WO2012143313A1 - Bremsanlage für kraftfahrzeuge sowie verfahren zum betrieb einer bremsanlage - Google Patents

Bremsanlage für kraftfahrzeuge sowie verfahren zum betrieb einer bremsanlage Download PDF

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WO2012143313A1
WO2012143313A1 PCT/EP2012/056870 EP2012056870W WO2012143313A1 WO 2012143313 A1 WO2012143313 A1 WO 2012143313A1 EP 2012056870 W EP2012056870 W EP 2012056870W WO 2012143313 A1 WO2012143313 A1 WO 2012143313A1
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pressure
brake
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valve
brake system
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PCT/EP2012/056870
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Harald Biller
Hans-Jörg Feigel
Stefan A. Drumm
Steffen Linkenbach
Marco Besier
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • B60T13/68—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/686—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in hydraulic systems or parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a brake system for motor vehicles according to the preamble of claim 1 and a method for operating such a brake system.
  • the invention is based on the idea to watch a second electrically controllable pressure supply device with at least one suction connection and a pressure connection before ⁇ whose suction connection is connected to a pressure fluid reservoir and the pressure port pressurizable brake circuit portion is connectable or connected with a "by-wire".
  • the second Druckrstel ⁇ lancing device provide additional pressure fluid volume from the pressure fluid reservoir for a pressure build-up in the brake circuit, whereby a volume gain of a driver's brake request can be achieved.
  • the suction connection is direct, ie without intermediate Circuit of a valve or via a further hydraulic component, connected to the pressure medium container, so that pressure medium unhindered, eg without throttling action of a valve, can be sucked.
  • pressure medium unhindered eg without throttling action of a valve
  • An advantage of the invention is that a shortening of the brake pedal travel to be applied by the vehicle driver is achieved by means of the second pressure supply device, so that the driver can comfortably achieve a sufficient service brake delay despite failure of the first pressure supply device.
  • Another advantage of the brake system according to the invention is that a brake pressure build-up by the first pressure supply device can be highly dynamic. This is ensured by the fact that each brake circuit in the hydraulic connection between the Zuschaltventil and associated intake valves no further valve is provided, i. There is no additional flow resistance.
  • the isolation valve is in each case preferably be supplied in a hydrauli ⁇ rule connecting line between the pressure chamber and the intake valves with pressure and arranged "by-wire" pressurizable brake circuit portion, thus enabling an optional closing or opening of the hydraulic connection between the pressure chamber and the brake circuit section.
  • the separating valves are particularly preferably designed to run normally open, so that the brake circuit sections in an energized fallback mode hydraulically with the Master cylinder are connected and can be acted upon by the driver with pressure.
  • the connecting valve is in each case preferably arranged in a hydrauli ⁇ rule connecting line between the first pressure supply device and the brake circuit portion, allowing selective opening or closing the hydraulic connection between the first pressure generating device and brake circuit portion. Particularly be ⁇ vorzugt the sequence valves are normally closed out from ⁇ so that the brake circuit portion is hydraulically separated in an electroless fallback mode of operation from the first Druckbe ⁇ riding provision device.
  • the first electronic control unit is formed before ⁇ Trains t for controlling the electrically controllable pressure supply device in the sense of regulating or controlling the issuing of hydraulic pressure. Further advantageously, the separating valves and Zuschalt ⁇ valves and the simulator release valve of the brake system are ge regulates or controlled ⁇ by the first control unit.
  • the brake system comprises an inlet valve and an outlet valve per wheel brake for setting wheel-specific brake pressures, which are derived from the pressures of said brake circuit ⁇ sections associated brake circuit pressures, wherein the inlet valves in the non-controlled Zu ⁇ stand the brake circuit section pressure forward to the wheel brakes and in the controlled state Limit or prevent Radbremstikied, and wherein the exhaust valves in the non-controlled state, an outflow of
  • Pressure medium from the wheel brakes in a pressure fluid supply Prevent container and allow and control in the activated state, the intake valves are closed, so that a Radbremsdruckabbau occurs.
  • the intake valves and exhaust valves are preferably also controlled by the first electronic control unit, wherein the intake valves and exhaust ⁇ valves in a unit with the master cylinder, the isolation valves, the first electrically controllable pressure supply device, the Zuschaltventilen, the simulation device and the first electronic control - And control unit are arranged.
  • the second pressure supply device is formed hydraulically two or more circuits. They particularly preferably comprises two jointly driven by an electric motor hydraulic pump, wherein the suction ports of the first and the second pump with a pressure Mitt same ⁇ container are connected and the pressure ports of the first and second pumps each provided with a "by-wire"
  • the pumps are each connected via a separate Verbin ⁇ extension line with a pressure medium container or associated with the respective brake circuit chamber of a pressure medium container.
  • the second pressure supply device comprises a rotor angle sensor which detects the instantaneous phase position of the pump drive, ie of the electric motor, which allows a regulated control of the drive of the pressure supply device.
  • an electrically actuated, advantageously normally closed, valve is vorgese ⁇ hen for the first and second pump, which is arranged in the hydraulic connection between the pressure port and the brake circuit section.
  • the second pressure generating device is de-energized this valve is closed and thus prevent pressurization of the pump, as well as a possible loss of pressure medium flowing off from the dirch Bremsnikab ⁇ cut into the pump.
  • the or each Saugan- circuit is of the second pressure supply device preferably with a line leading to a pressure under atmospheric pressure fluid reservoir container hydraulic connection line is connected.
  • the brake system according to the invention the or each suction port is cut off ⁇ as summarized supply to a hydraulic return line which from ⁇ inlet valve of a wheel brake, a property associated with a below atmospheric pressure
  • Pressure medium reservoir connects.
  • the number of connecting lines can be minimized and a compact design of the brake system can be achieved.
  • the brake circuit associated exhaust valves and the brake circuit associated Saugansch are connected via a separate return line to the Druckmit ⁇ telvorrats employer or a chamber of the pressure medium reservoir particularly vor ⁇ preferably for each brake circuit.
  • Pressure fluid volume without pulsation and noise can be drained.
  • a pressure detection device which detects the pressure port side pressure of the second pressure supply device, whereby a monitoring of the brake circuit pressure is possible.
  • a pressure detection device is arranged in each brake circuit.
  • the brake system preferably comprises a second electronic control and regulation unit. This takes particularly preferably also the control of any overflow valves and / or arranged between the exhaust valves and the suction port control valves and / or arranged between the pressure port and the brake circuit valves.
  • the second pressure supply device, the printer Sung or pressure sensing devices and the second electronic control and regulation unit are preferably arranged ⁇ in an independent assembly, so that a modular design is achieved, which simplifies the testability and installation of the brake system.
  • This assembly advantageously also includes the over ⁇ strömventile and / or arranged between the exhaust valves and the suction control valves and / or arranged between the pressure port and the brake circuit valves.
  • the inlet valves and exhaust valves are actuated by the second electronic control and regulation unit when the inlet and outlet valves are connected to the second pressure supply device, the pressure detection device or the pressure detection devices and the second electronic control and Control unit are arranged in a separate module.
  • the first electrically controllable Druckbe ⁇ riding position means is preferably formed by a piston-cylinder assembly whose piston is actuated by an electromechanical actuator.
  • an electrohydraulic actuator operates particularly dynamically, very quietly and easily tolerates the load changes required for brake systems.
  • the brake system further preferably comprises at least one pressure sensor for detecting a pressure of the master cylinder and a pressure sensor for detecting the pressure of the first pressure supply device. Furthermore, the brake system advantageously comprises a displacement or angle ⁇ sensor for detecting a position or position of the first pressure-providing device and a displacement or angle sensor for detecting a brake pedal operation. At least the signals of the first three sensors are preferably processed by the first electronic control unit.
  • the invention also relates to a method for operating a brake system according to the invention.
  • a method for operating a brake system advantageously when no pressure build-up or pressure reduction by means of the first pressure supply device is feasible or if a malfunction of one of the components required for the "brake-by-wire" mode is detected, for example, if a failure of the first electrically controllable pressure supply device or their control detected is, and the driver actuates the brake pedal with ⁇ means of the second electrically controllable Druck washerstel- Ventilation device sucked pressure medium from a pressure medium container and fed into the associated brake circuit sections ⁇ .
  • the pressure medium is preferably drawn from a ⁇ under atmo sphere-pressure pressure fluid supply reservoir, which is advantageously connected to said sudlauflei ⁇ obligations.
  • the first control and regulating unit emits an acknowledgment signal to a second control and regulating unit designed to control the second pressure supply device, as long as a pressure buildup or pressure reduction by means of the first pressure supply device can be carried out.
  • the second control unit may cause a entspre ⁇ sponding control the second pressure generating device.
  • An actuation of the brake pedal is preferably detected in the two ⁇ th control unit using the signals of a path ⁇ detecting device, which detects an actuation path of a piston of the master cylinder.
  • 1 shows a first embodiment of a fiction, contemporary brake system
  • 2 shows a gain module according to a second embodiment of a Bremsanla ⁇ ge invention
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a fiction, ⁇ brake system
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a fiction, ⁇ brake system
  • Fig. 6 shows a sixth embodiment of an inventive ⁇ brake system
  • Fig. 7 shows a seventh embodiment of a fiction, ⁇ brake system.
  • a first embodiment of an inventive brake system ⁇ is shown schematically.
  • Braking system comprises essentially a concernedungs- by means of a loading or brake pedal 1 is operable hydraulic Be ⁇ concernedungsech 2, one with the hydraulic Actuate the ⁇ supply unit 2 cooperating travel simulator or simulation means 3, a hydraulic actuating unit 2 associated, at atmospheric pressure
  • the unspecified pressure modulating means includes fully, for example in accordance with each wheel brake 8, 9, 10, 11 of a motor vehicle, not shown, an intake valve 6a-6d and an exhaust valve 7a-7d, the pairwise interconnected hydraulically via Mittenanschlüs ⁇ se and to the wheel brakes 8, 9, 10, 11 are connected.
