EP2598389A1 - Bremssystem für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines bremssystems für ein fahrzeug - Google Patents

Bremssystem für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines bremssystems für ein fahrzeug

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EP2598389A1
EP2598389A1 EP11721791.9A EP11721791A EP2598389A1 EP 2598389 A1 EP2598389 A1 EP 2598389A1 EP 11721791 A EP11721791 A EP 11721791A EP 2598389 A1 EP2598389 A1 EP 2598389A1
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EP
European Patent Office
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brake
piston
cylinder unit
cylinder
braking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11721791.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Weiberle
Timo Jahnz
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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 EP2598389A1 publication Critical patent/EP2598389A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—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
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    • B60T8/40—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 comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • 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
    • B60T8/4077—Systems in which the booster is used as an auxiliary pressure source

Definitions

  • the invention relates to a braking system for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for operating a brake system for a vehicle.
  • Electric and hybrid vehicles have a brake system designed for recuperative braking with an electric motor which is regeneratively operated in recuperative brakes.
  • the electrical energy obtained in the recuperative braking is preferably used after a temporary storage for accelerating the vehicle. In this way, a power loss, which a conventional vehicle has during frequent braking during a journey, energy consumption and pollutant emission of the electric or hybrid vehicle can be reduced.
  • a hybrid vehicle often also has a hydraulic brake system by means of which, at least in a low speed range, the declining braking effect of the recuperative
  • Brake is compensated.
  • the recuperative brake usually exerts no braking torque on the wheels
  • the entire braking torque can be applied via the hydraulic brake system.
  • the decoupled generator is often activated as a recuperative brake in order to ensure reliable charging of the buffer and high energy savings.
  • a driver prefers a total braking torque of his vehicle, which corresponds to its operation of a brake input element, such as its brake pedal operation, independently of an activation or deactivation of the recuperative brake.
  • Some electric and hybrid vehicles therefore have an automatic system, which is to adapt the braking torque of the hydraulic brake system to the current braking torque of the recuperative brake so that a desired total braking torque is maintained.
  • the driver does not have to take over by adjusting the braking torque of the hydraulic brake system to the current braking torque of the recuperative brake by means of a corresponding operation of the brake input element, the task of the deceleration controller.
  • Examples of such an automatic system are brake-by-wire brake systems, in particular EHB systems.
  • brake-by-wire brake systems are relatively expensive.
  • DE 196 51 153 B4 describes a hydraulic brake system which comprises four separating valves connected downstream of the master brake cylinder for uncoupling the four wheel brake cylinders during a power brake application. After a decoupling of the four wheel brake cylinders from the master brake cylinder, a wheel brake pressure should be adjustable for each wheel individually in each of the four wheel brake cylinders by means of a brake assembly comprising a pump drive motor, at least one pump and at least one storage chamber. In this way, a generator braking torque of an on-board generator should be able to be veneered.
  • DE 196 51 153 B4 a structure of a master cylinder is described, which is to enable the use of the master cylinder as a pedal simulator after uncoupling the four wheel brake. Disclosure of the invention
  • the invention provides a braking system for a vehicle having the features of claim 1 and a method for operating a braking system of a vehicle having the features of claim 11.
  • the first brake booster in the brake system according to the invention can fulfill the function of a standard brake booster.
  • the first brake booster can thus be used both as a brake booster and as a veneering device for adjusting the brake pressure in the at least one wheel brake cylinder to an additional (non-hydraulic) braking torque.
  • the first brake booster in the brake system according to the invention on a multi-functionality, which is increased compared to the operability / applicability of the conventional hydraulic brake system.
  • the first brake booster of the brake system according to the invention can also be used for additionally increasing the at least one brake pressure.
  • this multifunctionality of the first brake booster the production costs for the brake system according to the invention can be reduced.
  • the present invention ensures a cost-effective braking system, wherein by means of the first brake booster, the total braking torque of the brake system, despite a temporally varying additional braking torque, for example, a recuperative braking torque, active to a preferred (constant time) value is adjustable.
  • additional braking torque for example, a recuperative braking torque
  • a lateral acceleration-dependent braking force distribution can also be realized by means of the present invention.
  • a lateral acceleration-dependent braking force distribution is the
  • Braking torque used by a sensor device detected lateral acceleration.
  • one use of the present invention is for a dynamic one
  • Brake force distribution set This is also called a backward braking force distribution. Especially with a slow reverse downhill this allows a much more stable braking performance.
  • the present invention additionally offers an easily operable and cost-effective alternative to a conventional brake-by-wire brake system, which is very advantageous in particular for rear-wheel or all-wheel drive vehicles.
  • the invention can also be used for front-wheel drive with a by-wire front axle.
  • the first brake booster is not to be understood as a specific type of brake booster.
  • the first brake booster can be understood as a device for applying an external force to the second piston of the second piston-cylinder unit.
  • a master cylinder of a conventional type may be used for each of the first piston-cylinder unit and the second piston-cylinder unit.
  • the brake system is not limited to a particular type of master cylinder as the first piston-cylinder unit and / or second piston-cylinder unit.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the
  • FIG. 2A to 2D a schematic representation and three coordinate system for explaining a second embodiment of the brake system
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the brake system.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the brake system.
  • the braking system shown schematically in FIG. 1 has a brake actuating element 10 designed as a brake pedal.
  • the braking system described below is not limited to a design of the brake operating member 10 as a brake pedal.
  • a first piston-cylinder unit 12 is arranged on the brake actuating element 10 in such a way that a first piston 14 of the first piston-cylinder unit 12 can be adjusted by means of the brake actuating element 10 operated by at least one predetermined minimum actuation.
  • the first piston-cylinder unit 12 may be, for example, a master cylinder.
  • the first piston-cylinder unit 12 may be a tandem master cylinder (TMC).
  • TMC tandem master cylinder
  • the first piston-cylinder unit 12 can be connected to a brake medium reservoir 20 via at least one through-flow opening, such as a sniffer bore.
  • the first piston 14 can be displaced at least partially into the first piston-cylinder unit 12 in a direction 16 directed away from the brake actuation element 10.
  • An advantageous adjustment of the first piston 14 by means of at least the predetermined minimum actuation actuated brake actuation element 10 can be realized, for example, by connecting the brake actuation element 10 to a first contact part, such as an input rod 18. It will the first contact part of the brake actuating element 10 is arranged to a second contact part of the first piston 14 so that the first contact part with the actuated by at least the predetermined minimum actuation brake actuating element 10 is moved so that it (eg after an adjustment to a contact part minimum distance) the second Contact part contacted.
  • the second contact part may in particular be a subunit of the first piston 14.
  • other components, in particular elements of a rotation-translation converter can also be used for the two contact parts.
  • the input rod 18 contacts the first piston 14 in its (non-actuated) starting position.
  • the brake actuating element 10 causes the first piston 14 to be displaced in the direction 16.
  • the embodiment is the same
  • the braking system is not limited to a present in the initial position of the Bremsbe- actuating element 10, that is, in a non-actuation of the brake actuator 10, existing force transmission contact between the brake actuator 10 and the first piston 14.
  • the brake system may include at least one (schematically represented) brake circuit 22 with at least one (not shown) wheel brake cylinder.
  • the at least one wheel brake cylinder is hydraulically connected in this case with the first piston-cylinder unit such that a brake pressure of the at least one wheel brake cylinder can be increased by means of the increased first internal pressure in the first piston-cylinder unit 12.
  • a hydraulic braking torque can thus be built up on at least one wheel (not shown) of the vehicle.
  • the brake system is not limited to a specific type of the at least one wheel brake cylinder for exerting a hydraulic Bremsmo- ment corresponding to the brake pressure on a wheel and / or on a specific hydraulic connection of the at least one wheel brake cylinder to the first piston-cylinder unit 12.
  • the brake system has at least one first brake booster 24, which is arranged on a second piston-cylinder unit 26.
  • the first brake booster 24 may be, for example, an electromechanical brake booster (with an electric motor M) or a hydraulic brake booster (i-booster).
  • the brake booster 24 as a continuously controllable / controllable brake booster (active brake booster) is formed.
  • a differently designed external force device can be used.
  • a second piston 28 of the second piston-cylinder unit 26 is adjustable so that a second internal pressure in the second piston-cylinder unit 26 can be increased.
  • the second piston-cylinder unit 26 via at least one flow opening, such as a sniffer bore, with the
  • Brake medium reservoir 20 or a further brake fluid reservoir 30 is connected.
  • the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 is preferably hydraulically connected in addition to its hydraulic connection to the first piston-cylinder unit 12 with the second piston-cylinder unit 26 so that by means of the increased second internal pressure in the second Piston-cylinder unit 26, the brake pressure of the at least one wheel brake cylinder is steigerbar.
  • the hydraulic braking torque of the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 can also be actively set to a preferred value by setting the second internal pressure in the second piston-cylinder unit 26 by the first brake booster 24.
  • the advantageous decoupling of the first brake booster 24 is ensured by the first piston-cylinder unit 12. The advantages that can be achieved are discussed below.
  • the brake system has at least one isolation valve 32, by means of which at least the hydraulic connection between the first piston-cylinder unit 12 and the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 or the hydraulic connection between the second piston-cylinder unit 26 and the at least a wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 can be prevented.
  • This can also be rewritten such that by means of the closing of the at least one separating valve 32, a brake medium displacement from the first piston-cylinder unit 12 via the second piston-cylinder unit 26 into the further brake fluid reservoir 30 or from the second piston-cylinder unit 26 via the first piston-cylinder unit 12 in the brake fluid reservoir 20 can be prevented / suppressed.
  • the brake system also has an (not shown) additional braking device, by means of which at least one additional braking torque (in addition to the at least one hydraulic braking torque of the at least one wheel brake cylinder) is exercisable on at least one wheel of the vehicle.
  • the additional braking device can be formed, for example, as a generator for a recuperative braking system.
  • the at least one additional braking torque may include at least one generator braking torque.
  • the brake system also includes an evaluation and control device 36, by means of which, using the first brake booster 24, the at least one additional braking torque is at least partially compensated.
  • the at least one evaluation and control device 36 is designed to completely blind the at least one additional brake torque by means of the first brake booster 24, so that even when the at least one additional brake torque changes over time, one of the driver or a vehicle speed sensor Automatic control predetermined target deceleration of the vehicle is maintainable.
  • the evaluation and control device 36 is designed to take into account provided information regarding the at least one wheel of the vehicle exerted at least one additional braking torque at least one target size with respect to the force to be exerted on the second piston 28 of the first Set brake booster 24.
  • Such a desired value may include, for example, a desired speed of an engine of the first brake booster 24 and / or a desired direction of rotation.
  • the definable target size is but not limited to the examples listed here.
  • the second piston 28 To reduce by means of the first brake booster 24 and the second piston-cylinder unit 26 constructed by the first piston-cylinder unit 12 in the at least one wheel brake pressure by a desired pressure difference, by means of adjusting the second piston 28, one of Target pressure difference corresponding brake fluid volume, in particular a brake fluid volume corresponding to the at least one additional braking torque, are sucked into the second piston-cylinder unit 26.
