WO2014111182A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines bremssystems - Google Patents

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WO2014111182A1
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braking
driver
valve
valves
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PCT/EP2013/074357
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Dirk Drotleff
Tobias SPOERI
Branimir Tokic
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for operating a brake system, in particular for use in hybrid and / or electric vehicles.
  • State of the art
  • a conventional brake system or a method for operating such a brake system is disclosed, for example, in the document DE 10 2008 004 201 A1, where a hydraulic layout is described, i. a rear axle can be decoupled with a so-called separating valve, while document DE 10 2010 042 995 A1 describes a method for blending.
  • the teachings of these documents are hereby incorporated by reference in the present application. In principle, it is assumed that a braking system is used, as shown schematically in FIG. 1 and essentially corresponds to the braking systems disclosed in the abovementioned documents.
  • Reference numeral 10 denotes a brake input element which corresponds to a brake pedal of a motor vehicle.
  • an actuation path sensor 12 is mounted, which senses a driver's brake request, when the driver, the brake input member 10 for braking, ie deceleration of the vehicle operated.
  • Reference numeral 13 denotes a brake booster, which may be formed, inter alia, as a vacuum brake booster, electro-hydraulic or electro-mechanical brake booster, as is known from the prior art, wherein the brake booster 13 is coupled to a master cylinder 14.
  • a brake fluid reservoir 16 Connected to the master brake cylinder 14 is a brake fluid reservoir 16 for providing brake medium or fluid, which can be filled via a filler neck 18.
  • the master brake cylinder 14 includes two volume chambers (not visible here), these volume chambers are each fluidly connected to a supply or fluid line 28 and 30 respectively.
  • the supply conduits 28, 30 are brake fluid supply conduits 30 for a first brake circuit 24 (in the left-hand side illustration of FIG. 1, ie assuming the position of the master cylinder 14 as an imaginary center of the figure , ie, the circuit "left" of the master cylinder 14 is the first brake circuit 24), and line 28 for a second brake circuit 20.
  • the first brake circuit 24 acts upon actuation of the brake input member 10 by the driver on front wheels 26a, 26b one (not here ), which are each coupled in a known manner with braking devices 68a, 68b. For example, these may be hydraulically operated disc brake devices.
  • the second brake circuit 20 acts on rear wheels 22a, 22b of a rear axle (not shown here) or on (hydraulically actuatable) brake devices 38a, 38b coupled thereto, provided an isolation valve 66, which continues below is not closed.
  • control unit such as an onboard vehicle located ESP unit, controllable
  • valves which are fluidly connected to the lines 28, 30, and provide for the hydraulic activation or non-activation of the brake devices 38a, 38b, 68a, 68b ,
  • valve assembly 15 located in the rectangle 11 is referred to as "modulation" (section), the components above it
  • Reference numeral 90 denotes a so-called PCR valve (pressure control valve, controllable pressure relief valve), which is controllable with respect to the flow rate of fluid and is closed in the non-activated state.
  • PCR valve pressure control valve, controllable pressure relief valve
  • Numeral 66 designates an isolation valve which is open in the non-energized state ("normally open”).
  • the valves 72a and 72b which are normally open, are intake valves for the brake devices 68a and 68b on the wheels 26a, 26b for the fluid, respectively, while the valves 86a, 86b are exhaust valves of the respective brake devices 68a, 68b and in the non-driven one Condition are closed, wherein the flow rates of fluid via a throttle in a known manner are each controllable. The same applies above for the second cycle 20.
  • a pressure generating device 76 (shown here are three pumping units, wherein there is at least one or Of course, several can be), which is marked 44 in the second circuit 20.
  • the pump units of the pressure generating device 76 or 44 are driven by a motor 96 with indicated to the right and left extending, but illustratively interrupted drawing reasons, drive shafts.
  • the pumping units of the pressure generating device 76 and 44, respectively, can convey brake fluid through the motor 96.
  • a (drive) electric motor (it can of course also be several electric motors) used when used as a generator for the recovery of braking energy and thus electrical energy. That it can also be braked “regeneratively” or “recuperatively” with the generator, in addition to the hydraulic braking, where replacement of hydraulic by regenerative braking and vice versa is referred to as "blending".
  • Brake booster 13 or implemented on the brake input element 10. This free travel allows, up to a certain actuation a
  • the invention proposes a method for operating a brake system of a motor vehicle having at least one front axle and one rear axle according to claim 1, wherein the brake system comprises: a brake booster with a brake input element to be actuated by a driver of the motor vehicle, which is provided with an actuation path sensor for providing a Signal is coupled according to a driver's brake request; a master cylinder coupled to the brake booster, which in turn is coupled to a brake fluid reservoir; Fluid lines, which are on the one hand in fluid communication with the master cylinder and the brake fluid reservoir, and on the other hand via an array of valves in fluid communication with brake devices on wheels of the axles, wherein the wheels each with, in addition to the braking devices, at least one braking torque generating Generator are coupled; the method comprising the steps of: generating a hydraulic idle travel by means of the arrangement of valves and a corresponding taxing of the valves by means of a control unit coupled to the valves, wherein by generating the idle travel during an actuation of the brake input member by the
  • the advantage of the proposed method makes it possible to achieve a free travel by correspondingly controlling or switching the valves in the valve arrangement without having to make design changes to components in the "Actuation” section.
