EP2229303A1 - Bremssystem und verfahren zum betreiben eines bremssystems - Google Patents

Bremssystem und verfahren zum betreiben eines bremssystems

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EP2229303A1
EP2229303A1 EP08870017A EP08870017A EP2229303A1 EP 2229303 A1 EP2229303 A1 EP 2229303A1 EP 08870017 A EP08870017 A EP 08870017A EP 08870017 A EP08870017 A EP 08870017A EP 2229303 A1 EP2229303 A1 EP 2229303A1
Authority
EP
European Patent Office
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brake
wheel
pump
valve
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08870017A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gebhard Wuerth
Volker Mehl
Matthias Leiblein
Werner Quirant
Michael Kunz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2229303A1 publication Critical patent/EP2229303A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/4054—Control of the pump unit involving the delivery pressure control
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    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
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    • B60T8/50—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having means for controlling the rate at which pressure is reapplied to or released from the brake
    • B60T8/5087—Pressure release using restrictions
    • B60T8/5093—Pressure release using restrictions in hydraulic brake systems

Definitions

  • the present invention relates to a brake system for a motor vehicle. Furthermore, the present invention relates to a method for operating a brake system for a motor vehicle.
  • the vehicle In a recuperative braking, the vehicle is under a regenerative operation of a
  • Electric motor braked As a rule, the electric drive motor of the vehicle is operated as a generator.
  • the electrical energy obtained in this way is stored in a memory.
  • the stored energy is later used to accelerate the vehicle.
  • recuperation described here a power loss occurring in a conventional braking process is reduced. In this way, energy consumption and / or exhaust emission of an often braking vehicle can be reduced.
  • a designed for recuperative braking vehicle is often referred to as a hybrid vehicle.
  • recuperative braking should not affect the braking distance.
  • the recuperative braking process places additional demands on a conventional, friction-based braking system of the vehicle.
  • the recuperative brake is not available. In this case, therefore, the entire braking torque must be applied via the conventional brake, that is, via the friction brakes on the wheels.
  • the recuperative braking method requires a predetermined minimum speed of the vehicle.
  • An exclusive use of the generator-operated electric motor does not guarantee braking torques with which the vehicle can be braked to a standstill. If a predetermined total braking torque is to be maintained constant until the vehicle is at a standstill, then the conventional braking system in the low speed range must compensate for the lost braking effect of the recuperative brake by means of a higher braking torque.
  • the hydraulic braking force is to be reduced in order to achieve the highest possible degree of recuperation. For example, should be shown again after switching operations, the decoupled generator as a recuperative brake, so that the braking effect is shifted in the direction of the recuperative brake. This requires a reduction of the conventional friction brake, so that the predetermined total braking torque is maintained constant.
  • brake-by-wire brake systems for example EHB systems
  • EHB systems brake-by-wire brake systems
  • veneering processes take place completely unnoticed by the driver during deceleration of the vehicle equipped with it.
  • brake-by-wire brake system requires a complex electronics and is therefore expensive.
  • the invention provides a braking system for a vehicle having the features of claim 1 and a method for controlling a braking system for a vehicle having the features of claim 10.
  • the first brake circuit comprises at least the first wheel brake cylinder.
  • the first brake circuit may have at least one further wheel brake cylinder which is associated with at least one further wheel.
  • the present invention is based on the recognition that it is advantageous for blending a recuperative brake and a conventional friction brake when a first brake circuit of a brake system can be decoupled from the master cylinder. In this case, the driver no longer controls the first brake circuit directly via the brake pedal and the master cylinder. After this Uncoupling the first brake circuit from the master brake cylinder, it is additionally advantageous to dispose of a possibility to control the at least one first wheel brake cylinder of the first brake circuit in a second manner in which the blending can be taken into account.
  • the invention is also based on the recognition of how the possibilities described in the upper paragraph can be realized in a cost-effective manner.
  • a changeover valve is arranged between the master cylinder and the first wheel brake cylinder, which is designed as a separating valve.
  • an already existing component can be used to carry out the invention. This reduces costs and reduces the installation space for the brake system according to the invention.
  • a storage chamber can be formed in a simple manner so that it has a storage volume at a side facing the first pump in an idle state.
  • a braking medium flow in the at least one first wheel brake cylinder of the first brake circuit can be controlled so that the at least one wheel brake cylinder of the first brake circuit upon receipt of a control signal provided the desired braking torque to the at least one wheel of the first brake circuit exerts.
  • the brake system according to the invention can be referred to as a brake-by-wire brake system for only one wheel axle.
  • the rear axle is operated by-wire.
  • this solution represents a comfortable and cost-effective option.
  • the front axle by-wire can be operated.
  • the braking system is therefore also suitable for vehicles operated by the front axle.
  • the present invention also offers advantages in vehicles with conventional drive and brake lines.
  • the present invention facilitates a lateral acceleration-dependent braking force distribution in which the braking force on the front wheels and / or on the rear wheels is divided according to the contact forces occurring when driving around a curve.
  • Input signal can be evaluated, for example, a determined by means of a sensor lateral acceleration. In this way, the exploited coefficient of friction of the at least two wheels can be adjusted. This allows a more stable braking of the vehicle in turns.
  • Another application for the present invention is dynamic cornering braking, wherein the braking force exerted on a curve-inside wheel is increased. This causes a more dynamic driving behavior.
  • the first Radauslassventil is adjustable in a closed state, an open state and in at least one intermediate state between the closed state and the open state.
  • the Radauslassventil be a continuously adjustable valve.
  • the Radauslassventils driving the first wheel brake cylinder for blending the recuperative braking torque, a transverse acceleration-dependent braking force distribution, a dynamic cornering braking and / or an increase in the braking force on the rear axle.
  • the brake system comprises a second brake circuit with a second wheel brake cylinder arranged on a second wheel, which is coupled to the master brake cylinder such that the pressure signal can be forwarded from the master brake cylinder to the second wheel brake cylinder and which is designed to correspond to the pressure signal To exert force on the second wheel.
  • the brake system according to the invention can thus have at least two brake circuits.
  • the second brake circuit still have at least one other wheel.
  • the second brake circuit has a second changeover valve with a bypass line arranged parallel to the second changeover valve with a check valve.
  • the hydraulic Connection between the master cylinder and the second wheel brake cylinder is thus secured against failure or blocking of the second switching valve.
  • the second brake circuit may have a second pump, which is arranged together with the first pump of the first brake circuit on a shaft, wherein the first and the second pump can be driven by a motor.
  • a second motor which would require additional space within the brake system can be saved.
  • the motor can be operated in a first direction of rotation and in a second direction of rotation, wherein a first coupling element arranged between the motor and the first pump is designed such that the first pump is operated in the first and in the second mode when the motor is operated Direction of rotation is driven, and arranged between the motor and the second pump second coupling element is configured such that the second pump is driven in operating the motor in the first direction of rotation and is decoupled from the motor in an operating of the motor in the second direction of rotation , In this way, a forced co-operation of the second pump when driving the first pump by means of the motor can be prevented.
  • the second brake circuit is switchable into a first state and into a second state, which are configured such that a drive of the second pump of the second brake circuit connected to the first state causes a pressure change on the second wheel brake cylinder and drives the second brake circuit second pump of the second brake circuit connected in the first state causes a circulating current of the braking medium in the second brake circuit.
  • This can be realized, for example, by the second brake circuit disposed between the second changeover valve and the second pump check valve and a parallel to the second
  • Fig. 1 shows a circuit diagram of a first embodiment of the brake system
  • Fig. 2 shows a circuit diagram of a second embodiment of the brake system
  • Fig. 3 shows a circuit diagram of a third embodiment of the brake system.
  • Fig. 1 shows a circuit diagram of a first embodiment of the brake system.
  • the brake system shown in Fig. 1 is exemplified as a two-piston system.
  • the brake system includes a front brake circuit 10 for braking the front wheels 12a and 12b and a rear brake circuit 14 for braking the rear wheels 16a and 16b.
  • the illustrated example is not limited to this division of the wheels 12a, 12b, 16a and 16b.
  • the example is also applicable to an embodiment in which the wheels 12a and 12b are rear wheels and the wheels 16a and 16b are front wheels of a vehicle.
  • the wheels 12a and 12b and the wheels 16a and 16b may also be 2 pairs of wheels arranged on two different sides of a vehicle or diagonally on a vehicle.
  • the braking system shown in Fig. 1 is not limited to the fixed number of four wheels 12a, 12b, 16a and 16b. Instead, the braking system can be extended to control a larger number of wheels. For example, the brake system then has at least two brake circuits, which correspond to the front brake circuit 10.
