DE102021213466A1 - Retractable brake pedal - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage aufweisend ein mit einem Hauptbremszylinder (2) gekoppeltes Bremspedal (1) zur Aktuierung von Radbremsen (8a, 8b, 8c, 8d), welches für einen autonomen Fahrmodus durch einen externen Aktuator in eine Endposition einfahrbar ist, eine Ventilanordnung zur Steuerung des hydraulischen Flusses in der Bremsanlage und ein Steuergerät (12) zur Regelung der Ventilanordnung. Erfindungsgemäß ist das Steuergerät (12) dazu eingerichtet, bei dem Einfahren des Bremspedals (1) durch Ansteuerung der Ventilanordnung eine strömungsoffene Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und einem Bremsflüssigkeitsreservoir (4) herzustellen.The invention relates to a hydraulic brake system having a brake pedal (1) coupled to a master brake cylinder (2) for actuating wheel brakes (8a, 8b, 8c, 8d), which can be moved into an end position for autonomous driving mode by an external actuator, and a valve arrangement for controlling the hydraulic flow in the brake system and a control unit (12) for controlling the valve arrangement. According to the invention, the control unit (12) is set up to create a flow-open connection between the master brake cylinder (2) and a brake fluid reservoir (4) when the brake pedal (1) is retracted by actuating the valve arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage aufweisend ein mit einem Hauptbremszylinder gekoppeltes Bremspedal zur Aktuierung von Radbremsen, welches für einen autonomen Fahrmodus durch einen externen Aktuator in eine Endposition einfahrbar ist, eine Ventilanordnung zur Steuerung des hydraulischen Flusses in der Bremsanlage und ein Steuergerät zur Regelung der Ventilanordnung.The invention relates to a hydraulic brake system having a brake pedal coupled to a master brake cylinder for actuating wheel brakes, which can be moved into an end position for an autonomous driving mode by an external actuator, a valve arrangement for controlling the hydraulic flow in the brake system, and a control unit for regulating the valve arrangement .
Aktuelle selbstfahrende Fahrzeuge können neben einem autonomen Betrieb ebenfalls noch rein manuell durch einen Fahrer gesteuert werden. Ein dafür benötigtes Bremspedal stört jedoch im autonomen Betrieb den Fahrer. Es ist deshalb in derartigen Bremsanlagen vorgesehen das Bremspedal für den autonomen Betrieb wegzuklappen. Diese Pedalbewegung wird dabei typischerweise um die normale Schwenkachse des Bremspedals vollführt, die auch bei Bremsungen des Fahrers die Bewegung des Bremspedals ermöglicht.In addition to autonomous operation, current self-driving vehicles can also be controlled purely manually by a driver. However, a brake pedal required for this disturbs the driver in autonomous operation. It is therefore provided in such brake systems to fold away the brake pedal for autonomous operation. This pedal movement is typically performed around the normal pivot axis of the brake pedal, which also allows the movement of the brake pedal when the driver brakes.
Typischerweise arbeiten entsprechende Bremsanlagen in einem brake-by-wire Betrieb, wenn diese nicht in einem autonomen Modus arbeiten. Das heißt, die Betätigung des Bremspedals wird detektiert und in einen Fahrerbremswusch übersetzt, welcher als Basis für einen hydraulischen Druckaufbau in den Radbremsen der hydraulischen Bremsanlage genutzt wird. Dazu weist eine solche Bremsanlage eine elektrische Druckbereitstellungseinrichtung auf. Das Einfahren des Bremspedals zum Übergang in den autonomen Modus soll dabei jedoch nicht als Fahrerbremswunsch aufgefasst werden und zu einer Fahrzeugbremsung führen. Die dafür benötigte mechanische Entkopplung des Bremspedals ist allerdings aufwändig und teuer. Bremsanlagen für einen autonomen Fahrmodus weisen außerdem häufig eine erweiterte Redundanz auf, da der Fahrer als letzte Rückfallebene ausfällt. Hierzu wird zumindest für einen Teil der Radbremsen eine zweite Druckbereitstellungseinrichtung verbaut, welche im Falle eines Fehlers den Druckaufbau zur Verzögerung des Fahrzeugs übernimmt.Corresponding brake systems typically work in a brake-by-wire mode if they do not work in an autonomous mode. This means that the actuation of the brake pedal is detected and translated into a driver's brake request, which is used as the basis for a hydraulic pressure build-up in the wheel brakes of the hydraulic brake system. For this purpose, such a brake system has an electrical pressure supply device. However, the retraction of the brake pedal for the transition to the autonomous mode should not be interpreted as a driver braking request and lead to vehicle braking. However, the mechanical decoupling of the brake pedal required for this is complex and expensive. Braking systems for an autonomous driving mode also often have extended redundancy, since the driver is the last fallback. For this purpose, a second pressure supply device is installed for at least some of the wheel brakes, which takes over the pressure build-up to decelerate the vehicle in the event of a fault.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage für autonome Fahrzeuge mit einem einfahrbaren Bremspedal zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist.It is the object of the present invention to create a brake system for autonomous vehicles with a retractable brake pedal, which can be produced easily and inexpensively.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1, indem das Steuergerät dazu eingerichtet ist, bei dem Einfahren des Bremspedals durch Ansteuerung der Ventilanordnung eine strömungsoffene Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und einem Bremsflüssigkeitsreservoir herzustellen. Die Bremsanlage kann insbesondere über eine Kommunikationsschnittstelle ein Signal empfangen, welches das Einfahren des Bremspedals ankündigt oder anfragt. Dieses Signal kann direkt von dem externen Aktuator oder von einer übergeordneten Steuereinheit empfangen werden. Die Bremsanlage kann daraufhin die Bereitschaft zum Einfahren des Bremspedals an den externen Aktuator oder das Steuergerät signalisieren, sobald diese vorliegt. Das Bremspedal wird eingefahren, indem dieses um die normale Schwenkachse verschwenkt wird.The object is achieved by a brake system according to claim 1 in that the control unit is set up to establish a flow-open connection between the master brake cylinder and a brake fluid reservoir when the brake pedal is retracted by actuating the valve arrangement. The brake system can receive a signal, in particular via a communication interface, which announces or requests the retraction of the brake pedal. This signal can be received directly from the external actuator or from a higher-level control unit. The brake system can then signal readiness to retract the brake pedal to the external actuator or the control unit as soon as this is available. The brake pedal is retracted by pivoting it about the normal pivot axis.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät weiter dazu eingerichtet, nach Erreichen der Endposition des Bremspedals den Hauptbremszylinder durch Schließen eines Hauptbremszylinderventils von den Radbremsen zu entkoppeln. Somit kann der hydraulische Druck in der Bremsanlage keine Rückwirkung auf das Bremspedal mit dem externen Aktuator haben.In a preferred embodiment, the control unit is also set up to decouple the master brake cylinder from the wheel brakes by closing a master brake cylinder valve after the brake pedal has reached the end position. This means that the hydraulic pressure in the brake system cannot have any repercussions on the brake pedal with the external actuator.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die strömungsoffene Verbindung über Auslassventile der Radbremsen herzustellen. Somit sind keine zusätzlichen Ventile nötig und die Bremsanlage kann besonders kostengünstig ausgeführt sein.In a further preferred embodiment, the control device is set up to establish the open-flow connection via outlet valves of the wheel brakes. Thus, no additional valves are necessary and the brake system can be designed to be particularly cost-effective.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät weiter dazu eingerichtet, während des Einfahrens des Bremspedals eine Druckanforderung an den Radbremsen umzusetzen. So kann der Übergang von einem manuellen Modus in einen autonomen Modus problemlos während der Fahrt durchgeführt werden, da die Bremsanlage stets einsatzbereit bleibt Beispielsweise kann in einem halb-by-wire modus das Pedaleinfahren fortgesetzt werden und mit einer als Linearaktuator ausgebildeten Druckbereitstellungseinrichtung an der Hinterachse gebremst werden.In a further preferred embodiment, the control unit is also set up to implement a pressure request at the wheel brakes while the brake pedal is being retracted. The transition from a manual mode to an autonomous mode can be carried out without any problems while driving, since the brake system is always ready for use. For example, in a half-by-wire mode, the pedal retraction can be continued and braked with a pressure supply device designed as a linear actuator on the rear axle become.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Einfahren des Bremspedals während der Umsetzung der Druckanforderung pausiert und anschließend fortgesetzt. Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein entsprechende Signale zum Pausieren und/oder Fortsetzen an den externen Aktuator zu senden.In a particularly preferred embodiment, the retraction of the brake pedal is paused while the pressure request is being implemented and then continued. The control device can be set up to send corresponding signals to pause and/or continue to the external actuator.
