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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. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Verfahren zur Regelung der Bremsanlage.
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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 Fahrzeugen vorgesehen das Bremspedal für den autonomen Betrieb in eine Position zu verfahren, in welcher die Komforteinbußen für den Fahrer minimiert werden. Diese Pedalbewegung wird dabei typischerweise um die normale Schwenkachse des Bremspedals vollführt, die auch bei Bremsungen des Fahrers die Bewegung des Bremspedals ermöglicht.
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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, insbesondere einen Linearaktuator auf. Als Rückfallebene ist dennoch eine Verbindung des Bremspedals über einen Hauptbremszylinder an die Radbremsen vorgesehen.
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Das Einfahren des Bremspedals zum Übergang in den autonomen Modus soll dabei jedoch nicht als Fahrerbremswunsch aufgefasst werden oder zu einem direkten Druckaufbau in den radbremsen führen. Die dafür benötigte mechanische Entkopplung des Bremspedals ist allerdings aufwändig und teuer.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage für autonome Fahrzeuge mit einem einfahrbaren Bremspedal zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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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 dem Linearaktuator herzustellen und den Linearaktuator anzusteuern Bremsflüssigkeit aufzunehmen. Somit kann das abgegebene Volumen auch ohne eine Anbindung an einen Bremsflüssigkeitsbehälter aufgenommen werden, wodurch ein Druckaufbau in den radbremsen verhindert wird.
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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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät weiter dazu eingerichtet ist, 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. Außerdem werden in diesem Zustand bevorzugt die Hauptzylinder Aktivitäten, wie sie auch in einem eingefahrenen Zustand noch auftreten können, nicht als Fahrerbremswunsch interpretiert. Als Hauptzylinderventil ist ein Ventil zwischen dem Hauptbremszylinder und den Hydraulikleitungen der Bremsanlage, insbesondere am Ausgang des Hauptbremszylinders zu verstehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das das Steuergerät weiter dazu eingerichtet ist, die strömungsoffene Verbindung über des Hauptzylinderventil und ein Zuschaltventil des Linearaktuators herzustellen. Als Zuschaltventil ist ein Ventil zwischen dem Linearaktuator und den Hydraulikleitungen der Bremsanlage, insbesondere am Ausgang des Linearaktuators zu verstehen. Die Verbindung kann somit über bereits bestehende Leitungen der Bremsanlage durch einfache Softwareimplementierung der Schaltzustände der Ventile hergestellt werden. Die Erfindung ist somit min minimalen Kosten realisierbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das das Steuergerät weiter dazu eingerichtet ist, bei dem Einfahren des Bremspedals eine Druckanforderung an den Radbremsen umzusetzen. Das Fahrzeug ist dadurch zu jeder Zeit bremsbereit, wodurch hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Einfahren des Bremspedals während der Umsetzung der Druckanforderung pausiert und anschließend fortgesetzt. Eine solche Ausführungsform hat keine zusätzlichen Anforderungen an die Bremsanlage und kann somit kostengünstig implementiert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine zweite Druckbereitstellungseinrichtung vorgesehen, die eine Druckanforderung an der zumindest einen ersten Radbremse umsetzt. Das Einfahren des Pedals kann somit insbesondere unpausiert fortgesetzt werden. Der Übergang in den autonomen Modus ist somit auch bei Bremsungen besonders komfortabel für den Fahrer.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät weiter dazu eingerichtet, den Linearaktuator vor dem Einfahren des Bremspedals durch Vorfahren zu leeren. Dabei wird insbesondere Bremsflüssigkeit über das Schnüffelloch des Hauptbremszylinders oder einen alternativen Weg in den Bremsflüssigkeitsbehälter gefördert. Eine mögliche Alternative bildet ein elektrisch schaltbares Ventil zwischen Linearaktuator und Bremsflüssigkeitsbehälter. Hierzu kann die Bremsanlage ein entsprechendes Signal empfangen, welches das Einfahren des Bremspedals ankündigt, sodass in der Bremsanlage vorbereitende Maßnahmen durchgeführt werden können. Es ist somit sichergestellt, dass der Linearaktuator das durch den Hauptbremszylinder abgegebene Volumen aufnehmen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Leeren des Linearaktuators über Auslassventile der Radbremsen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät dazu eingerichtet, den Linearaktuator mit einer solchen Rückfahrgeschwindigkeit anzusteuern, sodass der aufgenommene Volumenstrom einem abgegebenen Volumenstrom des Hauptbremszylinders entspricht. Das abgegebene Volumen kann insbesondere aus dem Pedalweg bestimmt werden. Die Aufnahme des Volumenstroms erfolgt somit geregelt. Dadurch können Abweichungen direkt festgestellt werden.