  • the inlet ports of the inlet valves 6a-6d are supplied with pressure via brake circuit sections 13a, 13b, which are derived in a brake-by-wire mode from a system pressure in a system pressure line connected to a pressure chamber 37 of the first electrically controllable pressure supply device 5 38 is present.
  • the intake valves 6a-6d are each openable to the brake circuit portions 13a, 13b towards switched not designated in more detail check valve in parallel.
  • an unreinforced fallback mode of operation ⁇ which the brake circuit portions 13a, 13b through hydraulic lines 22a, 22b with the pressures of the pressure chambers 17, 18 of the operating unit 2 applied to it.
  • the Indoan ⁇ connections of the exhaust valves 7a-7d are arranged in pairs on rear ⁇ conduits 14a, 14b connected to the pressure fluid reservoir 4.
  • the wheel brakes 8 and 9 are associated with the left front wheel and the right rear wheel, respectively
  • the wheel brakes 10 and 11 are associated with the left rear wheel and the right front wheel, respectively.
  • Other Kreisauf ⁇ distributions are also conceivable.
  • the hydraulic actuating unit 2 has in a Ge ⁇ housing 21 two successively arranged pistons 15, 16, the hydraulic chambers or pressure chambers 17, 18 limit, 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 formed in the piston 15, 16 radial bores and corresponding pressure equalization lines 41a, 41b with the pressure fluid reservoir 4 in connection (the pressure equalization lines 41a, 41b are shown in sections summarized with the return lines 14a and 14b, separated Lei ⁇ However, lines are also possible), which are shut off by a relative movement of the pistons 17, 18 in the housing 21, and on the other hand by means of the hydraulic lines 22a, 22b with the aforementioned brake circuit sections 13a, 13b in connection.
  • a parallel circuit of a normally open (NO) valve diagnosis is 28 with a closing to the pressure fluid supply reservoir 4 toward ⁇ check valve 27th
  • the pressure chambers 17, 18 take unspecified return ⁇ pitch springs, which position the pistons 15, 16 with unoperated master cylinder 2 in a starting position.
  • a piston rod 24 couples the pivotal movement of the brake pedal 1 due to a ⁇ pedal operation with the translati ⁇ onsterrorism the first (master cylinder) piston 15 whose actuation is detected by a preferably redundant guide ⁇ th displacement sensor 25th
  • the corresponding piston travel signal is a measure of the brake pedal actuation angle. It represents a braking request of a vehicle ⁇ leader.
  • separating valve 23a, 23b separates the brake circuits I, II in one of the master cylinder 2 druckbeetzmacherbaren brake circuit or line section 22a, 22b and the ge already ⁇ called, in the "brake-by-wire" mode of the first pressure supply device 5 druckbeaufschlagbaren brake circuit section 13a, 13b, the separating valves 23a, 23b are as electrically actuated, preferably currentless of- fene (SO), 2/2-way valve is formed.
  • SO currentless of- fene
  • Displacement simulator 3 is hydraulically coupled to the master cylinder 2 and formed, for example, as an independent Bau ⁇ group, consisting essentially of a
  • Simulator piston 31 consists. Simulator piston 31 is supported on housing 21 by an elastic element (e.g., a spring) disposed in simulator spring chamber 30, which is advantageously biased.
  • the simulator chamber 29 can be connected to the first pressure chamber 17 of the tandem master cylinder 2 by means of an electrically actuatable simulator release valve 32.
  • the simulator release valve can be made mechanically operable.
  • Simulator release valve 32 flows pressure medium from the main ⁇ brake cylinder pressure chamber 17 in the simulator chamber 29.
  • a hydraulically antiparallel to Simulatorkegabeventil 32 ⁇ ordered check valve 34 allows regardless of the switching state of Simulatorkagabeventils 32 marge ⁇ hend unimpeded backflow of the pressure medium from the simulator chamber 29 to the master cylinder pressure chamber 17th
  • the first electrically controllable pressure supply device 5 is designed as a hydraulic cylinder-piston arrangement or a single-circuit electro-hydraulic actuator. formed whose piston 36 is actuated by a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotationally-translational transmission also shown schematically.
  • a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotationally-translational transmission also shown schematically.
  • a temperature sensor for detecting the temperature of the motor winding may also be used.
  • the piston 36 defines a pressure chamber 37.
  • the actuator pressure generated by the force effect of the piston 36 on the pressure medium enclosed in the pressure chamber 37 actuator pressure is fed into the system pressure line 38 and detected with the system pressure sensor 19.
  • the system pressure line 38 26b connected via the switching valves to ⁇ 26a, with the brake circuit portions 13a, 13b
  • a Radbremstikauf- and termination is carried out at a normal braking operation for all the wheel brakes 8,. 9 , 10, 11.
  • the pressure medium previously displaced from the pressure chamber 37 of the actuator 5 into the wheel brakes 8, 9, 10, 11 flows back in the same way back into the pressure chamber 37 of the actuator 5.
  • the brake system comprises a second electronically controllable pressure supply device 49, which is designed, for example, in a separate module (so-called amplification module) 40 with its own electronic control unit 39.
  • amplification module a separate module
  • Reinforcement module 40 or pressure supply device 49 is hydraulically inserted between the return line 14a to the pressure medium reservoir 4 and the brake circuit sections 13a, 13b. The pressure supply device 49 thus sucks pressure medium from the pressure medium reservoir 4 and feeds the pressure medium discharged by it directly into the brake circuit sections 13a, 13b.
  • Pressure supply device 5 feeds the pressure medium emitted by it into the system pressure line 38, which is separated or separable from the brake circuit sections 13a, 13b by the connection valves 26a, 26b.
  • Master brake cylinder 2 feeds the pressure medium discharged by it into the lines 22a, 22b, which can be separated from the brake circuit sections 13a, 13b or I, II by the separating valves 26a, 26b.
  • pressure supply device 49 comprises a pump 42 driven by an electric motor 43 and, for example, is designed to be double-flow, with two pumps 42 assigned to the brake circuits I, II.
  • the suction sides of the Pumps 42 are hydraulically connected to a non-descript container connection line, which is summarized example by piece with the return line 14 a, while the pressure sides of the pump 42 with the
  • the pump is advantageously comprises ⁇ enough, a rotor angle sensor 50 that detects the instantaneous phase position of the electric motor 43 and which can be used for actuation of the electric motor 43rd
  • the motor-pump unit 42, 43 is preferably of the type of a driven by the electric motor 43 via an eccentric piston pump 42, a design that is already used million times in known brake systems as a return pump. This can be particularly high system pressures he testify ⁇ and can be realized in a very compact size.
  • Reinforcement module 40 includes, for example, in addition to the electronic control and regulation unit 39 and the motor-pump unit 42, 43 connected to a pressure side of the pump 42 pressure sensor 45, which is assigned according to the brake circuit II, and each brake circuit I, II one of the pump 42 connected in parallel, advantageously analog controllable control valve (overflow) 47 a, 47 b, which is designed to be normally closed.
  • Control and regulating unit 39 serves to control the overflow valves 47a, 47b and the electric motor 43 and to the energy ⁇ supply and signal evaluation of the pressure sensor 45th
  • the pump 42 each brake circuit I, II a, advantageously analog controllable, control valve 47a, 47b, which
  • the aforementioned components 2, 3, 5, 6a-6d, 7a-7d, 19, 20, 22a, 22b, 23a, 23b, 25, 26a, 26b, 27, 28, 32, 34, 38, 41a, 41b, 44, 46, 52 can be combined to form a second electrohydraulic module, which is provided with the reference symbol 60.
  • the control of the electrically actuatable components of the module 60, in particular the valves 6a-6d, 7a-7d, 23a, 23b, 26a, 26b, 28, 32 and the electric motor 35 of the first pressure supply device 5, serves the electronic control unit 12th
  • the signals from the sensors 19, 20, 25 and 44 are also processed in the electronic control unit 12.
  • the displacement sensor 25 is advantageously also connected to the electronic control unit 39 of the gain module 40 and such, eg re ⁇ dundant or double, stated that distance sensor 25 can deliver a path signal for controlling the second pressure supply device 49 to the control and regulating unit 39 even in the event of failure of the control and regulation unit 12.
  • displacement sensor 25 can also be supplied exclusively by the electronic control and regulation unit 39 of the amplification module 40 with electrical energy and its signals verar ⁇ processed only in the control unit 39.
  • Simulator release valve 32 is turned off and the first
  • Pressure supply device 5 is separated from the brake circuit ⁇ sections 13 a, 13 b by the normally closed Zuschaltventile 26 a, 26 b .
  • Master brake cylinder 2 is connected via the lines 22a, 22b with the normally open isolation valves 23a, 23b to the brake circuit sections 13a, 13b and thus the wheel brakes 8, 9, 10, 11, so that the driver by pressing the brake pedal 1 directly pressure in the wheel brakes 8, 9, 10, 11 can build.
  • a drainage of pressure medium in the Druckstoffvorratsbe ⁇ container is prevented by the normally closed valves 47a, 47b (and 7a-7d).
  • an amplified fallback mode of the brake system (eg in the event of failure of the control unit 12, in case of failure of the electrical power supply of the control and regulation unit 12 or the module 60 or ei ⁇ nem defect of the first pressure supply device 5) remain the components of the module 60 de-energized, ie the simulation device 3 is closed by the
  • the first Druckbe ⁇ provisioning device 5 is separated by the closed Zuschaltventile 26a, 26b of the brake circuit sections 13a, 13b and the master cylinder 2 is connected via the open isolation valves 23a, 23b with the brake circuit sections 13a, 13b.
  • the signal of the displacement sensor 25 is used as a driver's request.
  • the pump 42 is controlled and the pressure, which can be checked by means of sensor 45, regulated as a function of the path.
  • An advantage of using the signal of the displacement sensor 25 instead of a pressure ⁇ sensor signal is in the early response of the module 40. By means of a rotation angle control of the pump and / or a valve control of the valves of the functional module 40 so no pressure boost the driver brake operation is performed, but a volume gain and thus achieved a pedal travel shortening.