In einer alternativen besonders bevorzugten Ausführungsform wird die strömungsoffene Verbindung über Auslassventile zumindest einer ersten Radbremse hergestellt und eine Druckanforderung mit Hilfe einer Druckbereitstellungseinrichtung an zumindest einer zweiten Radbremse umgesetzt. Diese Aufteilung kann entweder als Standardfallvorgesehen sein oder es können sonst alle Auslassventile geöffnet sein. Dann wird erst wenn eine Druckanforderung vorliegt auf diese Aufteilung umgeschaltet.In an alternative particularly preferred embodiment, the open-flow connection is established via outlet valves of at least one first wheel brake and a pressure requirement is implemented using a pressure supply device on at least one second wheel brake. This division can either be provided as a standard case or otherwise all outlet valves can be open. Then only when there is a print request is there a switch to this division.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine zweite Druckbereitstellungseinrichtung vorgesehen, die die Druckanforderung an der zumindest einen ersten Radbremse umsetzt. Somit werden auch beim Einfahren des Bremspedals alle Radbremsen für die Bremsung genutzt und der Bremsweg somit minimiert.In a particularly preferred embodiment, a second pressure supply device is provided, which implements the pressure requirement at the at least one first wheel brake. This means that all wheel brakes are used for braking even when the brake pedal is retracted, thus minimizing the braking distance.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet eine Parametrierbarkeit einer Pedalgegenkraft umzusetzen, indem die Anzahl der geöffneten Auslassventile variiert wird. Das Steuergerät passt demnach die Anzahl der geöffneten Auslassventile an, um eine vorgegebene Pedalgegenkraft oder einen entsprechenden hydraulischen Druck zu erreichen.In a further preferred specific embodiment, the control unit is set up to implement parameterization of a pedal counterforce by varying the number of open outlet valves. Accordingly, the control unit adjusts the number of open exhaust valves in order to achieve a specified pedal counterforce or a corresponding hydraulic pressure.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät außerdem dazu eingerichtet eine Parametrierbarkeit der Pedalgegenkraft umzusetzen, indem Einlassventile der Radbremsen geregelt werden. Es wird dazu ein elektrischer Haltestrom der Einlassventile mittels einer entsprechenden Kennlinie auf einen solchen Wert geregelt, dass sich ein benötigter Staudruck einstellt.In a further particularly preferred embodiment, the control unit is also set up to implement parameterization of the pedal counterforce by regulating the inlet valves of the wheel brakes. For this purpose, an electrical holding current of the intake valves is regulated by means of a corresponding characteristic curve to such a value that a required dynamic pressure is established.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, bei eingefahrenem Bremspedal die Ventilanordnung zu steuern zyklisch eine strömungsoffene Verbindung zwischen einem Drucksensor und einem druckfreien Reservoir herzustellen, und einen Abgleich des Drucksensors durchzuführen. Somit wird die Genauigkeit des Drucksensors verbessert, sodass eine Bremsung exakt gemäß einer Anforderung umgesetzt werden kann.In a further preferred embodiment, the control unit is set up to control the valve arrangement when the brake pedal is retracted, to cyclically establish a flow-open connection between a pressure sensor and a pressure-free reservoir, and to carry out an adjustment of the pressure sensor. Thus, the accuracy of the pressure sensor is improved, so that braking can be implemented exactly according to a requirement.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, bei eingefahrenem Bremspedal und keiner vorliegenden Bremsanforderung eine strömungsoffene Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und dem Bremsflüssigkeitsreservoir herzustellen. Somit können Volumenvariation beispielsweise aus thermischer Ausdehnung kompensiert werden.In a further preferred embodiment, the control unit is set up to establish a flow-open connection between the pressure supply device and the brake fluid reservoir when the brake pedal is retracted and there is no braking request. Thus, volume variations, for example from thermal expansion, can be compensated.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, eine Überwachung des Pedaleinfahrens durchzuführen und bei Abweichungen von einem Normverhalten eine Fehlermeldung auszugeben. Die Überwachung kann insbesondere die Bremspedalposition und/oder den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder umfassen.In a further preferred embodiment, the control unit is set up to monitor pedal retraction and to output an error message if there are deviations from normal behavior. The monitoring can in particular include the brake pedal position and/or the hydraulic pressure in the master brake cylinder.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät dazu eingerichtet, Daten der Bremsanlage an den externen Aktuator zu kommunizieren. Dieser kann entsprechend die bereits vorhandene Sensorik der Bremsanlage für das Einfahren nutzen und muss somit keine zusätzlichen Sensoren aufweisen.In a further preferred embodiment, the control unit is set up to communicate data from the brake system to the external actuator. This can use the already existing sensors of the brake system for running in and therefore does not have to have any additional sensors.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Regelung einer hydraulische Bremsanlage aufweisend ein mit einem Hauptbremszylinder gekoppeltes Bremspedal zur Aktuierung von Radbremsen, wobei das Bremspedal für einen autonomen Fahrmodus durch einen externen Aktuator in eine Endposition eingefahren wird, wobei bei dem Einfahren des Bremspedals mittels einer Ventilanordnung der Bremsanlage eine strömungsoffene Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und einem Bremsflüssigkeitsreservoir hergestellt wird.The object is also achieved by a method for controlling a hydraulic brake system having a brake pedal coupled to a master brake cylinder for actuating wheel brakes, the brake pedal being moved into an end position for an autonomous driving mode by an external actuator, with the brake pedal being retracted by means of a Valve assembly of the brake system is made a flow-open connection between the master cylinder and a brake fluid reservoir.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem Volumenfluss beim Einfahren des Bremspedals in einer ersten Ausführungsform, -
2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem Volumenfluss beim Einfahren des Bremspedals in einer zweiten Ausführungsform, -
3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem Volumenfluss beim Einfahren des Bremspedals in einer dritten Ausführungsform;
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1 shows schematically a brake system according to the invention with the volume flow when the brake pedal is retracted in a first embodiment, -
2 shows schematically a brake system according to the invention with the volume flow when the brake pedal is retracted in a second embodiment, -
3 shows schematically a brake system according to the invention with the volume flow when the brake pedal is retracted in a third embodiment;
Das in
Beispielsgemäß ist die Radbremse 8a dem linken Vorderrad (FL), die Radbremse 8b dem rechten Vorderrad (FR), die Radbremse 8c dem linken Hinterrad (RL) und die Radbremse 8d dem rechten Hinterrad (RR) zugeordnet.For example, wheel brake 8a is on the left front wheel (FL), wheel brake 8b is on the right front wheel (FR), wheel brake 8c is on the left Rear wheel (RL) and the wheel brake 8d assigned to the right rear wheel (RR).