  • standard components in the "Actuation” section can be used in a simple and cost-effective manner.
  • the step of generating the hydraulic idle travel during actuation of the brake input member by the driver comprises displacing brake fluid into a brake fluid reservoir, due to valves opened by the control unit, which are interposed between the brake fluid reservoir
  • Brake medium reservoir and the pressure generating device are arranged. It is also preferred that at least one valve from the array of valves is a diverter valve and at least one valve is a PCR valve, wherein during actuation of the brake input member by the driver, the diverter valve and the PCR valve are opened so that brake fluid over the separating valve and the PCR valve is displaced into the brake medium reservoir.
  • hydraulic braking is provided by the combustors and is conveyed to the braking devices via the pressure generating device designed as a pump.
  • the motor vehicle is brought to a standstill by the hydraulic braking, wherein the regenerative braking torque steadily drops to zero and wherein there is a hydraulic pressure prevailing in the master brake cylinder, which would otherwise prevail without generating the hydraulic idle travel, and wherein the at least two brake devices Axes same pressures prevail.
  • the method further comprises a step of driving the pressure oil pump (pump) to deliver brake fluid from the brake fluid reservoir with the isolator valve open and the PCR valve closed back into the master cylinder.
  • pump pressure oil pump
  • At least one generator for generating a braking torque acts on the at least one front axle and / or the at least one rear axle.
  • the brake system has at least two brake circuits respectively associated with the at least one front axle and the at least one rear axle, the method further comprising a step of closing the isolation valve such that the brake circuit associated with the front axle is one of the at least one Rear axle associated brake circuit can be decoupled from the master cylinder in order to achieve respectively different braking behavior for front and rear axle.
  • the rear axle is decoupled in this case by closing the isolation valve.
  • Figure 1 shows a schematic hydraulic circuit diagram, by means of which a method according to an embodiment of the invention will be explained;
  • Figures 2A-2D diagrams for explaining the method according to a
  • Embodiment of the invention show.
  • Figures 3A-3C various situations of braking, exemplified in schematic cross-sectional views of a
  • FIG. 1 The hydraulic circuit diagram on which the invention is based is shown schematically in FIG. 1 and largely explained above with regard to its components, which is why a further description of FIG. 1 should be omitted here, since the present invention is based on the manner of controlling the valves etc. results and not from the nature of the components themselves.
  • FIGS. 2A to 2D show a progression of braking torques (FIG. 2A) in time (or traveled path) dependency (x-axis), states of valves (FIG. 2B, based on the PCR).
  • the diagrams are each subdivided into chronologically (or related to a way) continuous phases 1 to 4, or a time 5.
  • reference numeral 210 denotes a driver's braking request, 220 a generator braking torque, 230 a hydraulic braking torque of the front axle, 240 a hydraulic braking torque of the rear axle, and 260 a generator potential that can be applied by the generator as a maximum.
  • Phase 1 shows the Leerweg representation.
  • the driver displaces volumes from a second chamber of the master cylinder 14 (HZ2) via the isolation valve 66 and the PCR valve 90 into the reservoir 76 (see FIG. 1). Due to the binding of the pistons in the master cylinder 14, no pressure is built up in a first chamber (HZ1) of the master cylinder 14. Brake calipers to the
  • Braking devices 38a, 38b of the rear axle are also open
  • phase 2 exceeds the driver's brake request (sensed by the driver
  • Actuating path sensor 12 in Figure 1) the maximum available generator torque (indicated in Figure 1 in Figure 2A with a horizontal dashed line), so that additional hydraulic Bremsmonnent must be established to comply with the driver's brake request.
  • the PCR valve 90 is closed again, so that the volume shifted by the driver from this point to the brake pressure build-up passes into the brake devices 68a, 68b, 38a, 38b.
  • volume must also be introduced into the brake system via a return hydraulic system or the pressure generating device 76.
  • the brake pressure buildup takes place simultaneously on both brake circuits 24, 20 (FIG. 1).
  • all intake valves 72a, 72b (analogously to those of the second circuit 20) advantageously remain open (see FIG. 2C), so that the binding of the pistons in the master brake cylinder 14 results in equal pressures on both axles. This is called “system-level veneering" or master cylinder (HZ) blending.
  • phase 3 both the driver's braking request as well as the available recuperative braking torque remain constant (see Figure 2A), so that no control of the brake system is required.
