WO2012017037A2 - Bremsanlage für kraftfahrzeuge - Google Patents

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Lothar Schiel
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    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input

Definitions

  • the present invention relates to a brake system for motor vehicles, which is controllable in a "brake-by-wire" mode both by the driver and independently of the driver, preferably operated in the "brake-by-wire” mode and in at least one return ⁇ fall mode can be operated in the only operation by the driver is possible, with a) a brake pedal for actuating a pedal decoupling unit with a housing, two consecutively ⁇ parent pistons, which limit two pressure chambers in the housing, to the operation of the brake system by the driver an actuating force (pedal force) is exercised from ⁇ and are positioned at unoperated brake pedal of return ⁇ spring in a starting position, b) the pressure chambers associated, under atmospheric pressure pressure fluid reservoir, c) a displacement detection device, the actuating travel of the brake pedal or a m it detects the brake pedal connected piston, d) an electronic control unit that the Actuating path processed, e) a pedal feel simulator, which gives the driver the usual Bremsspedalge
  • Brake system is felt the fact that while the pressure supply device sucks pressure medium, no brake system pressure can be delivered to the pressure modulation unit.
  • Fig. 1 is a hydraulic circuit diagram of a first embodiment of an exporting ⁇ approximately Bremsanla ⁇ ge, a second embodiment of the present invention a brake system fiction, modern ⁇ in Fig. 1 corresponding schematic representation,
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a brake system according to Inventive ⁇ in Fig. 1 or Fig. 2 corresponding schematic representation
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of a brake system according to Inventive ⁇ in Fig. 1, Fig. 2 or Fig. 3 corresponding schematic illustration.
  • the brake system illustrated in FIG. 1 consists essentially of Chen assigned from an operable by an actuating or brake pedal 1 hydraulic pedal decoupling unit 2, too ⁇ together acting with the hydraulic pedal decoupling unit 2 pedal feeling simulator 3, one of the hydraulic pedal decoupling unit 2 pressure with ⁇ telvorrats societyer 4, an electrically controllable pressure supply device 5, an electrically controllable pressure modulator 20, the inlet and outlet valves 6a-6d, 7a-7d comprises and at whose Jardinanschlüs ⁇ se wheel brakes 8, 9, 10, 11 are connected to a motor vehicle, not shown, and an electronic control unit 12, the processing of sensor signals and the control of the electrically controllable components is used.
  • system pressure lines 13a, 13b form components of a first and a two ⁇ th brake circuit, which are designated by the reference I or II, wherein, for example, to the first brake ⁇ circle I, the front axle associated wheel brakes 8, 9 and the second brake circuit II the wheel brakes 10, 11 associated with a rear axle of the motor vehicle are connected.
  • Return lines 14a, 14b which are connected to the output ⁇ connections of the exhaust valves 7a-7d, connect the exhaust valves 7a-7d with the non-pressurized
  • Pressure medium reservoir 4 (open system).
  • the hydraulic pedal decoupling unit 2 which can be regarded as a ⁇ Actuate the supply unit of the brake system according to the invention, in a (brake master) housing 21, two hydraulic pistons 15, 16 arranged one behind the other delimiting the hydraulic pressure chambers 17, 18 which, together with the pistons 15, 16, form a dual-circuit master cylinder or a tandem master cylinder.
  • the pressure chambers 17, 18 are on the one hand via trained in the piston 15, 16 radial bores with the pressure medium ⁇ reservoir 4 in connection, these holes are shut off by a relative movement of the piston 17, 18 in the housing 21, and on the other hand with the above-mentioned system pressure lines 13a, 13b are connected to the input ports of the aforementioned pressure modulation or intake valves 6a-6d.
  • the hydraulic system pressure lines 13 a, 13 b are each a separating valve 24 a, 24 b is inserted ⁇ , which are designed as electrically actuated, preferably normally open (SO-) 2/2-way valves.
  • a pressure sensor 25 connected to the pressure chamber 18 detects the pressure built up in the pressure chamber 18 by displacing the second piston 16.
  • the pressure chambers 17, 18 take unspecified return springs, which bias the pistons 15, 16 against the actuation direction.
  • a coupled to the brake pedal 1 piston rod 26 acts together with the first (master cylinder) piston 15, wherein the actuation path of the brake pedal 1 and the coupled to the Bremspe ⁇ dal piston 15 is detected by a preferably redundantly designed displacement sensor 19.