Der Hauptbremszylinder 2 weist in einem Gehäuse 16 einen Hauptbremszylinderkolben 15 auf, der eine hydraulische Druckkammer 17 begrenzt, und stellt einen einkreisigen Hauptbremszylinder 2 dar. Die Druckkammer 17 nimmt eine Rückstellfeder 9 auf, die den Kolben 15 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positioniert. Die Druckkammer 17 steht einerseits über in dem Kolben 15 ausgebildete radiale Bohrungen sowie eine entsprechende Druckausgleichsleitung 41 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung des Kolbens 15 im Gehäuse 16 absperrbar sind. Die Druckkammer 17 steht andererseits mittels eines hydraulischen Leitungsabschnitts (auch als erste Zufuhrleitung bezeichnet) 22 mit einer Bremsversorgungsleitung 13 in Verbindung, an welche die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d angeschlossen sind. So ist die Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 mit allen Einlassventilen 6a-6d verbunden.The master brake cylinder 2 has a master brake cylinder piston 15 in a housing 16, which delimits a hydraulic pressure chamber 17, and represents a single-circuit master brake cylinder 2. The pressure chamber 17 accommodates a return spring 9, which positions the piston 15 in an initial position when the master brake cylinder 2 is not actuated. The pressure chamber 17 is connected to the pressure medium reservoir 4 via radial bores formed in the piston 15 and a corresponding pressure compensation line 41 , which can be shut off by a relative movement of the piston 15 in the housing 16 . The pressure chamber 17 is on the other hand connected by means of a hydraulic line section (also referred to as the first supply line) 22 to a brake supply line 13 to which the input ports of the inlet valves 6a-6d are connected. Thus, the pressure chamber 17 of the master brake cylinder 2 is connected to all inlet valves 6a-6d.
In der Druckausgleichsleitung 41 bzw. in der Verbindung zwischen der Druckkammer 17 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ist beispielsgemäß kein hydraulisches Ventil, insbesondere kein elektrisch oder hydraulisch betätigbares Ventil und kein Rückschlagventil, angeordnet.In the pressure compensation line 41 or in the connection between the pressure chamber 17 and the pressure medium reservoir 4, for example, no hydraulic valve, in particular no electrically or hydraulically actuated valve and no check valve, is arranged.
Alternativ kann in der Druckausgleichsleitung 41 bzw. zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ein, insbesondere stromlos offenes, Diagnoseventil, bevorzugt eine Parallelschaltung eines stromlos offenen Diagnoseventils mit einem zum Druckmittelvorratsbehälter 4 hin schließenden Rückschlagventil, enthalten sein.Alternatively, a diagnostic valve, in particular one that is normally open, can be contained in the pressure compensation line 41 or between the master brake cylinder 2 and the pressure medium reservoir 4, preferably a parallel connection of a normally open diagnostic valve with a check valve that closes toward the pressure medium reservoir 4.
Die Ventilanordnung kann außerdem noch weitere hydraulische Ventile umfassen. Zwischen der an die Druckkammer 17 angeschlossenen Zufuhrleitung 22 und der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein Trennventil 23 angeordnet bzw. Druckkammer 17 ist mit der Bremsversorgungsleitung 13 über die erste Zufuhrleitung 22 mit einem Trennventil 23 verbunden. Das Trennventil 23 ist als ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO-), 2/2-Wegeventil ausgebildet. Durch das Trennventil 23 kann die hydraulische Verbindung zwischen der Druckkammer 17 und der Bremsversorgungsleitung 13 abgesperrt werden.The valve arrangement can also include other hydraulic valves. A separating valve 23 is arranged between the supply line 22 connected to the pressure chamber 17 and the brake supply line 13 or the pressure chamber 17 is connected to the brake supply line 13 via the first supply line 22 with a separating valve 23 . The isolating valve 23 is designed as an electrically actuable, preferably normally open (SO), 2/2-way valve. The hydraulic connection between the pressure chamber 17 and the brake supply line 13 can be shut off by the isolating valve 23 .
Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des Hauptbremszylinderkolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrzeugführers.A piston rod 24 couples the pivoting movement of the brake pedal 1 as a result of a pedal actuation with the translational movement of the master brake cylinder piston 15, the actuation path of which is detected by a displacement sensor 25, which is preferably designed redundantly. As a result, the corresponding piston travel signal is a measure of the brake pedal actuation angle. It represents a driver's braking request.
Ein an die erste Zufuhrleitung 22 angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den in der Druckkammer 17 durch ein Verschieben des Kolbens 15 aufgebauten Druck. Dieser Druckwert kann ebenso zur Charakterisierung oder Bestimmung des Bremswunschs des Fahrzeugführers ausgewertet werden. Alternativ zu einem Drucksensor 20 kann auch ein Kraftsensor 20 zur Bestimmung des Bremswunschs des Fahrzeugführers verwendet werden.A pressure sensor 20 connected to the first supply line 22 detects the pressure built up in the pressure chamber 17 by a displacement of the piston 15 . This pressure value can also be evaluated to characterize or determine the driver's braking request. As an alternative to a pressure sensor 20, a force sensor 20 can also be used to determine the driver's braking request.