  • the brake system can be used not only for hybrid vehicles, but for any known type of motor vehicle. As explained below, even when driving with a vehicle that is not designed as a hybrid vehicle, situations arise in which an application of the braking system is advantageous.
  • the brake pedal 18 may include a pedal travel sensor, a booster diaphragm travel sensor, or a rod travel sensor to determine actuation of the brake pedal 18.
  • the brake system shown is not limited to the brake pedal 18 for inputting a braking request by a driver. Instead, a braking request of a driver can also be detected with other sensor elements, which are respectively connected to the front and / or the rear brake circuit 10 and 14.
  • the brake pedal 18 is coupled via a brake booster 20 to a master cylinder 22.
  • the master cylinder 22 is connected to a brake fluid reservoir 24, which can be filled via a filler neck 26.
  • the brake fluid reservoir 24 is a hydraulic and / or brake fluid reservoir.
  • a first supply line 28 leads to the front brake circuit 10 and a second supply line 30 to the rear brake circuit 14.
  • a pressure sensor 32 may be connected to the first supply line 28 .
  • a high-pressure switching valve 34 is connected via a branching point 33 and a switching valve 36 is connected to the supply line 28 via a branching point 35.
  • a brake fluid flow originating from the master brake cylinder 22 can flow in the front brake circuit 10 either via the high-pressure switching valve 34 and a pump 44 or via the switching valve 36 in the direction of the wheel brake cylinders 38a and 38b of the wheels 12a and 12b.
  • a bypass line with a check valve 40 is arranged.
  • the hydraulic connection between the master cylinder 22 and the wheel brake cylinders 38 a and 38 b which would otherwise be interrupted due to the malfunction, ensured by the bypass line to the check valve 40.
  • a controlled via the brake pedal 18 braking of the wheels 12a and 12b is also possible in case of failure and / or in a complete blockage of the switching valve 36.
  • a line 42 is connected, which has a branch point 43, which leads to a delivery side of a first pump 44.
  • the pump 44 is a single-piston pump or similar displacement element.
  • the first pump 44 may also be a multi-piston pump or a gear pump.
  • a line 46 leading away from the high-pressure switching valve 34 is connected to a line 48 which leads from the suction side of the pump 44 to a check valve 50.
  • a line 52 extends to a Radauslassventil 54b, which is associated with the wheel brake cylinder 38b.
  • a wheel outlet valve 54a assigned to the wheel brake cylinder 38a is likewise connected to the line 52.
  • a storage chamber 56 is also coupled to the conduit 52 via a branch point 55.
  • the line 42 leads from the switching valve 36 to a Radeinlassventil 58 a, which is associated with the wheel brake cylinder 38 a.
  • a Radeinlassventil 58 a which is associated with the wheel brake cylinder 38 a.
  • a wheel brake cylinder 38b associated Radeinlassventil 58b also connected to the line 42.
  • Parallel to the Radeinlassventilen 58a and 58b bypass lines with check valves 60a and 60b are arranged.
  • the wheel inlet valve 58a and the wheel brake cylinder 38a are connected to each other via a line 62a.
  • the Radauslassventil 54a is connected via a branch point 64a to the line 62a.
  • the wheel outlet valve 54b is also connected via a branch point 64b to a line 62a which is arranged between the wheel inlet valve 58b and the wheel brake cylinder 38b.
  • the valves 34, 36, 54a, 54b, 58a and 58b of the front brake circuit 10 may be formed as hydraulic valves.
  • the switching valve 36 and the Radeinlassventile 58a and 58b are designed as normally open valves and the high-pressure switching valve 34 and the Radauslassventile 54a and 54b as normally closed valves.
  • a driver-requested pressure build-up in the wheel brake cylinders 38a and 38b of the brake calipers is thus reliably ensured in the normal braking operation of the brake system 10. Accordingly, the pressure built up in the wheel brake cylinders 38a and 38b of the brake calipers can also be rapidly reduced again.
  • the supply line 30 also connects a high-pressure switching valve 66 and a switching valve 68 (via a branch point 65) to the master cylinder 22.
  • the switching valve 68 of the rear brake circuit 14 is formed as an isolation valve. At the switching valve 68, no bypass line is arranged with a check valve. Closing the switching valve 68 thus causes the rear brake circuit 14, in particular the wheel brake cylinders 69a and 69b of the wheels 16a and 16b, to be disconnected from the master brake cylinder 22.
  • a line 70 extends to a Radeinlassventil 72b, which is associated with the wheel brake cylinder 69b.
  • a wheel inlet valve 72a associated with the wheel brake cylinder 69a is likewise coupled to the line 70 via a branching point 71.
  • Parallel to the wheel inlet valves 72a and 72b bypass lines with check valves 74a and 74b are arranged.
  • a delivery side of a pump 76 is connected to the conduit 70 via a branching point 75.
  • the pump 76 may be formed as a single-piston pump, as a pump with multiple pistons or as a gear pump.
  • a check valve 80 is connected to the suction side of the pump 76. From a branching point 81 of the conduit 78 disposed between the pump 76 and the check valve 80, a conduit 82 extends to the high pressure switching valve 66. On one of the conduit 78 On the opposite side of the check valve 80, a conduit 84 extends to a branching point 85 to which the wheel outlet valves 86a and 86b are connected.
  • the wheel outlet valves 86a and 86b are respectively switchable to a closed state, an open state, and at least one intermediate state between the closed state and the open state. In the intermediate state, the wheel outlet valve 86a or 86b is only partially opened.
  • the Radauslassventile 86a and 86b are designed as a continuously adjustable Radauslassventile.
  • wheel outlet valves can be used, which can be switched only in an open and in a closed state.
  • a storage chamber 88 is connected to the line 84.
  • the storage chamber 88 has a storage volume on a side facing the pump 76 in an idle state.
  • the storage volume is a brake fluid storage volume.
  • the storage chamber 88 thus provides a volume in its idle state, that is to say in the pressure-balanced state of the rear brake circuit 14.
  • the storage chamber 88 may include a storage path sensor and / or a storage path switch to securely detect the volume in the storage chamber 88 and to operate the storage chamber 88 accordingly. This is also called a volume estimation or a volume budget.
  • the storage chamber 56 can be chosen cost-effectively so that it does not provide any volume in the pressure-compensated state of the front brake circuit 10.
  • the wheel inlet valves 72a and 72b are each connected via lines 90a and 90b to one of the wheel brake cylinders 69a and 69b of the wheels 16a or 16b. Via a branching point 92a, the wheel outlet valve 86a is connected to the line 90a. Accordingly, the wheel outlet valve 86b is connected to the conduit 90b via a branch point 92b.
  • the valves 66, 68, 72a, 72b, 86a and 86b may be hydraulic valves.
  • the switching valve 68 and the wheel inlet valves 72a and 72b are normally open valves.
  • the high-pressure switching valve 66 and the Radauslassventile 86a and 86b are advantageously designed as normally closed valves.
  • the two pumps 44 and 76 are seated on a common shaft, which is operated by a motor 94.
  • the motor 94 may be configured to rotate in only one direction of rotation.
  • the storage chamber 88 is designed so that it allows a safe filling and / or emptying of the wheel brake cylinders 69a and 69b of the wheels 16a and 16b.
  • the filling of the wheel brake cylinders 69a and 69b with a brake fluid from the storage chamber 88 is possible in particular in a situation in which the wheel brake cylinders 69a and 69b are decoupled from the master cylinder 22 by means of the changeover valve 68. Accordingly, a subsequent emptying of the wheel brake cylinders 69a and 69b by means of the storage chamber 88 is possible.
  • the Radauslassventile 86a and 86b are designed so that even after a decoupling of the wheel brake cylinder 69a and 69b of the master cylinder 22 a prevailing at the wheel brake cylinders 69a and 69b pressure by the Radauslassventile 86a and 86b is controllable.
  • the wheel outlet valves 86a and 86b are designed so that they are closed, opened or adjustable in at least one partial opening state.
  • a current is supplied to the changeover valve 68 by a control device (not shown) and the changeover valve 68 is closed.
  • the master cylinder 22 is decoupled from the wheel brake cylinders 69a and 69b of the rear wheels 16a and 16b. This brakes the driver via the brake pedal 18 only in the front brake circuit 10 a.
  • the driver's braking request is detected by means of a sensor (not shown) and evaluated with respect to a desired total braking torque.
  • the brake pressure currently present at the wheels 12a and 12b is determined.
  • An evaluation device calculates the brake pressure difference between the desired total braking torque and the brake pressure present at the wheels 12a and 12b.
  • the pump 76 is controlled so that a volume corresponding to the brake pressure difference is transferred from the expanded volume of the storage chamber 88 into the wheel brake cylinders 69a and 69b of the wheels 16a and 16b.