  • the previously mentioned pedal feel simulator device 3 is designed hydraulically and essentially consists of a simulator chamber 27, a simulator spring chamber 28 with simulator spring 69 and a simulator piston 29 separating the two chambers 27, 28.
  • the simulator chamber 27 is connected to the first pressure chamber 17 of the tandem master cylinder 2, while the Simulatorfederhunt 28 under Intermediate circuit of an electrically operable simulator release valve 41 is connected to the above-mentioned pressure ⁇ medium reservoir 4.
  • Simulator release valve 41 parallel return valve ⁇ 44 is connected to the Simulatorfederhunt 28 and allows independent of the switching state of the Simulatorfreigabeventils 41 and regardless of a Dros ⁇ selrial the hydraulic simulator Abströmharmen a largely unthrottled inflow of the pressure medium in the Simulatorfederhunt 28th
  • the electrohydraulic raulische pressure supply device 5 is designed as a hydraulic, double-acting cylinder-piston assembly 30, the piston 33 by means of a Kraftübert ragungsstange ⁇ 35 by a schematically indicated electric motor 40 with the interposition of a non- represented rotational translation gear is operable.
  • the electric motor 40 and the rotational-translation gear form a linear actuator, wherein a rotor position sensor serving to detect the rotor position of the electric motor 40, only schematically drawn ⁇ is provided with the reference numeral 39.
  • Other sensors such as a temperature sensor 49, provide the electronic control unit 12 with state information about the electric motor 40 or the linear actuator.
  • the linear actuator facing the annular surface of the piston 33 defines a first pressure chamber 31, while its pointing in the drawing to the left end face defines a second hydraulic pressure chamber 32.
  • the hydraulically effective cross-sectional area of the first pressure chamber 31 is reduced by the cross-sectional area of the rod 35 which serves to transmit power between the linear actuator 40 and the piston-cylinder arrangement 30 and which dips into the first pressure chamber 31.
  • the first printing Cavities 31 is sealed by a first sealing member 37 thereby to a schematically indicated, leading to the pressure fluid reservoir 4 hydraulic connection 36, which is adapted to seal against a pressure gradient from the ers ⁇ th pressure chamber 31 to the hydraulic connection 36th
  • a second sealing element 38 seals the hydraulic connection 36 with respect to the linear actuator 40.
  • a third sealing element 34 arranged on the piston 33 seals the first pressure chamber 31 with respect to the second pressure chamber 32.
  • FIG. 1 reveals that the two pressure chambers 31, 32 are connected to the brake circuits I, II or input ports of the inlet valves 6a by opening electrically actuatable connecting valves 42a, 42b which are inserted in the aforementioned system pressure lines 13a, 13b. 6d are connectable.
  • each of the additional valves 42a, 42b is connected to the pressure chambers 31, 32 closing check valve 43a, 43b in parallel.
  • the two brake circuits I, II and the system pressure lines are connected via a further hydraulic connection 50, which can be opened or shut off by means of an electrically actuated, preferably normally closed (SG) 2/2-way valve 68.
  • an electrically actuated, preferably normally closed (SG) 2/2-way valve 68 preferably normally closed (SG) 2/2-way valve 68.
  • all circular symbols which are associated with, for example, the line sections 14a, b, the check valves 45, 46, etc., represent the pressure fluid supply reservoir 4 leading hydraulic lines.
  • Fig. 2 second advantageous embodiment of the braking system according to the invention are the wheel brakes 8-11 ⁇ associated pressure modulation intake valves 60a-60d as an electrically operable, normally closed
  • the output terminals of the exhaust valves 70a-70d are brake circuit connected to line leading to the pressure medium reservoir 4 line sections 140a, b, in which elekt ⁇ risch operable, normally closed 2/2-way valves 62, 63 are inserted.
  • the pressure chambers 31, 32 of the electrohydraulic pressure supply device 5 are connected via respective associated, to the pressure chambers 31, 32 towards closing check valves 51, 52 with a line section 53 to which the pressure modulation inlet valves 60a-60d are directly connected.
  • the pressure chambers 31, 32 of the electro-hydraulic pressure supply device 5 are assigned on each of the pressure chambers 31, 32 towards closing ⁇ sequent check valves 64, 65 connected to a line section 54 to which on further, to the pressure chambers 31, 32 towards closing check valves 55, 56, the brake circuits I, II are connected.