Die Simulationseinrichtung 3 ist beispielsgemäß hydraulisch ausgeführt und hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt. Die Simulationseinrichtung 3 weist beispielsweise im Wesentlichen eine Simulatorkammer 29, eine Simulatorrückkammer 30 sowie einen die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31 auf. Der Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in der (beispielsgemäß trockenen) Simulatorrückkammer 30 angeordnetes elastisches Element 33 (z. B. Simulatorfeder) an einem Gehäuse ab. Die hydraulische Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen Simulatorfreigabeventils 32 mit der Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 verbunden.According to the example, the simulation device 3 is designed hydraulically and is hydraulically coupled to the master brake cylinder 2 . The simulation device 3 essentially has, for example, a simulator chamber 29, a simulator rear chamber 30 and a simulator piston 31 separating the two chambers 29, 30 from one another. The simulator piston 31 is supported on a housing by an elastic element 33 (eg simulator spring) arranged in the (for example dry) simulator rear chamber 30 . According to the example, the hydraulic simulator chamber 29 is connected to the pressure chamber 17 of the master brake cylinder 2 by means of a simulator release valve 32 that can preferably be actuated electrically and is preferably closed when de-energized.
Das Bremssystem bzw. die Bremsanlage umfasst je hydraulisch betätigbarer Radbremse 8a-8d ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremse 8a-8d angeschlossen sind. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu der Bremsversorgungsleitung 13 hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallelgeschaltet. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a-7d sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung 14 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden.The braking system or the braking system comprises an inlet valve 6a-6d and an outlet valve 7a-7d for each hydraulically actuated wheel brake 8a-8d, which are hydraulically interconnected in pairs via central connections and connected to the wheel brake 8a-8d. The inlet valves 6a-6d are each connected in parallel with a non-return valve, which opens towards the brake supply line 13. The outlet connections of the outlet valves 7a-7d are connected to the pressure medium reservoir 4 via a common return line 14.
Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger, elektrohydraulischer Aktuator) oder Linearaktuator ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes 39 betätigbar ist. Der Kolben 36 begrenzt den einzigen Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet.The electrically controllable pressure supply device 5 is designed as a hydraulic cylinder-piston arrangement (or a single-circuit, electrohydraulic actuator) or linear actuator, the piston 36 of which can be actuated by a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotation-translation gear 39, also shown schematically. The piston 36 delimits the single pressure chamber 37 of the pressure supply device 5. A rotor position sensor, indicated only schematically, which serves to detect the rotor position of the electric motor 35 is denoted by the reference number 44.
An den Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist ein Leitungsabschnitt (auch als zweite Zufuhrleitung bezeichnet) 38 angeschlossen. Die Zufuhrleitung 38 ist über ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes, Zuschaltventil 26 als Teil der Ventilanordnung mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Durch das Zuschaltventil 26 kann die hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 und der Bremsversorgungsleitung 13 (und damit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) gesteuert geöffnet und abgesperrt werden.A lei is attached to the pressure chamber 37 of the electrically controllable pressure supply device 5 tion section (also referred to as the second supply line) 38 connected. The supply line 38 is connected to the brake supply line 13 via an electrically actuable, preferably normally closed, sequence valve 26 as part of the valve arrangement. The hydraulic connection between the pressure chamber 37 of the electrically controllable pressure supply device 5 and the brake supply line 13 (and thus the input connections of the inlet valves 6a-6d) can be opened and shut off in a controlled manner by the switching valve 26 .
Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das im Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die zweite Zufuhrleitung 38 eingespeist. In einer „Brake-by-Wire“-Betriebsart, insbesondere in einem fehlerfreien Zustand der Bremsanlage, wird die Zufuhrleitung 38 über das Zuschaltventil 26 mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Auf diesem Weg erfolgt bei einer Normalbremsung ein Radbremsdruckauf- und -abbau für alle Radbremsen 8a-8d durch Vor- und Zurückfahren der Kolbens 36.The actuator pressure generated by the force of the piston 36 on the pressure medium enclosed in the pressure chamber 37 is fed into the second supply line 38 . In a “brake-by-wire” operating mode, in particular when the brake system is in a fault-free state, the supply line 38 is connected to the brake supply line 13 via the switching valve 26 . In this way, during normal braking, wheel brake pressure is built up and reduced for all wheel brakes 8a-8d by moving the piston 36 forwards and backwards.
Bei einem Druckabbau durch Zurückfahren des Kolbens 36 strömt das vorher aus dem Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 in die Radbremsen 8a-8d verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 zurück.When the pressure is reduced by moving the piston 36 back, the pressure medium previously displaced from the pressure chamber 37 of the pressure supply device 5 into the wheel brakes 8a-8d flows back into the pressure chamber 37 in the same way.
Alternativ können radindividuell unterschiedliche Radbremsdrücke einfach mittels der Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d eingestellt werden. Bei einem entsprechenden Druckabbau strömt der über die Auslassventile 7a-7d abgelassene Druckmittelanteil über die Rücklaufleitung 14 in den Druckmittelvorratsbehälter 4.Alternatively, different wheel brake pressures can be adjusted individually for each wheel simply by means of the inlet and outlet valves 6a-6d, 7a-7d. With a corresponding reduction in pressure, the proportion of pressure medium released via the outlet valves 7a-7d flows via the return line 14 into the pressure medium reservoir 4.
Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenem Zuschaltventil 26 möglich, indem Druckmittel aus dem Behälter 4 über die Leitung 42 mit einem in Strömungsrichtung zum Aktuator 5 öffnenden Rückschlagventil 51 in den Aktuatordruckraum bzw. Druckraum 37 strömen kann. Beispielsgemäß ist Druckraum 37 außerdem in einem unbetätigten Zustand des Kolbens 36 über ein oder mehrere Schnüffellöcher mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Diese Verbindung zwischen Druckraum 37 und Druckmittelvorratsbehälter 4 wird bei einer (ausreichenden) Betätigung des Kolbens 36 in Betätigungsrichtung 27 getrennt.Pressure medium can be sucked back into the pressure chamber 37 by moving the piston 36 back when the sequence valve 26 is closed, in that pressure medium can flow from the container 4 via the line 42 with a check valve 51 opening in the direction of flow to the actuator 5 into the actuator pressure chamber or pressure chamber 37 . According to the example, the pressure chamber 37 is also connected to the pressure medium reservoir 4 via one or more snifting holes when the piston 36 is not actuated. This connection between the pressure chamber 37 and the pressure medium reservoir 4 is separated when the piston 36 is actuated (sufficiently) in the direction of actuation 27 .