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In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das das Steuergerät dazu eingerichtet ist, den Linearaktuator mit einer solchen Rückfahrgeschwindigkeit anzusteuern, sodass der Systemdruck einem Sollwert oder einem Sollwertverlauf entspricht. Dadurch ist es auch möglich die gegen die Arbeit des externen Aktuators wirkende Gegenkraft zu steuern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät dazu eingerichtet, den Linearaktuator derart anzusteuern, dass nach Beendigung des Einfahrens noch ein Restvolumen größer als 1cm3 zur Verfügung steht, welches durch den Linearaktuator aufgenommen werden kann, um thermische Ausdehnung zu kompensieren. Insbesondere kann bei einem vorherigen Entleeren des Linearaktuators, das aufzunehmende Volumen plus die thermische Reserve betrachtet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät dazu eingerichtet ist, während des Einfahrens die Einlassventile der Radbremsen zu schließen. Somit ist sichergestellt, dass Druckschwankungen nicht bis an die Radbremsen vordringen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät dazu eingerichtet, während des Einfahrens ein Simulatorventil zwischen dem Hauptbremszylinder und einer hydraulischen Simulationseinrichtung zu öffnen. Dadurch können eventuell auftretende Diskontinuitäten, die sich als Drucksprünge darstellen würden kompensiert werden. Auch ein Übergang in eine aktive Druckregelung durch den Linearaktuator, mit einhergehendem Schließen des Hauptzylinderventils, kann somit im Hauptbremszylinder-Raum abgefedert werden, falls die Pedalvorfahrbewegung nicht sofort gestoppt werden kann.
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Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Regelung einer hydraulischen Bremsanlage aufweisend einen mit einem Bremspedal gekoppelten Hauptbremszylinder zur Aktuierung von Radbremsen wobei das Bremspedal für einen autonomen Fahrmodus durch einen externen Aktuator in eine Endposition eingefahren wird. Erfindungsgemäß wird bei dem Einfahren des Bremspedals durch Ansteuerung der Ventilanordnung eine strömungsoffene Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Linearaktuator hergestellt und der Linearaktuator angesteuert Bremsflüssigkeit aufzunehmen.
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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.
- 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem Volumenfluss beim Einfahren des Bremspedals ohne erfindungsgemäßes Verfahren,
- 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsanlage mit dem Volumenfluss beim Einfahren des Bremspedals,
- 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem Volumenfluss vor dem Einfahren des Bremspedals,
- 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage mit dem Volumenfluss beim Einfahren des Bremspedals;
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Das in 1 dargestellte Bremssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst vier hydraulisch betätigbare Radbremsen 8a-8d. Die Bremsanlage umfasst einen mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbaren Hauptbremszylinder 2, einen mit dem Hauptbremszylinder 2 zusammenwirkenden Wegsimulator bzw. eine Simulationseinrichtung 3, einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, und eine Ventilanordnung umfassend radindividuelle Bremsdruckmodulationsventile, welche beispielsgemäß als Einlassventile 6a-6d und Auslassventile 7a-7d ausgeführt sind. Weiterhin umfasst das Bremssystem zumindest eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des Bremssystems, welche in der Ausführungsform der 1 zweiteilig als ECU1 und ECU2 ausgeführt ist.
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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.
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Der Hauptbremszylinder 2 weist in einem Gehäuse einen Hauptbremszylinderkolben auf, der eine hydraulische Druckkammer begrenzt, und stellt einen einkreisigen Hauptbremszylinder 2 dar. Die Druckkammer nimmt eine Rückstellfeder auf, die den Kolben bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positioniert. Die Druckkammer steht einerseits über in dem Kolben ausgebildete radiale Bohrungen sowie eine entsprechende Druckausgleichsleitung mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung des Kolbens im Gehäuse absperrbar sind. Die Druckkammer steht andererseits mittels eines hydraulischen Leitungsabschnitts (auch als erste Zufuhrleitung bezeichnet) mit einer Bremsversorgungsleitung 13 in Verbindung, an welche die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d angeschlossen sind. So ist die Druckkammer des Hauptbremszylinders 2 mit allen Einlassventilen 6a-6d verbunden.