  • the volume of the wheel brake cylinders 69a and 69b of the wheels 16a and 16b is discharged into the storage chamber 88 via the wheel outlet valves 86a and 86b.
  • the brake system shown in FIG. 1 can be used for recuperative braking.
  • the rear brake circuit 14 is connected to a functioning during the recuperative braking as a generator electric motor.
  • a not constant but known braking torque of the generator acts on the wheels 16a and 16b.
  • the brake pedal 18 can determine which total braking torque is desired by the driver.
  • the braking torques exerted on the wheels 12a and 12b by means of the conventional friction brake and by means of the recuperative brake on the wheels 16a and 16b can be determined.
  • the evaluation device can now calculate the braking torque difference between the total braking torque desired by the driver and the braking torques applied to the wheels 12a, 12b, 16a and 16b. This braking torque difference is then adjusted according to the procedure described above on the wheels 16a and 16b.
  • the veneering process described here is hardly noticed by the driver and thus does not affect the ride comfort.
  • recuperative brake generator is disposed on the vehicle's "by-wire" axis, however, the embodiment described herein is also applicable to a braking system in which the recuperative brake applies braking torque to a wheel that is not "by-wire.” "Brake circuit is assigned.
  • the adjustment of the brake pressure on the rear axle of the high-pressure switching valve 66 can take place.
  • a pressure control of the brake pressure on the rear axle is possible.
  • at least one pressure sensor is arranged in the region of at least one of the wheels 16a or 16b and / or in the rear axle circle.
  • a control device of the brake system can be designed so that the switching valve 68 of the rear brake circuit 14 is deliberately kept open in the event of a highly dynamic braking of the vehicle. In this way, a volume of the master cylinder 22 can be shifted with the dynamics dictated by the driver in the wheel brake cylinder 69a and 69b of the wheels 16a and 16b.
  • the pressure build-up dynamics at the wheels 16a and 16b is no longer dependent on the hydraulic operation of the pump 76 in this case.
  • the Anbrems dynamics is comparable to that of a conventional brake system. This ensures a quick response to a sudden braking request from a driver.
  • Fig. 2 shows a circuit diagram of a second embodiment of the brake system.
  • the brake system shown in FIG. 2 has the already described components 10 to 92 of the brake system explained with reference to FIG. 1.
  • the brake system of FIG. 2 includes a motor 100 which can rotate in two opposite directions of rotation.
  • the motor path of the motor 100 is thus designed so that a forward and reverse running of the motor 100 is possible.
  • the pump 44 is coupled to the motor 100 such that a freewheel is formed between the pump 44 and the motor 100.
  • the freewheel opens with a rotation of the motor 100 in its first direction of rotation.
  • the motor 100 is operated in its first direction of rotation, preferably in reverse operation.
  • the freewheel located between the pump 44 and the engine 100 opens and the pump 44 is decoupled from the engine 100.
  • the pump 44 is not active during this time. The actuation of the motor 100 in its first direction of rotation thus influences only the brake pressure present at the wheels 16a and 16b.
  • both pumps 44 and 76 are actuated at the same time.
  • the motor 100 is operated in its second direction of rotation, preferably in forward operation.
  • the second direction of rotation of the motor 100 is the reverse direction of the freewheel.
  • the two arranged on a common shaft pumps 44 and 76 are thus driven by the motor 100 at the same speed. In this way, in the case of a delivery request in both brake circuits 10 and 14, a pressure build-up and / or an ABS control in both brake circuits 10 and 14 is possible.
  • Fig. 3 shows a circuit diagram of a third embodiment of the brake system.
  • the brake system shown in Fig. 3 comprises the already described components 10 to 94 of the brake system of FIG.
  • the front brake circuit 10 of the brake system of FIG. 3 includes a further valve 110 which is connected to the conduit 46 via a conduit 112 and a branch point 111.
  • the valve 110 is coupled via a line 114 and the branch point 45 to an input of the pump 44.
  • the valve 110 is designed as a normally closed valve.
  • the brake system of FIG. 3 includes a check valve 118 in a conduit 116 which extends from the branch point 43 of the conduit 42 to the pump 44.
  • the valve 110 can be opened.
  • the pump 44 of the front brake circuit 10 is operated at the same speed as the pump 76 of the rear brake circuit 14, but promotes only in a circle due to the opening of the valve 110.
  • the front brake circuit 10 is thus switched to a state in which an operation of the pump 44 causes only a circular flow of the brake fluid in the front brake circuit 10.
  • a pressure build-up on the wheel brake cylinders 69a and 69b of the rear brake circuit 14 thus does not take place.
  • the forced co-actuation of the pump 44 can be pedal pulsations through
  • valve 110 will not be energized and will remain closed.
  • the operation of the pump 44 leads to a closing of the valve 110 to a brake pressure build-up on all wheels 12a, 12b, 16a and 16b.
  • a two-circuit pressure build-up and / or AB S controls are possible.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem Hauptbremszylinder (22), welcher dazu ausgelegt ist, eine Betätigung eines Bremseingabeelements (18) zu erfassen und ein der Betätigung des Bremseingabeelements (18) entsprechendes Drucksignal bereitzustellen, und einem ersten Bremskreis (14) mit einem ersten Radbremszylinder (69a,69b), welcher dazu ausgelegt ist, eine dem Drucksignal entsprechende Kraft auf ein erstes Rad (16a, 16b) auszuüben, einem zwischen dem Hauptbremszylinder (22) und dem ersten Radbremszylinder (69a,69b) angeordneten ersten Umschaltventil (68), welches als Trennventil ausgelegt ist, einer ersten Pumpe (76) und einer Speicherkammer (88), wobei die Speicherkammer (88) in einem Ruhezustand ein Speichervolumen an einer der ersten Pumpe (76) zugewandten Seite aufweist, und einem dem ersten Rad (16a, 16b) zugeordneten ersten Radauslassventil (86a,86b), welches dazu ausgelegt ist, einen Bremsmediumstrom zwischen dem ersten Radbremszylinder (69a,69b) und der Speicherkammer (88) zu steuern. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines entsprechenden Bremssystems.

Description

Beschreibung
Titel
Bremssystem und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Bei einem rekuperativen Bremsen wird das Fahrzeug unter einem generatorischen Betreiben eines
Elektromotors abgebremst. In der Regel wird dabei der elektrische Antriebsmotor des Fahrzeugs generatorisch betrieben. Die auf diese Weise gewonnene elektrische Energie wird in einem Speicher abgespeichert. Vorzugsweise wird die gespeicherte Energie später zum Beschleunigen des Fahrzeugs verwendet. Durch hier beschriebene Rekuperation wird eine bei einem herkömmlichen Bremsverfahren auftretende Verlustleistung verringert. Auf diese Weise kann ein Energieverbrauch und/oder eine Abgasemission eines oft bremsenden Fahrzeugs verringert werden. Ein zum rekuperativen Bremsen ausgelegtes Fahrzeug wird häufig als Hybridfahrzeug bezeichnet.
Das rekuperative Bremsen soll jedoch nicht den Bremsweg beeinflussen. Damit stellt das rekuperative Brems-Verfahren in bestimmten Situationen zusätzliche Anforderungen an ein konventionelles, auf Reibung basierendes Bremssystem des Fahrzeugs. Beispielsweise steht bei einem vollen elektrischen Energiespeicher die rekuperative Bremse nicht zur Verfügung. In diesem Fall muss deshalb das gesamte Bremsmoment über die konventionelle Bremse, das heißt über die Reibungsbremsen an den Rädern, aufgebracht werden.
Zusätzlich erfordert das rekuperative Brems-Verfahren eine vorgegebene Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Eine ausschließliche Verwendung des generatorisch betriebenen Elektromotors gewährleistet keine Bremsmomente, mit welchen das Fahrzeug bis zum Stillstand abbremsbar ist. Soll ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment konstant bis zum Stillstand des Fahrzeugs eingehalten werden, so muss das konventionelle Bremssystem im niedrigen Geschwindigkeitsbereich die wegfallende Bremswirkung der rekuperativen Bremse durch ein höheres Bremsmoment kompensieren. Es gibt allerdings auch Situation, bei denen die hydraulische Bremskraft zurückgenommen werden soll, um einen möglichst hohen Rekuperationsgrad zu erzielen. Beispielsweise soll nach Schaltvorgängen der abgekoppelte Generator als rekuperative Bremse wieder eingeblendet werden, damit die Bremswirkung in Richtung der rekuperativen Bremse verschoben wird. Dies erfordert eine Zurück- nähme der konventionellen Reibungsbremse, damit das vorgegebene Gesamtbremsmoment konstant eingehalten wird.