  • This can be realized by providing the second piston-cylinder unit 26 with an additional volume.
  • the second piston 28 is present at a second internal pressure in the second piston-cylinder unit 26 corresponding to a hydraulic braking torque of the at least one wheel brake cylinder of zero in an initial position 38 with an additional volume.
  • the second piston 28 is thus at least partially from the initial position 38 both in a first adjustment 34 in the second piston-cylinder unit 26 and in one of the first adjustment 34 oppositely directed second adjustment 40 at least partially from the second piston-cylinder Unit 26 out adjustable.
  • the first brake booster 24 can be designed and controlled by the control signal 42 so that by means of the first brake booster 24 both an adjusting force for adjusting the second piston 28 in the first adjustment 34 and an adjusting force for adjusting the second piston 28 in the second adjustment 40 is exercisable.
  • a temporally increasing additional braking torque of the second piston 28 can be adjusted by means of the first brake booster 24 in the second adjustment 40.
  • a time decrease of the at least one additional brake torque is veneered.
  • the brake system may include at least one pressure sensor 44.
  • the pressure sensor 44 may be connected upstream of the at least one isolation valve 32.
  • the present in the at least one brake circuit 22 pressure by means of the pressure sensor 44 can be determined.
  • a hydraulic braking torque corresponding to the present pressure of the at least one wheel brake cylinder can thus be derived in a simple manner.
  • the brake system also preferably includes a brake actuation element sensor 46.
  • the brake actuation element sensor 46 may be, for example, a force sensor by means of which the driver brake force exerted on the brake actuation element 10 can be determined.
  • a force sensor instead of or in addition to a force sensor, it is also possible to use a displacement sensor for determining a sensor variable with regard to the actuation of the brake actuating element 10, for example for determining an adjustment path of the input rod 18.
  • a brake input of the driver corresponding to the actuation of the brake actuation element 10 can be determined as the desired brake magnitude.
  • the desired braking quantity determined by the brake actuating element sensor 46 can then be taken into account by the evaluation and control device 36 for determining a force to be exerted by the first brake booster 24 on the second piston 28.
  • the brake system reproduced in FIG. 1 can be operated in a plurality of operating modes:
  • the hydraulic braking torque of the at least one wheel brake cylinder can be set up / adjusted exclusively by means of a driver braking force exerted on the brake operating element 10 by a driver.
  • the driver still has the option of stopping the vehicle via direct braking into the at least one brake circuit 22 by applying the driver braking force to the brake actuating element 10.
  • the brake system is switched by closing the at least one isolation valve 32 in the first operating mode.
  • the at least one isolation valve 32 is formed as a normally closed valve.
  • a failure of the electronics causes an automatic closing of the at least one isolation valve 32 and switching the brake system in the first operating mode. This ensures an increased Einbremsrial by means of applied to the brake actuator 10 driver braking force despite a failure of the Electronics the vehicle.
  • the reproduced in Fig. 1 brake system thus has an advantageous safety standard.
  • the at least one isolation valve 32 for actively increasing the brake pressure of the at least one wheel brake cylinder by means of the first brake booster 24 is opened.
  • the second piston 28 of the second piston-cylinder unit 26 is at least partially inserted in the first piston-cylinder unit by means of the first brake booster 24 in the first adjustment direction 34. Unit 26 inserted.
  • the evaluation and control device 36 is designed in the second operating mode to control the first brake booster 24 by means of the control signal 42, taking into account the predetermined by the driver setpoint brake.
  • the force with which the first brake booster 24 adjusts the second piston 28 in the first adjustment direction 34 may correspond to a product of the driver braking force and a predetermined factor.
  • the already described brake actuator element sensor 46 can be used.
  • the control of the first brake booster 24 by means of the evaluation and control device 36 is executable using a braking system characteristic. The characteristic used in this case can be determined by an active intervention of the first brake booster 24 at least one closed separating valve 32 of the evaluation and control device 36.
  • the evaluation and control device 36 is designed to control the first brake booster 24 by means of the control signal 42 with (additional) consideration of the information provided regarding the at least one additional braking torque. Also, a provided by the brake actuator sensor 46 target braking amount can be taken into account. With regard to further details, reference is made to the above statements regarding the evaluation and control device 36.
  • the brake system has a second brake booster 48, by means of which one of the actuation of the brake actuator counteracting simulation force on the brake actuator 10 and / or a corresponding to the actuation of the brake actuator 10 supporting force on the first piston 14 of the first piston-cylinder unit 12 is exercisable.
  • the second brake booster 48 is configured to provide an at least partial force in the direction 16 for additionally pushing the first piston 16 into the first piston-cylinder unit 12.
  • the driver can be relieved additional lent when braking the vehicle.
  • the second brake booster 48 can be used to exert the simulation force counteracting the actuation of the brake input element 10 on the brake actuating element 10, in particular on the input rod 18. Since blending a temporal increase of the at least one additional braking torque leads to a decrease in the at least one hydraulic braking torque, the restoring force of the first piston-cylinder unit 12 counteracting the adjustment of the first piston 14 in the direction 16 also decreases. In order to prevent the driver from perceiving the decrease in the restoring force as a change in the brake feel (pedal feel), the decrease in the restoring force can be at least slightly compensated by a simulation force of the second brake booster 48 aligned at least partially against the direction 16.
  • the second brake booster 48 can be used such that the force to be exerted by the driver on the brake actuating element 10 corresponds to a conventional braking characteristic (pedal characteristic).
  • the evaluation and control device 36 can be used for a corresponding activation of the second brake booster 48.
  • the characteristics of the two piston-cylinder units 12 and 26 can be selected such that the force counteracting the actuation of the brake actuation element 10 coincides with a conventional (advantageous) brake characteristic (pedal characteristic).
  • the adjustable Einbrems sampling the second piston-cylinder unit 26 may be significantly smaller than the adjustable Einbrems sampling the first piston-cylinder unit 12.
  • the first brake booster 24 a model with a relatively low application maximum force can be used, while for the second brake booster 48, a model with a comparatively low dynamics can be used.
  • the brake system may have the comparatively high dynamics of the first brake booster 24 and the relatively high power gain of the second brake booster 48.
  • the adjustable Einbrems sampling the second piston-cylinder unit 26 can be set much larger than the adjustable Einbrems sampling the first piston-cylinder unit 12.
  • the first brake booster 24 is well designed for use as a brake booster.
  • the second brake booster 48 has a particularly advantageous suitability as an active pedal simulator.
  • FIGS. 2A to 2D show a schematic illustration and three coordinate systems for explaining a second embodiment of the brake system.
  • the at least one isolation valve 32 of the first piston-cylinder unit 12 is connected upstream in the embodiment shown here.
  • the hydraulic connection of the first piston-cylinder unit 12 to the second piston-cylinder unit 26 and the at least one brake circuit 22 can thus be prevented by closing the at least one isolation valve 32.
  • By closing the at least one separating valve 32 it can be prevented that in the presence of the first piston 14 in its (powerless) starting position, a braking medium volume flows out of the second piston-cylinder unit 26 into the brake medium reservoir 20 via the first piston-cylinder unit 12 ,
  • the first brake booster 24 after closing the at least one isolation valve 32, the first brake booster 24, despite the first piston 14 present in its initial position, can be used to increase the brake pressure of the at least one wheel brake cylinder.
  • an embodiment of the second piston-cylinder unit 26 with an additional volume can be dispensed with.
  • the first contact part of brake actuation element 10 formed as input rod 18 contacts the second contact part formed as the end section of first piston 14 only from an adjustment of brake actuation element 10 from its (actuationless) output position by at least a predetermined minimum Operating path not equal to zero.
  • the first contact part is spaced from the second contact part such that a force transmission from the first contact part to the second contact part is prevented.
  • a gap 50 air gap
  • only an adjustment of the first contact part in the direction away from the brake actuator 10 direction 16 causes at least an adjustment x1 equal to a Leerweg As a force transfer contact between the brake actuator 10 and the first piston 14.
  • the predetermined minimum actuation corresponds in this case the Leerweg As nonzero.
  • the free travel As can be equal to the maximum width of the gap 50.
  • the braking system is thus in an uncoupling mode in an adjustment of the brake operating member 10 from its initial position to an actuation path below the minimum actuation travel, or when operating the brake actuator 10 under the predetermined minimum actuation, in which the brake actuator 10 of the first Piston-cylinder unit 12 "decoupled / decoupled" is.
  • the adjustment of the brake operating member 10 from its (non-actuated) starting position by a actuation path below the minimum actuation path does not increase an internal pressure in the first piston-cylinder unit 12, and therefore not one Increasing the brake pressure of the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 leads.
  • the "decoupling" of the brake actuation element 10 displaced from its starting position by an actuation travel below the minimum actuation travel of the first piston-cylinder unit 12 can be used for advantageous insertion of an additional (non-hydraulic) braking device, for example a generator.
  • an additional (non-hydraulic) braking device for example a generator.
  • the gap 50 may have a maximum width, which ensures a free travel As of at least one maximum additional braking torque. In this way, an additional braking torque of 0.3 g to 0.5 g without exceeding the predetermined by the driver target deceleration executable.
  • the first brake booster 24 can, after closing the at least one separating valve 32, actively set at least one advantageous hydraulic braking torque of the at least one wheel brake cylinder be used.
  • the evaluation and control device 36 is adapted to the target size with respect to the force applied to the second piston 28 by the second brake booster force taking into account, for example, provided as a target braking amount of the brake actuator sensor 46 target delay and one provided Set information regarding the at least one additional braking torque.
  • the force exerted by the first brake booster 24 on the second piston 28 may in particular correspond to a difference by which the at least one additional braking torque is below the desired deceleration.
  • the specified by the driver target delay is thus reliably maintained.
  • comparatively high additional braking torques can be exerted on at least one wheel.
  • the "quasi-blending" of the comparatively high additional braking torques described here thus requires only a comparatively low energy consumption of the first brake booster 24.
  • the second brake booster 48 can be used in the manner already described above as a pedal simulator.
  • the brake system By actuating the brake actuation element 10 by at least the predetermined minimum actuation, or by adjusting the brake actuation element 10 from its initial position by at least the minimum actuation travel, the brake system is automatically transferred into a coupling mode.
  • the driver In the docking mode can the driver can brake directly into the at least one wheel brake cylinder via actuation of the brake actuation element 10.
  • the first brake booster 24 and optionally the second brake booster 28 may be used in the docking mode for additionally increasing the at least one wheel brake cylinder in the manner already described above.
  • the braking system described here can be implemented with high dynamics and good power amplification, although a model with a relatively small application-capable maximum force and, as the second brake booster 48, a model with a comparatively low dynamic range can be used as the first brake booster 24.
  • the adjustable Einbrems sampling the second piston-cylinder unit 26 may be smaller than the adjustable Einbrems constitutional the first piston-cylinder unit 12.
  • the adjustable Einbrems sampling the second piston-cylinder unit 26 may be greater than the adjustable Einbrems constitutional unit 12.