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In der Druckausgleichsleitung bzw. in der Verbindung zwischen der Druckkammer und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ist beispielsgemäß kein hydraulisches Ventil, insbesondere kein elektrisch oder hydraulisch betätigbares Ventil angeordnet.
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Alternativ kann in der Druckausgleichsleitung 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.
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Die Ventilanordnung kann außerdem noch weitere hydraulische Ventile umfassen. Zwischen der an die Druckkammer angeschlossenen Zufuhrleitung und der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein Trennventil 23 angeordnet bzw. die Druckkammer ist mit der Bremsversorgungsleitung 13 über die erste Zufuhrleitung 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. Das Trennventil 23 wird auch als Hauptzylinderventil bezeichnet.
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Eine Kolbenstange koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des Hauptbremszylinderkolbens, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrzeugführers.
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Ein an die erste Zufuhrleitung angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den in der Druckkammer durch ein Verschieben des Kolbens 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 zur Bestimmung des Bremswunschs des Fahrzeugführers verwendet werden.
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Die Simulationseinrichtung 3 ist beispielsgemäß hydraulisch ausgeführt und hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt. Die Simulationseinrichtung 3 weist beispielsweise im Wesentlichen eine Simulatorkammer, eine Simulatorrückkammer sowie einen die beiden Kammern voneinander trennenden Simulatorkolben auf. Der Simulatorkolben stützt sich durch ein in der (beispielsgemäß trockenen) Simulatorrückkammer angeordnetes elastisches Element (z. B. Simulatorfeder) an einem Gehäuse ab. Die hydraulische Simulatorkammer ist beispielsgemäß mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen Simulatorfreigabeventils 32 mit der Druckkammer des Hauptbremszylinders 2 verbunden.
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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 einem Niederdruckspeicher 54 verbunden.
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Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger, elektrohydraulischer Aktuator) oder Linearaktuator ausgebildet, dessen Kolben von einem schematisch angedeuteten Elektromotor unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist. Der Kolben begrenzt den einzigen Druckraum der Druckbereitstellungseinrichtung 5. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet.
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An den Druckraum der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist ein Leitungsabschnitt (auch als zweite Zufuhrleitung bezeichnet) angeschlossen. Die Zufuhrleitung 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 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 und der Bremsversorgungsleitung 13 (und damit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) gesteuert geöffnet und abgesperrt werden.
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Der durch die Kraftwirkung des Kolbens auf das im Druckraum eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die zweite Zufuhrleitung eingespeist. In einer „Brake-by-Wire“-Betriebsart, insbesondere in einem fehlerfreien Zustand der Bremsanlage, wird die Zufuhrleitung 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.
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Bei einem Druckabbau durch Zurückfahren des Kolbens strömt das vorher aus dem Druckraum der Druckbereitstellungseinrichtung 5 in die Radbremsen 8a-8d verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum zurück.
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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 in den Druckmittelvorratsbehälter 4.
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Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum ist durch ein Zurückfahren des Kolbens bei geschlossenem Zuschaltventil 26 möglich, indem Druckmittel aus dem Behälter 4 über die Leitung 42 mit einem in Strömungsrichtung zum Aktuator 5 öffnenden Rückschlagventil in den Aktuatordruckraum bzw. Druckraum strömen kann.
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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, welcher (über das Trennventil 23) mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt im zweiten hydraulischen Teilkreis, welcher (über das Zuschaltventil 26) mit der Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden ist. Der erste Leitungsabschnitt ist mit den Einlassventilen 6a, 6b der Radbremsen 8a, 8b verbunden und der zweite Leitungsabschnitt ist mit den Einlassventilen 6c, 6d der Radbremsen 8c, 8d verbunden.
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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 des Hauptbremszylinders 2 beaufschlagt werden.
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Vorteilhafterweise umfasst die Bremsanlage eine Pegelmesseinrichtung zur Bestimmung eines Druckmittelpegels/-standes in dem Druckmittelvorratsbehälter 4.