  • the gain module 40 is preferably powered by a (not shown) second electrical power supply, which is independent of the electrical power supply (eg the electrical system), the module 60 and / or the control and control unit 12 supplies.
  • the control unit 39 of module 40 is about to ⁇ least one data line to the control and regulating unit 12 is connected. If the control unit 12 and the module 60 work properly, ie, a pressure build-up by means of the pressure supply device 5 are performed, so 12 sends the control and regulating unit, a posi ⁇ tive acknowledgment signal ( "i .0.” Signal) to the control This is indicated in Fig. 1 by the dashed arrow 53. If the control unit 39 receives no more positive confirmation signal from the control and regulation unit 12, then the amplification module 40 enters a standby mode an actuation of the brake pedal 1 by the driver instead, the gain module 40 is akti ⁇ fourth as described above.
  • the illustrative brake system according to FIG. 1 provides the pre ⁇ part, that it is inexpensive to produce, as the additional reinforcement to ⁇ module 40 comprises few components, and in particular ⁇ sondere only two electrically controllable control valves 47a, 47b. Furthermore, it is advantageous that no pump pressure pulses are loaded on the first pressure supply device 5, in particular on the transmission of the first pressure supply device 5, since during the operation of the pump 42, the connection valves 26a, 26b are closed.
  • the second pressure supply device 49 or the reinforcement module 40 is arranged hydraulically neither between the master brake cylinder 2 and the intake valves 6a-6d nor between the first pressure supply device 5 and the intake valves 6a-6d, a pressure build-up on the wheel brakes 8, 9, 10, 11th in particular by the first pressure supply device 5 in the "brake-by-wire" Operating mode, not affected by flow resistance of additional valves.
  • Fig. 2 shows an enlarged view of a gain module according to a second embodiment of an inventive ⁇ brake system.
  • Reinforcement module 40 ' substantially corresponds to the reinforcement module 40 of the first embodiment.
  • the low-pressure accumulator 54 can be filled by means of the pressure supply device 5 via the brake circuit sections 13a, 13b.
  • Fig. 3 shows the hydraulic circuit diagram of a third embodiment of a brake system according to the invention.
  • a first electrohydraulic module 160 with housing 21, the following, already explained above with reference to FIG. 1 components are arranged: Actuator 2 with piston 15, 16 and pressure chambers 17, 18, displacement sensor 25, pressure equalization lines 41a, 41b with diagnostic valve 28 and check valve 27, parts of the return lines 14a, 14b, pressure sensor 20, parts of the hydraulic lines 22a, 22b with isolation valves 23a, 23b, simulation device 3 with simulator chamber 29, simulator spring chamber 30 and
  • Simulator piston 31 and associated Simulator morgabeventil 32 with check valve 34 first Druckkstel ⁇ treatment device 5 with piston 36, pressure chamber 37, electric gate 35 and rotor position sensor 44, system pressure line 38 with system pressure sensor 19, connecting valves 26a, 26b, Nachsaug- valve 52 and electronic control unit 12, which performs the signal processing and control of the components of the module 160.
  • a second electro-hydraulic module 140 the electrically controllable pressure modulation device for adjusting wheel individual brake pressures with intake valves 6a-6d each with parallel check valve and exhaust valves 7a-7d, the brake circuit sections 13a, 13b, parts of the return lines 14a, 14b and parts the hydraulic lines 22a, 22b between the master cylinder 2 and brake circuit sections 13a, 13b and the second electrically controllable pressure supply device 49 and the second electronic control and regulating unit 139, which controls the signal processing of a brake circuit I arranged in the pressure sensor 45 and the control of the pressure supply device 49th and the valves 6a-6d, 7a-7d of the module 140 performs.
  • Pressure ⁇ Deployment device 49 includes a driven by an electric motor 43 and pump 42 is, for example in accordance with dual-circuit ⁇ out leads.
  • Each suction side of the pumps 42 is connected to one of the ⁇ return lines 14a, 14b, which the radabgewandten terminals of the exhaust valves 7c, 7d; 7a, 7b of a brake ⁇ circuit I, connected with a chamber of the Druckstoffvorratsbenzol ⁇ ters 4 II, hydraulically connected, while the pressure sides of the pump 42 are hydraulically connected to the brake circuit portions 13a, 13b and hence with the input-side terminals of the intake valves 6a-6d.
  • Module 140 thus represents an open anti-lock brake system.
  • All control functions of the "brake-by-wire" mode of operation can be maintained if the pressure-providing device 5 fails.
  • Lung device 5 are compensated by means of the pressure supply device 49.
  • Pressure supply device 49 is used to provide convenientlyzu ⁇ after failure of the module 160, in particular the pressure supply device 5, upon actuation of the brake pedal 1 additional volume. This volume gain is controlled either by the pressure sensor 45 in the module 140 or by the fact that the pedal position detected independently of the module 160 (sensor 25) and two modules 160 and 140 is provided, as already explained with reference to FIG. When the brake pedal 1 is released, the additional volume is discharged via the outlet valves 7a-7d into the pressure medium reservoir 4.
  • Fig. 4 shows the hydraulic circuit diagram of a fourth embodiment of a brake system according to the invention, which substantially corresponds to the third embodiment.
  • the module 240 of the fourth embodiment which speaks to the module 140 of the third embodiment ent ⁇ comprises for each brake circuit I, II an additional analog controllable pressure control valve 57a, 57b, which in the hydraulic connection between the exhaust valves 7c, 7d; 7a, 7b of the brake circuit I, II and the suction side of the pump 42 is arranged.
  • Pressure control valves 57a, 57b are advantageously designed to be normally open.
  • the Druckre ⁇ gelventil 57 a, 57 b is one in each case to the exhaust valves opening towards, unspecified check valve connected in parallel.
  • the additional valves 57a, 57b can be drained of additional pressure medium volume without pulsations and noises.
  • the normally closed exhaust valves 7a-7d analog
  • a fifth embodiment of an inventive ⁇ brake system is shown schematically.
  • Brake system essentially comprises the same hydraulic components as the third embodiment, but these are differently in the modules 40 " and 60 " arranged (inte ⁇ grated arrangement of module 40 " in module 60 " ).
  • the module 60 " essentially comprises the master brake cylinder 2, the first pressure supply device 5, the simulation device 3, the valves 27, 28, 32, 34, 23a, 23b, 26a, 26b, 52, the pressure sensors 19, 20, the associated lines 13a , 13b, 14a, 14b, 22a, 22b, 38, 41a, 41b and the electronic control unit 12 and the inlet and outlet valves 6a-6d, 7a-7d.
  • Control unit 12 is for controlling or evaluating the
  • the separate sub-module 40 "" which includes its own electronic control and regulation unit 39 " , comprises a dual-circuit motor-pump unit 49 and a pressure-side pressure sensor 45.
  • Submodule 40 " has one suction circuit per brake circuit I, II. and a pressure-side check circuit. the suction-side terminals are respectively connected to rear ⁇ pipe 14a and 14b, and thus to the pressure fluid reservoir 4. the pressure-side terminals are connected to the brake circuit supply lines 13a, 13b v erbunden.
  • This exemplary embodiment offers the advantage that submodule 40 "can optionally be removed simply if the second pressure supply device 49 is to be dispensed with.
  • a corre ⁇ chende integrated design is conceivable, but because of the position of the additional analog valves 57a, 57b, this is less advantageous than in the third embodiment.
  • a sixth embodiment of an inventive brake system ⁇ is shown schematically.
  • the module 360 essentially comprises the master brake cylinder 2, the first pressure supply device 5, the simulation device 3, the valves 27, 28, 32, 34, 23a, 23b, 26a, 26b, 52, the pressure sensors 19, 20, the associated lines 13a, 13b, 14a, 14b, 22a, 22b, 38, 41a, 41b and the electronic control unit 12 and the intake and exhaust valves 6a-6d, 7a-7d.
  • Control and regulating unit 12 is designed for driving or evaluation of said components.
  • the separate sub-module 340 which includes an egg ⁇ gene electronic control unit 339, comprises a dual-circuit motor-pump unit 49 (Elekt ⁇ romotor is not shown) and each circle an electrically controllable valve 59a, 59b, which run normally closed is and is arranged in the hydraulic connection between the pump pressure side and the brake circuit sections 13a, 13b. Furthermore, each one of the pump 42 and the valve 59a, 59b connected in parallel, electrically controllable valve 58a, 58b is provided, which is also designed to be normally closed. The suction sides of the pumps 42 are connected via a common hydraulic line 70 to the port 46 of the pressure supply device 5 and thus to the pressure medium reservoir 4. Control unit 339 controls the electric motor of the motor-pump unit 49 and the valves 58a, 58b, 59a, 59b. In addition, module 360 per circuit may include a pressure sensor (not shown) that controls the brake circuit pressures measures .
  • the reinforcing module 440 of the seventh embodiment comprises per circuit on the pressure ⁇ side of the pump 42 arranged pressure sensor 45.

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Abstract

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „Brake-by-wire"-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, mit einem Haupt- bremszylinder (2),einem elektrisch betätigbaren Trennventil (23a, 23b) je Bremskreis (I, II) zum Trennen des Bremskreises in einen vom Fahrzeugführer (22a, 22b) und einen „by-wire" (13a, 13b) druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt, einer ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), einem elektrisch betätigbaren Zuschaltventil (26a, 26b) je Bremskreis (I, II) zur hydraulischen Verbindung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) mit dem „by-wire" druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt (13a,13b), einer Simulationseinrichtung (3), welche in der „Brake-by-wire"-Betriebsart dem Fahrzeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl vermittelt, und einer ersten elektronischen Steuer-und Regeleinheit (12), wobei eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49) mit zumindest einem Sauganschluss und einem Druckanschluss vorgesehen ist, deren Sauganschluss mit einem Druckmittelbehälter (4, 54) verbunden ist und deren Druckanschluss mit dem „by-wire" druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt (13a, 13b) verbindbar oder verbunden ist, sowie Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage.