  • the first brake booster is particularly advantageously designed as a brake booster, while the second brake booster 48 is well suited as an active pedal simulator.
  • the at least one isolation valve 32 is designed as a normally open valve. A failure of the electronics causes an automatic opening of the at least one isolation valve 32.
  • the driver can automatically brake in such a situation by means of an actuation of the brake actuator 10 by at least the minimum actuation directly into the at least one wheel brake cylinder.
  • the abscissa corresponds to the adjustment path x1 of the input rod 18 upon actuation of the brake actuation element 10.
  • the ordinate indicates the driver braking force FB to be applied to the brake actuation element 10.
  • the coordinate system shown in FIG. 2C indicates a relationship between a support path x 2 of the first brake booster 24 for adjusting the second piston 28 and a result of the function of the first brake booster 24.
  • the pressure p in the at least one brake circuit 22 again.
  • the abscissa shows the support path x2, while the ordinate indicates the resulting pressure p.
  • an advantageous increase of the pressure p in the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 can be established by means of an adjustment of the second piston 28 by the first brake booster 24 about a support path x2.
  • the pressure p in the at least one brake circuit 22 can be measured, for example, by means of the pressure sensor 44.
  • the ordinate of the coordinate system of FIG. 2D indicates a current I which can be applied to the at least one isolation valve 32.
  • the abscissa of the coordinate system of FIG. 2D shows the pressure difference dp that can be generated by energizing the at least one isolation valve 32 between an internal pressure in the second piston-cylinder unit 26 and an internal pressure in the first piston-cylinder unit 12.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the brake system.
  • the brake actuation element 10 is connected via a spring device 52 to the first piston 14 of the first piston-cylinder unit 12.
  • the spring device 52 may for example be a spring which extends from an end of the input rod 18 remote from the brake actuating element 10 to an end of the first piston 12 facing the brake actuating element 10.
  • spring structures with a plurality of springs can also be used as the spring device 52.
  • the spring constant of the spring device 52 can be selected such that a slight actuation of the brake actuation element 10 causes a slight adjustment of the first piston 14 into the first piston-cylinder unit 12.
  • the flow-through openings between the first piston-cylinder unit 12 and the brake medium reservoir 20, which are designed, for example, as sniffer bores, can be closed.
  • the at least one separating valve 32 can be closed.
  • a slight further actuation of the brake actuating element 10 already causes a (fast) pressure build-up in the interior of the first piston-cylinder unit 12.
  • the (rapid) pressure buildup is with a (fast) increase in the first piston being moved inwards 14 counteracting restoring force connected. From a restoring force greater than a spring force counteracting compression of the spring device 52, further actuation of the brake actuation element 10 causes the at least one spring device 52 to compress together, with the first piston 14 not being pushed into the piston-cylinder unit 12 by any means.
  • the brake system is thus transferred via a closing of the at least one isolation valve 32 in the above-described decoupling mode.
  • the decoupling mode can be used in the manner already described above for the advantageous insertion of an additional (non-hydraulic) braking device.
  • the second brake booster can be used to provide the simulation force already described above.
  • the at least one isolation valve connected upstream of the first piston-and-cylinder unit 12 may be controlled in an open state even during slight operation of the brake operation member 10. Actuation of the brake actuation element 10 in this case does not / hardly cause the spring device 52 to be compressed, but rather an adjustment of the first piston 14 into the first piston-cylinder unit 12.
  • the driver also has the option of already during of the easy operation of the brake operating member 10 directly / actively hineinzubem in the at least one brake circuit 22 (docking mode).
  • the first brake booster 24 can be used for additionally increasing the brake pressure of the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22.
  • the at least one isolation valve 32 is designed as a normally open valve.
  • the at least one isolation valve 32 is automatically transferred in the event of failure of the electronics of the brake system in the open state.
  • the driver can already actively brake into the at least one wheel brake cylinder of the at least one brake circuit 22 during the slight actuation of the brake operating element 10. The driver can use it to drive the vehicle despite the failed electronics even with a comparatively low effort to bring to a standstill.
  • the spring device 52 is so executable that the pedal travel of the brake system for braking the vehicle is not / hardly longer than a conventional pedal travel.
  • an equipment of the illustrated brake system with the second brake booster 48 is merely optional.
  • the spring device 52 can also be designed so that the spring force counteracting the compression of the spring device 52 in the decoupling mode has a force-path curve which corresponds to a preferred (standard) brake characteristic (pedal characteristic).
  • the reproduced here braking system is thus inexpensive to carry out.
  • each other brake booster 24 and 28 for example, electromechanical brake booster or hydraulic brake booster can be independently controlled.
  • the two brake booster 24 and 48 can be controlled in opposite directions or in the same direction to each other.
  • the brake systems described above can be used advantageously as recuperative brake systems due to their series-connected brake booster 24 and 48.
  • the two brake booster 24 and 48 can be connected to each other via a connecting element with an optionally lockable free travel.
  • the second brake booster 48 can be used as a pedal simulator depending on the operating state of the vehicle, so that an advantageous brake feeling (pedal feel) can be ensured by means of the multifunctionality of the optional second brake booster 48.
  • the brake systems equipped with two piston-cylinder units 12 and 26 and two brake booster 24 and 48 have the advantage of two largely identical subsystems and the multiple use of components depending on operating conditions of the brake system. They are thus inexpensive to implement.
  • the brake systems described in the above paragraphs are adapted to perform method steps of the method for operating a brake system for a vehicle.
  • the executable method steps are therefore already described above.
  • a description of the method for operating a brake system is therefore omitted here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem Bremsbetätigungselement (10), einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12), deren erster Kolben (14) mittels des um zumindest eine vorgegebene Mindestbetätigung betätigten Bremsbetätigungselements (10) so verstellbar ist, dass ein erster Innendruck in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) steigerbar ist, mindestens einem Radbremszylinder, dessen Bremsdruck mittels des gesteigerten ersten Innendrucks in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) steigerbar ist, und einem ersten Bremskraftverstärker (24), wobei das Bremssystem eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (26) umfasst, deren zweiter Kolben (28) mittels des ersten Bremskraftverstärkers (24) so verstell- bar ist, dass ein zweiter Innendruck in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) steigerbar ist, und mit welcher der mindestens eine Radbremszylinder hydraulisch derart verbunden ist, dass mittels des gesteigerten zweiten Innendrucks in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) der Bremsdruck des mindestens einen Radbremszylinders steigerbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug.

Description

Beschreibung Titel
Bremssvstem für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines Bremssvstems für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfin- dung ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug.
Stand der Technik Elektro- und Hybridfahrzeuge weisen ein für ein rekuperatives Bremsen ausgelegtes Bremssystem mit einem bei dem rekuperativen Bremsen generatorisch betriebenen Elektromotor auf. Die bei dem rekuperativen Bremsen gewonnene elektrische Energie wird nach einem Zwischenspeichern vorzugsweise für ein Beschleunigen des Fahrzeugs verwendet. Auf diese Weise sind eine Verlustleistung, welche ein her- kömmliches Fahrzeug bei einem häufigen Bremsen während einer Fahrt aufweist, ein Energieverbrauch und eine Schadstoffemission des Elektro- oder Hybridfahrzeugs reduzierbar.
Allerdings setzt das generatorische Betreiben des Elektromotors, beispielsweise des elektrischen Antriebsmotors, in der Regel eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugs voraus. Ein rekuperatives Bremssystem ist somit häufig nicht in der Lage, so lange ein generatorisches Bremsmoment auf die Räder des Fahrzeugs auszuüben, bis sich das zuvor fahrende Fahrzeug im Stillstand befindet. Ein Hybridfahrzeug weist deshalb zusätzlich zu dem rekuperativ betriebenen Elektromotor oft noch ein hydraulisches Bremssystem auf, mittels welchem zumindest in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich die wegfallende Bremswirkung der rekuperativen
Bremse kompensierbar ist. In diesem Fall kann auch bei einem vollen elektrischen Energiespeicher, wenn die rekuperative Bremse meistens kein Bremsmoment auf die Räder ausübt, das gesamte Bremsmoment über das hydraulische Bremssystem aufgebracht werden. Andererseits ist es in manchen Situationen wünschenswert, eine möglichst niedrige hydraulische Bremskraft auf die Räder auszuüben, um einen hohen Rekuperati- onsgrad zu erzielen. Beispielsweise wird nach Schaltvorgängen häufig der abgekoppelte Generator als rekuperative Bremse aktiviert, um ein verlässliches Aufladen des Zwischenspeichers und eine hohe Energieeinsparung zu gewährleisten.
Im Allgemeinen bevorzugt ein Fahrer ein Gesamtbremsmoment seines Fahrzeugs, welches seiner Betätigung eines Bremseingabeelementes, wie beispielsweise seiner Bremspedalbetätigung, unabhängig von einem Aktivieren oder einem Deaktivie- ren der rekuperativen Bremse entspricht. Manche Elektro- und Hybridfahrzeuge weisen deshalb eine Automatik auf, welche das Bremsmoment des hydraulischen Bremssystems an das aktuelle Bremsmoment der rekuperativen Bremse so anpassen soll, dass ein gewünschtes Gesamtbremsmoment eingehalten wird. Der Fahrer muss damit nicht selbst über ein Anpassen des Bremsmoments des hydraulischen Bremssystems an das aktuelle Bremsmoment der rekuperativen Bremse mittels einer entsprechenden Betätigung des Bremseingabeelements die Aufgabe des Verzögerungsreglers übernehmen. Beispiele für eine derartige Automatik sind Brake- by-Wire-Bremssysteme, insbesondere EHB-Systeme. Aufgrund ihrer aufwändigen Elektronik, Mechanik und Hydraulik sind Brake-by-Wire-Bremssysteme jedoch rela- tiv teuer.
In der DE 196 51 153 B4 ist eine hydraulische Bremsanlage beschrieben, welche vier dem Hauptbremszylinder nachgeschaltete Trennventile zum Abkoppeln der vier Radbremszylinder während einer Fremdkraftbremsung umfasst. Nach einem Ab- koppeln der vier Radbremszylinder von dem Hauptbremszylinder soll mittels eines Bremsaggregats aus einem Pumpenantriebsmotor, mindestens einer Pumpe und mindestens einer Speicherkammer ein Radbremsdruck radindividuell in jedem der vier Radbremszylinder einstellbar sein. Auf diese Weise soll ein Generator- Bremsmoment eines fahrzeugeigenen Generators verblendbar sein. Zusätzlich wird in der DE 196 51 153 B4 ein Aufbau eines Hauptbremszylinders beschrieben, welcher nach dem Abkoppeln der vier Radbremszylinder eine Nutzung des Hauptbremszylinders als Pedal-Simulator ermöglichen soll. Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 .