  • phase 2 This is implemented as in phase 2 by activating the return hydraulic system or the pressure generating device 76 (see FIG. 1) with the release valve 66 open and the PCR valve 90 closed (see FIG. 2B).
  • the isolation valve 66 can advantageously be closed again (FIG. 2B) in order to use the known activation strategy with the so-called "by-wire" mode (see cited prior art).
  • the method described above can also be applied to a vehicle with a generator on the rear axle, or to a vehicle in which the generator acts on all four wheels.
  • a generator on the rear axle can also be the conventional method, namely
  • FIGS. 3A-3C there is shown schematically in cross-sectional view an amplifier body 110 of a brake booster, including brake input element 10.
  • an elastic reaction disc 100 within the booster body 120 there is an elastic reaction disc 100 as well as spring elements 130, 140 in a known manner
  • Output member 120 is coupled to the main cylinder 14 which acts with a force F z H against the force F applied by the driver Fa stirrer.
  • the method according to the invention advantageously uses the jump-in area in order to "disguise" pressure manipulation for the driver, since the driver in this area does not perceive any force feedback due to the hydraulic pressure.
  • the method can also be used with an active brake booster, which can compensate for the reduced pedal force due to the lack of hydraulic back pressure by reducing the boost force.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einer Vorderachse und einer Hinterachse sowie ein das Verfahren verwendendes Bremssystem bereitgestellt, wobei das Bremssystem umfasst: einen Bremskraftverstärker mit einem von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges zu betätigenden Bremseingabeelement, welches mit einem Betätigungsweg-Sensor zur Bereitstellung eines Signales entsprechend einem Fahrerbremswunsch gekoppelt ist; einen mit dem Bremskraftverstärker gekoppelten Hauptbremszylinder, welcher wiederum mit einem Bremsmediumreservoir gekoppelt ist; Fluidleitungen, welche einerseits in fluider Kommunikation mit dem Hauptbremszylinder und dem Bremsmediumreservoir stehen, und andererseits über eine Anordnung von Ventilen in fluider Kommunikation mit Bremseinrichtungen an Rädern der Achsen stehen, wobei die Räder jeweils auch mit, zusätzlich zu den Bremseinrichtungen, Bremsmoment erzeugenden Generatoren gekoppelt sind; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines hydraulischen Leerweges mittels der Anordnung von Ventilen und einer entsprechenden Ansteuerung der Ventile mittels einer mit den Ventilen gekoppelten Steuereinheit, wobei durch das Erzeugen des Leerweges während einer Betätigung des Bremseingabeelements durch den Fahrer ein hydraulischer Druckaufbau zum Verzögern einer Radgeschwindigkeit der jeweiligen Räder verhindert wird; und Erzeugen eines generatorischen Bremsmoments an den jeweiligen Rädern zum Verzögern der Radgeschwindigkeit der jeweiligen Räder, und zwar auf Grundlage des Fahrerbremswunsches.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Bremssystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Bremssystems, insbesondere zur Verwendung in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen. Stand der Technik
Ein herkömmliches Bremssystem bzw. ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremssystems ist beispielsweise in dem Dokument DE 10 2008 004 201 A1 offenbart, wo ein hydraulisches Layout beschrieben ist, d.h. eine Hinterachse ist mit einem so genannten Trennventil entkoppelbar, während Dokument DE 10 2010 042 995 A1 ein Verfahren zum Verblenden beschreibt. Die Lehren dieser Dokumente sollen hiermit in der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme darauf mit umfasst sein. Prinzipiell wird von einem Bremssystem ausgegangen, wie es schematisch in Figur 1 dargestellt ist und im Wesentlichen den in den oben genannten Dokumenten offenbarten Bremssystemen entspricht.
Mit Bezug auf Figur 1 soll nur kurz auf die wesentlichen Komponenten des Brems- Systems eingegangen werden.
Mit Bezugszeichen 10 ist ein Bremseingabeelement bezeichnet, welches einem Bremspedal eines Kraftfahrzeuges entspricht. An dem Bremseingabeelement 10 ist ein Betätigungswegsensor 12 angebracht, welcher einen Fahrerbremswunsch sensiert, wenn der Fahrer das Bremseingabeelement 10 zum Bremsen, d.h. Verzögern des Fahrzeuges, betätigt. Bezugszeichen 13 kennzeichnet einen Bremskraftverstärker, welcher beispielsweise unter anderem als Vakuumbremskraftverstärker, elektrohydraulischer oder elektromechanischer Bremskraftverstärker ausgebildet sein kann, wie dies auch aus dem Stand der Technik bekannt ist, wobei der Bremskraftverstärker 13 mit einem Hauptbremszylinder 14 gekoppelt ist. Mit dem Hauptbremszylinder 14 ist ein Bremsmediumreservoir 16 zur Bereitstellung von Bremsmedium bzw. -Fluid gekoppelt, welches über einen Einfüllstutzen 18 befüllbar ist.