Description

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Bremsanlage.
Es sind hydraulische Fahrzeugbremsanlagen bekannt, welche als Fremdkraftbremsanlagen ausgebildet sind und neben einem muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder, an den Radbremsen hydraulisch angeschlossen sind und der Druck und Volumen zum Betätigen von Radbremsen bereitstellt, eine weitere, elektrisch steuerbare Druck- und Volumenbereitstel¬ lungseinrichtung umfassen, die in einer „Brake-by-wire"- Betriebsart die Radbremsen ansteuert. Bei Ausfall der elektrisch steuerbaren Druck- und Volumenbereitstellungseinrichtung erfolgt eine Betätigung der Radbremsen allein durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers (unverstärkte Rückfallbetriebsart) .
Aus der WO 2011/029812 AI ist eine elektrohydraulische Bremsanlage mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, einem Wegsimulator und einer Druckbereitstellungseinrichtung bekannt. Die Radbremsen werden in einer „Brake- by-wire"-Betriebsart durch die Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck beaufschlagt. In der Rückfallbetriebsart werden die Radbremsen mittels des Bremspedal betätigbaren Hauptbremszylinders mit dem durch den Fahrer aufgebrachten Druck beaufschlagt. Als nachteilig wird bei der vorbekann¬ ten Bremsanlage empfunden, dass bei einem Ausfall der An- steuerung oder des Antriebs der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung vom Fahrer große Bremspedalwege aufgebracht werden müssen, um eine ausreichende Be¬ triebsbremsverzögerung zu erreichen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Bremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu ver¬ bessern, dass der Fahrzeugführer trotz Ausfall der Druckbereitstellungseinrichtung eine ausreichende Betriebsbrems¬ verzögerung komfortabel erreichen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung mit zumindest einem Sauganschluss und einem Druckanschluss vor¬ zusehen, deren Sauganschluss mit einem Druckmittelbehälter verbunden ist und deren Druckanschluss mit einem „by-wire" druckbeaufschlagbaren Bremskreisabschnitt verbindbar oder verbunden ist. Hierdurch kann die zweite Druckbereitstel¬ lungseinrichtung zusätzliches Druckmittelvolumen aus dem Druckmittelbehälter für einen Druckaufbau in dem Bremskreis bereitstellen, wodurch eine Volumenverstärkung eines Fahrerbremswunsches erzielt werden kann.
Bevorzugt ist der Sauganschluss direkt, d.h. ohne Zwischen- Schaltung eines Ventils oder über eine weitere hydraulische Komponente, mit dem Druckmittelbehälter verbunden, so dass Druckmittel ungehindert, z.B. ohne Drosselwirkung eines Ventils, angesaugt werden kann. Über diese direkte Verbin¬ dung ist somit auch bei betätigtem Hauptbremszylinder ein Ansaugen von Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter möglich.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung eine Verkürzung des vom Fahrzeugführer aufzubringenden Bremspedalwegs erreicht wird, so dass der Fahrzeugführer trotz Ausfall der ersten Druckbereitstellungseinrichtung komfortabel eine ausreichende Betriebsbremsverzögerung erreichen kann.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bremsanlage liegt darin, dass ein Bremsdruckaufbau durch die erste Druckbereitstellungseinrichtung hoch-dynamisch erfolgen kann. Dies wird dadurch gewährleistet, dass je Bremskreis in der hydraulischen Verbindung zwischen Zuschaltventil und zugehörigen Einlassventilen kein weiteres Ventil vorgesehen ist, d.h. es ist keine zusätzlicher Strömungswiderstand vorhanden .
Das Trennventil ist jeweils bevorzugt in einer hydrauli¬ schen Verbindungsleitung zwischen dem Druckraum und einem die Einlassventile mit Druck versorgenden und „by-wire" druckbeaufschlagbaren Bremskreisabschnitt angeordnet und ermöglicht so ein wahlweises Verschließen oder Öffnen der hydraulischen Verbindung zwischen Druckraum und Bremskreisabschnitt. Die Trennventile sind besonders bevorzugt stromlos offen ausgeführt, damit die Bremskreisabschnitte in einer stromlosen Rückfallbetriebsart hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind und so vom Fahrzeugführer mit Druck beaufschlagt werden können.
Das Zuschaltventil ist jeweils bevorzugt in einer hydrauli¬ schen Verbindungsleitung zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung und dem Bremskreisabschnitt angeordnet und ermöglicht so ein wahlweises Öffnen oder Verschließen der hydraulischen Verbindung zwischen erster Druckbereitstellungseinrichtung und Bremskreisabschnitt. Besonders be¬ vorzugt sind die Zuschaltventile stromlos geschlossen aus¬ geführt, damit der Bremskreisabschnitt in einer stromlosen Rückfallbetriebsart hydraulisch von der ersten Druckbe¬ reitstellungseinrichtung getrennt ist.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit ist bevor¬ zugt zur Ansteuerung der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung im Sinne einer Regelung oder Steuerung des von ihr abgegebenen hydraulischen Druckes ausgebildet. Weiterhin werden durch die erste Steuer- und Regeleinheit vorteilhafterweise die Trennventile und Zuschalt¬ ventile und das Simulatorfreigabeventil der Bremsanlage ge¬ regelt bzw. gesteuert.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage ein Einlassventil und ein Auslassventil pro Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke, die aus den Drücken der genannten Bremskreis¬ abschnitte zugeordneten Bremskreisdrücken abgeleitet werden, wobei die Einlassventile im nicht angesteuerten Zu¬ stand den Bremskreisabschnittsdruck zu den Radbremsen weiterleiten und im angesteuerten Zustand einen Radbremsdruckaufbau begrenzen oder verhindern, und wobei die Auslassventile im nicht angesteuerten Zustand ein Abströmen von
Druckmittel aus den Radbremsen in einen Druckmittelvorrats- behälter verhindern und im angesteuerten Zustand zulassen und kontrollieren, wobei die Einlassventile geschlossen werden, so dass ein Radbremsdruckabbau erfolgt.
Die Einlassventile und Auslassventile werden bevorzugt ebenfalls von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert, wobei die Einlassventile und Auslass¬ ventile in einer Baueinheit mit dem Hauptbremszylinder, den Trennventilen, der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung, den Zuschaltventilen, der Simulationseinrichtung und der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angeordnet sind.
Bevorzugt ist die zweite Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch zwei- oder mehrkreisig ausgebildet. Sie umfasst besonders bevorzugt zwei von einem Elektromotor gemeinsam angetriebene hydraulische Pumpen, wobei die Sauganschlüsse der ersten und der zweiten Pumpe mit einem Druckmittelbe¬ hälter verbunden sind und die Druckanschlüsse der ersten und der zweiten Pumpe jeweils mit einem „by-wire"
druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt des zugeordenten Bremskreises verbindbar oder verbunden sind. Ganz besonders bevorzugt sind die Pumpen jeweils über eine eigene Verbin¬ dungsleitung mit einem Druckmittelbehälter oder einer dem jeweiligen Bremskreis zugeordneten Kammer eines Druckmittelbehälters verbunden. Vorteilhafterweise umfasst die zweite Druckbereitstellungseinrichtung einen Rotorwinkelsensor, der die momentane Phasenlage des Pumpenantriebs, d.h. des Elektromotors, erfasst, was eine geregelte An- steuerung des Antriebs der Druckbereitstellungseinrichtung ermöglicht .
Zur bremskreisindividuellen Regelung des zusätzlichen Druckmittelvolumens ist für den ersten und den zweiten Pumpenkreis jeweils ein elektrisch betätigbares, stromlos ge¬ schlossenes Überströmventil vorgesehen, welches der Pumpe parallel geschaltet ist. Eine besonders genaue Regelung kann mittels eines analogisierten oder analog angesteuerten Überströmventils erzielt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist für die erste und die zweite Pumpe jeweils ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos geschlossenes, Ventil vorgese¬ hen, welches in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckanschluss und dem Bremskreisabschnitt angeordnet ist. Im Falle einer lediglich in Bereitstellungsstellung befindlicher zweiter Druckbereitstellungseinrichtung ist dieses Ventil unbestromt geschlossen und verhindert damit eine Druckbeaufschlagung der Pumpe, sowie einen möglichen Druckmittelverlust dirch ein Abströmen aus dem Bremskreisab¬ schnitt in die Pumpe.
Um ein für praktische Anwendungen unbegrenztes Druckmittel¬ volumen zur Verfügung zu haben, ist der oder jeder Saugan- schluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung bevorzugt mit einer zu einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter führenden hydraulischen Behälteranschlussleitung verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist der oder jeder Sauganschluss ab¬ schnittsweise mit einer hydraulischen Rücklaufleitung zu- sammengefasst , welche ein einer Radbremse zugeordnetes Aus¬ lassventil mit einem unter Atmosphärendruck stehenden
Druckmittelvorratsbehälter verbindet. Hierdurch kann die Anzahl von Verbindungsleitungen minimiert werden und ein kompakter Aufbau der Bremsanlage erreicht werden. Um eine Trennung der Bremskreise zu erzielen, sind besonders bevor¬ zugt für jeden Bremskreis die dem Bremskreis zugehörigen Auslassventile sowie der dem Bremskreis zugeordnete Saugan- schluss über eine eigene Rücklaufleitung mit dem Druckmit¬ telvorratsbehälter oder einer Kammer des Druckmittelvorratsbehälters verbunden.
In der hydraulischen Verbindung zwischen dem Auslassventil und dem Sauganschluss ist bevorzugt ein elektrisch
betätigbares, vorteilhafterweise analogisiertes oder analog angesteuertes, Regelventil angeordnet. Hierdurch kann
Druckmittelvolumen ohne Pulsationen und Geräusche abgelassen werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Druckerfassungseinrichtung vorgesehen, welche den druckanschluss- seitigen Druck der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung erfasst, wodurch eine Überwachung des Bremskreisdruckes möglich ist. Besonders bevorzugt ist in jedem Bremskreis eine solche Druckerfassungseinrichtung angeordnet.
Zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung und zur Auswertung der Ausgangssignale der Druckerfassungs¬ einrichtung bzw. der Druckerfassungseinrichtungen umfasst die Bremsanlage bevorzugt eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit. Diese übernimmt besonders bevorzugt auch die Ansteuerung etwaiger Überströmventile und/oder zwischen den Auslassventilen und dem Sauganschluss angeordneter Regelventile und/oder zwischen dem Druckanschluss und dem Bremskreis angeordneter Ventile.
Die zweite Druckbereitstellungseinrichtung, die Druckerfas- sungseinrichtung bzw. Druckerfassungseinrichtungen und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit sind bevor¬ zugt in einer eigenständigen Baugruppe angeordnet, so dass ein modularer Aufbau erreicht wird, welcher die Prüfbarkeit und Montage der Bremsanlage vereinfacht. Diese Baugruppe umfasst vorteilhafterweise gegebenenfalls auch die Über¬ strömventile und/oder die zwischen den Auslassventilen und dem Sauganschluss angeordneten Regelventile und/oder die zwischen dem Druckanschluss und dem Bremskreis angeordneten Ventile. Um bei einem Ausfall des Bordnetzes eine volumen¬ verstärkte Rückfallbetriebsart aufrecht erhalten zu können, werden bevorzugt die zweite Druckbereitstellungseinrichtung, die Druckerfassungseinrichtung ( en) und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit, besonders bevorzugt die eigenständige Baugruppe, von einer eigenständigen elektrische Energiequelle mit Energie versorgt.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Bremsanlage werden die Einlassventile und Auslassventi¬ le von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert, wenn die Einlass- und Auslassventile mit der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung, der Druckerfassungseinrichtung bzw. den Druckerfassungseinrichtungen und der zweiten elektronische Steuer- und Regeleinheit in einer eigenständigen Baugruppe angeordnet sind.
Die Simulationseinrichtung, die in der „Brake-by-wire"- Betriebsart dem Fahrzeugführer das gewohnte Bremspedalge¬ fühl vermittelt, steht mit einem der Druckräume des Haupt¬ bremszylinders in hydraulischer Verbindung. Die Wirkung der Simulationseinrichtung ist mittels des Simulatorfreigabe¬ ventils zu- und abschaltbar. In der unverstärkten sowie in der verstärkten Rückfallbetriebsart ist die Simulationseinrichtung vorteilhafterweise abgeschaltet.
Bevorzugt wird die erste elektrisch steuerbare Druckbe¬ reitstellungseinrichtung durch eine Zylinder-Kolben- Anordnung gebildet, deren Kolben durch einen elektromecha- nischen Aktuator betätigbar ist. Ein solcher elektrohydrau- lischer Aktuator arbeitet besonders dynamisch, sehr leise und verträgt problemlos die für Bremsanlagen erforderlichen Lastwechsel zahlen .
Die Bremsanlage umfasst weiterhin bevorzugt zumindest einen Drucksensor zur Erfassung eines Druckes des Hauptbremszylinders und einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes der ersten Druckbereitstellungseinrichtung. Weiterhin umfasst die Bremsanlage vorteilhafterweise einen Weg- oder Winkel¬ sensor zur Erfassung einer Lage oder Position der ersten Druckbereitstellungseinrichtung sowie einen Weg- oder Winkelsensor zur Erfassung einer Bremspedalbetätigung. Zumindest die Signale der drei erst genannten Sensoren werden bevorzugt von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit verarbeitet.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Bremsanlage. Hierzu wird, vorteilhafterweise wenn kein Druckaufbau oder Druckabbau mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung durchführbar ist oder wenn eine Fehlfunktion einer der für die „Brake-by- wire"-Betriebsart benötigten Komponenten erkannt wird, z.B. wenn ein Ausfall der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung oder deren Ansteuerung erkannt wird, und der Fahrzeugführer das Bremspedal betätigt, mit¬ tels der zweiten elektrisch steuerbaren Druckbereitstel- lungseinrichtung Druckmittel aus einem Druckmittelbehälter angesaugt und in die zugeordneten Bremskreisabschnitte ein¬ gespeist. Um ausreichend Druckmittel zur Verfügung zu ha¬ ben, wird das Druckmittel bevorzugt aus einem unter Atmo¬ sphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter angesaugt, der vorteilhafterweise an die besagten Rücklauflei¬ tungen angeschlossen ist.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt die erste Steuer- und Regeleinheit ein Bestätigungssignal an eine zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung ausgebildete, zweite Steuer- und Regeleinheit aus, solange ein Druckaufbau oder Druckabbau mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung durchführbar ist. Bleibt das Bestätigungssignal aus, so kann die zweite Steuer- und Regeleinheit eine entspre¬ chende Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung veranlassen.
Eine Betätigung des Bremspedals wird bevorzugt in der zwei¬ ten Steuer- und Regeleinheit anhand der Signale einer Weg¬ erfassungseinrichtung erkannt, welche einen Betätigungsweg eines Kolbens des Hauptbremszylinders erfasst.
Weitere bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung ergebe sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigen schematisch
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Bremsanlage, Fig. 2 ein Verstärkungsmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanla¬ ge,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage, und
Fig. 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage schematisch dargestellt. Die
Bremsanlage umfasst im Wesentlichen eine mittels eines Be- tätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbare hydraulische Be¬ tätigungseinheit 2, einen mit der hydraulischen Betäti¬ gungseinheit 2 zusammen wirkenden Wegsimulator bzw. Simulationseinrichtung 3, einen der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden
Druckmittelvorratsbehälter 4, eine erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49, eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 und eine elekt¬ risch steuerbare Druckmodulationseinrichtung zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke. Die nicht näher bezeichnete Druckmodulationseinrichtung um- fasst beispielsgemäß je Radbremse 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüs¬ se hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremsen 8, 9, 10, 11 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d werden über Bremskreisabschnitte 13a, 13b mit Drücken versorgt, die in einer „Brake-by-Wire"- Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an einen Druckraum 37 der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 angeschlossenen Systemdruckleitung 38 vorliegt. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu den Bremskreisabschnitten 13a, 13b hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallel geschaltet. In einer unverstärkten Rückfallbetriebsart wer¬ den die Bremskreisabschnitte 13a, 13b über hydraulische Leitungen 22a, 22b mit den Drücken der Druckräume 17, 18 der Betätigungseinheit 2 beaufschlagt. Die Ausgangsan¬ schlüsse der Auslassventile 7a-7d sind paarweise über Rück¬ laufleitungen 14a, 14b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Zum Erfassen des in der Systemdruckleitung 38 herrschenden Druckes ist ein vorzugsweise redundant ausge¬ führter Drucksensor 19 vorgesehen. Beispielsgemäß sind die Radbremsen 8 bzw. 9 dem linken Vorderrad bzw. dem rechten Hinterrad und die Radbremsen 10 bzw. 11 dem linken Hinterrad bzw. dem rechten Vorderrad zugeordnet. Andere Kreisauf¬ teilungen sind ebenso denkbar.
Die hydraulische Betätigungseinheit 2 weist in einem Ge¬ häuse 21 zwei hintereinander angeordnete Kolben 15, 16 auf, die hydraulische Kammern bzw. Druckräume 17, 18 begrenzen, die zusammen mit den Kolben 15, 16 einen zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. einen Tandemhauptzylinder bilden. Die Druckräume 17, 18 stehen einerseits über in den Kolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung (die Druckausgleichsleitungen 41a, 41b sind abschnittsweise zusammengefasst mit den Rücklaufleitungen 14a bzw. 14b dargestellt, getrennte Lei¬ tungen sind jedoch auch möglich), wobei diese durch eine Relativbewegung der Kolben 17, 18 im Gehäuse 21 absperrbar sind, und andererseits mittels der hydraulischen Leitungen 22a, 22b mit den bereits genannten Bremskreisabschnitten 13a, 13b in Verbindung. Dabei ist in der Druckausgleichs¬ leitung 41a eine Parallelschaltung eines stromlos offenen (SO-) Diagnoseventils 28 mit einem zum Druckmittelvorrats¬ behälter 4 hin schließenden Rückschlagventil 27 enthalten. Die Druckräume 17, 18 nehmen nicht näher bezeichnete Rück¬ stellfedern auf, die die Kolben 15, 16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Brems¬ pedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translati¬ onsbewegung des ersten (Hauptzylinder- ) Kolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant ausgeführ¬ ten Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungs¬ winkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrzeug¬ führers .
Je ein Trennventil 23a, 23b trennt die Bremskreise I, II in einen vom Hauptbremszylinder 2 druckbeaufschlagbaren Bremskreis- oder Leitungsabschnitt 22a, 22b und den bereits ge¬ nannten, in der „Brake-by-wire"-Betriebsart von der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 druckbeaufschlagbaren Bremskreisabschnitt 13a, 13b. Die Trennventile 23a, 23b sind als elektrisch betätigbare, vorzugsweise stromlos of- fene (SO-), 2/2-Wegeventil ausgebildet. Durch die Trennven¬ tile 23a, 23b kann die hydraulische Verbindung zwischen den Druckräumen 17, 18 und den Bremskreisabschnitten 13a, 13b abgesperrt werden. Ein an den Leitungsabschnitt 22b ange¬ schlossener Drucksensor 20 erfasst den im Druckraum 18 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 16 aufgebauten Druck .