Vorteile der Erfindung Aufgrund der vorteilhaften Ausstattung des Bremssystems mit der zweiten Kolben- Zylinder-Einheit und der vorteilhaften Anordnung des ersten Bremskraftverstärkers an der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit ist eine "Entkopplung" des ersten Bremskraftverstärkers von der ersten Kolben-Zylinder-Einheit gewährleistet. Wie nachfolgend ausführlicher ausgeführt wird, ist diese "Entkopplung" der von dem ersten Bremskraftverstärker ausgeführ- ten Bremskraftverstärkung von der ersten Kolben-Zylinder-Einheit vorteilhaft zum Aktiven Einstellen des Bremsdrucks in dem mindestens einen Radbremszylinder. Insbesondere erleichtert die "Entkopplung" das Verblenden mindestens eines zusätzlichen Bremsmoments, wie beispielsweise eines Generator-Bremsmoments. Trotz der "Entkopplung" des ersten Bremskraftverstärkers von der ersten Kolben-Zylinder- Einheit kann der erste Bremskraftverstärker bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem die Funktion eines standartgemäßen Bremskraftverstärkers erfüllten. Der erste Bremskraftverstärker ist somit sowohl als Bremskraftverstärker als auch als Verblendungseinrichtung zum Anpassen des Bremsdrucks in dem mindestens einen Radbremszylinder an ein zusätzliches (nicht-hydraulisches) Bremsmoments verwendbar. Somit weist der erste Bremskraftverstärker bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem eine Multifunktionalität auf, welche gegenüber der Funktionsfähigkeit/Einsetzbarkeit der herkömmlichen hydraulischen Bremsanlage gesteigert ist. Insbesondere kann der erste Bremskraftverstärker des erfindungsgemäßen Bremssystems im Gegensatz zu der herkömmlichen hydraulischen Bremsanlage auch zum zusätzlichen Steigern des mindestens einen Bremsdrucks verwendet werden. Durch diese Multifunktionalität des ersten Bremskraftverstärkers können die Herstellungskosten für das erfindungsgemäße Bremssystem reduziert werden.
Gleichzeitig gewährleistet diese Multifunktionalität des ersten Bremskraftverstärkers einen geringeren Bauraumbedarf des Bremssystems und damit eine einfachere Ausstattung eines Fahrzeugs mit dem vorteilhaften Bremssystem. Die vorliegende Erfindung gewährleistet ein kostengünstiges Bremssystem, wobei mittels des ersten Bremskraftverstärkers das Gesamtbremsmoment des Bremssystems trotz eines zeitlich variierenden Zusatz-Bremsmoments, beispielsweise eines rekuperativen Bremsmoments, aktiv auf einen bevorzugten (zeitlich konstanten) Wert einstellbar ist. Da- bei besteht die Möglichkeit, mittels eines Sensors oder mittels einer Schätzung zu ermitteln, welches Gesamtbremsmoment von dem Fahrer und/oder einer Geschwindigkeitssteuer-Automatik des Fahrzeugs gewünscht wird und welches (nicht-hydraulische) Zusatz-Bremsmoment beispielsweise durch eine rekuperative Bremse, auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs ausgeübt wird. Anschließend kann ermittelt werden, welche Differenz zwischen dem mindestens einen ausgeübten Zusatz-Bremsmoment und dem gewünschten Gesamtbremsmoment vorliegt. Eine der ermittelten Differenz entsprechende Änderung des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders kann danach mittels des ersten Bremskraftverstärkers aktiv eingestellt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Verblenden eines rekuperativen Bremsmoments möglich, ohne dass der Fahrer dazu einen zusätzlichen Arbeitsaufwand ausführen muss. Für die Ausführung der in dem vorhergehenden Absatz beschriebenen Verfahrensschritte ist keine teure Elektronik notwendig. Eine ausreichende Rekuperationseffizienz ist somit bei einer Verwendung der vorliegenden Erfindung zu vertretbaren Kosten gewährleistet.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Aufwendung in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug beschränkt. Beispielsweise lässt sich auch eine querbeschleu- nigungsabhängige Bremskraftverteilung mittels der vorliegenden Erfindung realisieren. Bei einer querbeschleunigungsabhängigen Bremskraftverteilung wird die
Bremskraft an einigen Rädern des Fahrzeugs, vorzugsweise an den beiden Hinterachsenrädern, entsprechend einer Aufstampfkraft, welche bei einer Fahrt um eine Kurve auftritt, aufgeteilt. Auf diese Weise kann der Reibwert der Räder, vor allem der Reibwert der beiden Hinterräder, an die Querbeschleunigung angeglichen werden. Das Fahrzeug bremst somit in Kurven stabiler. Vorzugsweise wird zum Ermit- teln des mittels des ersten Bremskreises aktiv einzustellenden hydraulischen
Bremsmoments eine von einer Sensoreinrichtung ermittelte Querbeschleunigung herangezogen.
Zusätzlich ist eine Verwendung der vorliegenden Erfindung für ein dynamisches
Kurvenbremsen möglich. Bei dem dynamischen Kurvenbremsen wird die Bremskraft an einem kurveninneren Rad gegenüber der Bremskraft an einem kurvenäußeren Rad erhöht. Dies erzielt ein dynamischeres Fahrverhalten. Des Weiteren kann die Erfindung auch für ein vorteilhafteres Bremsen während einer Rückwärtsfahrt verwendet werden. Insbesondere wird dabei durch eine Erhöhung der Bremskraft an der Hinterachse eine für eine Rückwärtsfahrt bessere
Bremskraftverteilung eingestellt. Man spricht dabei auch von einer Rückwärts- Bremskraftverteilung. Vor allem bei einer langsamen Rückwärtsfahrt bergab ermöglicht dies ein deutlich stabileres Bremsverhalten.
Die vorliegende Erfindung bietet zusätzlich eine einfach betätigbare und kostengünstige Alternative zu einem herkömmlichen Brake-by-Wire Bremssystem, welche insbesondere für heck- oder allradgetriebene Fahrzeuge sehr vorteilhaft ist. Die Erfindung ist jedoch auch für den Frontantrieb mit einer By-Wire-Vorderachse einsetzbar.
Es wird darauf hingewiesen, dass unter dem ersten Bremskraftverstärker kein bestimmter Typ eines Bremskraftverstärkers zu verstehen ist. Stattdessen kann als erster Bremskraftverstärker eine Einrichtung zum Aufbringen einer Fremdkraft auf den zweiten Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit verstanden werden. Für die erste Kolben-Zylinder- Einheit und die zweite Kolben-Zylinder-Einheit kann beispielsweise je ein Hauptbremszylinder eines herkömmlichen Typs verwendet werden. Das Bremssystem ist jedoch nicht auf einen bestimmten Typ eines Hauptbremszylinders als erste Kolben-Zylinder-Einheit und/oder als zweite Kolben-Zylinder-Einheit limitiert.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile des Bremssystems sind auch über das erfindungsgemäße Verfahren realisierbar. Entsprechend können die Verfahrenschritte des Verfahrens von Ausführungsformen des Bremssystems ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weiter Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des
Bremssystems;
Fig. 2A bis 2D eine schematische Darstellung und drei Koordinatensystem zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Bremssystems; und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Bremssystems.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Bremssystems.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Bremssystem weist ein als Bremspedal ausgebildetes Bremsbetätigungselement 10 auf. Das im Weiteren beschriebene Bremssystem ist jedoch nicht auf eine Ausbildung des Bremsbetätigungselements 10 als Bremspedal beschränkt. An dem Bremsbetätigungselement 10 ist eine erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 derart angeordnet, dass mittels des um zumindest eine vorgegebene Mindestbetätigung betätigten Bremsbetätigungselements 10 ein erster Kolben 14 der ersten Kolben-Zylinder- Einheit 12 verstellbar ist. Unter einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 um zumindest eine vorgegebene Mindestbetätigung kann beispielsweise ein Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus seiner (betätigungslosen) Ausgangsstellung verstan- den werden. Weitere Ausbildungsmöglichkeiten für die vorgegebene Mindestbetätigung werden unten beschrieben.
Die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 kann beispielsweise ein Hauptbremszylinder sein. Insbesondere kann die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 ein Tandem-Hauptbremszylinder (TMC) sein. Die Ausführbarkeit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 ist jedoch nicht auf dieses Ausbildungsbeispiel beschränkt. Die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 kann über mindestens eine Durchströmöffnung, wie beispielsweise eine Schnüffelbohrung, mit einem Bremsmediumreservoir 20 verbunden sein. Bei der Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 um zumindest die vorgegebene Mindestbetätigung kann der erste Kolben 14 in eine von dem Bremsbetätigungselement 10 weggerichtete Richtung 16 zumindest teilweise in die ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 hineinverstellt werden. Ein vorteilhaftes Verstellen des ersten Kolbens 14 mittels des um zumindest die vorgegebene Mindestbetätigung betätigten Bremsbetätigungselements 10 ist beispielsweise realisierbar, indem das Bremsbetätigungselement 10 mit einem ersten Kontaktteil, wie beispielsweise einer Eingangsstange 18, verbunden wird. Dabei wird das erste Kontaktteil des Bremsbetätigungselements 10 so zu einem zweiten Kontaktteil des ersten Kolbens 14 angeordnet, dass das erste Kontaktteil mit dem um zumindest die vorgegebene Mindestbetätigung betätigten Bremsbetätigungselements 10 so mitbewegt wird, dass es (z.B. nach einem Verstellen um einen Kontaktteil-Mindestweg) das zweite Kontaktteil kontaktiert. Das zweite Kontaktteil kann insbesondere eine Untereinheit des ersten Kolbens 14 sein. Für die beiden Kontaktteile können jedoch auch andere Komponenten, insbesondere Elemente eines Rotations-Translations-Wandlers, verwendet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform kontaktiert die Eingangsstange 18 in ihrer (betätigungslosen) Ausgangsstellung den ersten Kolben 14. Somit bewirkt bereits ein geringes Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus seiner Ausgangslage ein Verstellen des ersten Kolbens 14 in die Richtung 16. Wie nachfolgend deutlich wird, ist die Ausbildung des Bremssystems jedoch nicht auf einen bereits in der Ausgangsstellung des Bremsbe- tätigungselements 10, d.h. bei einer Nicht-Betätigung des Bremsbetätigungselements 10, vorliegenden Kraftübertragungs-Kontakt zwischen dem Bremsbetätigungselement 10 und dem ersten Kolben 14 beschränkt.
Mittels des Verstellens des ersten Kolbens 14 ist ein erster Innendruck in der ersten Kol- ben-Zylinder-Einheit 12 steigerbar. Das Bremssystem kann mindestens einen (schematisch wiedergegebenen) Bremskreis 22 mit mindestens einem (nicht skizzierten) Radbremszylinder aufweisen. Der mindestens eine Radbremszylinder ist in diesem Fall mit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit hydraulisch derart verbunden, dass mittels des gesteigerten ersten Innendrucks in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 ein Bremsdruck des mindestens einen Radbremszylinders steigerbar ist. Mittels der Steigerung des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders kann somit ein hydraulisches Bremsmoment auf mindestens ein (nicht skizziertes) Rad des Fahrzeugs aufgebaut werden. Das Bremssystem ist nicht auf einen bestimmten Typ des mindestens einen Radbremszylinders zum Ausüben eines dem Bremsdruck entsprechenden hydraulischen Bremsmo- ments auf ein Rad und/oder auf eine spezielle hydraulische Anbindung des mindestens einen Radbremszylinders an die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 limitiert.