  • an analog controllable, normally closed ⁇ nes (SG) 2/2-way valve 66, 67 are connected in each case.
  • the embodiment of the pressure modulation valves 6a-6d, 7a-7d assigned to the wheel brake 8-11 corresponds to the circuit shown in FIG. 1 and FIG.
  • the connection of the pressure spaces 31, 32 of the electro-hydraulic pressure supply device 5 and 30 to the brake circuits I, II is preferably made such that the first pressure chamber 31 via a respective non-return valve 57, 58 which are connected in anti-parallel (with the ers ⁇ th I) or the second brake circuit II is connected.
  • the center of the antiparallel arrangement of the check valves 57, 58 and the first pressure chamber 31 via an electrically actuated, normally open 2/2-way valve 59 to the pressure medium reservoir 4 is connectable.
  • the rest of the hydrauli ⁇ rule circuit corresponds to the embodiment shown in FIG. 1.
  • a first module 100 would essentially be the master brake cylinder arrangement 2, the pedal travel sensor 19, the hydraulic pedal feel simulation device 3, the pressure medium reservoir 4, sections of the hydraulic lines 13a, 13b, and optionally an electrically actuated, normally open 2/2-way valve 48 to ⁇ summarize, which is connected between the first pressure chamber 17 and the pressure medium reservoir 4.
  • a second module 200 is formed by the electro-hydraulic actuator 5, while a third module 300 is formed by the electrostatic ⁇ African control and regulating unit, which in the pre- her forthcoming text is denoted by the reference numeral 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit mehreren Betriebsarten, die in einer vorzugsweise verwendeten "Brake-by-wire" Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist und in einer Rückfallbetriebsart nur direkt durch den Fahrzeugführer ansteuerbar ist, mit einer Pedalentkopplungseinheit (2) und einer elektrohydraulischen Druckbereitstellungseinrichtung (5). Um einen unterbrechungsfreien Druckaufbau durch die Druckbereitstellungseinrichtung (5) zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Druckbereitstellungseinrichtung (5) eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung (30) umfasst.

Description

Bremsanlage für Kra t ahrzeuge
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer "Brake-by-Wire" Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der "Brake-by-Wire" Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rück¬ fallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist, mit a) einem Bremspedal zum Betätigen einer Pedalentkopplungseinheit mit einem Gehäuse, zwei hintereinander an¬ geordneten Kolben, die im Gehäuse zwei Druckkammern begrenzen, auf die bei der Betätigung der Bremsanlage durch den Fahrzeugführer eine Betätigungskraft (Pedalkraft) aus¬ geübt wird und die bei unbetätigtem Bremspedal von Rück¬ stellfedern in eine Ausgangsstellung positioniert werden, b) einem den Druckkammern zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter, c) einer Wegerfassungseinrichtung, die den Betätigungsweg des Bremspedals oder eines mit dem Bremspedal verbundenen Kolbens erfasst, d) einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit, die den Betätigungsweg verarbeitet, e) einem Pedalgefühlsimulator, der in der Betriebsart „Bra- ke-by-wire" dem Fahrzeugführer das gewohnte Bremspedalge¬ fühl vermittelt, f) einer Druckmodulationseinheit, die pro Radbremse ein Einlassventil sowie ein Auslassventil zum Einstellen radin¬ dividueller Bremsdrücke aufweist, die aus einem Bremssys¬ temdruck abgeleitet werden, g) mit Trennventilen zum Trennen der Druckkammern von der Druckmodulationseinheit, sowie h) einer an die Druckmodulationseinheit und den Druckmit¬ telvorratsbehälter angeschlossenen elektrohydraulischen Druckbereitstellungseinrichtung, die einen Bremssystemdruck an die Druckmodulationseinheit abgibt und zum Ausgleich ih¬ rer Volumenbilanz aus dem Druckmittelvorratsbehälter Druckmittel nachsaugt.
Eine derartige Bremsanlage ist aus der DE 196 26 926 B4 be¬ kannt. Als ein gravierender Nachteil der vorbekannten
Bremsanlage wird die Tatsache empfunden, dass während die Druckbereitstellungseinrichtung Druckmittel nachsaugt, kein Bremssystemdruck an die Druckmodulationseinheit abgegeben werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Bremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu ver¬ bessern, dass eine kontinuierliche Abgabe von Bremssystem¬ druck durch die Druckbereitstellungseinrichtung möglich ist, die durch einen während der Druckabgabe möglicherweise notwendig werdenden Nachsaugprozess nicht unterbrochen wird .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptan¬ spruch angegebenen technischen Merkmale gelöst. Ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist im unabhängigen Patentanspruch 14 aufgeführt.