Vorgänge, bei welchen das Bremsmoment der konventionellen Reibungsbremse an das aktuelle Bremsmoment der rekuperativen Bremse angepasst wird, um ein gewünschtes Gesamtbremsmoment einzuhalten, werden häufig als Verblend- Vorgänge bezeichnet. Bei vielen Fahrzeugen mit einer rekuperativen Bremse erfolgt die Verzögerungsregelung durch den Fahrer, welcher mittels einer auf das Pedal ausgeübten Kraft das konventionelle Bremsmoment so steuert, dass trotz einer Zunahme oder einer Abnahme des rekuperativen Bremsmoments das gewünschte Gesamtbremsmoment eingehalten wird. Diese Verblend- Vorgänge sind jedoch mit einem zusätzlichen Arbeitsaufwand für den Fahrer verbunden und beeinträchtigen damit dessen Fahrkomfort erheblich.
Des Weiteren sind Brake-by-Wire Bremssysteme, beispielsweise EHB-Systeme, bekannt, bei welchen die Verblendvorgänge während eines Abbremsens des damit ausgestatteten Fahrzeugs vollkommen unbemerkt vom Fahrer erfolgen. Ein derartiges Brake-by-Wire Bremssystem erfordert jedoch eine aufwendige Elektronik und ist deshalb teuer.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern eines Bremssystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Unter dem Drucksignal ist dabei beispielsweise eine von dem Hauptbremszylinder an den mindestens einen ersten Radbremszylinder weitergegebene Leitung oder ein weitergeleiteter Druck zu verstehen. Mittels dieser weitergegebenen Leistung wird der erste Radbremszylinder dazu gebracht, ein Brems- moment auf das ihm zugeordnete erste Rad auszuüben. Der erste Bremskreis umfasst dabei mindestens den ersten Radbremszylinder. Selbstverständlich kann der erste Bremskreis noch mindestens einen weiteren Radbremszylinder haben, welcher mindestens einem weiteren Rad zugeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es für ein Verblenden einer rekuperativen Bremse und einer konventionellen Reibungsbremse vorteilhaft ist, wenn sich ein erster Bremskreis eines Bremssystems von dem Hauptbremszylinder abkoppeln lässt. In diesem Fall steuert der Fahrer den ersten Bremskreis nicht mehr direkt über das Bremspedal und den Hauptbremszylinder. Nach dem Abkoppeln des ersten Bremskreises von dem Hauptbremszylinder ist es zusätzlich vorteilhaft, über eine Möglichkeit zu verfügen, um den mindestens einen ersten Radbremszylinder des ersten Bremskreises auf eine zweite Weise, bei welcher das Verblenden berücksichtigt werden kann, anzusteuern.
Die Erfindung beruht außerdem auf der Erkenntnis, wie sich die in dem oberen Absatz beschriebenen Möglichkeiten auf kostengünstige Weise realisieren lassen. Dazu wird zwischen dem Hauptbremszylinder und dem ersten Radbremszylinder ein Umschaltventil angeordnet, welches als Trennventil ausgebildet ist. Zur Ausführung der Erfindung kann somit eine in der Regel bereits vorhandene Komponente verwendet werden. Dies senkt die Kosten und reduziert den Bauraum für das erfindungsgemäße Bremssystem. Zusätzlich kann auf einfache Weise eine Speicherkammer so ausgebildet werden, dass sie in einem Ruhezustand ein Speichervolumen an einer der ersten Pumpe zugewandten Seite aufweist. Mittels des mindestens einen Radeinlass- und/oder Radauslassventils kann in diesem Fall ein Bremsmediumstrom in den mindestens einen ersten Radbremszylinder des ersten Bremskreises so gesteuert werden, dass der mindestens eine Radbremszylinder des ersten Bremskreises bei Empfang eines bereitgestellten Steuersignals das gewünschte Bremsmoment auf das mindestens eine Rad des ersten Bremskreises ausübt.
Damit besteht die Möglichkeit, mittels eines Sensors oder mittels Schätzung zu ermitteln, welches Gesamtbremsmoment von dem Fahrer gewünscht wird, welches aktuelle rekuperative Bremsmoment durch die rekuperative Bremse ausgeübt wird und welche Differenz zwischen dem gewünschten Gesamtbremsmoment und dem aktuellen rekuperativen Bremsmoment noch besteht. Das der ermittelten Differenz entsprechende Bremsmoment kann anschließend mittels des mindestens einen Radeinlass- und/oder Radauslassventils auf das erste Rad ausgeübt werden. Dies ermöglicht ein Verblenden, ohne dass der Fahrer dazu einen zusätzlichen Arbeitsaufwand ausführen muss. Eine ausreichende Rekupera- tionseffϊzienz ist somit zu vertretbaren Kosten gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Bremssystem kann als Brake-by-Wire Bremssystem für nur eine Radachse bezeichnet werden. Vorzugsweise wird dabei die Hinterachse by-Wire betrieben. Insbesondere für heck- oder allradbetriebene Fahrzeuge stellt diese Lösung eine komfortable und kostengünstige Mög- lichkeit dar. Selbstverständlich kann mittels des erfindungsgemäßen Bremssystems auch die Vorderachse by-Wire betrieben werden. Das Bremssystem ist daher auch für von der Vorderachse betriebene Fahrzeuge gut einsetzbar.
Die vorliegende Erfindung bietet auch bei Fahrzeugen mit konventionellen Antriebs- und Bremssträn- gen Vorteile. Beispielsweise erleichtert die vorliegende Erfindung eine querbeschleunigungsabhängige Bremskraftverteilung, bei welcher die Bremskraft an den Vorderrädern und/oder an den Hinterrädern entsprechend den bei einer Fahrt um eine Kurve auftretenden Aufstandskräften aufgeteilt wird. Als Eingangssignal kann beispielsweise eine mittels eines Sensors ermittelte Querbeschleunigung ausgewertet werden. Auf diese Weise kann der ausgenutzte Reibwert der mindestens zwei Räder angeglichen werden. Dies ermöglicht ein stabileres Bremsen des Fahrzeugs in Kurven.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für die vorliegende Erfindung ist ein dynamisches Kurvenbremsen, wobei die auf ein kurveninneres Rad ausgeübte Bremskraft erhöht wird. Dies bewirkt ein dynamischeres Fahrverhalten.
Ebenso kann bei einem Bremsen während einer Rückwärtsfahrt durch Erhöhung der Bremskraft an einer Radachse, vorzugsweise an der Hinterradachse, eine für die Rückwärtsfahrt besser eingestellte Bremskraftverteilung erzielt werden. Man spricht dabei auch von einer „Rückwärts-Bremskraft- verteilung". Insbesondere bei einer langsamen Rückwärtsfahrt bergab führt dies zu einem deutlich stabileren Fahrzeugverhalten.
Des Weiteren lässt sich mittels der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Bremssystemen ein kürzerer Pedalweg realisieren. Dies gewährleistet ein verbessertes Pedalgefühl und damit einen erhöhten Fahrkomfort für den Fahrer eines Fahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem.
Beispielsweise ist das erste Radauslassventil in einen geschlossenen Zustand, einen geöffneten Zustand und in mindestens einen Zwischenzustand zwischen dem geschlossenen Zustand und dem geöffneten Zustand verstellbar. Insbesondere kann das Radauslassventil ein stetig verstellbares Ventil sein. Damit gewährleistet diese relativ kostengünstige Ausführungsform des Radauslassventils ein Ansteuern des ersten Radbremszylinders für ein Verblenden des rekuperativen Bremsmoments, eine querbe- schleunigungsabhängige Bremskraftverteilung, ein dynamisches Kurvenbremsen und/oder eine Erhöhung der Bremskraft an der Hinterachse.
In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Bremssystem einen zweiten Bremskreis mit einem an einem zweiten Rad angeordneten zweiten Radbremszylinder, welcher so an den Hauptbremszylinder gekoppelt ist, dass das Drucksignal von dem Hauptbremszylinder an den zweiten Radbremszylinder weiterleitbar ist und welcher dazu ausgelegt ist, eine dem Drucksignal entsprechende Kraft auf das zweite Rad auszuüben. Das erfindungsgemäße Bremssystem kann damit mindestens zwei Bremskreise aufweisen. Selbstverständlich kann der zweite Bremskreis noch mindestens ein weiteres Rad haben.
Vorzugsweise weist der zweite Bremskreis ein zweites Umschaltventil mit einer parallel zu dem zweiten Umschaltventil angeordneten Bypassleitung mit einem Rückschlagventil auf. Die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem zweiten Radbremszylinder ist damit gegen ein Ausfallen oder eine Blockierung des zweiten Umschaltventils gesichert.