Das Bremssystem weist mindestens einen ersten Bremskraftverstärker 24 auf, welcher an einer zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 angeordnet ist. Der erste Bremskraftverstärker 24 kann beispielsweise ein elektromechanischer Bremskraftverstärker (mit einem Elektromotor M) oder ein hydraulischer Bremskraftverstärker (i-Booster) sein. Vorzugsweise ist der Bremskraftverstärker 24 als stetig regelbarer/steuerbarer Bremskraftverstärker (aktiver Bremskraftverstärker) ausgebildet. Anstelle eines derartigen Typs eines Bremskraftverstärkers kann jedoch auch eine anders ausgebildete Fremdkrafteinrichtung verwendet werden.
Mittels des ersten Bremskraftverstärkers ist ein zweiter Kolben 28 der zweiten Kolben- Zylinder-Einheit 26 so verstellbar, dass ein zweiter Innendruck in der zweiten Kolben- Zylinder-Einheit 26 steigerbar ist. Für die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 sind die oben schon aufgezählten Ausführungsbeispiele für die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 ver- wendbar. Bevorzugter Weise ist auch die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 über mindestens eine Durchströmöffnung, wie beispielsweise eine Schnüffelbohrung, mit dem
Bremsmediumreservoir 20 oder einem weiteren Bremsmediumreservoir 30 verbunden.
Der mindestens eine Radbremszylinder des mindestens einen Bremskreises 22 ist vor- zugsweise zusätzlich zu seiner hydraulischen Anbindung an die ersten Kolben-Zylinder- Einheit 12 auch mit der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 hydraulisch so verbunden, dass mittels des gesteigerten zweiten Innendrucks in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 der Bremsdruck des mindestens einen Radbremszylinders steigerbar ist. Somit kann das hydraulische Bremsmoment des mindestens einen Radbremszylinders des mindes- tens einen Bremskreises 22 auch mittels eines Einstellens des zweiten Innendrucks in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 durch den ersten Bremskraftverstärker 24 aktiv auf einen bevorzugten Wert eingestellt werden. Insbesondere ist bei dem hier dargestellten Bremssystem die vorteilhafte Entkopplung des ersten Bremskraftverstärkers 24 von der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 gewährleistet. Auf die damit realisierbaren Vorteile wird unten eingegangen.
Das Bremssystem weist mindestens ein Trennventil 32 auf, mittels welchem zumindest die hydraulische Verbindung zwischen der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 und dem mindestens einen Radbremszylinder des mindestens einen Bremskreises 22 oder die hydraulische Verbindung zwischen der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 und dem mindestens einen Radbremszylinder des mindestens einen Bremskreises 22 unterbindbar ist. Man kann dies auch so umschreiben, dass mittels des Schließens des mindestens einen Trennventils 32 eine Bremsmediumverschiebung aus der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 über die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 in das weitere Bremsmediumreservoir 30 oder aus der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 über die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 in das Bremsmediumreservoir 20 verhinderbar/unterdrückbar ist. Das Bremssystem der Fig. 1 umfasst aufgrund der Ausbildung der beiden Kolben- Zylinder-Einheiten 12 und 26 als Tandem-Hauptbremszylinder zwei Leitungen mit je einem Trennventil 32 zum hydraulischen Anbinden der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 an die ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 und an den mindestens einen Bremskreis 22. Über ein Schließen der zwei Trennventile 32 ist verhinderbar, dass ein Verstellen des ersten Kolbens 14 in die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 zu einer Verschiebung des Bremsmediums über die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 in das weitere Bremsmediumreservoir 30 oder in das Bremsmediumreservoir 20 führt. Somit ist durch das Schließen des mindestens einen Trennventils 32 verlässlich gewährleistbar, dass das Hineinverstel- len des ersten Kolbens 14 in die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 zu einer entsprechenden Zunahme des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders führt.
Optional weist das Bremssystem auch eine (nicht skizzierte) zusätzliche Bremseinrichtung auf, mittels welcher mindestens ein Zusatz-Bremsmoment (zusätzlich zu dem mindestens einen hydraulischen Bremsmoment des mindestens einen Radbremszylinders) auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs ausübbar ist. Die zusätzliche Bremseinrichtung ist beispielsweise als ein Generator für ein rekuperatives Bremssystem ausbildbar. In diesem Fall ist kann das mindestens eine Zusatz-Bremsmoment mindestens ein Generator- Bremsmoment umfassen.
Vorteilhafter Weise umfasst das Bremssystem auch eine Auswerte- und Steuereinrichtung 36, mittels welcher unter Verwendung des ersten Bremskraftverstärkers 24 das mindestens eine Zusatz-Bremsmoment zumindest teilweise kompensierbar ist. Bevorzugter Weise ist die mindestens eine Auswerte- und Steuereinrichtung 36 dazu ausgelegt, mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 das mindestens eine Zusatz-Bremsmoment vollständig zu verblenden, so dass auch bei einer zeitlichen Änderung des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments eine von dem Fahrer oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit- Steuerautomatik vorgebbare Soll-Verzögerung des Fahrzeugs einhaltbar ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Auswerte- und Steuereinrichtung 36 dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Information bezüglich des auf das mindestens eine Rad des Fahrzeugs ausgeübten mindestens einen Zusatz- Bremsmoments zumindest eine Soll-Größe bezüglich der auf dem zweiten Kolben 28 auszuübenden Kraft des ersten Bremskraftverstärkers 24 festzulegen. Eine derartige Soll- Größe kann beispielsweise eine Soll-Drehzahl eines Motors des ersten Bremskraftverstärkers 24 und/oder eine Soll-Drehrichtung umfassen. Die festlegbare Soll-Größe ist je- doch nicht auf die hier aufgezählten Beispiele beschränkt. Nach dem Festlegen der mindestens einen Soll-Größe durch die Auswerte- und Steuereinrichtung 36 kann der erste Bremskraftverstärker 24 mittels eines der festgelegten Soll-Größe entsprechenden Steuersignals 42 so angesteuert werden, dass er die nachfolgend beschriebene Verblendung ausführt.
Um mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 und der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 einen von der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 in dem mindestens einen Radbremszylinder aufgebauten Bremsdruck um eine Soll-Druckdifferenz zu reduzieren, kann mittels eines Verstellens des zweiten Kolbens 28 ein der Soll-Druckdifferenz entsprechendes Bremsmediumvolumen, insbesondere ein dem mindestens einen Zusatz-Bremsmoment entsprechendes Bremsmediumvolumen, in die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 eingesaugt werden. Dies ist realisierbar, indem die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 mit einem Zusatzvolumen ausgestattet wird. Man kann dies auch so umschreiben, dass der zweite Kolben 28 bei einem zweiten Innendruck in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 entsprechend einem hydraulischen Bremsmoment des mindestens einen Radbremszylinders von Null in einer Ausgangsstellung 38 mit einem Zusatzvolumen vorliegt. Der zweite Kolben 28 ist somit aus der Ausgangsstellung 38 sowohl in eine erste Verstellrichtung 34 zumindest teilweise in die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 hinein als auch in eine der ersten Verstellrichtung 34 vorzugsweise entgegen gerichtete zweite Verstellrichtung 40 zumindest teilweise aus der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 heraus verstellbar.
Des Weiteren kann der erste Bremskraftverstärker 24 so ausgebildet und mittels des Steuersignals 42 so ansteuerbar sein, dass mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 sowohl eine Verstellkraft zum Verstellen des zweiten Kolbens 28 in die erste Verstellrichtung 34 als auch eine Verstellkraft zum Verstellen des zweiten Kolbens 28 in die zweite Verstellrichtung 40 ausübbar ist. Für ein Verblenden eines zeitlich zunehmenden Zusatz- Bremsmoments kann der zweite Kolben 28 mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 in die zweite Verstellrichtung 40 verstellt werden. Mittels eines Verstellens des zweiten Kol- bens 28 in die erste Verstellrichtung 34 durch den ersten Bremskraftverstärker 24 ist ein zeitliches Abnehmen des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments verblendbar. Somit ist gewährleistbar, dass die zeitliche Variation des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments kaum/nicht zu einer zeitlichen Änderung des auf das mindestens eine Rad ausgeübten Gesamt-Bremsmoments aus zumindest dem mindestens einem hydraulischen Brems- moment und dem mindestens einem Zusatz-Bremsmoment führt. Optional kann das Bremssystem mindestens einen Druck-Sensor 44 aufweisen. Der Druck-Sensor 44 kann dem mindestens einem Trennventil 32 vorgeschaltet sein. Somit ist der in dem mindestens einen Bremskreis 22 vorliegende Druck mittels des Druck-Sensors 44 ermittelbar. Ein dem vorliegenden Druck entsprechendes hydraulisches Bremsmoment des mindestens einen Radbremszylinders ist somit auf einfache Weise herleitbar.
Bevorzugter Weise umfasst das Bremssystem auch einen Bremsbetätigungselement- Sensor 46. Der Bremsbetätigungselement-Sensor 46 kann beispielsweise ein Kraft- Sensor sein, mittels welchem die auf das Bremsbetätigungselement 10 ausgeübte Fah- rerbremskraft ermittelbar ist. Anstelle oder als Ergänzung zu einem Kraft-Sensor kann auch ein Weg-Sensor zum Ermitteln einer Sensor-Größe bezüglich der Betätigung des Bremsbetätigungselement 10, beispielsweise zum Ermitteln eines Verstellwegs der Eingangsstange 18, verwendet werden. In diesem Fall ist mittels des Bremsbetätigungselement-Sensors 46 eine der Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 entsprechende Bremsvorgabe des Fahrers als Soll-Bremsgröße ermittelbar. Die von dem Bremsbetätigungselement-Sensor 46 ermittelte Soll-Bremsgröße kann anschließend von der Auswerte- und Steuereinrichtung 36 zum Festlegen einer von dem ersten Bremskraftverstärker 24 auf den zweiten Kolben 28 auszuübenden Kraft berücksichtigt werden. Das in Fig. 1 wiedergegebene Bremssystem ist in mehreren Betriebsmoden betreibbar:
In einem ersten Betriebsmodus (Unverstärkter-Bremsmodus) kann das hydraulische Bremsmoment des mindestens einen Radbremszylinders ausschließlich mittels einer von einem Fahrer auf das Bremsbetätigungselement 10 ausgeübten Fahrerbremskraft aufge- baut/eingestellt werden. Der Fahrer hat somit auch nach einer (Teil-)lnaktivierung/einem Ausfall der Elektronik noch die Möglichkeit, über ein direktes Einbremsen in den mindestens einen Bremskreis 22 durch Aufbringen der Fahrerbremskraft auf das Bremsbetätigungselement 10 das Fahrzeug anzuhalten. Das Bremssystem wird über ein Schließen des mindestens einen Trennventils 32 in den ersten Betriebsmodus geschaltet.