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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 (HCU) angeordnet. Der hydraulischen Steuer- und Regeleinheit ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) 12 zugeordnet. Bevorzugt sind hydraulische und elektronische Steuer und Regeleinheit 12 als eine Einheit (HECU) ausgeführt
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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 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 gesehen hinter dem Zuschaltventil 26 angeordnet.
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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.
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Die Verbindung zu den Radbremsen 8 ist durch eine weitere Bremseinheit mit je einem Umschaltventil geführt, welches im Normalbetrieb geöffnet ist. Die weitere Bremseinheit umfasst aus Redundanzgründen eine weitere Druckbeaufschlagungseinrichtung 56, welche als zwei hydraulische Pumpen 56 mit einem gemeinsamen Motor ausgeführt ist. Die hydraulische Pumpen 56 sind saugseitig über je ein Rückschlagventil mit einem zugehörigen Niederdruckspeicher 54 verbunden. Die Niederdruckspeicher 54 sind außerdem durch ein Auslassventil 7 mit der zugehörigen Radbremse 8 verbunden.
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Die Ansteuerung der hydraulischen Pumpe 56 und des Linearaktuators 5 kann durch zwei getrennte Steuergeräte erfolgen.
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Würde der Hauptbremszylinder 2 beim Pedaleinfahren einfach eine Verbindung zu den Radbremsen 8 aufweisen, so würde die zu einem Bremsdruck in den Radbremsen führen. Eine solche Regelung ist daher nicht möglich.
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Das erfindungsgemäße Prinzip der hydraulischen Unterstützung des Pedaleinfahren ist in 2 dargestellt. Zum Pedaleinfahren wird das Bremsflüssigkeitsvolumen des Hauptbremszylinders 2 in den Linearaktuator 5 verschoben.
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In der Ausführungsform der 3 wird das Pedaleinfahren durch ein Entleeren des Linearaktuators vorbereitet. Empfängt die Steuereinheit 12 ein Signal, welches ein Einfahren des Bremspedals 1 ankündigt oder anfragt, schaltet diese die Ventilanordnung derart, dass eine strömungsoffene Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und dem Linearaktuator 5 hergestellt wird. Insbesondere sind ein Simulatorventil 3 geschlossen, ein Trennventil oder Hauptzylinderventil 23 geöffnet, und Einlassventile 6 der Radbremsen geschlossen. Das sich der Hauptbremszylinder in seiner vorderen Endstellung befindet, ist das Schnüffelloch frei und es besteht eine strömungsoffene Verbindung zwischen Hauptbremszylinder 2 und dem Bremsflüssigkeitsbehälter 4. Nun wird der Linearaktuator angesteuert nach vorne zu fahren und somit Bremsflüssigkeitsvolumen auszustoßen. Dieses fließ somit durch das geäffnete Kreistrennventil 40, das Hauptzylinderventil 23, den Hauptbremszylinder 2, das Schnüffelloch bis in den Bremsflüssigkeitsbehälter 4.
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In 4 ist nun das eigentliche Einfahren des Pedals dargestellt. Der Volumenstrom aus dem Hauptbremszylinder 2 wird auf entgegengesetztem Weg wie in 3 vom Hauptbremszylinder durch das geöffnete Hauptbremszylinderventil 2, das Kreistrennventil und das Zuschaltventil 26 in den Linearaktuator geleitet.
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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.
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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.
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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.
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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. 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.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Bremspedal
- 2
- Hauptbremszylinder
- 3
- Simulationseinrichtung
- 4
- Druckmittelvorratsbehälter
- 5
- Druckbereitstellungseinrichtung
- 6
- a bis d Einlassventile
- 7
- a bis d Auslassventile
- 8
- a bis d Radbremse
- 12
- Steuersystem
- 13
- Bremsversorgungsleitung
- 19
- Systemdrucksensor
- 20
- Hauptzylinderdrucksensor
- 22
- Trennventil/Hauptzylinderventil
- 26
- Zuschaltventil
- 40
- Kreistrennventil
- 54
- Niederdruckspeicher
- 55
- Nachsaugventil
- 56
- Hydraulische Pumpe
- 57
- Pumpentrennventil
- 58
- Umschaltventil