In der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein elektrisch betätigbares, stromlos offenes Kreistrennventil 40 angeordnet, durch welches das Bremssystem in zwei hydraulische Teilkreise aufgeteilt ist. Die Bremsversorgungsleitung 13 ist aufgeteilt in einen ersten Leitungsabschnitt 13a, welcher (über das Trennventil 23) mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt 13b im zweiten hydraulischen Teilkreis, welcher (über das Zuschaltventil 26) mit der Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden ist. Der erste Leitungsabschnitt 13a ist mit den Einlassventilen 6a, 6b der Radbremsen 8a, 8b verbunden und der zweite Leitungsabschnitt 13b ist mit den Einlassventilen 6c, 6d der Radbremsen 8c, 8d verbunden.In the brake supply line 13, an electrically actuable, normally open circuit separating valve 40 is arranged, through which the brake system is divided into two hydraulic sub-circuits. Brake supply line 13 is divided into a first line section 13a, which is connected to master brake cylinder 2 (via separating valve 23), and a second line section 13b in the second hydraulic sub-circuit, which is connected to pressure supply device 5 (via switching valve 26). The first line section 13a is connected to the inlet valves 6a, 6b of the wheel brakes 8a, 8b and the second line section 13b is connected to the inlet valves 6c, 6d of the wheel brakes 8c, 8d.
Bei geöffnetem Kreistrennventil 40 ist die Bremsanlage einkreisig ausgeführt. Durch Schließen des Kreistrennventils 40 kann die Bremsanlage, insbesondere situationsgerecht gesteuert, in zwei hydraulische Teilkreise, die Bremskreise I und II aufgetrennt oder aufgeteilt werden. Dabei ist im ersten Bremskreis I der Hauptbremszylinder 2 (über das Trennventil 23) mit nur noch den Einlassventilen 6a, 6b der Radbremsen 8a, 8b der Vorderachse VA verbunden, und im zweiten Bremskreis II die Druckbereitstellungseinrichtung 5 (bei geöffnetem Zuschaltventil 26) mit nur noch den Radbremsen 8c und 8d der Hinterachse HA verbunden.When the circuit separating valve 40 is open, the brake system is designed as a single circuit. By closing the circuit separating valve 40, the brake system can be separated or divided into two hydraulic sub-circuits, brake circuits I and II, in particular controlled according to the situation. In the first brake circuit I, the master brake cylinder 2 (via the separating valve 23) is only connected to the inlet valves 6a, 6b of the wheel brakes 8a, 8b of the front axle VA, and in the second brake circuit II the pressure supply device 5 (with the connection valve 26 open) is only connected to the inlet valves 6a, 6b connected to the wheel brakes 8c and 8d of the rear axle HA.
Die Eingangsanschlüsse aller Einlassventile 6a-6d können bei offenem Kreistrennventil 40 mittels der Bremsversorgungsleitung 13 mit einem Druck versorgt werden, der in einer ersten Betriebsart (z. B. „Brake-by-Wire“-Betriebsart) dem Bremsdruck entspricht, der von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 bereitgestellt wird. Die Bremsversorgungsleitung 13 kann in einer zweiten Betriebsart (z. B. in einer stromlosen Rückfallbetriebsart) mit dem Druck der Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 beaufschlagt werden.When the circuit separating valve 40 is open, the input connections of all inlet valves 6a-6d can be supplied with a pressure by means of the brake supply line 13 which, in a first operating mode (e.g. “brake-by-wire” operating mode), corresponds to the brake pressure generated by the pressure supply device 5 is provided. The brake supply line 13 can be acted upon by the pressure of the pressure chamber 17 of the master brake cylinder 2 in a second operating mode (eg in a de-energized fallback operating mode).
Vorteilhafterweise umfasst die Bremsanlage eine Pegelmesseinrichtung 50 zur Bestimmung eines Druckmittelpegels/-standes in dem Druckmittelvorratsbehälter4.The brake system advantageously includes a level measuring device 50 for determining a pressure medium level/stand in the pressure medium reservoir 4 .
Beispielsgemäß sind die hydraulischen Komponenten, nämlich der Hauptbremszylinder 2, die Simulationseinrichtung 3, die Druckbereitstellungseinrichtung 5, die Ventilanordnung mit den hydraulischen Ventilen 6a-6d, 7a-7d, 23, 26, 40 und 32 sowie die hydraulischen Verbindungen inklusive der Bremsversorgungsleitung 13, zusammen in einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 (HCU) angeordnet. Der hydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) 12 zugeordnet. Bevorzugt sind hydraulische und elektronische Steuer und Regeleinheit 60, 12 als eine Einheit (HECU) ausgeführt Das Bremssystem umfasst einen Drucksensor 19 bzw. Systemdrucksensor zur Erfassung des von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 bereitgestellten Druckes. Der Drucksensor 19 ist hierbei von der Druckkammer 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 gesehen hinter dem Zuschaltventil 26 angeordnet.
In einem normalen Betriebsmodus ist das Trennventil 23 geschlossen und das Zuschaltventil 26 und das Kreistrennventil 40 geöffnet, sodass der hydraulische Druck in allen Radbremsen 8a bis 8d durch den Linearaktuator 5 gestellt wird.For example, the hydraulic components, namely the master brake cylinder 2, the simulation device 3, the pressure supply device 5, the valve arrangement with the hydraulic valves 6a-6d, 7a-7d, 23, 26, 40 and 32 and the hydraulic connections including the brake supply line 13 together located in a hydraulic control unit 60 (HCU). The electronic control and regulation unit (ECU) 12 is assigned to the hydraulic control and regulation unit 60 . Hydraulic and electronic control and regulation units 60 , 12 are preferably designed as one unit (HECU). In this case, the pressure sensor 19 is viewed from the pressure chamber 37 of the pressure supply device 5 arranged behind the switching valve 26.
In a normal operating mode, the separating valve 23 is closed and the connection valve 26 and the circuit separating valve 40 are opened, so that the hydraulic pressure in all wheel brakes 8a to 8d is set by the linear actuator 5.
Die Verbindung zu den Vorderradbremsen 8a, 8b ist durch eine weitere Bremseinheit 54 mit je einem Umschaltventil 59a, 59b geführt, welches im Normalbetrieb geöffnet ist. Die weitere Bremseinheit umfasst aus Redundanzgründen eine weitere Druckbeaufschlagungseinrichtung 57, welche als zwei hydraulische Pumpen 57a, 57b mit einem gemeinsamen Motor ausgeführt ist. Die hydraulische Pumpen 57a, 57b sind saugseitig über je ein normal geschlossenes Pumpentrennventil 58a, 58b mit einem zugehörigen Niederdruckspeicher 55a, 55b verbunden, welcher wiederum eine Verbindung an das Bremsflüssigkeitsreservoir 4 aufweist. Die Niederdruckspeicher 55a, 55b sind außerdem durch ein weiteres Ventil 56a, 56b jeweils mit der zugehörigen Radbremse 8a, 8b verbunden.The connection to the front wheel brakes 8a, 8b is routed through a further brake unit 54, each with a switching valve 59a, 59b, which is open during normal operation. For reasons of redundancy, the further brake unit comprises a further pressurization device 57, which is designed as two hydraulic pumps 57a, 57b with a common motor. The hydraulic pumps 57a, 57b are connected on the suction side via a normally closed pump isolating valve 58a, 58b to an associated low-pressure accumulator 55a, 55b, which in turn has a connection to the brake fluid reservoir 4. The low-pressure accumulators 55a, 55b are also connected to the associated wheel brakes 8a, 8b via a further valve 56a, 56b.