Wegsimulator 3 ist hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt und beispielsweise als eine eigenständige Bau¬ gruppe ausgebildet, die im Wesentlichen aus einer
Simulatorkammer 29, einer Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden
Simulatorkolben 31 besteht. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in Simulatorfederkammer 30 angeordnetes elastisches Element (z.B. eine Feder), welches vorteilhafterweise vorgespannt ist, am Gehäuse 21 ab. Die Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß mittels eines elektrisch betätigbaren Simulatorfreigabeventils 32 mit dem ersten Druckraum 17 des Tandemhauptbremszylinders 2 verbindbar. Alternativ kann das Simulatorfreigabeventil mechanisch betätigbar ausgeführt sein. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und aktiviertem
Simulatorfreigabeventil 32 strömt Druckmittel vom Haupt¬ bremszylinder-Druckraum 17 in die Simulatorkammer 29. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorfreigabeventil 32 an¬ geordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Simulatorfreigabeventils 32 ein weitge¬ hend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zum Hauptbremszylinder-Druckraum 17.
Die erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben- Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktua- tor ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations- Translationsgetriebes betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schema¬ tisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden. Der Kolben 36 begrenzt einen Druckraum 37. Zur Abdichtung des Spalts zwischen Kolben 36 und Druckraumwandung dienen zwei Elastomerdichtringe, wobei ein mit dem Druck¬ mittelvorratsbehälter 4 verbundener Anschluss 46 für eine niederdruckseitige Benetzung des drucktragenden und eine hydraulikseitige Benetzung des medientrennenden
Elastomerdichtrings sorgt.
Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das im Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 38 eingespeist und mit dem Systemdrucksensor 19 erfasst. In der „Brake-by-Wire"- Betriebsart wird die Systemdruckleitung 38 über die Zu¬ schaltventile 26a, 26b mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b verbunden. Auf diesem Weg erfolgt bei einer Normalbremsung ein Radbremsdruckauf- und -abbau für alle Radbremsen 8, 9, 10, 11. Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 37 des Aktuators 5 in die Radbremsen 8, 9, 10, 11 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 des Aktuators 5 zurück. Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unterschiedlich, mit Hilfe der Modulationsventile 6a-6d, 7a-7d geregelten Rad¬ bremsdrücken der über die Auslassventile 7a-7d abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorratsbehälter 4. Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenen Zuschaltventilen 26a, 26b möglich, indem Druckmittel aus dem Behäl¬ ter 4 über ein als in Strömungsrichtung zum Aktuator öffnendes Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaugventil 52 in den Akuatordruckraum 37 strömt.
Weiterhin umfasst die Bremsanlage eine zweite elektronisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49, welche beispielsgemäß in einem eigenständigen Modul (sog. Verstärkungsmodul) 40 mit einer eigenen elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 ausgeführt ist. Im Falle eines Ausfalls der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 kann durch Aktivierung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 dennoch eine hohe Betriebsverzögerung erreicht werden. Verstärkungsmodul 40 bzw. Druckbereitstellungseinrichtung 49 ist hydraulisch zwischen der Rücklaufleitung 14a zum Druckmittelvorratsbehälter 4 und den Bremskreisabschnitten 13a, 13b eingefügt. Die Druckbereitstellungseinrichtung 49 saugt also Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 4 an und speist das von ihr abgegebene Druckmittel direkt in die Bremskreisabschnitte 13a, 13b ein. Druckbereitstellungseinrichtung 5 hingegen speist das von ihr abgegebene Druckmit¬ tel in die Systemdruckleitung 38 ein, welche von den Bremskreisabschnitten 13a, 13b durch die Zuschaltventile 26a, 26b getrennt bzw. trennbar ist. Hauptbremszylinder 2 speist das von ihm abgegebene Druckmittel in die Leitungen 22a, 22b ein, welche von den Bremskreisabschnitten 13a, 13b bzw. I, II durch die Trennventile 26a, 26b trennbar sind.
Druckbereitstellungseinrichtung 49 umfasst beispielsgemäß eine von einem Elektromotor 43 angetriebene Pumpe 42 und ist beispielsgemäß zweiflutig, mit zwei den Bremskreisen I, II zugeordneten Pumpen 42 ausgeführt. Die Saugseiten der Pumpen 42 sind mit einer nicht näher bezeichneten Behälteranschlussleitung, die beispielsgemäß stückweise mit der Rücklaufleitung 14a zusammengefasst ist, hydraulisch verbunden, während die Druckseiten der Pumpen 42 mit den
Bremskreisabschnitten 13a, 13b und damit mit den eingangs- seitigen Anschlüssen der Einlassventile 6a-6d hydraulisch verbunden sind. Der Antrieb der Pumpe umfasst vorteilhaft¬ erweise einen Rotorwinkelsensor 50, der die momentane Phasenlage des Elektromotors 43 erfasst und welcher zur An- steuerung des Elektromotors 43 genutzt werden kann.
Das Motor-Pumpen-Aggregat 42, 43 ist vorzugsweise vom Typ einer vom Elektromotor 43 über einen Exzenter angetriebenen Kolbenpumpe 42 ausgebildet, einer Bauform, die in bekannten Bremssystemen als Rückförderpumpe bereits millionenfach eingesetzt wird. Diese kann besonders hohe Systemdrücke er¬ zeugen und kann in sehr kompakter Baugröße realisiert werden .
Verstärkungsmodul 40 umfasst beispielsgemäß neben der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 und dem Motor- Pumpen-Aggregat 42, 43 einen an einer Druckseite der Pumpe 42 angeschlossenen Drucksensor 45, welcher beispielsgemäß dem Bremskreis II zugeordnet ist, sowie je Bremskreis I, II ein der Pumpe 42 parallel geschaltetes, vorteilhafterweise analog ansteuerbares Regelventil (Überströmventil) 47a, 47b, welches stromlos geschlossen ausgeführt ist. Steuer- und Regeleinheit 39 dient zur Ansteuerung der Überströmventile 47a, 47b und des Elektromotors 43 sowie zur Energie¬ versorgung und Signalauswertung des Drucksensors 45.
Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Pumpe 42 je Bremskreis I, II ein, vorteilhafterweise analog ansteuerbares, Regelventil 47a, 47b, welches
stromlos offen ausgeführt ist, sowie ein dem Regelventil 47a, 47b parallel geschaltetes, in Richtung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 öffnendes Rückschlagventil parallel geschal¬ tet. Die Rückschlagventile dienen vor allem einem schnellen Bremsdruckaufbau durch den Fahrer.
Die vorhin genannten Komponenten 2, 3, 5, 6a-6d, 7a-7d, 19, 20, 22a, 22b, 23a, 23b, 25, 26a, 26b, 27, 28, 32, 34, 38, 41a, 41b, 44, 46, 52 können zu einem zweiten elektrohydrau- lischen Modul zusammen gefasst werden, das mit dem Bezugs¬ zeichen 60 versehen ist. Der Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des Moduls 60, insbesondere der Ventile 6a-6d, 7a-7d, 23a, 23b, 26a, 26b, 28, 32 und des Elektromotors 35 der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5, dient die elektronische Steuer- und Regeleinheit 12. Die Signale der Sensoren 19, 20, 25 und 44 werden ebenso in der elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 verarbeitet. Um auch bei einem Ausfall der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12 eine wegbasierte Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 bzw. des Moduls 40 durchführen zu können, ist der Wegsensor 25 vorteilhafterweise auch mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 des Verstärkungsmoduls 40 verbunden und derart, z.B. re¬ dundant oder doppelt, ausgeführt, dass Wegsensor 25 auch bei Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 12 ein Wegsignal zur Steuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 an die Steuer- und Regeleinheit 39 liefern kann. Alternativ kann Wegsensor 25 auch ausschließlich von der der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 des Verstärkungsmoduls 40 mit elektrischer Energie versorgt werden und seine Signale nur in der Steuer- und Regeleinheit 39 verar¬ beitet werden. In einer Normalbremsfunktion der Bremsanlage („Brake-by- wire"-Betriebsart ) ist Hauptbremszylinder 2, und damit der Fahrzeugführer, von den Radbremsen 8, 9, 10, 11 durch die geschlossenen Trennventile 23a, 23b entkoppelt und die Bremskreisabschnitte 13a, 13b sind über die geöffneten Zus¬ chaltventile 26a, 26b mit der ersten Druckbereitstellungs¬ einrichtung 5 verbunden, welche den Systemdruck zur Betätigung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 bereitstellt. Simulationseinrichtung 3 ist durch das geöffnete Simulatorfreigabe¬ ventil 32 dem Hauptbremszylinder 2 zugeschaltet, so dass das durch die Betätigung des Bremspedals 1 durch den Fahrer im Hauptbremszylinder 2 verdrängte Druckmittelvolumen durch die Simulationseinrichtung 3 aufgenommen wird und die Simulationseinrichtung 3 dem Fahrzeugführer ein gewohntes
Bremspedalgefühl vermittelt.
In einer unverstärkten Rückfallbetriebsart der Bremsanlage, z.B. bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der gesamten Bremsanlage (z.B. Module 40 und 60), ist Simu¬ lationseinrichtung 3 durch das stromlos geschlossene
Simulatorfreigabeventil 32 abgeschaltet und die erste
Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist durch die stromlos geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von den Bremskreis¬ abschnitten 13a, 13b getrennt. Hauptbremszylinder 2 ist über die Leitungen 22a, 22b mit den stromlos offenen Trennventilen 23a, 23b mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b und damit den Radbremsen 8, 9, 10, 11 verbunden, so dass der Fahrzeugführer durch Betätigung des Bremspedals 1 direkt Druck in den Radbremsen 8, 9, 10, 11 aufbauen kann. Ein Abfließen von Druckmittel in den Druckmittelvorratsbe¬ hälter wird durch die stromlos geschlossenen Ventile 47a, 47b (und 7a-7d) verhindert. In einer verstärkten Rückfallbetriebsart der Bremsanlage (z.B. bei einem Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 12, bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der Steuer- und Regeleinheit 12 oder des Moduls 60 oder bei ei¬ nem Defekt der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5) bleiben die Komponenten des Moduls 60 stromlos, d.h. die Simulationseinrichtung 3 ist durch das geschlossene
Simulatorfreigabeventil 32 abgeschaltet, die erste Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 5 ist durch die geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von den Bremskreisabschnitten 13a, 13b getrennt und der Hauptbremszylinder 2 ist über die offenen Trennventile 23a, 23b mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b verbunden. Bei einer Betätigung des Bremspedals 1 wird das Signal des Wegsensors 25 als Fahrerwunsch genutzt. Entsprechend diesem Signal wird die Pumpe 42 angesteuert und der Druck, welcher mittels Sensor 45 überprüft werden kann, als Funktion des Weges eingeregelt. Ein Vorteil der Nutzung des Signals des Wegsensors 25 anstelle eines Druck¬ sensorsignals liegt in dem frühen Ansprechen des Moduls 40. Mittels einer Drehwinkelsteuerung der Pumpe und/oder einer Ventilsteuerung der Ventile des funktionsfähigen Moduls 40 wird also keine Druckverstärkung der Fahrerbremsbetätigung durchgeführt, jedoch eine Volumenverstärkung und damit eine Pedalwegverkürzung erreicht.