Bevorzugter Weise ist das mindestens eine Trennventil 32 als stromlos geschlossenes Ventil ausgebildet. In diesem Fall bewirkt ein Ausfall der Elektronik ein automatisches Schließen des mindestens einen Trennventils 32 und Schalten des Bremssystems in den ersten Betriebsmodus. Dies gewährleistet eine verstärkte Einbremswirkung mittels der auf das Bremsbetätigungselement 10 aufgebrachten Fahrerbremskraft trotz eines Ausfalls der Elektronik das Fahrzeug. Das in Fig. 1 wiedergegebene Bremssystem weist somit einen vorteilhaften Sicherheitsstandard auf.
In einem zweiten Betriebsmodus des Bremssystems (Verstärkungsmodus) wird das min- destens eine Trennventil 32 für ein aktives Steigern des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 geöffnet. Für die Steigerung des mittels eines Betätigens des Bremsbetätigungselements 10 aufgebauten Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders wird der zweite Kolben 28 der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 in die ers- te Verstellrichtung 34 zumindest teilweise in die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 hineinverstellt. Somit muss der Fahrer die zum Aufbauen eines bevorzugten hydraulischen Bremsmoments aufzubringende Kraft nicht selbst als Fahrerbremskraft vollständig auf das Bremsbetätigungselement 10 ausüben. Mittels des ersten Bremskraftverstärkers 24 sind somit eine vorteilhafte Entlastung des Fahrers beim Abbremsen des Fahrzeugs und/oder ein schnelleres Abbremsen des Fahrzeugs realisierbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerte- und Steuereinrichtung 36 in dem zweiten Betriebsmodus dazu ausgelegt, den ersten Bremskraftverstärker 24 mittels des Steuersignals 42 unter Berücksichtigung der von dem Fahrer vorgegebenen Soll- Bremsgröße anzusteuern. Beispielsweise kann die Kraft, mit welcher der erste Bremskraftverstärker 24 den zweiten Kolben 28 in die erste Verstellrichtung 34 verstellt, einem Produkt der Fahrerbremskraft und eines vorgegebenen Faktors entsprechen. Dazu kann der schon beschriebene Bremsbetätigungselement-Sensor 46 verwendet werden. Die Steuerung/Regelung des ersten Bremskraftverstärkers 24 mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung 36 ist unter Verwendung einer Bremssystemkennlinie ausführbar. Die dabei herangezogene Kennlinie kann über einen Aktiveingriff des ersten Bremskraftverstärkers 24 bei mindestens einem geschlossenen Trennventil 32 von der Auswerte- und Steuereinrichtung 36 ermittelt werden. In dem dritten Betriebsmodus (Verblendmodus) ist die Auswerte- und Steuereinrichtung 36 dazu ausgelegt, den ersten Bremskraftverstärker 24 mittels des Steuersignals 42 unter (zusätzlicher) Berücksichtigung der bereitgestellten Information bezüglich des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments anzusteuern. Auch eine von dem Bremsbetätigungselement-Sensor 46 bereitgestellte Soll-Bremsgröße kann dabei berücksichtigt werden. Be- züglich weiterer Einzelheiten wird auf die oberen Ausführungen zur Auswerte- und Steuereinrichtung 36 verwiesen. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Bremssystem einen zweiten Bremskraftverstärker 48 auf, mittels welchem eine der Betätigung des Bremsbetätigungselement entgegenwirkende Simulationskraft auf das Bremsbetätigungselement 10 und/oder eine zu der Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 korrespondierende Unterstützungskraft auf den ersten Kolben 14 der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 ausübbar ist. Bevorzugter Weise ist der zweite Bremskraftverstärker 48 in dem zweiten Betriebsmodus (Verstärkungsmodus) dazu ausgelegt, eine zumindest teilweise in die Richtung 16 gerichtete Kraft zum zusätzlichen Hineindrücken des ersten Kolbens 16 in die erste Kolben-Zylinder- Einheit 12 bereitzustellen. Somit kann der Fahrer beim Abbremsen des Fahrzeugs zusätz- lieh entlastet werden.
In dem dritten Betriebsmodus (Verblendmodus) kann der zweite Bremskraftverstärker 48 hingegen dazu verwendet werden, die der Betätigung des Bremseingabeelements 10 entgegenwirkende Simulationskraft auf das Bremsbetätigungselement 10, insbesondere auf die Eingangsstange 18, auszuüben. Da ein Verblenden einer zeitlichen Zunahme des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments zu einer Abnahme des mindestens einen hydraulischen Bremsmoments führt, nimmt auch die dem Verstellen des ersten Kolbens 14 in die Richtung 16 entgegenwirkende Rückstellkraft der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 ab. Um zu verhindern, dass der Fahrer die Abnahme der Rückstellkraft als eine Verände- rung des Bremsgefühls (Pedalgefühls) wahrnimmt, kann die Abnahme der Rückstellkraft durch eine zumindest teilweise entgegen der Richtung 16 ausgerichtete Simulationskraft des zweiten Bremskraftverstärkers 48 zumindest leicht ausgeglichen werden. Dies bewirkt ein verbessertes Bremsgefühl (Pedalgefühl) für den Fahrer bei der Betätigung des Bremsbetätigungselements 10. Insbesondere kann die Abnahme der Rückstellkraft mittels der von dem zweiten Bremskraftverstärker 48 ausgeübten Simulationskraft kompensiert werden. Der Fahrer bemerkt in diesem Fall weder eine zeitliche Änderung des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments noch ein Verblenden der zeitlichen Änderung.
Vorteilhafterweise ist der zweite Bremskraftverstärker 48 so einsetzbar, dass die von dem Fahrer auf das Bremsbetätigungselement 10 auszuübende Kraft einer konventionellen Bremscharakteristik (Pedalcharakteristik) entspricht. Für ein entsprechendes Ansteuern des zweiten Bremskraftverstärkers 48 kann beispielsweise die Auswerte- und Steuereinrichtung 36 verwendet werden. Für weitere Verbesserungen können die Charakteristiken der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 12 und 26 so gewählt werden, dass die der Betäti- gung des Bremsbetätigungselements 10 entgegenwirkende Kraft mit einer konventionellen (vorteilhaften) Bremscharakteristik (Pedalcharakteristik) übereinstimmt. Mittels einer Festlegung der "verstellbaren Einbremsflächen" der beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 12 und 26 ist das Bremssystem zusätzlich optimierbar. Beispielsweise kann die verstellbare Einbremsfläche der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 deutlich kleiner als die verstellbare Einbremsfläche der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 sein. In diesem Fall kann für den ersten Bremskraftverstärker 24 ein Modell mit einer relativ niedrigen aufbringbaren Höchstkraft verwendet werden, während für den zweiten Bremskraftverstärker 48 ein Modell mit einer vergleichsweise niedrigen Dynamik verwendbar ist. Trotz dieser kostengünstigen Modelle der Bremskraftverstärker 24 und 48 kann das Bremssystem die vergleichsweise hohe Dynamik des ersten Bremskraftverstärkers 24 und die relativ hohe Kraftverstärkung des zweiten Bremskraftverstärkers 48 aufweisen.
Entsprechend kann die verstellbare Einbremsfläche der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 deutlich größer als die verstellbare Einbremsfläche der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 festgelegt werden. In diesem Fall ist der erste Bremskraftverstärker 24 gut für eine Verwendung als Bremskraftverstärker ausgelegt. Der zweite Bremskraftverstärker 48 weist eine besonders vorteilhafte Eignung als aktiver Pedalsimulator auf.
Fig. 2A bis 2D zeigen eine schematische Darstellung und drei Koordinatensysteme zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Bremssystems.
Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Bremssystem ist bei der hier dargestellten Ausführungsform das mindestens eine Trennventil 32 der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 vorgeschaltet. Die hydraulische Anbindung der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 an die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 26 und den mindestens einen Bremskreis 22 ist damit durch ein Schließen des mindestens einen Trennventils 32 unterbindbar. Über das Schließen des mindestens einen Trennventils 32 ist verhinderbar, dass bei einem Vorliegen des ersten Kolbens 14 in seiner (kraftlosen) Ausgangsstellung ein Bremsmediumvolumen aus der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 über die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 in das Bremsmediumreservoir 20 abfließt. Somit kann der erste Bremskraftverstärker 24 nach einem Schließen des mindestens einen Trennventils 32 trotz des in seiner Ausgangslage vorliegenden ersten Kolbens 14 zum Steigern des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders verwendet werden. Außerdem kann bei der hier dargestellten Ausführungsform auf eine Ausbildung der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 mit einem Zusatzvolumen verzichtet werden. Bei der in Fig. 2A schematisch wiedergegebenen Ausführungsform kontaktiert das als Eingangsstange 18 ausgebildete erste Kontaktteil des Bremsbetätigungselements 10 das als Endabschnitt des ersten Kolbens 14 ausgebildete zweite Kontaktteil erst ab einen Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus seiner (betätigungslosen) Ausgangsla- ge um mindestens einen vorgegebene Mindest-Betätigungsweg ungleich Null. Bei einem Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus seiner (betätigungslosen) Ausgangslage um einen Betätigungsweg unter dem Mindest-Betätigungsweg ist das erste Kontaktteil von dem zweiten Kontaktteil so beabstandet, dass eine Kraftübertragung von dem ersten Kontaktteil auf das zweite Kontaktteil unterbunden ist.
Dies ist realisierbar, indem das erste Kontaktteil (Ausgangsstange 18) in seiner (betätigungslosen) Ausgangsstellung um einen Spalt 50 (Luftspalt) beabstandet zu dem zweiten Kontaktteil angeordnet wird. Somit bewirkt erst ein Verstellen des ersten Kontaktteils in die von dem Bremsbetätigungselement 10 weggerichtete Richtung 16 um zumindest ei- nem Verstellweg x1 gleich einem Leerweg As einen Kraftübertragungskontakt zwischen dem Bremsbetätigungselement 10 und dem ersten Kolben 14. Der vorgegebene Mindest- Betätigungsweg entspricht in diesem Fall dem Leerweg As ungleich Null. Der Leerweg As kann gleich der Höchstbreite des Spalts 50 sein. Das Bremssystem liegt somit bei einem Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus seiner Ausgangslage um einen Betätigungsweg unter dem Mindest-Betätigungsweg, bzw. bei einem Betätigen des Bremsbetätigungselements 10 unter der vorgegebenen Mindestbetätigung, in einem Entkopplungs-Modus vor, in welchem das Bremsbetätigungselement 10 von dem ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 "entkoppelt/abgekoppelt" ist. Somit ist in dem Entkopplungs-Modus gewährleistet, dass das Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus seiner (betätigungslosen) Ausgangslage um einen Betätigungsweg unter dem Mindest-Betätigungsweg nicht zu einer Steigerung eines Innendrucks in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12, und deshalb nicht zu einer Steigerung des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders des mindestens einen Bremskreises 22 führt.