Der Hauptbremszylinder 14 umfasst zwei Volumenkammern (hier nicht sichtbar), wobei diese Volumenkammern jeweils mit einer Zufuhr- bzw. Fluidleitung 28 bzw. 30 fluidisch verbunden sind. Die Zufuhrleitungen 28, 30 sind Zufuhrleitungen für Bremsmedium bzw. -Fluid, und zwar Leitung 30 für einen ersten Bremskreislauf 24 (in der Abbildung der Figur 1 auf der linken Seite, d.h. wenn man die Position des Hauptbremszylinders 14 als eine gedachte Mitte der Abbildung annimmt, d.h. also der Kreislauf "links" vom Hauptbremszylinder 14 ist der erste Bremskreislauf 24), und Leitung 28 für einen zweiten Bremskreislauf 20. Dabei wirkt der erste Bremskreislauf 24 bei Betätigung des Bremseingabeelements 10 durch den Fahrer auf Vorderräder 26a, 26b einer (hier nicht dargestellten) Vorderachse, welche jeweils in bekannter Weise mit Bremseinrichtungen 68a, 68b gekoppelt sind. Bei- spielsweise können dies hydraulisch betätigbare Scheiben-Bremseinrichtungen sein.
Analog dazu wirkt der zweite Bremskreislauf 20 bei Betätigung des Bremseingabeelements 10 durch den Fahrer auf Hinterräder 22a, 22b einer (hier nicht darge- stellten) Hinterachse bzw. auf damit gekoppelte (hydraulisch betätigbare) Bremseinrichtungen 38a, 38b, sofern ein Trennventil 66, welches weiter unten erläutert wird, nicht geschlossen ist.
Selbstverständlich sind auch weitere Bremskreisläufe für weitere Radachsen denkbar.
In dem mit Bezugszeichen 1 1 gekennzeichneten und mit strich-punktierter Linie dargestellten Rechteck befindet sich eine Anordnung 15 von (über eine hier nicht extra dargestellte Steuereinheit, z.B. eine an Bord des Fahrzeuges befindliche ESP-Einheit, steuerbaren) Ventilen, die fluidisch mit den Leitungen 28, 30 verbunden sind, und für das hydraulische Aktivieren bzw. Nicht-Aktivieren der Bremseinrichtungen 38a, 38b, 68a, 68b sorgen.
Auf die herkömmliche Wirkweise der Ventilanordnung 15 soll hier aus Gründen der Kürze nicht näher eingegangen werden, da dies bereits in den obengenannten Dokumenten beschrieben wird. Allgemein bezeichnet man die in dem Rechteck 1 1 befindliche Ventilanordnung 15 als "Modulation" (-Abschnitt), die darüber befindlichen Komponenten als
"Actuation" (-Abschnitt), und die unterhalb des Rechtecks 1 1 angeordneten Komponenten als "Foundation" (-Abschnitt) Beispielhaft soll jedoch kurz auf die Komponenten bzw. Ventile des ersten Bremskreislaufs 24 eingegangen werden.
Bezugszeichen 90 bezeichnet ein so genanntes PCR-Ventil (pressure control valve, regelbares Druckablassventil), welches hinsichtlich der Durchflussmenge an Fluid regelbar ist und im nicht-angesteuerten Zustand geschlossen ist.
Bezugszeichen 66 kennzeichnet ein Trennventil, welches im nicht-angesteuerten Zustand offen ist ("stromlos offen"). Die Ventile 72a und 72b, welche stromlos geöffnet sind, sind jeweils Einlassventile für die Bremseinrichtungen 68a und 68b an den Rädern 26a, 26b für das Fluid, während die Ventile 86a, 86b Auslassventile der jeweiligen Bremseinrichtungen 68a, 68b sind, und im nicht-angesteuerten Zustand geschlossen sind, wobei die Durchflussmengen an Fluid über eine Drossel in bekannter Weise jeweils regelbar sind. Analog gilt das oben Gesagte für den zweiten Kreislauf 20.
Des Weiteren befindet sich im ersten Kreislauf 24 eine Druckerzeugungsvorrichtung 76 (dargestellt sind hier drei Pump-Einheiten, wobei es wenigstens eine oder natürlich auch mehrere sein können), welches im zweiten Kreislauf 20 mit 44 gekennzeichnet ist. Die Pump-Einheiten der Druckerzeugungsvorrichtung 76 bzw. 44 werden über einen Motor 96 mit angedeuteten nach rechts und links sich erstreckenden, aber aus Darstellungsgründen zeichnerisch unterbrochenen, Antriebs- wellen angetrieben. Die Pump-Einheiten der Druckerzeugungsvorrichtung 76 bzw. 44 können Bremsmedium bzw. Fluid mittels des Motors 96 fördern.
