckabbauventil (34) in einen Speicher (42) geleitet wird, ein Isolationsventil (22) in Richtung eines geschlossenen Zustandes verstellt wird, um die Radbremse (28) von dem Bremszylinder (16) zumindest teilweise hydraulisch zu isolieren, und zumindest ein Volumenanteil des Hydraulikfluids mittels einer Pumpe (38) aus der Radbremse (28) herausgefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hydraulikfluid von dem Bremszylinder (16) in Richtung zu der Radbremse (28) verschoben wird, gleichzeitig oder anschließend der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids über das Druckabbauventil (34) in den Speicher (42) geleitet wird, gleichzeitig mit dem Weiterleiten des wenigstens einen Volumenanteiles in den Speicher (42) oder zeitversetzt dazu das Isolationsventil (22) in Richtung des geschlossenen Zustandes verstellt wird und gleichzeitig mit dem Verstellen des Isolationsventils (22) oder anschließend der wenigstens eine Volumenanteil des Hydraulikfluids mittels der Pumpe (38) aus der Radbremse (28) herausgefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolationsventil (22) in den geschlossenen Zustand verstellt wird, um die Radbremse (28) von dem Bremszylinder (16) hydraulisch vollständig zu isolieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Pumpe (38) ein so großer Volumenanteil des Hydraulikfluids aus der Radbremse (28) herausgefördert wird, dass an der Radbremse (28) keine Bremskraft wirkt.
Hydraulisches Bremssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Bremszylinder (16) und eine Radbremse (28), welche über eine Zuführleitung (20) miteinander hydraulisch verbunden sind, wobei der Bremszylinder (16) eingerichtet ist, ein Hydraulikfluid in Richtung zu der Radbremse (28) zu verschieben und die Radbremse (28) eingerichtet ist, durch das Hydraulikfluid eine hydraulische Bremskraft auszuüben; ein Isolationsventil (22), welches der Zuführleitung (20) fluidmäßig zugeordnet ist und eingerichtet ist, die Zuführleitung (20) zu schließen; eine Rückführleitung (32) zum Rückführen zumindest eines Volumenanteiles des Hydraulikfluids von einem dem Isolationsventil (22) nachgeschalteten Bereich in einen dem Isolationsventil (22) vorgeschalteten Bereich; ein Druckabbauventil (34), eine Pumpe (38) und einen Speicher (42), welche der Rückführleitung (32) fluidmäßig zugeordnet sind, wobei die Pumpe (38) eingerichtet ist, zumindest einen Volumenanteil des Hydraulikfluids zu fördern, der Speicher (42) eingerichtet ist, zumindest einen Volumenanteil des Hydraulikfluids zu speichern, und das Druckabbauventil (34) eingerichtet ist, die Rückführleitung (32) zu öffnen; eine Steuereinheit (48), welche mit dem Isolationsventil (22), dem Druckabbauventil (34) und der Pumpe (38) signalverbunden ist und eingerichtet ist, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders (16) und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft einer elektrischen Maschine (50) das Druckabbauventil (34) zum Öffnen anzusteuern und das Isolationsventil (22) zum Schließen anzusteuern, um die Radbremse (28) von dem Bremszylinder (16) zumindest teilweise hydraulisch zu isolieren, und ferner die Pumpe (38) zum Fördern anzusteuern, um eine an der Radbremse (28) bremsend wirkende Restbremskraft abzusenken.
Bremssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (48) eingerichtet ist, bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer Betätigung des Bremszylinders (16) und insbesondere bei einem Vorliegen oder einem Anbahnen einer generatorischen Bremskraft der elektrischen Maschine (50) das Druckabbauventil (34) zum Öffnen anzusteuern, danach oder gleichzeitig das Isolationsventil (22) zum Schließen anzusteuern und anschließend oder gleichzeitig mit dem Ansteuern des Isolationsventils (22) die Pumpe (28) zum Fördern anzusteuern.
Bremssystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Isolationsventil (22) und/oder das Druckabbauventil (34) und/oder die Pumpe (38) und/oder der Speicher (42) ein Bestandteil eines Antiblockiersystems sind.
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, welcher auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Steuereinheit (48) für ein hydraulisches Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, umfassend ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8.
Kraftfahrzeug mit einem hydraulischen Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und/oder einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8 und/oder einer Steuereinheit (48) nach Anspruch 9.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, wobei das Kraftfahrzeug wenigstens ein Fahrzeugrad und wenigstens eine mit dem Fahrzeug triebmäßig verbundene elektrische Maschine (50) umfasst, welche eingerichtet ist, bei einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges generatorisch genutzt zu werden.