Insbesondere kann der zweite Bremskreis eine zweite Pumpe aufweisen, welche zusammen mit der ersten Pumpe des ersten Bremskreises an einer Welle angeordnet ist, wobei die erste und die zweite Pumpe über einen Motor antreibbar sind. Auf diese Weise kann ein zweiter Motor, welcher zusätzlichen Bauraum innerhalb des Bremssystems erfordern würde, eingespart werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Motor in einer ersten Drehrichtung und in einer zweiten Drehrichtung betreibbar, wobei ein zwischen dem Motor und der ersten Pumpe angeordnetes erstes Ankoppelelement so ausgebildet ist, dass die erste Pumpe bei einem Betreiben des Motors in der ersten und in der zweiten Drehrichtung angetrieben wird, und ein zwischen dem Motor und der zweiten Pumpe angeordnetes zweites Ankoppelelement so ausgebildet ist, dass die zweite Pumpe bei einem Betreiben des Motors in der ersten Drehrichtung angetrieben wird und bei einem Betreiben des Motors in der zweiten Drehrichtung von dem Motor abgekoppelt ist. Auf diese Weise ist ein zwangsweises Mitbetreiben der zweiten Pumpe bei einem Antreiben der ersten Pumpe mittels des Motors verhinder- bar.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der zweite Bremskreis in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand schaltbar, welche so ausgebildet sind, dass ein Antreiben der zweiten Pumpe des in den ersten Zustand geschalteten zweiten Bremskreises eine Druckänderung an dem zweiten Radbremszylinder bewirkt und ein Antreiben der zweiten Pumpe des in den ersten Zustand geschalteten zweiten Bremskreises einen Kreisstrom des Bremsmediums in dem zweiten Bremskreis bewirkt. Dies ist beispielsweise realisierbar, indem der zweite Bremskreis ein zwischen dem zweiten Um- schaltventil und der zweiten Pumpe angeordnetes Rückschlagventil und ein parallel zu der zweiten
Pumpe angeordnetes Ventil aufweist, wobei der zweite Bremskreis mittels eines Schließen des Ventils in den ersten Zustand und mittels eines Öffnen des Ventils in den zweiten Zustand schaltbar ist. Dies gewährleistet eine weitere Möglichkeit um ein nichtgewünschtes Mitbetreiben der zweiten Pumpe bei einem Antreiben der ersten Pumpe mittels des Motors zu verhindern.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile sind auch durch ein entsprechendes Verfahren gewährleistet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 zeigt einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform des Bremssystems;
Fig. 2 zeigt einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform des Bremssystems; und
Fig. 3 zeigt einen Schaltplan einer dritten Ausführungsform des Bremssystems.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform des Bremssystems.
Das in Fig. 1 dargestellte Bremssystem ist beispielhaft als Zwei-Kolben-System ausgeführt. Das Bremssystem umfasst einen vorderen Bremskreis 10 zum Abbremsen der Vorderräder 12a und 12b und einen hinteren Bremskreis 14 zum Abbremsen der Hinterräder 16a und 16b. Das dargestellte Bei- spiel ist jedoch nicht auf diese Aufteilung der Räder 12a, 12b, 16a und 16b beschränkt. Selbstverständlich ist das Beispiel auch auf eine Ausführungsform anwendbar, bei welcher die Räder 12a und 12b Hinterräder und die Räder 16a und 16b Vorderräder eines Fahrzeugs sind. Die Räder 12a und 12b und die Räder 16a und 16b können auch 2 Paare von Rädern sein, welche auf zwei verschiedenen Seiten eines Fahrzeugs oder diagonal an einem Fahrzeug angeordnet sind.
Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das in Fig. 1 dargestellten Bremssystem nicht auf die feste Anzahl von vier Rädern 12a, 12b, 16a und 16b beschränkt ist. Stattdessen kann das Bremssystem so erweitert werden, dass es eine größere Anzahl von Rädern steuert. Beispielsweise weist das Bremssystem dann mindestens zwei Bremskreise auf, welche dem vorderen Bremskreis 10 entspre- chen.
Ebenso kann das Bremssystem nicht nur für Hybridfahrzeuge, sondern für jeden bekannten Kraftfahrzeugtyp verwendet werden. Wie weiter unten noch ausgeführt, ergeben sich auch bei einer Fahrt mit einem nicht als Hybridfahrzeug ausgebildeten Fahrzeug Situationen, in welchen eine Anwendung des Bremssystems vorteilhaft ist.
Als Betätigungselement weist das Bremssystem ein Bremspedal 18 auf. Das Bremspedal 18 kann zum Ermitteln einer auf das Bremspedal 18 ausgeübten Betätigung einen Pedalwegsensor, einen Booster- Membranwegsensor oder einen Stangenwegsensor aufweisen. Das dargestellte Bremssystem ist jedoch nicht auf das Bremspedal 18 zur Eingabe eines Bremswunsches durch einen Fahrer eingeschränkt. Stattdessen kann ein Bremswunsch eines Fahrers auch mit anderen Sensorelementen erfasst werden, welche entsprechend mit dem vorderen und/oder dem hinteren Bremskreis 10 und 14 verbunden sind. Das Bremspedal 18 ist über einen Bremskraftverstärker 20 an einen Hauptbremszylinder 22 gekoppelt. Der Hauptbremszylinder 22 ist mit einem Bremsmediumreservoir 24 verbunden, welcher über einen Einfüllstutzen 26 befüllbar ist. Beispielsweise ist das Bremsmediumreservoir 24 ein Hydraulik- und/oder Bremsflüssigkeitsbehälter.
Von dem Hauptbremszylinder 22 führt eine erste Zufuhrleitung 28 zu dem vorderen Bremskreis 10 und eine zweite Zufuhrleitung 30 zu dem hinteren Bremskreis 14. An die erste Zufuhrleitung 28 kann ein Drucksensor 32 angeschlossen sein. Zusätzlich sind über einen Verzweigungspunkt 33 ein Hoch- druckschaltventil 34 und über einen Verzweigungspunkt 35 ein Umschaltventil 36 an die Zufuhrleitung 28 angeschlossen. Ein von dem Hauptbremszylinder 22 ausgehender Bremsflüssigkeitsstrom kann im vorderen Bremskreis 10 wahlweise über das Hochdruckschaltventil 34 und eine Pumpe 44 oder über das Umschaltventil 36 in Richtung zu den Radbremszylindern 38a und 38b der Räder 12a und 12b fließen.
Parallel zu dem Umschaltventil 36 ist eine Bypassleitung mit einem Rückschlagventil 40 angeordnet. Bei einer Fehlfunktion des Umschaltventils 36 ist die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 22 und den Radbremszylindern 38a und 38b, welche sonst aufgrund der Fehlfunktion unterbrochen wäre, durch die Bypassleitung mit dem Rückschlagventil 40 gewährleistet. Damit ist auch bei einem Ausfall und/oder bei einer vollständigen Blockierung des Umschaltventils 36 eine über das Bremspedal 18 gesteuerte Bremsung der Räder 12a und 12b möglich ist.
An dem Umschaltventil 36 ist eine Leitung 42 angeschlossen, welche einen Verzweigungspunkt 43 aufweist, der zu einer Förderseite einer ersten Pumpe 44 führt. Vorzugsweise ist die Pumpe 44 eine Ein-Kolben-Pumpe oder ein ähnlich ausgeführtes Verdrängungselement. Die erste Pumpe 44 kann jedoch auch eine Pumpe mit mehreren Kolben oder eine Zahnradpumpe sein.
Über einen Verzweigungspunkt 45 ist eine von dem Hochdruckschaltventil 34 wegführende Leitung 46 mit einer Leitung 48 verbunden, welche von der Saugseite der Pumpe 44 zu einem Rückschlagven- til 50 führt. Von dem Rückschlagventil 50 verläuft eine Leitung 52 zu einem Radauslassventil 54b, welches dem Radbremszylinder 38b zugeordnet ist. Über einen Verzweigungspunkt 37 ist ein dem Radbremszylinder 38a zugeordnetes Radauslassventil 54a ebenfalls mit der Leitung 52 verbunden. Des Weiteren ist eine Speicherkammer 56 ebenfalls über einen Verzweigungspunkt 55 an die Leitung 52 gekoppelt.
Die Leitung 42 führt von dem Umschaltventil 36 zu einem Radeinlassventil 58a, welches dem Radbremszylinder 38a zugeordnet ist. Über einen Verzweigungspunkt 39 ist ein dem Radbremszylinder 38b zugeordnetes Radeinlassventil 58b ebenfalls an die Leitung 42 angeschlossen. Parallel zu den Radeinlassventilen 58a und 58b sind Bypassleitungen mit Rückschlagventilen 60a und 60b angeordnet.