Da das dargestellte Bremssystem in Hybrid- bzw. Elektrofahrzeugen eingesetzt wird, wird ein (Antriebs-) Elektromotor (es können natürlich auch mehrere Elekt- romotoren sein) bei Verwendung als Generator zur Rückgewinnung von Bremsenergie und damit elektrischer Energie verwendet. D.h. es kann mit dem Generator auch "generatorisch" bzw. "rekuperativ" gebremst werden, und zwar zusätzlich zu dem hydraulischen Bremsen, wobei ein Ersetzen von hydraulischem durch generatorisches Bremsen und umgekehrt als "Verblenden" bezeichnet wird.
Der Übersichtlichkeit halber ist der (wenigstens eine) Elektromotor in Figur 1 nicht dargestellt.
Um mit einem solchen System eine möglichst hohe rekuperative Effizienz zu erzielen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, einen hydraulischen "Leerweg" einzuführen. Typischerweise wird dieser im Hauptbremszylinder 14, am
Bremskraftverstärker 13 oder am Bremseingabeelement 10 umgesetzt. Dieser Leerweg erlaubt es, bis zu einem bestimmten Betätigungsweg einen
hydraulischen Druckaufbau an der so genannten gekoppelten Achse (in Figur 1 die Achse mit Rädern 22a, 22b) zu verhindern. Es wird aber trotzdem über den Pedalweg, d.h. mittels des Betätigungswegsensors 12, ein Fahrerbremswunsch berechnet, der dann ausschließlich und dadurch mit sehr hoher Effizienz alleinig über den Generator umgesetzt werden kann. Falls die aktuelle Generatorleistung die gewünschte Verzögerung nicht alleinig erzielen kann, wird am über das Trennventil 66 entkoppelten Bremskreis ein zusätzliches Bremsmoment aufgebaut, um der Wunschverzögerung des Fahrers zu entsprechen. Wenn das rekuperative Moment des Generators nicht mehr für die gewünschte Verzögerung ausreicht, wird das fehlende Bremsmoment an der entkoppelten Achse entsprechend des Fahrerbremswunsches hydraulisch aufgebracht. Durch dieses System sind sehr hohe rekuperative Wirkungsgrade erzielbar. Allerdings ist die konstruktive Umsetzung eines Leerweges immer mit Aufwand verbunden. Typischerweise sind entsprechend (Modell-) angepasste "Actuation"- Komponenten hinsichtlich des gewünschten Leerwegs herzustellen. Diese angepasste "Actuation" kann dann in der Regel nicht mehr in Verbindung mit einem Standardsystem verwendet werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schlägt gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einer Vorderachse und einer Hinterachse vor, wobei das Bremssystem umfasst: einen Bremskraftverstärker mit einem von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges zu betätigenden Bremseingabeelement, welches mit einem Betätigungsweg-Sensor zur Bereitstellung eines Signales entsprechend einem Fahrerbremswunsch gekoppelt ist; einen mit dem Bremskraftverstärker gekoppelten Hauptbremszylinder, welcher wiederum mit einem Bremsmediumreservoir gekoppelt ist; Fluidleitungen, welche einerseits in fluider Kommunikation mit dem Hauptbremszylinder und dem Bremsmediumreservoir stehen, und andererseits über eine Anordnung von Ventilen in fluider Kommunikation mit Bremseinrichtungen an Rädern der Achsen stehen, wobei die Räder jeweils auch mit, zusätzlich zu den Bremseinrichtungen, wenigstens einem ein Bremsmoment erzeugenden Generator gekoppelt sind; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines hydraulischen Leerweges mittels der Anordnung von Ventilen und einer entsprechenden Besteuerung der Ventile mittels einer mit den Ventilen gekoppelten Steuereinheit, wobei durch das Erzeugen des Leerweges während einer Betätigung des Bremseingabeelements durch den Fahrer ein hydraulischer Druckaufbau zum Verzögern einer Radgeschwindigkeit der jeweiligen Räder verhindert wird; und Erzeugen eines generatorischen
Bremsmoments an den jeweiligen Rädern zum Verzögern der Radgeschwindigkeit der jeweiligen Räder, und zwar auf Grundlage des Fahrerbremswunsches. Vorteile der Erfindung
Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens erlaubt es, einen Leerweg durch ent- sprechendes Steuern bzw. Schalten der Ventile in der Ventilanordnung zu erzielen, ohne konstruktive Änderungen an Komponenten im "Actuation"-Abschnitt vornehmen zu müssen. Somit können auf einfache und kostengünstige Weise Standard-Komponenten im "Actuation"-Abschnitt verwendet werden. Zusätzlich ist es möglich, nahezu im kompletten Verzögerungsbereich eine Verblendung an beiden Achsen gleichzeitig durchzuführen und somit auch bei höheren Verzögerungen eine rekuperative Effizienz von 100% zu erzielen. Durch den hydraulischen Druckaufbau auf Hauptbremszylinder (HZ)-Ebene (Vorderachsdruck = Hinterachsdruck) kann die Fahrzeugstabilität beim Bremsen im Vergleich zu einem Bremssystem, welches nur an einer Achse verblenden kann, verbessert werden, da eine Bremskraftverteilung (Vorderachse/Hinterachse) nahe der idealen bzw. der installierten Bremskraftverteilung erzielbar ist.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Erzeugens des hydraulischen Leerweges während der Betätigung des Bremseingabeelements durch den Fahrer ein Verlagern von Bremsmedium in ein Bremsmediumreservoir, und zwar aufgrund von durch die Steuereinheit geöffneten Ventilen, welche zwischen dem
Bremsmediumreservoir und der Druckerzeugungsvorrichtung angeordnet sind. Es wird außerdem bevorzugt, dass wenigstens ein Ventil von der Anordnung von Ventilen ein Trennventil ist und wenigstens ein Ventil ein PCR-Ventil ist, wobei während der Betätigung des Bremseingabeelements durch den Fahrer das Trennventil und das PCR-Ventil geöffnet werden, so dass Bremsmedium über das Trennventil und das PCR-Ventil in das Bremsmediumreservoir verlagert wird.