Vorteilhafte Weiterbindungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschrei¬ bung im Zusammenhang mit beiliegenden schematischen Zeichnungen an vier Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein hydraulisches Schaltbild eines ersten Ausfüh¬ rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanla¬ ge, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage in einer Fig. 1 entsprechenden schematischen Darstellung,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage in einer Fig. 1 oder Fig. 2 entsprechenden schematischen Darstellung,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage in einer Fig. 1, Fig. 2 oder Fig. 3 entsprechenden schematischen Darstellung.
Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage besteht im Wesentli- chen aus einer mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbaren hydraulischen Pedalentkopplungseinheit 2, einem mit der hydraulischen Pedalentkopplungseinheit 2 zu¬ sammen wirkenden Pedalgefühlsimulator 3, einem der hydraulischen Pedalentkopplungseinheit 2 zugeordneten Druckmit¬ telvorratsbehälter 4, einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5, einer elektrisch steuerbaren Druckmodulationseinrichtung 20, die Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d umfasst und an deren Ausgangsanschlüs¬ se Radbremsen 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges angeschlossen sind, sowie einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12, die der Verarbeitung von Sensorsignalen und der Ansteuerung der elektrisch steuerbaren Komponenten dient. In der "Brake-by-Wire" Betriebsart wer¬ den die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d mittels Systemdruckleitungen 13a, 13b mit einem Druck versorgt, der als Systemdruck bezeichnet wird, wobei Drucksensoren 22, 23 zum Erfassen der in den Systemdruckleitungen 13a, 13b herrschenden Drücke vorgesehen sind. Die Systemdruckleitungen 13a, 13b bilden Bestandteile eines ersten sowie eines zwei¬ ten Bremskreises, die mit dem Bezugszeichen I bzw. II bezeichnet sind, wobei beispielsweise an den ersten Brems¬ kreis I die einer Vorderachse zugeordneten Radbremsen 8, 9 und an den zweiten Bremskreis II die einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges zugeordneten Radbremsen 10, 11 angeschlossen sind. Rücklaufleitungen 14a, 14b, die an die Ausgangs¬ anschlüsse der Auslassventile 7a-7d angeschlossen sind, verbinden die Auslassventile 7a-7d mit dem drucklosen
Druckmittelvorratsbehälter 4 (offenes System) .
Wie der Fig. 1 weiterhin zu entnehmen ist, weist die hydraulische Pedalentkopplungseinheit 2, die als eine Betäti¬ gungseinheit der erfindungsgemäßen Bremsanlage angesehen werden kann, in einem (Hauptbremszylinder- ) Gehäuse 21 zwei hintereinander angeordnete hydraulische Kolben 15, 16 auf, die hydraulische Druckkammern 17, 18 begrenzen, die zusammen mit den Kolben 15, 16 einen zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. einen Tandemhauptzylinder bilden. Die Druckkammern 17, 18 stehen einerseits über in den Kolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen mit dem Druckmittel¬ vorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese Bohrungen durch eine Relativbewegung der Kolben 17, 18 im Gehäuse 21 absperrbar sind, und andererseits mit den vorhin erwähnten Systemdruckleitungen 13a, 13b, an die Eingangsanschlüsse der vorhin erwähnten Druckmodulations- bzw. Einlassventile 6a-6d angeschlossen sind. In den hydraulischen Systemdruckleitungen 13a, 13b sind je ein Trennventil 24a, 24b einge¬ fügt, die als elektrisch betätigbare, vorzugsweise stromlos offene (SO-) 2/2-Wegeventile ausgebildet sind. Ein an den Druckraum 18 angeschlossener Drucksensor 25 erfasst den im Druckraum 18 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 16 aufgebauten Druck. Außerdem nehmen die Druckkammern 17, 18 nicht näher bezeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 15, 16 entgegen der Betätigungsrichtung vorspannen. Eine am Bremspedal 1 angekoppelte Kolbenstange 26 wirkt dabei mit dem ersten (Hauptzylinder- ) Kolben 15 zusammen, wobei der Betätigungsweg des Bremspedals 1 bzw. des mit dem Bremspe¬ dal gekoppelten Kolbens 15 von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor 19 erfasst wird.