Die "Entkopplung" des aus seiner Ausgangslage um einen Betätigungsweg unter dem Mindest-Betätigungsweg verstellten Bremsbetätigungselements 10 von der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 kann zum vorteilhaften Einsetzen einer zusätzlichen (nichthydraulischen) Bremseinrichtung, beispielsweise eines Generators, genutzt werden. Ins- besondere ist auf diese Weise gewährleistbar, dass die ausgeführte Fahrzeugverzögerung eine von dem Fahrer vorgegebenen Soll-Verzögerung nicht übersteigt. Der Spalt 50 kann eine Höchstbreite aufweisen, welche einen Leerweg As von mindestens einem maximalen Zusatz-Bremsmoment gewährleistet. Auf diese Weise ist auch ein Zusatz- Bremsmoment von 0,3 g bis 0.5g ohne ein Übertreten der von dem Fahrer vorgegebenen Soll-Verzögerung ausführbar.
Sofern das ausgeübte Zusatz-Bremsmoment von der durch die Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 von dem Fahrer vorgegebenen Soll-Verzögerung abweicht, kann der erste Bremskraftverstärker 24 nach einem Schließen des mindestens einen Trennventils 32 zum aktiven Einstellen mindestens eines vorteilhaften hydraulischen Bremsmo- ments des mindestens einen Radbremszylinders eingesetzt werden. Vorteilhafter Weise ist die Auswerte- und Steuereinrichtung 36 dazu ausgelegt, die Soll-Größe bezüglich der auf den zweiten Kolben 28 von dem zweiten Bremskraftverstärkter aufzubringenden Kraft unter Berücksichtigung der beispielsweise als Soll-Bremsgröße von dem Bremsbetätigungselement-Sensor 46 bereitgestellten Soll-Verzögerung und einer bereitgestellten Information bezüglich des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments festzulegen. Die von dem ersten Bremskraftverstärker 24 auf den zweiten Kolben 28 ausgeübte Kraft kann insbesondere einer Differenz entsprechen, um welche das mindestens eine Zusatz- Bremsmoment unterhalb der Soll-Verzögerung liegt. Die vom Fahrer vorgegebene Soll- Verzögerung ist somit verlässlich einhaltbar. Insbesondere können trotz des verlässlichen Einhaltens der vom Fahrer vorgegebenen Soll-Verzögerung und trotz einer relativ kleinen von dem ersten Bremskraftverstärker 24 auf den zweiten Kolben 28 ausgeübten Kraft vergleichsweise hohe Zusatz-Bremsmomente auf mindestens ein Rad ausgeübt werden. Das hier beschriebene "Quasi-Verblenden" der vergleichsweise hohen Zusatz- Bremsmomente erfordert somit nur einen vergleichsweise niedrigen Energieverbrauch des ersten Bremskraftverstärkers 24.
Um zu gewährleisten, dass der Fahrer trotz der "Entkopplung" des aus seiner Ausgangslage um einen Betätigungsweg unter dem Mindest-Betätigungsweg verstellten Bremsbetätigungselements 10 von der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 ein vorteilhaftes (stan- dardgemäßes) Bremsgefühl (Pedalgefühl) hat, kann der zweite Bremskraftverstärker 48 auf die oben schon beschriebene Weise als Pedalsimulator eingesetzt werden.
Über ein Betätigen des Bremsbetätigungselements 10 um mindestens die vorgegebene Mindestbetätigung, bzw. über ein Verstellen des Bremsbetätigungselements 10 aus sei- ner Ausgangslage um mindestens den Mindest-Betätigungsweg, wird das Bremssystem automatisch in einen Ankopplungs-Modus überführt. In dem Ankopplungs-Modus kann der Fahrer über ein Betätigen des Bremsbetätigungselements 10 direkt in den mindestens einen Radbremszylinder hineinbremsen. Der erste Bremskraftverstärker 24 und optional der zweite Bremskraftverstärker 28 können in dem Ankopplungs-Modus zum zusätzlichen Steigern des mindestens einen Radbremszylinders auf die oben schon beschriebene Weise verwendet werden.
Das hier beschriebene Bremssystem ist mit einer hohen Dynamik und einer guten Kraftverstärkung realisierbar, obwohl als erster Bremskraftverstärker 24 ein Modell mit einer relativ kleinen aufbringbaren Höchstkraft und als zweiter Bremskraftverstärker 48 ein Mo- dell mit einer vergleichsweise niedrigen Dynamik verwendbar ist. Für eine zusätzliche Optimierung kann die verstellbare Einbremsfläche der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 kleiner als die verstellbare Einbremsfläche der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 sein.
Als Alternative dazu kann die verstellbare Einbremsfläche der zweiten Kolben-Zylinder- Einheit 26 auch größer als die verstellbare Einbremsfläche der ersten Kolben-Zylinder- Einheit 12 sein. In diesem Fall ist der erste Bremskraftverstärker besonders vorteilhaft als Bremskraftverstärker ausgebildet, während sich der zweite Bremskraftverstärker 48 gut als aktiver Pedalsimulator eignet. Vorzugsweise ist das mindestens eine Trennventil 32 als stromlos offenes Ventil ausgebildet. Ein Ausfall der Elektronik bewirkt ein automatisches Öffnen des mindestens einen Trennventils 32. Somit kann der Fahrer in einer derartigen Situation automatisch mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 um zumindest die Mindestbetätigung direkt in den mindestens einen Radbremszylinder einbremsen.
Bei dem Koordinatensystem der Fig. 2B entspricht die Abszisse dem Verstellweg x1 der Eingangsstange 18 bei einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 10. Die Ordinate gibt die dazu auf das Bremsbetätigungselement 10 aufzubringende Fahrerbremskraft FB an. Dabei ist zu erkennen, dass mittels des zweiten Bremskraftverstärkers 48 auch ohne einen Kraftübertragungskontakt zwischen der Eingangsstange 18 und dem ersten Kolben 14 eine standardgemäße Bremscharakteristik (Pedalcharakteristik) gewährleistbar ist.
Das in Fig. 2C gezeigte Koordinatensystem gibt einen Zusammenhang zwischen einem Unterstützungsweg x2 des ersten Bremskraftverstärkers 24 zum Verstellen des zweiten Kolbens 28 und einen aus der Funktion des ersten Bremskraftverstärkers 24 resultieren- den Druck p in dem mindestens einen Bremskreis 22 wieder. Die Abszisse zeigt den Unterstützungsweg x2, während die Ordinate den resultierenden Druck p angibt.
Wie zu erkennen ist, kann mittels eines Verstellens des zweiten Kolbens 28 durch den ersten Bremskraftverstärker 24 um einen Unterstützungsweg x2 eine vorteilhafte Steigerung des Drucks p in dem mindestens einen Radbremszylinder des mindestens einen Bremskreises 22 aufgebaut werden. Der Druck p in dem mindestens einen Bremskreis 22 ist beispielsweise mittels des Druck-Sensors 44 messbar. Die Ordinate des Koordinatensystems der Fig. 2D gibt einen an das mindestens eine Trennventil 32 anlegbaren Strom I an. Die Abszisse des Koordinatensystems der Fig. 2D zeigt die mittels der Bestromung des mindestens einen Trennventils 32 erzeugbare Druckdifferenz dp zwischen einem Innendruck in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 26 und einem Innendruck in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Bremssystems.
Bei der schematisch dargestellten dritten Ausführungsform des Bremssystems ist das Bremsbetätigungselement 10 über eine Federeinrichtung 52 mit dem ersten Kolben 14 der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 verbunden. Die Federeinrichtung 52 kann beispielsweise eine Feder sein, welche von einem von dem Bremsbetätigungselement 10 abgewandten Ende der Eingangsstange 18 zu einem dem Bremsbetätigungselement 10 zugewandten Ende des ersten Kolbens 12 verläuft. Anstelle einer einzelnen Feder kön- nen jedoch auch Federstrukturen mit mehreren Federn als Federeinrichtung 52 verwendet werden.
Die Federkonstante der Federeinrichtung 52 kann so gewählt werden, dass ein leichtes Betätigen des Bremsbetätigungselements 10 ein geringfügiges Verstellen des ersten Kol- bens 14 in die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 bewirkt. Durch dieses geringfügige Hineinverstellen des ersten Kolbens 14 in die erste Kolben-Zylinder-Einheit 12 können die Durchströmöffnungen zwischen der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 und dem Bremsmediumreservoir 20, welche beispielsweise als Schnüffelbohrungen ausgebildet sind, geschlossen werden. Nach einem Schließen der mindestens einen Durchströmöffnung zwischen der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 und dem Bremsmediumreservoir 20 kann das mindestens eine Trennventil 32 geschlossen werden. Nach dem Schließen des mindestens einen Trennventils 32 bewirkt bereits ein leichtes Weiterbetätigen des Bremsbetätigungselements 10 einen (schnellen) Druckaufbau im Inneren der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12. Der (schnelle) Druckaufbau ist mit einer (schnellen) Steigerung einer dem Hineinverstellen des ersten Kolbens 14 entgegenwirkende Rückstellkraft verbunden. Ab einer Rückstellkraft größer als einer einem Zusammendrücken der Federeinrichtung 52 entgegenwirkenden Federkraft bewirkt ein weiteres Betätigen des Bremsbetätigungselements 10 ein Zu- sammendrücken der mindestens einen Federeinrichtung 52, wobei der erste Kolben 14 nicht/kaum in die Kolben-Zylinder-Einheit 12 hineingedrückt wird. Das Bremssystem wird somit über ein Schließen des mindestens einen Trennventils 32 in den oben schon beschriebenen Entkopplungs-Modus überführt. Der Entkopplungs-Modus kann auf die oben schon beschriebene Weise zum vorteilhaften Einsetzen einer zusätzlichen (nicht- hydraulischen) Bremseinrichtung genutzt werden. Optional kann dabei der zweite Bremskraftverstärker zum Bereitstellen der oben schon beschriebenen Simulationskraft genutzt werden.
Als Alternative dazu kann das mindestens eine der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 12 vor- geschaltete Trennventil auch während eines leichten Betätigens des Bremsbetätigungselements 10 in einem geöffneten Zustand gesteuert werden. Eine Betätigung des Bremsbetätigungselements 10 bewirkt in diesem Fall nicht/kaum ein Zusammendrücken der Federeinrichtung 52, sondern ein Verstellen des ersten Kolbens 14 in die erste Kolben- Zylinder-Einheit 12. Somit hat der Fahrer bei dem hier beschriebenen Bremssystem auch die Möglichkeit, bereits während des leichten Betätigens des Bremsbetätigungselements 10 direkt/aktiv in den mindestens einen Bremskreis 22 hineinzubremsen (Ankopplungs- Modus). Gleichzeitig kann der erste Bremskraftverstärker 24 zum zusätzlichen Steigern des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders des mindestens einen Bremskreises 22 verwendet werden.