Als weiterer Vorteil wird bei einem Übersteigen des Fahrerbremswunsches des maximal verfügbaren generatorischen Bremsmoments das PCR-Ventil wieder geschlossen, so dass das bis zu diesem Zeitpunkt verlagerte Bremsmedium für ein hydraulisches Bremsen durch die Brennseinrichtungen zur Verfügung steht und über die als Pumpe ausgebildete Druckerzeugungsvorrichtung an die Bremseinrichtungen gefördert wird. Vorteilhafterweise wird das Kraftfahrzeug durch das hydraulische Bremsen bis zum Stillstand gebracht, wobei das regenerative Bremsmoment stetig auf Null abfällt und wobei in dem Hauptbremszylinder ein hydraulischer Druck herrscht, welcher sonst ohne des Erzeugens des hydraulischen Leerweges herrschen würde, und wobei an den Bremseinrichtungen der wenigstens beiden Achsen gleiche Drücke herrschen.
Es wird bevorzugt, dass das Verfahren weiterhin einen Schritt des Ansteuerns der Druck-A/olumenfördereinrichtung (Pumpe) umfasst, um Bremsmedium aus dem Bremsflüssigkeitsreservoir bei offenem Trennventil und geschlossenem PCR- Ventil zurück in den Hauptbremszylinder zu fördern.
Außerdem wird bevorzugt, dass wenigstens ein Generator zur Erzeugung eines Bremsmoments auf die wenigstens eine Vorderachse und/oder die wenigstens eine Hinterachse wirkt.
Vorzugsweise bleiben Einlassventile der Bremseinrichtungen geöffnet, so dass die Räder in allen Fahrsituationen zusätzlich zum generatorischen Verzögern auch hydraulisch verzögert werden können. Schließlich wird bevorzugt, dass das Bremssystem wenigstens zwei Bremskreisläufe aufweist, welche jeweils der wenigstens einen Vorderachse und der wenigstens einen Hinterachse zugeordnet sind, wobei das Verfahren weiterhin einen Schritt des Schließens des Trennventils umfasst, so dass der der Vorderachse zugeordnete Bremskreislauf von dem der wenigstens einen Hinterachse zugeord- neten Bremskreislauf vom Hauptbremszylinder entkoppelt werden kann, um für Vorder- und Hinterachse jeweils unterschiedliche Bremsverhalten zu erzielen. Mit anderen Worten, die Hinterachse wird in diesem Fall durch Schließen des Trennventils entkoppelt. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen in Verbindung mit den Figuren erläutert, wobei:
Figur 1 einen schematischen Hydraulikschaltplan zeigt, anhand dessen ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert wird;
Figuren 2A-2D Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigen; und
Figuren 3A-3C verschiedene Situationen eines Bremsvorgangs, beispielhaft dargestellt an schematischen Querschnittsansichten eines
Bremskraftverstärkers (Figuren 3A'-3C) und dazugehörigen Diagrammen (Figuren 3A-3C) zum besseren Verständnis.
Ausführungsformen der Erfindung
Der der Erfindung zugrundeliegende Hydraulikschaltplan ist schematisch in Figur 1 dargestellt und hinsichtlich seiner Komponenten bereits oben weitestgehend erläutert, weshalb an dieser Stelle eine nochmalige Beschreibung der Figur 1 weggelassen werden soll, da sich die vorliegende Erfindung aus der Art und Wei- se der Steuerung der Ventile usw. ergibt und nicht aus der Beschaffenheit der Komponenten selber.