Außerdem ist aus der zeichnerischen Darstellung der erfindungsgemäßen Bremsanlage ersichtlich, dass die vorhin genannte Pedalgefühlsimulatoreinrichtung 3 hydraulisch ausgeführt ist und im Wesentlichen aus einer Simulatorkammer 27, einer Simulatorfederkammer 28 mit Simulatorfeder 69 sowie einem die beiden Kammern 27, 28 voneinander trennenden Simulatorkolben 29 besteht. Dabei ist die Simulatorkammer 27 an den ersten Druckraum 17 der TandemhauptZylinders 2 angeschlossen, während die Simulatorfederkammer 28 unter Zwischenschaltung eines elektrisch betätigbaren Simulatorfreigabeventils 41 mit dem oben genannten Druck¬ mittelvorratsbehälter 4 verbunden ist. Ein dem
Simulatorfreigabeventil 41 parallel geschaltetes Rück¬ schlagventil 44 ist an die Simulatorfederkammer 28 angeschlossen und ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Simulatorfreigabeventils 41 und unabhängig von einer Dros¬ selwirkung der hydraulischen Simulator-Abströmverbindungen ein weitgehend ungedrosseltes Einströmen des Druckmittels in die Simulatorfederkammer 28.
Weiterhin ist in der Fig. 1 erkennbar, dass die elektrohyd- raulische Druckbereitstellungseinrichtung 5 als eine hydraulische, doppelt wirkende Zylinder-Kolben-Anordnung 30 ausgebildet ist, deren Kolben 33 mittels einer Kraftübert¬ ragungsstange 35 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 40 unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist. Der Elektromotor 40 sowie das Rotations-Translationsgetriebe bilden einen Linearaktuator, wobei ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 40 dienender, lediglich schema¬ tisch gezeichneter Rotorlagensensor mit dem Bezugszeichen 39 versehen ist. Weitere Sensoren, wie beispielsweise ein Temperatursensor 49, liefern der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12 Zustandsinformationen zum Elektromotor 40 bzw. zum Linearaktuator. Die dem Linearaktuator zugewandte Ringfläche des Kolbens 33 begrenzt einen ersten Druckraum 31, während seine in der Zeichnung nach links weisende Stirnfläche einen zweiten hydraulischen Druckraum 32 begrenzt. Die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des ersten Druckraums 31 ist um die Querschnittsfläche der Stange 35 vermindert, die der Kraftübertragung zwischen Linearaktuator 40 und Kolben-Zylinder-Anordnung 30 dient und die in den ersten Druckraum 31 eintaucht. Der erste Druck- räum 31 ist dabei gegenüber einer schematisch angedeuteten, zum Druckmittelvorratsbehälter 4 führenden hydraulischen Anbindung 36 durch ein erstes Dichtelement 37 abgedichtet, das dazu eingerichtet ist, gegen ein Druckgefälle vom ers¬ ten Druckraum 31 zur hydraulischen Anbindung 36 abzudichten. Ein zweites Dichtelement 38 dichtet die hydraulische Anbindung 36 gegenüber dem Linearaktuator 40 ab. Ein drittes am Kolben 33 angeordnetes Dichtelement 34 dichtet den ersten Druckraum 31 gegenüber dem zweiten Druckraum 32 ab.