Bevorzugter Weise ist das mindestens eine Trennventil 32 als stromlos offenes Ventil ausgebildet. In diesem Fall wird das mindestens eine Trennventil 32 bei einem Ausfall der Elektronik des Bremssystems automatisch in den offenen Zustand überführt. Somit kann der Fahrer bei einem Ausfall der Elektronik bereits während des leichten Betätigens des Bremsbetätigungselements 10 aktiv in den mindestens einen Radbremszylinder des mindestens einen Bremskreises 22 hineinbremsen. Der Fahrer kann damit das Fahrzeug trotz der ausgefallenen Elektronik noch mit einem vergleichsweise niedrigen Kraftaufwand in den Stillstand überführen. Insbesondere ist die Federeinrichtung 52 so ausführbar, dass der Pedalweg des Bremssystems zum Abbremsen des Fahrzeugs nicht/kaum länger als ein herkömmlicher Pedalweg ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Ausstattung des dargestellten Bremssystems mit dem zweiten Bremskraftverstärker 48 lediglich optional ist. Stattdessen kann die Federeinrichtung 52 auch so ausgelegt werden, dass die in dem Entkopplungs-Modus dem Zusammendrücken der Federeinrichtung 52 entgegenwirkende Federkraft einen Kraft-Weg- Verlauf aufweist, welcher einer bevorzugten (standardgemäßen) Bremscharakteristik (Pedalcharakteristik) entspricht. Das hier wiedergegebene Bremssystem ist somit kostengünstig ausführbar.
Auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Bremssystems besteht die Mög- lichkeit, die verstellbaren Einbremsflächen der Kolben-Zylinder-Einheiten 12 und 26 so festzulegen, dass ein kostengünstiges Modell für den mindestens einen Bremskraftverstärker 24 und 48 verwendbar ist. Dazu wird auf die oberen Ausführungen verwiesen.
Bei den oben beschriebenen Bremssystemen ist der feste Zusammenhang eines her- kömmlichen Bremssystems zwischen einem Betätigungsweg des Bremsbetätigungselements 10 und dem im Hauptbremszylinder verschobenen Hydraulikvolumen durch einen variablen Zusammenhang ersetzbar. Die hydraulisch miteinander verkoppelten Bremskraftverstärker 24 und 28, beispielsweise elektromechanische Bremskraftverstärker oder hydraulische Bremskraftverstärker, können unabhängig voneinander ansteuerbar sein. Abhängig von einem bevorzugten Betriebszustand des Bremssystems können die beiden Bremskraftverstärker 24 und 48 gegensinnig oder gleichsinnig zueinander angesteuert werden.
Die oben beschriebenen Bremssysteme lassen sich aufgrund ihrer in Reihe geschalteter Bremskraftverstärker 24 und 48 vorteilhaft als rekuperationsfähige Bremssysteme nutzen. Insbesondere können die beiden Bremskraftverstärker 24 und 48 miteinander über ein Verbindungselement mit einem gegebenenfalls verriegelbaren Leerweg verbunden werden. Optional kann der zweite Bremskraftverstärker 48 abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs als Pedalsimulator verwendet werden, so dass mittels der Multifunktionali- tät des optionalen zweiten Bremskraftverstärkers 48 ein vorteilhaftes Bremsgefühl (Pedalgefühl) gewährleistbar ist. Die mit zwei Kolben-Zylinder-Einheiten 12 und 26 und zwei Bremskraftverstärkern 24 und 48 ausgestatteten Bremssysteme weisen den Vorteil von zwei weitgehend identischen Subsystemen und der Mehrfachnutzung von Komponenten in Abhängigkeit von Betriebs- zuständen des Bremssystems auf. Sie sind somit kostengünstig realisierbar.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Bremssysteme sind dazu ausgelegt, Verfahrensschritte des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug auszuführen. Die ausführbaren Verfahrensschritte sind deshalb oben schon beschrieben. Auf eine Beschreibung des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems wird darum hier verzichtet.

Claims

Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem Bremsbetätigungselement (10); einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12), an welcher das Bremsbetätigungselement (10) derart angeordnet ist, dass mittels des um zumindest eine vorgegebene Mindestbetätigung betätigten Bremsbetätigungselements (10) ein erster Kolben (14) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) so verstellbar ist, dass ein erster Innendruck in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) steigerbar ist; mindestens einem Radbremszylinder, welcher mit der ersten Kolben-Zylinder- Einheit (12) hydraulisch derart verbunden ist, dass mittels des gesteigerten ersten Innendrucks in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) ein Bremsdruck des mindestens einen Radbremszylinders steigerbar ist; und einem ersten Bremskraftverstärker (24); gekennzeichnet durch eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (26), an welcher der erste Bremskraftverstärker (24) derart angeordnet ist, dass mittels des ersten Bremskraftverstärkers (24) ein zweiter Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) so verstellbar ist, dass ein zweiter Innendruck in der zweiten Kolben-Zylinder- Einheit (26) steigerbar ist, und mit welcher der mindestens eine Radbremszylinder hydraulisch derart verbunden ist, dass mittels des gesteigerten zweiten Innendrucks in der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) der Bremsdruck des mindestens einen Radbremszylinders steigerbar ist.
Bremssystem nach Anspruch 1 , wobei das Bremssystem mindestens ein Trennventil (32) umfasst, welches in einen geschlossenen Zustand steuerbar ist, und wobei mittels des mindestens einen in den geschlossenen Zustand gesteuerten Trennventils (32) eine Bremsmediumverschiebung aus der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) in die zweite Kolben-Zylinder-Einheit (26) und/oder aus der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) in die erste Kolben- Zylinder-Einheit (12) unterbindbar ist.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest in einen Modus des Bremssystems eine auf das Bremsbetätigungselement (10) ausgeübte Fahrerbremskraft (FB) über das als die Mindestbetätigung um mindestens einen vorgegebenen Mindest-Betätigungsweg ungleich Null verstellte Bremsbetätigungselement (10) auf den ersten Kolben (14) übertragbar ist und eine Kraftübertragung von dem um weniger als den Mindest-Betätigungsweg verstellten Bremsbetätigungselement (10) auf den ersten Kolben (14) unterbunden ist.
4. Bremssystem nach Anspruch 3, wobei ein erstes Kontaktteil (18) mit dem Bremsbetätigungselement (10) derart verbunden und derart zu einem zweiten Kontaktteil des ersten Kolbens (14) angeordnet ist, dass das mit dem um weniger als den Mindest-Betätigungsweg verstellten Bremsbetätigungselement (10) verbundene erste Kontaktteil (18) zu dem zweiten Kontaktteil beabstandet ist und das mit dem um mindestens den Mindest-Betätigungsweg verstellten Bremsbetätigungselement (10) verbundene erste Kontaktteil (18) das zweite Kontaktteil kontaktiert.
5. Bremssystem nach Anspruch 3, wobei das Bremsbetätigungselement (10) über eine Federeinrichtung (52) mit dem ersten Kolben (14) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) verbunden ist.
6. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssystem einen zweiten Bremskraftverstärker (48) umfasst, mittels welchem eine der Betätigung des Bremsbetätigungselements (10) entgegenwirkende Simulationskraft auf das Bremsbetätigungselement (10) und/oder eine zu der Betätigung des Bremsbetätigungselements (10) korrespondierende Unterstützungskraft auf den ersten Kolben (14) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) ausübbar sind.
7. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssystem eine Auswerte- und Steuereinrichtung (36) umfasst, welche dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Information bezüglich mindestens eines Zusatz-Bremsmoments, welches zusätzlich zu dem mindestens einen hydraulischen Bremsmoment des mindestens einen Radbremszy- linders auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs ausübbar ist, eine Soll-Größe bezüglich einer auf den zweiten Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder- Einheit (26) aufzubringenden Kraft des ersten Bremskraftverstärkers (24) festzulegen, und den ersten Bremskraftverstärker (24) unter Berücksichtigung der festgelegten Soll-Größe anzusteuern.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine Zusatz- Bremsmoment mindestens ein Generator-Bremsmoment umfasst.
Bremssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung (36) die Soll-Größe bezüglich der auf den zweiten Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) aufzubringenden Kraft so festlegbar und der erste Bremskraftverstärker (24) so ansteuerbar ist, dass mittels des verstellten zweiten Kolbens (28) ein einer zeitlichen Zunahme des mindestens einen Zusatz-Bremsmoments entsprechendes Bremsmediumvolumen in die zweite Kolben-Zylinder-Einheit (26) einsaugbar ist.
Bremssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Bremssystem mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor (46) umfasst, mittels welchem eine der Betätigung des Bremsbetätigungselements (10) entsprechende Soll- Bremsgröße festlegbar ist, und wobei mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung (36) die Soll-Größe bezüglich der auf den zweiten Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) aufzubringenden Kraft unter zusätzlicher Berücksichtigung der Soll-Bremsgröße festlegbar ist.
Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug mit einem Bremsbetätigungselement (10) und einer mit mindestens einem Radbremszylinder hydraulisch verbundenen ersten Kolben-Zylinder-Ei heit (12), wobei ein erster Kolben (14) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) mittels des um zumindest eine vorgegebene Mindestbetätigung betätigten Bremsbetätigungselements (10) so verstellt wird, dass ein erster Innendruck in der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (12) und ein Bremsdruck des mindestens einen Radbremszylinders gesteigert werden, mit dem Schritt:
Steigern des Bremsdrucks des mindestens einen Radbremszylinders durch Verstellen eines zweiten Kolbens (28) einer mit dem mindestens einen Radbremszylinder hydraulisch verbundenen zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) mittels eines ersten Bremskraftverstärkers (24). Verfahren nach Anspruch 11 , mit den zusätzlichen Schritten:
Ermitteln einer Information bezüglich mindestens eines Zusatz- Bremsmoments, welches zusätzlich zu dem mindestens einen hydraulischen Bremsmoment des mindestens einen Radbremszylinders auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs ausgeübt wird;
Festlegen einer Soll-Größe bezüglich einer auf den zweiten Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) aufzubringenden Kraft des ersten Bremskraftverstärkers (24) unter Berücksichtigung der ermittelten Information; und
Ansteuern des ersten Bremskraftverstärkers (24) unter Berücksichtigung der festgelegten Soll-Größe, so dass die der festgelegten Soll-Größe entsprechende Kraft des ersten Bremskraftverstärkers (24) auf den zweiten Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Soll-Größe so festgelegt wird und der erste Bremskraftverstärker (24) unter Berücksichtigung der festgelegten Soll- Größe so angesteuert wird, dass durch das Verstellen des zweiten Kolbens (28) ein einer zeitlichen Zunahme des mindestens einen Zusatz- Bremsmoments entsprechendes Bremsmediumvolumen in die zweite Kolben- Zylinder-Einheit (26) eingesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, mit den zusätzlichen Schritten:
Festlegen einer Soll-Bremsgröße bezüglich einer Soll-Verzögerung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Betätigung des Bremsbetätigungselements (10) durch den Fahrer; und
Festlegen der Soll-Größe bezüglich der auf den zweiten Kolben (28) der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (26) aufzubringenden Kraft des ersten Bremskraftverstärkers (24) unter zusätzlicher Berücksichtigung der festgelegten Soll- Bremsgröße.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Soll-Größe unter Berücksichtigung einer Differenz zwischen der der festgelegten Soll-Bremsgröße entsprechen- den Soll-Verzögerung des Fahrzeugs und dem mindestens einen Zusatz- Bremsmoment festgelegt wird.
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