Um die Verfügbarkeit der verstärkten Rückfallbetriebsart der Bremsanlage zu erhöhen, wird das Verstärkungsmodul 40 bevorzugt von einer (nicht dargestellten) zweiten elektrischen Energieversorgung versorgt, welche unabhängig von der elektrischen Energieversorgung (z.B. dem Bordnetz) ist, welche das Modul 60 und/oder die Steuer- und Regeleinheit 12 versorgt. Die Steuer- und Regeleinheit 39 des Moduls 40 ist über zu¬ mindest eine Datenleitung mit der Steuer- und Regeleinheit 12 verbunden. Sind die Steuer- und Regeleinheit 12 sowie das Modul 60 funktionsfähig, d.h. kann ein Druckaufbau mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 5 durchgeführt werden, so sendet die Steuer- und Regeleinheit 12 ein posi¬ tives Bestätigungssignal („i .0. "-Signal ) an die Steuer- und Regeleinheit 39. Dies ist in Fig. 1 durch den gestrichelten Pfeil 53 angedeutet. Erhält die Steuer- und Regeleinheit 39 kein positives Bestätigungssignal mehr von der Steuer- und Regeleinheit 12, so geht das Verstärkungsmodul 40 in einen Bereitschaftsmodus über. Findet im Bereitschaftsmodus eine Betätigung des Bremspedals 1 durch den Fahrer statt, so wird das Verstärkungsmodul 40 wie oben beschrieben akti¬ viert .
Die beispielsgemäße Bremsanlage der Fig. 1 bietet den Vor¬ teil, dass sie kostengünstig herstellbar ist, da das zu¬ sätzliche Verstärkungsmodul 40 wenige Komponenten, insbe¬ sondere lediglich zwei elektrisch ansteuerbare Regelventile 47a, 47b, umfasst. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass auf der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5, insbesondere auf dem Getriebe der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5, keine Pumpendruckpulse lasten, da während des Betriebs der Pumpe 42 die Zuschaltventile 26a, 26b geschlossen sind. Da die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 bzw. das Verstärkungsmodul 40 hydraulisch weder zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und den Einlassventilen 6a-6d noch zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 und den Einlassventilen 6a-6d angeordnet ist, wird ein Druckaufbau an den Radbremsen 8, 9, 10, 11, insbesondere durch die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 in der „Brake-by-wire"- Betriebsart, nicht durch Strömungswiederstände zusätzlicher Ventile beeinträchtigt.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung ein Verstärkungsmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage. Verstärkungsmodul 40' entspricht im Wesentlichen dem Verstärkungsmodul 40 des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbei¬ spiel umfasst das Verstärkungsmodul 40' jedoch zwei Nieder¬ druckspeicher 54, mit welchen die Saugseiten der Pumpen 42 hydraulisch verbunden sind (anstatt mit der Rücklaufleitung 14a des Verstärkungsmoduls 40 gemäß dem ersten Ausführungs¬ beispiel) . Die Niederdruckspeicher 54 können mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 5 über die Bremskreisabschnitte 13a, 13b befüllt werden. Dieses Ausführungsbei¬ spiel bietet den Vorteil, dass es sich bei dem Modul 40' um ein „geschlossenes System" handelt, welches keine Behälter¬ zuleitung benötigt.
Fig. 3 zeigt den hydraulischen Schaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage. In einem ersten elektrohydraulischen Modul 160 mit Gehäuse 21 sind die folgenden, bereits oben anhand der Fig. 1 näher erläuterten Komponenten angeordnet: Betätigungseinheit 2 mit Kolben 15, 16 und Druckräumen 17, 18, Wegsensor 25, Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit Diagnoseventil 28 und Rückschlagventil 27, Teile der Rücklaufleitungen 14a, 14b, Drucksensor 20, Teile der hydraulischen Leitungen 22a, 22b mit Trennventilen 23a, 23b, Simulationseinrichtung 3 mit Simulatorkammer 29, Simulatorfederkammer 30 und
Simulatorkolben 31 sowie zugeordnetem Simulatorfreigabeventil 32 mit Rückschlagventil 34, erste Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 5 mit Kolben 36, Druckraum 37, Elektromo- tor 35 und Rotorlagensensor 44, Systemdruckleitung 38 mit Systemdrucksensor 19, Zuschaltventile 26a, 26b, Nachsaug- ventil 52 und elektronischer Steuer- und Regeleinheit 12, welche die Signalverarbeitung und Ansteuerung der Komponenten des Moduls 160 durchführt. Gemäß dem Ausführungsbei¬ spiel sind in einem zweiten elektrohydraulischen Modul 140 die elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke mit Einlassventilen 6a-6d mit jeweils parallel geschaltetem Rückschlagventil und Auslassventilen 7a-7d, die Bremskreisabschnitte 13a, 13b, Teile der Rücklaufleitungen 14a, 14b und Teile der hydraulischen Leitungen 22a, 22b zwischen Hauptbremszylinder 2 und Bremskreisabschnitten 13a, 13b sowie die zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49 und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit 139 angeordnet, welche die Signalverarbeitung eines im Brems¬ kreis I angeordneten Drucksensors 45 und die Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung 49 und der Ventile 6a- 6d, 7a-7d des Moduls 140 durchführt. Druckbereitstellungs¬ einrichtung 49 umfasst eine von einem Elektromotor 43 angetriebene Pumpe 42 und ist beispielsgemäß zweikreisig ausge¬ führt. Jede Saugseite der Pumpen 42 ist mit einer der bei¬ den Rücklaufleitungen 14a, 14b, welche die radabgewandten Anschlüssen der Auslassventile 7c, 7d; 7a, 7b eines Brems¬ kreises I, II mit einer Kammer des Druckmittelvorratsbehäl¬ ters 4 verbinden, hydraulisch verbunden, während die Druckseiten der Pumpen 42 mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b und damit mit den eingangsseitigen Anschlüssen der Einlassventile 6a-6d hydraulisch verbunden sind. Modul 140 stellt somit ein offenes Antiblockiersystem dar. Bei Ausfall der Druckbereitstellungseinrichtung 5 können alle Regelfunktionen der „Brake-by-wire"-Betriebsart beibehalten werden. Es kann aber auch der Volumenverbrauch der Druckbereitstel- lungseinrichtung 5 mit Hilfe der Druckbereitstellungseinrichtung 49 ausgeglichen werden. Druckbereitstellungseinrichtung 49 wird verwendet, um nach Ausfall des Moduls 160, insbesondere der Druckbereitstellungseinrichtung 5, bei Betätigung des Bremspedals 1 zusätzliches Volumen bereitzu¬ stellen. Diese Volumenverstärkung wird entweder durch den Drucksensor 45 im Modul 140 gesteuert oder dadurch, dass die Pedalposition unabhängig vom Modul 160 erfasst (Sensor 25) und beiden Modulen 160 und 140 zur Verfügung gestellt wird, wie anhand von Fig. 1 bereits erläutert. Beim Lösen des Bremspedals 1 wird das zusätzliche Volumen über die Auslassventile 7a-7d in den Druckmittelvorratsbehälter 4 abgelassen .
Fig. 4 zeigt den hydraulischen Schaltplan eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage, welches im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht. Im Unterscheid zum dritten Ausführungsbeispiel umfasst das Modul 240 des vierten Ausführungsbeispiels, welches dem Modul 140 des dritten Ausführungsbeispiels ent¬ spricht, je Bremskreis I, II ein zusätzliches analog ansteuerbares Druckregelventil 57a, 57b, welches in der hydraulischen Verbindung zwischen den Auslassventilen 7c, 7d; 7a, 7b des Bremskreises I, II und der Saugseite der Pumpe 42 angeordnet ist. Druckregelventile 57a, 57b sind vorteilhafterweise stromlos offen ausgeführt. Dem Druckre¬ gelventil 57a, 57b ist jeweils ein zu den Auslassventilen hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallel geschaltet. Durch die zusätzlichen Ventile 57a, 57b kann zusätzliches Druckmittelvolumen ohne Pulsationen und Geräusche abgelassen werden. Alternativ (nicht dargestellt) können anstelle der analog ansteuerbaren zusätzlichen Druckregelventil 57a, 57b die stromlos geschlossenen Auslassventile 7a-7d analog
ansteuerbar ausgeführt sein.