Außerdem stehen die beiden Druckräume 31, 32 über zum
Druckmittelvorratsbehälter 4 schließende Rückschlagventile 45, 46 mit diesem in Verbindung, wobei zusätzlich zwischen dem ersten Druckraum 31 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offe¬ nes (SO-) 2/2-Wegeventil 47 angeordnet ist. Fig. 1 ist schließlich zu entnehmen, dass die beiden Druckräume 31, 32 durch Öffnen von elektrisch betätigbaren Zuschaltventilen 42a, 42b, die in den vorhin erwähnten Systemdruckleitungen 13a, 13b eingefügt sind, mit den Bremskreisen I, II bzw. Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d verbindbar sind. Dabei ist den Zuschaltventilen 42a, 42b je ein zu den Druckräumen 31, 32 schließendes Rückschlagventil 43a, 43b parallel geschaltet. Die beiden Bremskreise I, II bzw. die Systemdruckleitungen sind über eine weitere hydraulische Verbindung 50 verbunden, die mittels eines elektrisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen (SG-) 2/2-Wegeventils 68 freigebbar bzw. absperrbar ist. Ergänzend ist noch zu erwähnen, dass sämtliche kreisförmigen Symbole, die beispielsweise den Leitungsabschnitten 14a, b, den Rückschlagventilen 45, 46, usw. zugeordnet werden, zum Druckmittelvorratsbehälter 4 führende hydraulische Leitungen darstellen. Bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Bremssystems sind die den Rad¬ bremsen 8-11 zugeordneten Druckmodulations-Einlassventile 60a-60d als elektrisch betätigbare, stromlos geschlossene
(SG-) 2/2-Wege-Schaltventile ausgebildet, während die Aus¬ lassventile 70a-70d als analog regelbare, stromlos offene
(SO-) 2/2-Wegeventile ausgebildet sind, die in der
bestromten Schaltstellung die Funktion von zu den Radbremsen 8-11 hin öffnenden Rückschlagventilen erfüllen. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 70a-70d sind brems- kreisweise an zum Druckmittelvorratsbehälter 4 führende Leitungsabschnitte 140a, b angeschlossen, in denen elekt¬ risch betätigbare, stromlos geschlossene 2/2-Wegeventile 62, 63 eingefügt sind. Vor den Eingangsanschlüssen der 2/2- Wegeventile sind über die Trennventile 24a, b die Druckkam¬ mern 17, 18 des Hauptbremszylinders 2 angeschlossen. Die Druckräume 31, 32 der elektrohydraulischen Druckbereitstellungseinrichtung 5 sind über jeweils zugeordnete, zu den Druckräumen 31, 32 hin schließende Rückschlagventile 51, 52 mit einem Leitungsabschnitt 53 verbunden, an den die Druck- modulations-Einlassventile 60a-60d direkt angeschlossen sind .
Bei der in Fig. 3 gezeigten vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind die Druckräume 31, 32 der elektrohydraulischen Druckbereitstellungseinrichtung 5 über jeweils zugeordnete, zu den Druckräumen 31, 32 hin schlie¬ ßende Rückschlagventile 64, 65 mit einem Leitungsabschnitt 54 verbunden, an den über weitere, zu den Druckräumen 31, 32 hin schließende Rückschlagventile 55, 56 die Bremskreise I, II angeschlossen sind. Zwischen den Ausgangsanschlüssen der Auslassventile 7a-7d und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 sind jeweils ein analog regelbares, stromlos geschlosse¬ nes (SG-) 2/2-Wegeventil 66, 67 geschaltet. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Bremssystems entspricht die Ausführung der den Radbremsem 8-11 zugeordneten Druckmodulationsventile 6a-6d, 7a-7d der in Fig. 1 sowie Fig. 3 gezeigten Schaltung. Die Anbindung der Druckräume 31, 32 der elektrohydraulischen Druckbereitstellungseinrichtung 5 bzw. 30 an die Bremskreise I, II ist jedoch vorzugsweise derart getroffen, dass der erste Druckraum 31 über jeweils ein Rückschlagventil 57, 58, die antiparallel geschaltet sind, mit dem ers¬ ten (I) bzw. dem zweiten Bremskreis II verbunden ist. Dabei ist der Mittelpunkt der antiparallelen Anordnung der Rückschlagventile 57, 58 bzw. der erste Druckraum 31 über ein elektrisch betätigbares, stromlos offenes 2/2-Wegeventil 59 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbindbar. Die Anbindung des zweiten Druckraums 32 an die beiden Bremskreise I, II erfolgt über Zuschaltventile 42c, 42d, denen jeweils ein zum Bremskreis I bzw. II hin öffnendes Rückschlagventil 61a, 61b parallel geschaltet ist. Der Rest der hydrauli¬ schen Schaltung entspricht der in Fig. 1 gezeigten Ausführung .