Das Radeinlassventil 58a und der Radbremszylinder 38a sind über eine Leitung 62a miteinander verbunden. Das Radauslassventil 54a ist über einen Verzweigungspunkt 64a an die Leitung 62a angeschlossen. Entsprechend ist auch das Radauslassventil 54b über einen Verzweigungspunkt 64b an eine Leitung 62a angeschlossen, welche zwischen dem Radeinlassventil 58b und dem Radbremszylinder 38b angeordnet ist.
Die Ventile 34, 36, 54a, 54b, 58a und 58b des vorderen Bremskreises 10 können als Hydraulikventile ausgebildet sein. Vorzugsweise sind das Umschaltventil 36 und die Radeinlassventile 58a und 58b als stromlos offene Ventile und das Hochdruckschaltventil 34 und die Radauslassventile 54a und 54b als stromlos geschlossene Ventile ausgebildet. Ein fahrerseitig angeforderter Druckaufbau in den Rad- bremszylindern 38a und 38b der Bremszangen ist somit im normalen Bremsbetrieb des Bremssystems 10 sicher gewährleistet ist. Entsprechend kann der aufgebaute Druck in den Radbremszylindern 38a und 38b der Bremszangen auch schnell wieder abgebaut werden.
Die Zufuhrleitung 30 verbindet ebenfalls ein Hochdruckschaltventil 66 und ein Umschaltventil 68 (über einen Verzweigungspunkt 65) mit dem Hauptbremszylinder 22. Im Gegensatz zu dem Umschaltventil 36 des vorderen Bremskreises 10, ist das Umschaltventil 68 des hinteren Bremskreises 14 jedoch als Trennventil ausgebildet. An dem Umschaltventil 68 ist keine Bypassleitung mit einem Rückschlagventil angeordnet. Ein Schließen des Umschaltventils 68 bewirkt damit ein Abkoppeln des hinteren Bremskreises 14, insbesondere der Radbremszylinder 69a und 69b der Räder 16a und 16b, von dem Hauptbremszylinder 22.
Von dem Umschaltventil 68 verläuft eine Leitung 70 zu einem Radeinlassventil 72b, welches dem Radbremszylinder 69b zugeordnet ist. Ein dem Radbremszylinder 69a zugeordnetes Radeinlassventil 72a ist über einen Verzweigungspunkt 71 ebenfalls an die Leitung 70 gekoppelt. Parallel zu den Rad- einlassventilen 72a und 72b sind Bypassleitungen mit Rückschlagventilen 74a und 74b angeordnet. Des Weiteren ist eine Förderseite einer Pumpe 76 über einen Verzweigungspunkt 75 mit der Leitung 70 verbunden. Die Pumpe 76 kann als Ein-Kolben-Pumpe, als Pumpe mit mehreren Kolben oder als Zahnradpumpe ausgebildet sein.
Über eine Leitung 78 ist ein Rückschlagventil 80 an der Saugseite der Pumpe 76 angeschlossen. Von einem zwischen der Pumpe 76 und dem Rückschlagventil 80 angeordneten Verzweigungspunkt 81 der Leitung 78 verläuft eine Leitung 82 zu dem Hochdruckschaltventil 66. Auf einer von der Leitung 78 abgewandten Seite des Rückschlagventils 80 verläuft eine Leitung 84 zu einem Verzweigungspunkt 85, an welchem die Radauslassventile 86a und 86b angeschlossen sind.
Die Radauslassventile 86a und 86b sind jeweils in einen geschlossenen Zustand, einen geöffneten Zustand, und in mindestens einen zwischen dem geschlossenen und dem geöffneten Zustand liegenden Zwischenzustand schaltbar. In dem Zwischenzustand ist das Radauslassventil 86a oder 86b nur teilweise geöffnet. Vorzugsweise sind die Radauslassventile 86a und 86b als stetig stellbare Radauslassventile ausgebildet. Demgegenüber können für die Radauslassventile 54a und 54b des vorderen Bremskreises 10 kostengünstiger Radauslassventile verwendet werden, welche sich lediglich in einen geöffneten und in einen geschlossenen Zustand schalten lassen.
Über einen Verzweigungspunkt 87 ist eine Speicherkammer 88 an die Leitung 84 angeschlossen. Die Speicherkammer 88 weist in einem Ruhezustand an einer der Pumpe 76 zugewandten Seite ein Speichervolumen auf. Vorzugsweise ist das Speichervolumen ein Bremsflüssigkeitsspeichervolumen. Die Speicherkammer 88 sieht damit in ihrem Ruhezustand, das heißt im druckausgeglichenen Zustand des hinteren Bremskreises 14, ein Volumen vor. Die Speicherkammer 88 kann einen Speicherwegsensor und/oder einen Speicherwegschalter aufweisen, um das Volumen in der Speicherkammer 88 sicher festzustellen und die Speicherkammer 88 entsprechend zu betreiben. Man spricht dabei auch von einer Volumenschätzung oder einem Volumenhaushalt. Demgegenüber kann die Speicherkammer 56 kos- tengünstig so gewählt werden, dass sie im druckausgeglichenen Zustand des vorderen Bremskreises 10 kein Volumen vorsieht.
Die Radeinlassventile 72a und 72b sind über Leitungen 90a und 90b jeweils mit einem der Radbrems- zylinder 69a und 69b der Räder 16a oder 16b verbunden. Über einen Verzweigungspunkt 92a ist das Radauslassventil 86a an die Leitung 90a angeschlossen. Entsprechend ist das Radauslassventil 86b über einen Verzweigungspunkt 92b mit der Leitung 90b verbunden.
Auch die Ventile 66, 68, 72a, 72b, 86a und 86b können Hydraulikventile sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind das Umschaltventil 68 und die Radeinlassventile 72a und 72b stromlos offene Ventile. In diesem Fall sind das Hochdruckschaltventil 66 und die Radauslassventile 86a und 86b vorteilhafterweisen als stromlos geschlossene Ventile ausgebildet.
Die beiden Pumpen 44 und 76 sitzen auf einer gemeinsamen Welle, welche über einen Motor 94 betrieben wird. In einer kostengünstigen Ausführungsform kann der Motor 94 dazu ausgelegt sein, sich in nur eine Drehrichtung zu drehen. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der hintere Bremskreis 14 mit den beiden Radbremszy- lindern 69a und 69b aufgrund der Ausbildung des Umschaltventils 68 als Trennventil vom Hauptbremszylinder 22 leicht abkoppelbar ist. Ein Durchgriff vom Hauptbremszylinder 22 auf die Rad- bremszylinder 69a und 69b ist bei einem geschlossenen Umschaltventil 68 nicht mehr möglich. Dem- gegenüber ist bei einem offenen Umschaltventil 68 der Durchgriff auf die Radbremszylinder 69a und 69b entsprechend einem konventionellen Modulationssystem möglich.
Die Speicherkammer 88 ist so ausgelegt, dass sie ein sicheres Befüllen und/oder Entleeren der Rad- bremszylinder 69a und 69b der Räder 16a und 16b erlaubt. Das Befüllen der Radbremszylinder 69a und 69b mit einer Bremsflüssigkeit aus der Speicherkammer 88 ist insbesondere in eine Situation möglich, in welcher die Radbremszylinder 69a und 69b mittels des Umschaltventils 68 von dem Hauptbremszylinder 22 abgekoppelt sind. Entsprechend ist auch ein anschließendes Entleeren der Radbremszylinder 69a und 69b mittels der Speicherkammer 88 möglich.
Die Radauslassventile 86a und 86b sind so ausgelegt, dass auch nach einem Abkoppeln der Radbremszylinder 69a und 69b von dem Hauptbremszylinder 22 ein an den Radbremszylindern 69a und 69b herrschender Druck durch die Radauslassventile 86a und 86b steuerbar ist. Dazu sind die Radauslassventile 86a und 86b so ausgebildet, dass sie geschlossen, geöffnet oder in mindestens einen Teil- öffhungszustand einstellbar sind.
Im Weiteren wird eine bevorzugte Vorgehensweise zum Betreiben des hinteren Bremskreises 14 beschrieben:
In einem Systemzustand, in welchem weder das Bremspedal 18 noch ein anderes Bremsbetätigungs- element zur Eingabe eines Bremswunsches betätigt wird, sind alle Ventile 34, 40, 54a, 54b, 58a, 58b, 66, 68, 72a, 72b, 86a und 86b stromlos. Damit liegt eine hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 22 und dem hinteren Bremskreis 14, beziehungsweise den beiden Radbremszy- lindern 69a und 69b vor. Es liegt auch eine Verbindung vom vorderen Bremskreis 10 zu den vorderen Radbremszangen vor.