Die Ansteuerung der hydraulischen Pumpe 57 und des Linearaktuators 5 kann durch zwei getrennte Steuergeräte erfolgen.The hydraulic pump 57 and the linear actuator 5 can be controlled by two separate control units.
Das Prinzip der hydraulischen Unterstützung des Pedaleinfahren ist in
Wenn das Bremspedal 1 die Endposition erreicht hat wird das Hauptbremszylinderventil 23 zwischen Hauptbremszylinder 2, insbesondere mit Simulator 3, und dem Rest der hydraulischen Bremsanlage, geschlossen, damit Systemdrücke nicht unnötig auf das Bremspedal 1 und den externen Aktuator einwirken.When brake pedal 1 has reached the end position, master brake cylinder valve 23 between master brake cylinder 2, in particular with simulator 3, and the rest of the hydraulic brake system is closed so that system pressures do not act unnecessarily on brake pedal 1 and the external actuator.
Es ist nicht auszuschließen, dass während der Pedaleinfahrbewegung ein plötzlicher Druckregelungsbedarf also eine Druckanforderung entsteht und umgesetzt werden muss. Daher sieht diese Erfindung insbesondere die folgenden drei Ausführungsformen vor, um eine Bremsung während des Pedaleinfahrens darstellen zu können:
- Die einfachste hydraulische Lösung ist ein Pausieren des Pedaleinfahrens. Die Bremsanlage schaltet durch Schließen des Hauptzylinderventils 23 in eine By-Wire Betriebsart und regelt mit dem Linearaktuator 5 den Systemdruck an beiden Achsen. Der externen Pedalaktuator wird dazu über eine Kommunikationsschnittstelle gestoppt. Alternativ könnte das Simulatorventil 32 geöffnet werden, um das Volumen in den Simulator 3 umzuleiten. Der externe Pedalaktuator müsste dann aber gegen eine größere Gegenkraft arbeiten.
- The simplest hydraulic solution is to pause pedal retraction. The brake system switches to a by-wire operating mode by closing the master cylinder valve 23 and regulates the system pressure on both axles with the linear actuator 5 . For this purpose, the external pedal actuator is stopped via a communication interface. Alternatively, the simulator valve 32 could be opened to divert the volume into the simulator 3. The external pedal actuator would then have to work against a larger counterforce.
Alternativ wird wie in
Zusätzlich kann der Volumenstrom vom Bremspedal als Druckquelle für die Radbremsen 8a, 8b der Vorderachse verwendet werden, um über den Raddruckregler den Druck der Räder einzuregeln. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Druckanforderung an der Vorderachse unterhalb eines maximalen Gegendrucks für das Pedaleinfahren liegt. Der Vordruck der Einlassventile 6a, 6b wird durch den Hauptzylinder-Drucksensor 20 bestimmt und der Druck in den Radbremsen 8a, 8b basierend auf dem Druckmodell eingeregelt. Dazu können die Auslassventile 7a, 7b gepulst angesteuert werden.In addition, the volumetric flow from the brake pedal can be used as a pressure source for the wheel brakes 8a, 8b of the front axle in order to adjust the wheel pressure via the wheel pressure controller. This is particularly possible when the pressure requirement on the front axle is below a maximum counter-pressure for pedal retraction. The admission pressure of the inlet valves 6a, 6b is determined by the master cylinder pressure sensor 20 and the pressure in the wheel brakes 8a, 8b is regulated based on the pressure model. For this purpose, the outlet valves 7a, 7b can be activated in a pulsed manner.
Aufbauend auf dem Konzept der
Um eine Parametrierbarkeit bzw. Dosierbarkeit der Pedalgegenkraft beim Einfahren des Bremspedals 1 darzustellen, können die Einlassventile 6a, 6b, 6c, 6d und Auslassventile 7a, 7b, 7c, 7d entsprechend geschaltet werden. Um eine minimale Gegenkraft einzustellen, können alle Auslassventile 7a, 7b, 7c, 7d geöffnet werden. Ausgehend davon kann die Anzahl der offen geschalteten Auslassventile 7a, 7b, 7c, 7d variiert werden, um stufenweise eine Erhöhung der Gegenkraft vorzunehmen. Zusätzlich kann eine Gegenkrafterhöhung genau dosiert werden, wenn bei einem geöffneten Auslassventil 7a, 7b, 7c, 7d dessen zugehöriges Einlassventil 6a, 6b, 6c, 6d im analogen Volumenstrombetrieb arbeitet. Dabei kann bei den Einlassventilen 6a, 6b, 6c, 6d mit dem elektrischen Haltestrom der Volumenstrom in Abhängigkeit zum Differenzdruck geregelt werden. Somit lässt sich der Staudruck am Einlassventil 6a, 6b, 6c, 6d und damit die Gegenkraft des Bremspedals 1 sehr genau regeln. Die Öffnungsstromkennlinie der Einlassventile 6a, 6b, 6c, 6d geben das Verhältnis von Druckdifferenz, elektrischem Strom und Volumenstrom wieder.The inlet valves 6a, 6b, 6c, 6d and outlet valves 7a, 7b, 7c, 7d can be switched accordingly in order to be able to parameterize or meter the pedal counterforce when the brake pedal 1 is retracted. In order to set a minimum counterforce, all outlet valves 7a, 7b, 7c, 7d can be opened. Proceeding from this, the number of outlet valves 7a, 7b, 7c, 7d that are switched open can be varied in order to gradually increase the counteracting force. In addition, an increase in counterforce can be metered precisely if, with an open outlet valve 7a, 7b, 7c, 7d, its associated inlet valve 6a, 6b, 6c, 6d works in analog volumetric flow mode. In this case, the volume flow can be regulated in dependence on the differential pressure in the inlet valves 6a, 6b, 6c, 6d with the electrical holding current. The dynamic pressure at the inlet valve 6a, 6b, 6c, 6d and thus the counterforce of the brake pedal 1 can thus be regulated very precisely. The opening flow characteristics of the inlet valves 6a, 6b, 6c, 6d reflect the relationship between the pressure difference, electrical current and volumetric flow.