Abschließend sollte noch erwähnt werden, dass die in den Zeichnungen dargestellte Bremsanlage modular aufgebaut sein kann. Dabei würde am Beispiel der Fig. 1 ein erstes Modul 100 im Wesentlichen die Hauptbremszylinderanordnung 2, den Pedalwegsensor 19, die hydraulische Pedalgefühlsimulations- einrichtung 3, den Druckmittelvorratsbehälter 4, Abschnitte der hydraulischen Leitungen 13a, 13b, sowie ggf. ein elektrisch betätigbares, stromlos offenes 2/2-Wegeventil 48 um¬ fassen, das zwischen der ersten Druckkammer 17 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 geschaltet ist. Ein zweites Modul 200 wird durch den elektrohydraulischen Aktuator 5 gebildet, während ein drittes Modul 300 durch die elektro¬ nische Steuer- und Regeleinheit gebildet wird, die im vor- her gehenden Text mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Schließlich sind sämtliche elektrisch betätigbaren Ventile 6a-6d, 7a-7d, 24a, 24b, 41, 42a, 42b, 47, 48, die Rück¬ schlagventile 43a, 43b, 44 sowie sämtliche Drucksensoren 22, 23, 25 zu einem vierten Modul 400 zusammen gefasst, wobei alle Module 100 bis 400 als eigenständig montier- und prüfbare Einheiten aufgebaut sind.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Bremsanlage sowohl in der bevorzugten Betriebsart „Brake-by-wire" als auch in der sog. Rückfallbetriebsart ergibt sich für den auf dem einschlägigen technischen Gebiet tätigen Fachmann aus dem Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung und braucht deswegen nicht näher erläutert zu werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer "Brake- by-Wire" Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der "Brake-by-Wire"-Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebs¬ art betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist, mit
a) einem Bremspedal (1) zum Betätigen einer Pedalentkopplungseinheit (2) mit einem Gehäuse (21), zwei hintereinander angeordneten Kolben (15, 16), die im Gehäuse (21) zwei Druckkammern (17, 18) begrenzen, auf die bei der Betätigung der Bremsanlage durch den Fahrzeugführer eine Betätigungs¬ kraft (Pedalkraft) ausgeübt wird und die bei unbetätigtem Bremspedal (1) von Rückstellfedern in eine Ausgangsstellung positioniert werden b) einem den Druckkammern (17, 18) zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4),
c) einer Wegerfassungseinrichtung (19), die den Betätigungsweg des Bremspedals (1) oder eines mit dem Bremspedal verbundenen Kolbens (15) erfasst, d) einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit
(12), die den Betätigungsweg verarbeitet,
e) einem Pedalgefühlsimulator (3) der in der Betriebsart „Brake-by-wire" dem Fahrzeugführer das gewohnte Bremspedalgefühl vermittelt,
f) einer Druckmodulationseinheit (20), die pro Rad¬ bremse (8, 9, 10, 11) ein Einlassventil (6a-6d, 60a-60d) sowie ein Auslassventil (7a-7d, 70a-70d) zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke aufweist, die aus dem Bremssystemdruck abgeleitet werden,
g) mit Trennventilen (24a, 24b) zum Trennen der
Druckräume (17, 18) von der Druckmodulationseinheit (20), sowie
h) einer an die Druckmodulationseinheit (20) und den Druckmittelvorratsbehälter (4) angeschlossenen elektrohydraulisehen Druckbereitstellungseinrichtung (5), die den Bremssystemdruck an die Druckmodulationseinheit (20) abgibt und zum Ausgleich ihrer Volumenbilanz aus dem Druckmittelvorratsbe¬ hälter (4) Druckmittel nachsaugt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckbereitstellungseinrichtung (5) eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung (30) umfasst.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (33) der Kolben-Zylinder-Anordnung (30) zwei Druckräume (31, 32) voneinander trennt, wo¬ bei ein Druckaufbau im ersten Druckraum (31) bei einer Rückwärtsbewegung des Kolbens (33) und im zweiten Druckraum (32) bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens
(33) erfolgt.
Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (33) mit mindestens einem Dichtelement
(34) versehen ist, das die beiden Druckräume (31, 32) voneinander trennt und dazu eingerichtet ist, gegen ein Druckgefälle vom ersten (31) zum zweiten Druckraum
(32) sowie vom zweiten (32) zum ersten Druckraum (31) abzudichten .
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrohydraulische Druckbe- reitstellungseinrichtung (5) durch die Kolben- Zylinder-Anordnung (30) sowie einen die Kolben- Zylinder-Anordnung (30) betätigenden Linearaktuator (40) gebildet ist, wobei die Kraftübertragung zwischen Linearaktuator (40) und Kolben-Zylinder-Anordnung (40) mittels einer Stange (35) erfolgt, die in den ersten Druckraum (32) eintaucht.