Übt der Fahrer einen leichten Druck auf das Bremspedal 18 aus, so wird von einer (nicht skizzierten) Steuervorrichtung ein Strom an das Umschaltventil 68 bereitgestellt und das Umschaltventil 68 wird geschlossen. Bei dieser Teilbremsung ist der Hauptbremszylinder 22 von den Radbremszylindern 69a und 69b der hinteren Räder 16a und 16b abgekoppelt. Damit bremst der Fahrer über das Bremspedal 18 nur noch in den vorderen Bremskreis 10 ein. Gleichzeitig wird der Bremswunsch des Fahrers mittels einer (nicht dargestellten) Sensorik erfasst und bezüglich eines gewünschten Gesamtbremsmoments ausgewertet. Zusätzlich wird der an den Rädern 12a und 12b aktuell vorliegende Bremsdruck ermittelt. Eine Auswertevorrichtung berechnet dann die Bremsdruck-Differenz zwischen dem gewünschten Gesamtbremsmoment und dem an den Rädern 12a und 12b vorliegenden Bremsdruck. Anschließend wird die Pumpe 76 so angesteuert, dass ein der Bremsdruck-Differenz entsprechendes Volumen aus dem erweiterten Volumen der Speicherkammer 88 in die Radbremszylinder 69a und 69b der Räder 16a und 16b transferiert wird. Bei einem anschließenden Entbremsen wird das Volumen aus den Radbremszylindern 69a und 69b der Räder 16a und 16b über die Radauslassventile 86a und 86b in die Speicherkammer 88 abgelassen.
Im Weiteren wird beispielhaft erläutert, wie das in Fig. 1 dargestellte Bremssystem für ein rekuperati- ves Bremsen verwendbar ist. Dazu ist der hintere Bremskreis 14 an einen während des rekuperativen Bremsens als Generator fungierenden Elektromotor angeschlossen. Während des rekuperativen Brem- sens wirkt somit ein nicht konstantes, aber bekanntes Bremsmoment des Generators auf die Räder 16a und 16b.
Mittels einer geeigneten Sensorik am Bremspedal 18 lässt sich ermitteln, welches Gesamtbremsmoment vom Fahrer gewünscht wird. Ebenso sind die mittels der konventionellen Reibungsbremse auf die Räder 12a und 12b und mittels der rekuperativen Bremse auf die Räder 16a und 16b ausgeübten Bremsmomente ermittelbar. Die Auswerteeinrichtung kann nun die Bremsmoment-Differenz zwischen dem vom Fahrer gewünschten Gesamtbremsmoment und den an den Rädern 12a, 12b, 16a und 16b anliegenden Bremsmomenten berechnen. Diese Bremsmoment-Differenz wird anschließend entsprechend der oben beschriebenen Vorgehensweise an den Rädern 16a und 16b eingestellt. Der hier beschriebene Verblendungsvorgang wird vom Fahrer kaum wahrgenommen und beeinträchtigt damit auch nicht den Fahrkomfort.
Typischerweise ist der Generator der rekuperativen Bremse an der „by-wire" Achse des Fahrzeugs angeordnet. Die hier beschriebene Ausführungsform ist jedoch auch auf ein Bremssystem übertragbar, bei welchem die rekuperative Bremse ein Bremsmoment auf ein Rad ausübt, welches nicht dem„by- wire" Bremskreis zugeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Einstellung des Bremsdrucks an der Hinterachse des Hochdruckschaltventils 66 erfolgen. Als Alternative dazu ist auch eine Druckregelung des Bremsdrucks an der Hinterachse möglich. Dazu ist mindestens ein Drucksensor im Bereich mindestens eines der Räder 16a oder 16b und/oder im Hinterachskreis angeordnet. In einer Weiterbildung des Bremssystems kann eine Steuervorrichtung des Bremssystems so ausgelegt sein, dass bei einem hochdynamischen Abbremsen des Fahrzeugs das Umschaltventil 68 des hinteren Bremskreises 14 bewusst offengehalten wird. Auf diese Weise kann ein Volumen vom Hauptbremszylinder 22 mit der von dem Fahrer vorgegebenen Dynamik in die Radbremszylinder 69a und 69b der Räder 16a und 16b verschoben werden. Die Druckaufbaudynamik an den Rädern 16a und 16b ist in diesem Fall nicht mehr von der hydraulischen Funktionsweise der Pumpe 76 abhängig. Damit ist die Anbrems dynamik vergleichbar mit der eines herkömmlichen Bremssystems. Dies gewährleistet eine schnelle Reaktion auf einen plötzlichen Bremswunsch eines Fahrers.
Ähnlich dem oben beschriebenen Beispiel für ein rekuperatives Bremsen kann mittels des beschriebenen Verfahrens und des dargestellten Bremssystems auch eine querbeschleunigungsabhängige Bremskraftverteilung, ein dynamisches Kurvenbremsen oder eine Rückwärts-Bremskraftverteilung realisiert werden.
Fig. 2 zeigt einen Schaltplan einer zweiten Ausführungsform des Bremssystems.
Das in der Fig. 2 dargestellte Bremssystem weist die schon beschriebenen Komponenten 10 bis 92 des anhand der Fig. 1 erläuterten Bremssystems auf. Im Gegensatz zum Bremssystem der Fig. 1 umfasst das Bremssystem der Fig. 2 einen Motor 100, welcher sich in zwei entgegen gesetzte Drehrichtungen drehen kann. Der Motorpfad des Motors 100 ist somit so ausgelegt, dass ein Vorwärts- und Rückwärtslaufen des Motors 100 möglich ist.
Zusätzlich ist die Pumpe 44 so an den Motor 100 angekoppelt, dass zwischen der Pumpe 44 und dem Motor 100 ein Freilauf ausgebildet ist. Der Freilauf öffnet sich bei einer Drehung des Motors 100 in seiner ersten Drehrichtung.
In einer Situation, in welcher nur an den Rädern 16a und 16b ein Bremsdruck aufgebaut werden soll, wird der Motor 100 in seiner ersten Drehrichtung, vorzugsweise im Rückwärtsbetrieb, betrieben. In diesem Fall öffnet sich der zwischen der Pumpe 44 und dem Motor 100 angeordnete Freilaufund die Pumpe 44 wird von dem Motor 100 abgekoppelt. Damit wird während eines Betriebs des Motors 100 in seiner ersten Drehrichtung nur die Pumpe 76 des hinteren Bremskreises 14 von dem Motor 100 angetrieben. Die Pumpe 44 ist während dessen nicht aktiv. Die Betätigung des Motors 100 in seiner ersten Drehrichtung beeinflusst damit nur den an den Rädern 16a und 16b vorliegenden Bremsdruck.
Auf diese Weise kann ein zwangsweises Mitbetreiben der Pumpe 44 während eines Druckaufbaus an den Rädern 16a und 16b umgangen werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn an den Rädern 12a und 12b keine Volumenförderung notwendig ist. Auf diese Weise lässt sich eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts durch Pedalpulsationen, welche herkömmlicherweise mit einem zwangsweisen Mitbetreiben der Pumpe 44 des vorderen Bremskreises 10 verbunden sind, umgehen. Dies verbessert den Fahrkomfort für den Fahrer.
Ist eine Betätigung von beiden Pumpen 44 und 76 gleichzeitig gewünscht, so wird der Motor 100 in seiner zweiten Drehrichtung, vorzugsweise im Vorwärtsbetrieb, betrieben. Die zweite Drehrichtung des Motors 100 ist die Sperrrichtung des Freilaufs. Die beiden auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Pumpen 44 und 76 werden somit durch den Motor 100 mit der gleichen Drehzahl angetrieben. Auf diese Weise ist im Falle einer Förderleistungsanforderung in beiden Bremskreisen 10 und 14 ein Druckaufbau und/oder eine ABS-Regelung in beiden Bremskreisen 10 und 14 möglich.
Fig. 3 zeigt einen Schaltplan einer dritten Ausführungsform des Bremssystems.
Das in Fig. 3 dargestellte Bremssystem weist die schon beschriebenen Komponenten 10 bis 94 des Bremssystems der Fig. 1 auf. Als Ergänzung zu dem Bremssystem der Fig. 1 umfasst der vordere Bremskreis 10 des Bremssystems der Fig. 3 ein weiteres Ventil 110, welches über eine Leitung 112 und einen Verzweigungspunkt 111 mit der Leitung 46 verbunden ist. Zusätzlich ist das Ventil 110 über eine Leitung 114 und den Verzweigungspunkt 45 an einen Eingang der Pumpe 44 gekoppelt. Vorzugsweise ist das Ventil 110 als stromlos geschlossenes Ventil ausgebildet. Zusätzlich weist das Bremssystem der Fig. 3 in einer Leitung 116, welche von dem Verzweigungspunkt 43 der Leitung 42 zur Pumpe 44 verläuft, ein Rückschlagventil 118 auf.