Der Einfluss der Einlassventile 6a, 6b, 6c, 6d und Auslassventile 7a, 7b, 7c, 7d auf den Staudruck im Hauptbremszylinder 2 kann über den Drucksensor 20 gemessen werden und anschließend über Torque und wirkende Fläche im Hauptbremszylinder 2 auf die Pedalgegenkraft zurückgerechnet werden. Es ist somit beispielsweise möglich eine Regelschleife in der Bremsanlage zu realisieren, welche beispielsweise die Einfahrgeschwindigkeit des Pedals 1 regelt. Dazu wird eine Gegenkraftvorgabe in einen benötigten hydraulischen Druck umgerechnet oder direkt ein hydraulischer Druck im Hauptbremszylinder 2 vorgegeben. Die Vorgabe kann fix in der Bremsanlage hinterlegt sein oder beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle empfangen werden. Der elektrische Haltestrom der Einlassventile 6 oder auch der Strom der Auslassventile 7 kann dann dynamisch geregelt werden, sodass der tatsächliche hydraulische Druck dem Sollwert entspricht.The influence of the inlet valves 6a, 6b, 6c, 6d and outlet valves 7a, 7b, 7c, 7d on the back pressure in the master brake cylinder 2 can be measured via the pressure sensor 20 and then calculated back to the pedal counterforce via the torque and effective area in the master brake cylinder 2. It is thus possible, for example, to implement a control loop in the brake system which, for example, regulates the entry speed of the pedal 1 . For this purpose, a counterforce specification is converted into a required hydraulic pressure, or a hydraulic pressure in master brake cylinder 2 is specified directly. The specification can be permanently stored in the brake system or can be received via a communication interface, for example. The electrical holding current of the inlet valves 6 or also the current of the outlet valves 7 can then be dynamically regulated so that the actual hydraulic pressure corresponds to the desired value.
Während des Pedaleinfahrens ist das Hauptzylinderventil 23 offen und das Simulatorventil 32 geschlossen. Nach Abschluss des Einfahrens wird das Hauptzylinderventil 23 geschlossen und das Simulatorventil 32 bleibt vorzugweise geschlossen. Durch das Schließen des Hauptzylinderventils 23 wirken hohe Systemdrücke, die bei einer nachfolgenden Bremsung auftreten können, nicht auf das Bremspedal 1 und damit auf den externen Aktuator.During pedal-in, the master cylinder valve 23 is open and the simulator valve 32 is closed. After the retraction is complete, the master cylinder valve 23 is closed and the simulator valve 32 preferably remains closed. Due to the closing of master cylinder valve 23, high system pressures that can occur during subsequent braking do not act on brake pedal 1 and thus on the external actuator.
In einem normalen brake-by-wire Betrieb, wird der hydraulische Druck im Hauptbremszylinder 2 zur Erkennung eines Fahrerbremswunschs und damit als Basis für einen bereitgestellten Bremsdruck verwendet. Vorzugsweise sollen Pedalbetätigungen, die nach dem Pedaleinfahren über den Hauptbremszylinderdruck sensiert werden, nicht zu einer Fahrerwunscherkennung führen.In normal brake-by-wire operation, the hydraulic pressure in master brake cylinder 2 is used to detect a driver's braking request and thus as the basis for a brake pressure that is made available. Pedal actuations, which are sensed via the master brake cylinder pressure after the pedal has been retracted, should preferably not lead to the driver's intention being recognized.
Weiter gibt es die Option eines Auflösens des hochautonomen Fahrens durch den Fahrer und Umschalten in einen manuellen Fahrmodus. Der Fahrer kann dabei durch eine signifikante Pedalbetätigung die autonome Regelung überstimmen und kann somit eine Bremsung initiieren. Hierzu ist vorgesehen, dass die Endposition des Bremspedals 1 noch einen Reservebereich an Bewegungsmöglichkeit des Hauptbremszylinders 2 in Druckaufbaurichtung bereithält. Zur Umsetzung kann die Bremsanlage bei geschlossenem Hauptzylinderventil 23 und Simulatorventil 32 beispielsweise einen Fahrerwunsch erkennen, wenn 500N für eine vorgegebene Zeitspanne, beispielsweise mehr als 1 Sekunde getreten werden. Dieser Fahrerwunsch könnte dann gegen die autonomen Bremsfunktionen gewinnen und der hydraulische Druck hochgefahren werden, um eine Bremsung des Fahrzeugs einzuleiten.There is also the option for the driver to cancel highly autonomous driving and switch to a manual driving mode. The driver can overrule the autonomous control by a significant pedal actuation and can thus initiate braking. For this purpose, it is provided that the end position of the brake pedal 1 still has a reserve range of movement options for the master brake cylinder 2 in the pressure build-up direction. For implementation, the brake system can, for example, recognize a driver's request when the master cylinder valve 23 and simulator valve 32 are closed, if 500N are pedaled for a predetermined period of time, for example more than 1 second. This driver request could then win against the autonomous braking functions and the hydraulic pressure could be increased to initiate braking of the vehicle.
Alternativ könnte bei einem Hauptzylinder-Drucksensorfehler das Simulatorventil 32 geöffnet werden und über den Pedalweg ein Fahrerwunsch erkannt werden.Alternatively, in the event of a master cylinder pressure sensor error, the simulator valve 32 could be opened and a driver's request could be recognized via the pedal travel.
Es besteht außerdem die Möglichkeit außerhalb eines Bremsmanövers, das heißt einer Druckanforderung, die Drucksensoren 19, 20 an die Atmosphäre zu verbinden damit ein Offsetabgleich durchgeführt werden kann. Dies erfolgt bei bisherigen Bremsanlagen durch die offenen Schnüffellöcher des Hauptbremszylinders 2. Da das Schnüffelloch beim Einfahren des Bremspedals jedoch geschlossen ist müssen die Drucksensoren 19, 20 auf anderem Weg mit dem Atmosphärendruck zyklisch abgeglichen werden. Für den Systemdrucksensor 19 wird dazu im Idle-Zustand zyklisch ein Auslassventil 7 geöffnet. Für den Hauptzylinder-Drucksensor 20 wird im Idle-Zustand zyklisch ein Auslassventil 7 und das Hauptbremszylinderventil 23 geöffnet.There is also the possibility outside of a braking maneuver, ie a pressure request, to connect the pressure sensors 19, 20 to the atmosphere so that an offset adjustment can be carried out. In previous brake systems, this is done through the open snifting holes of the master brake cylinder 2. However, since the snifting hole is closed when the brake pedal is retracted, the pressure sensors 19, 20 must be cyclically adjusted to the atmospheric pressure in a different way. For this purpose, an outlet valve 7 is opened cyclically in the idle state for the system pressure sensor 19 . For the master cylinder pressure sensor 20, an outlet valve 7 and the master brake cylinder valve 23 are opened cyclically in the idle state.