5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckraum (31) mittels einer hydraulischen Anbindung (36) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbindbar ist, wobei der erste Druckraum (32) gegenüber der hydraulischen Anbindung
(36) durch ein zweites Dichtelement (37) abgedichtet ist, das dazu eingerichtet ist, gegen ein Druckgefälle vom ersten Druckraum (31) zur hydraulischen Anbindung
(36) abzudichten.
6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Dichtelement (38) vorgesehen ist, das die hydraulische Anbindung (36) vom Linearaktuator (40) trennt .
7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Druckräumen (31, 32) jeweils ein Rückschlagventil (45, 46) zugeordnet ist, das ein Nachsaugen des Druckmittels aus dem Druckmit¬ telvorratsbehälter (4) ermöglicht.
8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckraum (31) über ein erstes Zuschaltventil (42a) mit einem ersten Brems¬ kreis (I) und der zweite Druckraum (32) über ein zwei- tes Zuschaltventil (42b) mit einem zweiten Bremskreis (II) verbindbar ist.
9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine absperrbare Verbindung (50, 68) zwischen den Bremskreisen (I, II) vorgesehen ist.
10. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Druckraum (31) als auch der zweite Druckraum (32) über ein jeweils zugeordnetes Rückschlagventil (52, 53) mit einem Lei¬ tungsabschnitt (13a, 13b) verbunden ist, an den sämt¬ liche, den Radbremsen (8, 9, 10, 11) zugeordneten Einlassventile (6a-6d) angeschlossen sind.
11. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Druckraum (31) als auch der zweite Druckraum (32) über ein jeweils zugeordnetes Rückschlagventil (64, 65) mit einem Lei¬ tungsabschnitt (54) verbunden ist, an den über jeweils ein Rückschlagventil (55, 56) die beiden Bremskreise (I, II) angeschlossen sind.
12. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum (32) über ein erstes Zuschaltventil (42c) mit dem ersten Brems¬ kreis (I) und über ein zweites Zuschaltventil (42d) mit dem zweiten Bremskreis (II) verbindbar ist, wäh¬ rend der erste Druckraum (31) über eine Kombination von antiparallel geschalteten Rückschlagventilen (57, 58) an beide Bremskreise (I, II) angebunden ist.
13. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wegsimulator (3) hydraulisch betätigbar ist und einen Simulatorkolben (29) , eine Simulatorkammer (27) sowie eine von der
Simulatorkammer (27) durch den Simulatorkolben (29) getrennte, eine Simulatorfeder (69) aufnehmende
Simulatorfederkammer (28) aufweist, wobei die
Simulatorkammer (27) mit einer der Druckkammern (17, 18) in hydraulischer Verbindung steht und die Wirkung des Wegsimulators (3) in der „Brake-by-wire"- Betriebsart mittels eines Simulatorfreigabeventils (41) zuschaltbar ist, das eine Verbindung der
Simulatorfederkammer (28) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) ermöglicht.
14. Verfahren zum Betrieb der Bremsanlage nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Bremssystemdruckaufbau von einem Vor¬ wärtshub des Kolbens (33) der Kolben-Zylinder- Anordnung (30) bzw. des Linearaktuators (40), in einen Rückwärtshub umgeschaltet wird, sobald das Druckmit¬ telvolumen des zweiten hydraulischen Druckraums (32) nahezu vollständig verdrängt ist und dass bei einem Bremssystemdruckaufbau von einem Rückwärtshub des Kol¬ bens (33) der Kolben-Zylinder-Anordnung (30) bzw. des Linearaktuators (40), in einen Vorwärtshub umgeschal¬ tet wird, sobald das Druckmittelvolumen des ersten hydraulischen Druckraums (31) nahezu vollständig ver¬ drängt ist.
15. Verfahren zum Betrieb der Bremsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bedarf eines be¬ sonders hohen Bremssystemdrucks der Rückwärtshub des Kolbens (33) der Kolben-Zylinder-Anordnung (30) bzw. des Linearaktuators (40) genutzt wird, um bei betrags- mäßig gleicher Aktuatorkraft durch die gegenüber der beim Vorwärtshub wirksamen geringeren Fläche des Kol¬ bens (33) einen höheren Druck zu erzeugen.
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