Mit Bezug auf die Figuren 2A bis 2D, und unter Zuhilfenahme des Schaltplans aus Figur 1 , soll nun das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden.
Die in Figuren 2A bis 2D dargestellten Diagramme zeigen jeweils in zeitlicher (bzw. zurückgelegter Weg-) Abhängigkeit (x-Achse) einen Verlauf von Bremsmomenten (Figur 2A), Zuständen von Ventilen (Figur 2B, bezogen auf das PCR- Ventil 90 und das Trennventil 66), (Figur 2C, bezogen auf die Einlassventile) und der Pump-Einheiten der Druckerzeugungsvorrichtung 76, 44 (Figur 2D), wenn der Fahrer das Bremseingabeelement 10 betätigt. Dabei sind die Diagramme jeweils in zeitlich (bzw. auf einen Weg bezogene) andauernde Phasen 1 bis 4 unterteilt, bzw. einen Zeitpunkt 5.
In dem Diagramm in Figur 2A bezeichnet Bezugszeichen 210 einen Fahrerbremswunsch, 220 ein Generatorbremsmoment, 230 ein Hydraulik-Bremsmoment der Vorderachse, 240 ein Hydraulik-Bremsmoment der Hinterachse und 260 ein maximal vom Generator aufbringbares Generatorpotenzial.
Die Phase 1 zeigt die Leerwegdarstellung. Dabei wird beispielsweise innerhalb des so genannten "Jump-In-Bereiches", siehe Diagramm in Figur 3A (d.h., wenn das vom Fahrer betätigte Bremseingabeelement 10 die so genannte "Reaction Disc" 100 [Figuren 3A'-3C] kontaktiert; hierbei wird auch auf die ausführliche Beschreibung der oben genannten Dokumente verwiesen) Bereichs bei offenem Trennventil 66 das PCR-Ventil 90 geöffnet (Figur 2B). Dadurch verschiebt der Fahrer bei Betätigung des Bremseingabeelements 10 Volumen aus einer zweiten Kammer des Hauptzylinders 14 (HZ2) über das Trennventil 66 und das PCR-Ventil 90 in das Reservoir 76 (siehe Figur 1 ). Durch die Fesselung der Kolben im Hauptzylinder 14 wird kein Druck in einer ersten Kammer (HZ1 ) des Hauptzylinders 14 aufgebaut. Bremszangen an den
Bremseinrichtungen 38a, 38b der Hinterachse werden auch bei geöffneten
Einlassventilen 72a, 72b kein Bremsmoment aufbringen, da das so genannte Losbrechmoment der Bremszangen höher ist als der„Reservoir-Druck" im
Reservoir 76. Das Bremsmoment wird zu 100% als regeneratives Moment aufgebracht, z. B. durch einen Generator an der Vorderachse. Aus diesem Grund steigt das Bremsmoment in Phase A (Figur 2A) stetig an.
In Phase 2 übersteigt der Fahrerbremswunsch (sensiert durch den
Betätigungswegsensor 12 in Figur 1 ) das maximal verfügbare Generatormoment (in Phase 1 in Figur 2A mit einer waagerechten gestrichelten Linie angedeutet), so dass zur Einhaltung des Fahrerbremswunsches zusätzliches hydraulisches Bremsmonnent aufgebaut werden muss. Dazu wird das PCR-Ventil 90 wieder geschlossen, so dass das vom Fahrer ab diesem Punkt verschobene Volumen zum Bremsdruckaufbau in die Bremseinrichtungen 68a, 68b, 38a, 38b gelangt.
Da die hydraulische Bremsanlage im niedrigen Druckbereich eine geringe hydraulische Steifigkeit (Volumen zu Druck) aufweist, muss zusätzlich über eine Rückförderhydraulik bzw. die Druckerzeugungsvorrichtung 76 Volumen ins Bremssystem eingebracht werden. Der Bremsdruckaufbau erfolgt dabei an beiden Bremskreisen 24, 20 (Figur 1 ) gleichzeitig. Dazu bleiben vorteilhafter Weise alle Einlassventile 72a, 72b (analog die des zweiten Kreislaufes 20) geöffnet (siehe Figur 2C), so dass sich durch die Fesselung der Kolben im Hauptbremszylinder 14 gleiche Drücke an beiden Achsen ergeben. Dies wird als "Verblenden auf Systemebene" oder Hauptzylinder (HZ)- Verblenden genannt.
In Phase 3 bleiben sowohl der Fahrerbremswunsch wie auch das zur Verfügung stehende rekuperative Bremsmoment konstant (siehe Figur 2A), so dass auch keine Ansteuerung des Bremssystems erforderlich ist.
Während der Phase 4 wird das Generatorpotential zu Null, da das Fahrzeug in den Stillstand kommt. Das wegfallende rekuperative Bremsmoment muss daher durch ein hydraulisches ersetzt werden, dieses erfolgt wiederum durch HZ- Verblenden, bis an beiden Achsen wieder der hydraulische Druck ansteht, der auch ohne eine vorherige Leerwegdarstellung vorhanden wäre.