Wird nur an den Radbremszylindern 69a und 69b des hinteren Bremskreises 14 ein Druckaufbau gewünscht, so kann das Ventil 110 geöffnet werden. In diesem Fall wird während eines Betreibens des Motors 94 die Pumpe 44 des vorderen Bremskreises 10 zwar mit der gleichen Drehzahl wie die Pumpe 76 des hinteren Bremskreises 14 betrieben, fördert jedoch aufgrund der Öffnung des Ventils 110 nur im Kreis. Der vordere Bremskreis 10 ist somit in einen Zustand geschaltet, in welchem ein Betreiben der Pumpe 44 nur einen Kreisstrom der Bremsflüssigkeit im vorderen Bremskreis 10 bewirkt. Ein Druckaufbau an den Radbremszylindern 69a und 69b des hinteren Bremskreises 14 findet somit nicht statt. Trotz der zwangsweisen Mitbetätigung der Pumpe 44 lassen sich Pedalpulsationen durch ein
Öffnen des Ventils 110 minimieren oder verhindern. Der Fahrer wird deshalb durch die Mitbetätigung der Pumpe 44 in seinem Fahrkomfort nicht beeinträchtigt.
Ist ein Mitbetreiben der Pumpe 44 zusammen mit der Pumpe 76 jedoch erwünscht, so wird das Ventil 110 nicht angesteuert und bleibt geschlossen. Das Betreiben der Pumpe 44 führt nach einem Schließen des Ventils 110 zu einem Bremsdruckaufbau an allen Rädern 12a, 12b, 16a und 16b. Somit sind ein zweikreisiger Druckaufbau und/oder eine AB S -Regelungen möglich.

Claims

Ansprüche
1. Bremssystem für ein Fahrzeug mit
einem Hauptbremszylinder (22), welcher dazu ausgelegt ist, eine Betätigung eines Bremseingabeele- ments (18) zu erfassen und ein der Betätigung des Bremseingabeelements (18) entsprechendes Drucksignal bereitzustellen; und
einem ersten Bremskreis (14) mit mindestens einem an einem ersten Rad (16a, 16b) angeordneten ersten Radbremszylinder (69a,69b), welcher so an den Hauptbremszylinder (22) angekoppelt ist, dass das Drucksignal von dem Hauptbremszylinder (22) an den ersten Radbremszylinder (69a,69b) weiterleitbar ist, und welcher dazu ausgelegt ist, eine dem Drucksignal entsprechende Kraft auf das erste Rad (16a, 16b) auszuüben; einem zwischen dem Hauptbremszylinder (22) und dem ersten Radbremszylinder (69a,69b) angeordneten ersten Umschaltventil (68), welches als Trennventil dazu ausgelegt ist, bei Empfang eines bereitgestellten Schließsignals das Weiterleiten des Drucksignals an den ersten Radbremszylinder (69a,69b) zu verhindern; einer ersten Pumpe (76) und einer Speicherkammer (88), wobei die Speicherkammer (88) in einem Ruhezustand ein Speichervolumen an einer der ersten Pumpe (76) zugewandten Seite aufweist; und einem dem ersten Rad (16a,16b) zugeordneten ersten Radauslassventil (86a,86b), welches dazu ausgelegt ist, einen Bremsmediumstrom zwischen dem ersten Radbremszylinder (69a,69b) und der Speicherkammer (88) zu steuern.
2. Bremssystem nach Anspruch 1, wobei das erste Radauslassventil (86a,86b) in einen geschlossenen Zustand, einen geöffneten Zustand und in mindestens einen Zwischenzustand zwischen dem geschlossenen Zustand und dem geöffneten Zustand verstellbar ist.
3. Bremssystem nach Anspruch 2, wobei das Radauslassventil (86a,86b) ein stetig verstellbares Ventil ist.
4. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssystem einen zweiten Bremskreis (10) umfasst mit einem an einem zweiten Rad (12a, 12b) angeordneten zweiten Radbremszylinder (38a,38b), welcher so an den Hauptbremszylinder (22) gekoppelt ist, dass das Drucksignal von dem Hauptbremszylinder (22) an den zweiten Radbremszylinder (38a,38b) weiter- leitbar ist und welcher dazu ausgelegt ist, eine dem Drucksignal entsprechende Kraft auf das zweite Rad (12a, 12b) auszuüben.
5. Bremssystem nach Anspruch 4, wobei der zweite Bremskreis (10) ein zweites Umschaltventil (36) mit einer parallel zu dem zweiten Umschaltventil angeordneten Bypassleitung mit einem Rück- schlagventil (40) aufweist.
6. Bremssystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei der zweite Bremskreis (10) eine zweite Pumpe (44) aufweist, welche zusammen mit der ersten Pumpe (76) des ersten Bremskreises (14) an einer Welle angeordnet ist, und wobei die erste und die zweite Pumpe (44,76) über einen Motor (94,100) antreibbar sind.
7. Bremssystem nach Anspruch 6, wobei der Motor (100) in einer ersten Drehrichtung und in einer zweiten Drehrichtung betreibbar ist, und wobei ein zwischen dem Motor (100) und der ersten Pumpe (76) angeordnetes erstes Ankoppelelement so ausgebildet ist, dass die erste Pumpe (76) bei einem Betreiben des Motors (100) in der ersten und in der zweiten Drehrichtung angetrieben wird, und ein zwischen dem Motor (100) und der zweiten Pumpe (44) angeordnetes zweites Ankoppelelement so ausgebildet ist, dass die zweite Pumpe (44) bei einem Betreiben des Motors (100) in der ersten Drehrichtung angetrieben wird und bei einem Betreiben des Motors (100) in der zweiten Drehrichtung von dem Motor (100) abgekoppelt ist.
8. Bremssystem nach Anspruch 6, wobei der zweite Bremskreis (10) in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand schaltbar ist, welche so ausgebildet sind, dass ein Antreiben der zweiten Pumpe (44) des in den ersten Zustand geschalteten zweiten Bremskreises (10) eine Druckänderung an dem zweiten Radbremszylinder (38a,38b) bewirkt und ein Antreiben der zweiten Pumpe (44) des in den ersten Zustand geschalteten zweiten Bremskreises (10) einen Kreisstrom des Bremsmediums in dem zweiten Bremskreis (10) bewirkt.
9. Bremssystem nach Anspruch 8, wobei der zweite Bremskreis (10) ein zwischen dem zweiten Umschaltventil (36) und der zweiten Pumpe (44) angeordnetes Rückschlagventil (118) und ein parallel zu der zweiten Pumpe (44) angeordnetes Ventil (110) aufweist, und wobei der zweite Bremskreis (10) mittels eines Schließens des Ventils (110) in den ersten Zustand und mittels eines Öffhens des Ventils (110) in den zweiten Zustand schaltbar ist.
10. Verfahren zum Steuern eines Bremssystems für ein Fahrzeug, mit einem Hauptbremszylinder (22), welcher dazu ausgelegt ist, eine Betätigung eines Bremseingabeelements (18) zu erfassen und ein der Betätigung des Bremseingabeelements (18) entsprechendes Drucksignal bereitzustellen, und einem ersten Bremskreis (14) mit mindestens einem an einem ersten Rad (16a, 16b) angeordneten ersten Radbremszylinder (69a,69b), welcher so an den Hauptbremszylinder (22) angekoppelt ist, dass das Drucksignal von dem Hauptbremszylinder (22) an den ersten Radbremszylinder (69a,69b) weiterleitbar ist, und welcher dazu ausgelegt ist, eine dem Drucksignal entsprechende Kraft auf das erste Rad (16a, 16b) auszuüben, einem zwischen dem Hauptbremszylinder (22) und dem ersten Radbremszylin- der (69a,69b) angeordneten ersten Umschaltventil (68), welches als Trennventil ausgebildet ist, einer ersten Pumpe (76) und einer Speicherkammer (88), wobei die Speicherkammer (88) in einem Ruhezustand ein Speichervolumen an einer der ersten Pumpe (76) zugewandten Seite aufweist, und einem dem ersten Rad (16a,16b) zugeordneten ersten Radauslassventil (86a,86b), mit den Schritten:
Empfangen eines bereitgestellten Schließsignals und Schließen des ersten Umschaltventils (68) zum Verhindern des Weiterleitens des Drucksignals von dem Hauptbremszylinder (22) an den ersten Radbremszylinder (69a,69b);
Empfangen eines bereitgestellten Steuersignals mit einem an dem ersten Rad (16a, 16b) anzulegenden Bremsdruck; und
Steuern eines Bremsflüssigkeitsstroms zwischen dem ersten Radbremszylinder (69a,69b) und der Speicherkammer (88) zum Einstellen des Bremsdrucks an dem ersten Rad (16a, 16b).
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