Über die Schnüffellochanbindung des Systems ist in bisherigen Bremsanlagen außerdem im Idle-Zustand immer ein Druckloszustand sichergestellt. Da bei einem vorgefahrenen Bremspedal 1 über das Schnüffelloch keine Atmosphärenanbindung des Systems mehr vorhanden ist, werden eventuell vorhandene Restdrücke durch Auslassventilöffnen abgebaut. Das Schalten der Auslassventile 7a, 7b, 7c, 7d berücksichtig insbesondere einen erhöhten hydraulischen Druck durch Eigenerwärmung während der Fahrt, sowie durch ein Lösen der integrierten elektromechanischen Parkbremse, welche typischerweise an den Radbremsen 8c, 8d der Hinterachse angeordnet ist.In previous braking systems, the system’s sniffer hole connection is also A pressureless state is always ensured in the idle state. Since the system is no longer connected to the atmosphere via the snifter hole when the brake pedal 1 is advanced, any residual pressures that may be present are released by opening the exhaust valve. The switching of the outlet valves 7a, 7b, 7c, 7d takes into account in particular an increased hydraulic pressure due to self-heating while driving, as well as a release of the integrated electromechanical parking brake, which is typically arranged on the wheel brakes 8c, 8d of the rear axle.
Das Steuergerät 12 kann außerdem dazu eingerichtet sein sicherzustellen, dass die Bremsanlage nicht mit eingefahrenem Bremspedal 1 in einen Ruhezustand übergeht, weil sonst die benötigte Atmosphärenanbindung nicht gegeben ist.The control unit 12 can also be set up to ensure that the brake system does not switch to an idle state when the brake pedal 1 is retracted, because otherwise the required connection to the atmosphere is not given.
Zur Verbesserung der Sicherheit der externen Pedalaktuierung, insbesondere um bestimmte Sicherheitsanforderungen erfüllen zu können, ist es möglich Sicherheitsfunktionen in der Bremsanlage umzusetzen. So ist es möglich beispielsweise ein ungewolltes Pedalbetätigen oder Pedalverklemmen abzusichern. Die Bremsanlage kann dazu intern plausibilisieren, ob ein angekündigtes Pedaleinfahren richtig und schnell genug abgeschlossen wird. Zudem kann der externe Pedalaktuator kommunizieren, falls fälschlicherweise das Pedal nicht mehr komplett gelöst werden kann und die Bremsanlage die geschlossenen Schnüffellöcher kompensieren.To improve the security of the external pedal actuation, in particular to be able to meet specific security requirements, it is possible to implement security functions in the brake system. It is thus possible, for example, to protect against unintentional pedal actuation or pedal jamming. The brake system can internally check whether an announced pedal retraction is completed correctly and quickly enough. In addition, the external pedal actuator can communicate if the pedal cannot be completely released and the brake system can compensate for the closed snifter holes.
Die externe Betätigung des Pedals durch den externen Aktuator, beispielsweise einen Motor, kann Daten der Bremsanlage, insbesondere Pedalwegsensorinformationen in deren Regelschleife verwenden. Dadurch können die Pedalgeschwindigkeit und die Pedalposition geregelt werden. The external actuation of the pedal by the external actuator, for example a motor, can use data from the brake system, in particular pedal travel sensor information, in its control loop. This allows pedal speed and pedal position to be controlled.
Die erfindungsgemäße Bremsanlage ermöglicht es mit geringen Kräften wie 200N das Pedal komplett einfahren zu können, da alle hydraulischen Gegenkräfte eliminiert oder nach Bedarf reduziert werden. Es verbleiben lediglich die Kraft der Rückholfeder des Pedals und mechanische Reibungen. Viele Anforderungen werden somit ohne elektrische oder mechanische Änderungen möglich. Eine Dosierbarkeit und Parametrierbarkeit wird möglich und es kann beim Einfahren durch das Pedal trotzdem verstärkt gebremst werden.The brake system according to the invention makes it possible to retract the pedal completely with as little force as 200N, since all hydraulic counterforces are eliminated or reduced as required. Only the force of the pedal return spring and mechanical friction remain. Many requirements are thus possible without electrical or mechanical changes. Dosing and parameterization is possible and braking can still be increased when the pedal is retracted.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Bremspedalbrake pedal
- 22
- Hauptbremszylindermaster cylinder
- 33
- Simulationseinrichtungsimulation facility
- 44
- Druckmittelvorratsbehälterpressure fluid reservoir
- 55
- Druckbereitstellungseinrichtungprint staging facility
- 66
- a bis d Einlassventilea to d inlet valves
- 77
- a bis d Auslassventilea to d exhaust valves
- 88th
- a bis d Radbremsea to d wheel brake
- 99
- Rückstellfederreturn spring
- 1212
- Steuersystemcontrol system
- 1313
- Bremsversorgungsleitungbrake supply line
- 1414
- Rücklaufleitungreturn line
- 1616
- GehäuseHousing
- 1717
- Druckkammerpressure chamber
- 1919
- Systemdrucksensorsystem pressure sensor
- 2020
- Hauptzylinderdrucksensormaster cylinder pressure sensor
- 2222
- erste Zufuhrleitungfirst supply line
- 2323
- Trennventil/HauptzylinderventilIsolation valve/master cylinder valve
- 2424
- Kolbenstangepiston rod
- 2525
- Wegsensordisplacement sensor
- 2626
- Zuschaltventilsequence valve
- 2929
- Simulatorkammersimulator chamber
- 3030
- Simulatorrückkammersimulator rear chamber
- 3131
- Simulatorkolbensimulator piston
- 3232
- Simulatorfreigabeventilssimulator release valve
- 3333
- Elastisches Elementelastic element
- 3535
- Elektromotorelectric motor
- 3636
- KolbenPistons
- 3737
- Druckraumpressure room
- 3838
- Zufuhrleitungsupply line
- 3939
- Rotations-TranslationsgetriebeRotation-translation gear
- 4040
- Kreistrennventilcircuit isolation valve
- 4141
- Druckausgleichsleitungpressure compensation line
- 4242
- LeitungManagement
- 4444
- Rotorlagensensorrotor position sensor
- 5050
- Füllstandssensorlevel sensor
- 5353
- Rückschlagventilcheck valve
- 5454
- Weiteres BremssystemAnother braking system
- 5555
- Niederdruckspeicherlow-pressure accumulator
- 5656
- Nachsaugventilanti-cavitation valve
- 5757
- Hydraulische Pumpehydraulic pump
- 5858
- Pumpentrennventilpump isolation valve
- 5959
- Umschaltventilswitching valve
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=85132163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021213466.1A Pending DE102021213466A1 (en) | 2021-08-23 | 2021-11-30 | Retractable brake pedal |
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---|---|
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
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-
2021
- 2021-11-30 DE DE102021213466.1A patent/DE102021213466A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019105579A1 (en) | 2018-03-12 | 2019-09-12 | Ford Global Technologies, Llc | VEHICLE BRAKING ACTION |
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