In Fig. 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage schematisch dargestellt. Die
Bremsanlage umfasst im Wesentlichen dieselben hydraulischen Komponenten wie das dritte Ausführungsbeispiel, jedoch sind diese anders in den Modulen 40" und 60" angeordnet (inte¬ grierte Anordnung von Modul 40" in Modul 60") . Das Modul 60" umfasst im Wesentlichen den Hauptbremszylinder 2, die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5, die Simulationseinrichtung 3, die Ventile 27, 28, 32, 34, 23a, 23b, 26a, 26b, 52, die Drucksensoren 19, 20, die zugehörigen Leitungen 13a, 13b, 14a, 14b, 22a, 22b, 38, 41a, 41b und die elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 sowie die Ein- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d. Steuer- und Regeleinheit 12 ist zur Ansteuerung bzw. Auswertung der genannten Komponenten ausgelegt. Das separate Untermodul 40" " , das eine eigene elektronische Steuer- und Regeleinheit 39" umfasst, umfasst ein zweikreisiges Motor-Pumpen-Aggregat 49 sowie einen druckseitigen Drucksensor 45. Untermodul 40" besitzt je Bremskreis I, II einen saug- und einen druckseitigen An- schluss. Die saugseitigen Anschlüsse sind jeweils an Rück¬ laufleitung 14a bzw. 14b und damit an den Druckmittelvorratsbehälter 4 angeschlossen. Die druckseitigen Anschlüsse sind mit den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b verbunden. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass Untermodul 40" gegebenenfalls einfach entfernt werden kann, wenn auf die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 verzichtet werden soll. Auch für das vierte Ausführungsbeispiel ist eine entspre¬ chende integrierte Ausführung denkbar, wegen der Lage der zusätzlichen analogen Ventile 57a, 57b ist dies aber weniger vorteilhafter als beim dritten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 6 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage schematisch dargestellt. Das Modul 360 umfasst im Wesentlichen den Hauptbremszylinder 2, die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5, die Simulationseinrichtung 3, die Ventile 27, 28, 32, 34, 23a, 23b, 26a, 26b, 52, die Drucksensoren 19, 20, die zugehörigen Leitungen 13a, 13b, 14a, 14b, 22a, 22b, 38, 41a, 41b und die elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 sowie die Ein- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d. Steuer- und Regeleinheit 12 ist zur Ansteuerung bzw. Auswertung der genannten Komponenten ausgelegt. Das separate Untermodul 340, das eine ei¬ gene elektronische Steuer- und Regeleinheit 339 umfasst, umfasst ein zweikreisiges Motor-Pumpen-Aggregat 49 (Elekt¬ romotor ist nicht dargestellt) und je Kreis ein elektrisch ansteuerbares Ventil 59a, 59b, welches stromlos geschlossen ausgeführt ist und in der hydraulischen Verbindung zwischen der Pumpendruckseite und den Bremskreisabschnitten 13a, 13b angeordnet ist. Weiterhin ist je Kreis ein der Pumpe 42 und dem Ventil 59a, 59b parallel geschaltetes, elektrisch ansteuerbares Ventil 58a, 58b vorgesehen, welches ebenso stromlos geschlossen ausgeführt ist. Die Saugseiten der Pumpen 42 sind über eine gemeinsame hydraulische Leitung 70 mit dem Anschluss 46 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 und damit mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Steuer- und Regeleinheit 339 steuert den Elektromotor des Motor-Pumpen-Aggregat 49 sowie die Ventile 58a, 58b, 59a, 59b. Zusätzlich kann Modul 360 je Kreis einen Drucksensor (nicht dargestellt) umfassen, welcher die Bremskreisdrücke misst .
Das in Fig. 7 dargestellte siebte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel umfasst das Verstärkungsmodul 440 des siebten Ausführungsbeispiels je Kreis einen an der Druck¬ seite der Pumpe 42 angeordneten Drucksensor 45. Außerdem ist jede Saugseite der Pumpe 42 mit einer der beiden Rück¬ laufleitungen 14a, 14b, welche die radabgewandten Anschlüssen der Auslassventile 7c, 7d; 7a, 7b eines Bremskreises I, II mit einer Kammer des Druckmittelvorratsbehälters 4 ver¬ binden, hydraulisch verbunden.

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 Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, mit
• einem Hauptbremszylinder (2) mit einem Gehäuse (21) und zwei Kolben (15, 16), die in dem Gehäuse (21) zwei Druckräume (17, 18) begrenzen, die Bremskreisen (I, II) mit Radbremsen (8, 9, 10, 11) zugeordnet sind,
• einem Druckmittelvorratsbehälter (4) mit wenigstens zwei, den beiden Bremskreisen (I, II) zugeordneten Kammern,
• einem mit einem Kolben des Hauptbremszylinders ge¬ koppelten Bremspedal (1) zum Betätigen des Haupt¬ bremszylinders (2),
• einem elektrisch betätigbaren, insbesondere stromlos offenen, Trennventil (23a, 23b) je Bremskreis (I, II) zum Trennen des Bremskreises in einen vom Fahrzeugführer (22a, 22b) und einen „by-wire" (13a, 13b) druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt,
• insbesondere einem elektrisch betätigbaren, stromlos offenen Einlassventil und einem elektrisch
betätigbaren, stromlos geschlossenen Auslassventil je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke,
• einer ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), welche insbesondere durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet wird, deren Kol- ben (36) durch einen elektromechanischen Aktuator (35) betätigbar ist,
• einem elektrisch betätigbaren, insbesondere stromlos geschlossenen, Zuschaltventil (26a, 26b) je Brems¬ kreis (I, II) zur hydraulischen Verbindung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) mit dem „by- wire" druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt (13a, 13b) ,
• einer mittels eines elektrisch oder mechanisch
betätigbaren Simulatorfreigabeventils (32) mit zu¬ mindest einem Druckraum (17) des Hauptbremszylinders
(2) hydraulisch verbindbaren Simulationseinrichtung
(3) , welche in der „Brake-by-wire"-Betriebsart dem Fahrzeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl vermittelt, und
• einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (12), insbesondere zur Ansteuerung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5), der Trennventile (23a, 23b), der Zuschaltventile (26a, 26b) und des Simulatorfreigabeventils (32),
dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49) mit zumindest einem Sauganschluss und einem Druckanschluss vorgesehen ist, deren Sauganschluss, insbesondere di¬ rekt ohne Zwischenschaltung eines Ventils und/oder bei betätigtem Hauptbremszylinder (2), mit einem Druckmittelbehälter (4, 54) verbunden ist und deren Druckanschluss mit dem „by-wire" druckbeaufschlagbaren
Bremkreisabschnitt (13a, 13b) eines Bremskreises (I, II) verbindbar oder verbunden ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung (49) zumindest zwei, von einem Elektromotor (43) gemeinsam angetriebene hydraulische Pumpen (42) umfasst, wobei die Sauganschlüsse der ersten und der zweiten Pumpe, insbesondere jeweils, mit einem Druckmittelbehälter (4, 54) verbunden sind, und die Druckanschlüsse der ersten und der zweiten Pumpe jeweils mit dem „by-wire"
druckbeaufschlagbaren Bremkreisabschnitt (13a, 13b) ei¬ nes der Bremskreise (I, II) verbindbar oder verbunden sind, wobei die zweite Druckbereitstellungseinrichtung (49) insbesondere einen Rotorwinkelsensor (50) umfasst, der die momentane Phasenlage des Elektromotors erfasst.
3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste und die zweite Pumpe jeweils ein elektrisch betätigbares, stromlos geschlossenes, insbe¬ sondere analogisiertes oder analog angesteuertes, Über¬ strömventil (47a, 47b, 58a, 58b) vorgesehen ist, wel¬ ches der Pumpe parallel geschaltet ist.
4. Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste und die zweite Pumpe jeweils ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos ge¬ schlossenes, Ventil (59a, 59b) vorgesehen ist, welches in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckan- schluss und dem „by-wire" druckbeaufschlagbaren
Bremkreisabschnitt (13a, 13b) des Bremskreises angeord¬ net ist.
5. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Sauganschluss mit einer hydraulischen Behälteranschlussleitung verbunden ist, welche zu dem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4) führt.
6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Sauganschluss mit einer hydraulischen Rücklaufleitung (14a, 14b) verbunden ist, welche ein einer Radbremse (8, 9, 10, 11) zu¬ geordnetes Auslassventil (7a-7d) mit einem unter Atmo¬ sphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4) verbindet .
7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Auslassventil (7a-7d) und dem Sauganschluss ein elektrisch betätigbares, insbesondere analogisiertes oder analog angesteuertes, Regelventil (57a, 57b) angeordnet ist, welchem insbesondere ein zu dem Auslassventil hin öff¬ nendes Rückschlagventil parallel geschaltet ist.
8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere je Bremskreis, eine Druckerfassungseinrichtung (45) vorgesehen ist, welche den druckanschlussseitigen Druck der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49) erfasst.
9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (39, 39', 39' ', 139, 339) zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49), und insbesondere der Überströmventile (47a, 47b), sowie zur Auswertung der Ausgangssignale der Druckerfassungseinrichtung ( en) (45) vorgesehen ist.
10. Bremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung (49), die Druckerfassungseinrichtung ( en) (45) und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (39, 39', 39' ', 139, 339), und insbesondere die Überströmventile (47a, 47b, 58a, 58b), in einer eigenständigen Baugruppe (40, 40', 40' ', 140, 240, 440) angeordnet sind, welche ins¬ besondere von einer eigenständigen elektrische Energie¬ quelle mit Energie versorgt wird.
11. Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere in einem unbestromten Zustand der Trennventile, der Zuschaltventile, des Simulatorfreigabeventils sowie der Einlass- und Aus¬ lassventile der Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Verkürzung des Bremspedalweges eine Volu¬ menverstärkung durchgeführt wird, wobei mittels der zweiten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (49) Druckmittel aus einem Druckmittelbehälter (4, 54), insbesondere einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4), angesaugt und in die Bremskreisabschnitte (13a, 13b) eingespeist wird, insbesondere wenn kein Druckauf- oder Druckabbau mit¬ tels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) durchführbar ist und der Fahrzeugführer das Bremspedal (1) betätigt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuer- und Regeleinheit (12) ein Bestä¬ tigungssignal (53) an eine zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49) ausgebildete, zweite Steuer- und Regeleinheit (39, 39', 39' ', 139, 339) ausgibt, solange ein Druckaufbau oder Druckabbau mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) durchführbar ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des Bremspedals (1) mit¬ tels einer Wegerfassungseinrichtung (25) erkannt wird, welche einen Betätigungsweg eines Kolbens (15) des Hauptbremszylinders (2) erfasst, wobei die Signale der Wegerfassungseinrichtung (25) an die zweite Steuer- und Regeleinheit ausgegeben und in der zweiten Steuer- und Regeleinheit ausgewertet werden.
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