Dies wird wie in Phase 2 durch Ansteuerung der Rückförderhydraulik bzw. die Druckerzeugungsvorrichtung 76 (siehe Figur 1 ) bei offenem Trennventil 66 und geschlossenem PCR-Ventil 90 umgesetzt (siehe Figur 2B).
Im Anschluss an Punkt (5) kann vorteilhafter Weise das Trennventil 66 wieder geschlossen werden (Figur 2B), um die bekannte Ansteuerstrategie mit so genanntem "by-wire" Modus (siehe zitierten Stand der Technik) zu nutzen. Natürlich lässt sich oben beschriebenes Verfahren auch auf ein Fahrzeug mit einem Generator an der Hinterachse anwenden, oder auf ein Fahrzeug, bei dem der Generator auf alle vier Räder wirkt. Insbesondere bei einem Generator an der Hinterachse lässt sich auch das herkömmliche Verfahren, nämlich
„Überbremsung der Hinterachse", anwenden, das zu einer Erhöhung der Effizienz beiträgt. Auch hier ist es durch das Verfahren in kostensparender Weise möglich, auf einen zusätzlichen Leerweg bei den Komponenten im Actuation-Abschnitt zu verzichten.
Zuletzt soll noch kurz zum besseren Verständnis auf die Darstellungen bzw.
dazugehörigen Diagramme in Figuren 3A-3C eingegangen werden, obwohl dies dem Stand der Technik entnommen werden kann. In Figuren 3A'-3C ist schematisch in Querschnittsansicht ein Verstärkerkörper 1 10 eines Bremskraftverstärkers gezeigt, einschließlich Bremseingabeelement 10. Innerhalb des Verstärkerkörpers 120 befindet sich eine elastische Reaction Disc 100, sowie in bekannter Weise Federelemente 130, 140. Ein
Ausgabeelement 120 ist mit dem Hauptzylinder 14 gekoppelt, der mit einer Kraft FHz gegen die vom Fahrer aufgebrachte Kraft FFahrer wirkt.
In den Zuständen 1 und 2 betätigt der Fahrer das Bremseingabeelement 10, und es wird, wie oben erläutert, Volumen bzw. Medium verschoben. Dabei wird nicht hydraulisch gebremst, sondern generatorisch (siehe auch Phase 1 in Figur 2A). Dies ist auch in dem Diagramm 3A gezeigt, wo (im so genannten "Jump-InBereich") keine (hydraulische Kraft) erzeugt wird, es wird lediglich generatorisch gebremst (siehe Figur 3B bzw. Figur 3C).
Erst in Zustand 3 (Figur 3C) kontaktiert das Bremseingabeelement 10 die elastische Reaction Disc 100, und es wird, wie oben erläutert, hydraulisch gebremst. Das Verfahren baut auf die Nutzung der Eigenschaften eines Bremsverstarkers 13 auf. Hier wird insbesondere die„Jump-In"-Eigenschaft genutzt, siehe Figuren 3.
Somit nutzt das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise den Jump-In- Bereich, um eine Druckmanipulation für den Fahrer "zu verschleiern", da der Fahrer in diesem Bereich keine Kraftrückkopplung aufgrund des hydraulischen Druckes wahrnimmt.
Im Jump-In-Bereich ist die vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft nahezu konstant, d.h. der Fahrer stellt den Ausgangsdruck und damit die Verzögerung rein über den Pedalweg ein, die Kraftübersetzung zwischen Fahrerkraft und Ausgangsdruck ist hier theoretisch unendlich. Umgekehrt heißt das aber auch, dass Variationen im Ausgangsdruck nicht als Pedal kraftvariationen am Fahrerfuß spürbar werden. Da- durch ist es möglich, dass (Rad-) Druckvariationen in diesem Bereich weitgehend unmerklich für den Fahrer durchgeführt werden können. Typischerweise liegt der Jump-In-Bereich bei heutigen Fahrzeugen bei bis zu ca. 0.15 oder 0.2 g.
Alternativ kann das Verfahren auch mit einem aktiven Bremskraftverstärker ver- wendet werden, der durch Rücknahme der Verstärkungskraft die reduzierte Pedalkraft aufgrund des fehlenden hydraulischen Gegendrucks kompensieren kann.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einer Vorderachse und einer Hinterachse, wobei das Bremssystem umfasst: einen Bremskraftverstärker (13) mit einem von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges zu betätigenden Bremseingabeelement (10), welches mit einem Betätigungsweg-Sensor (12) zur Bereitstellung eines Signales entsprechend einem Fahrerbremswunsch gekoppelt ist; einen mit dem Bremskraftverstärker (13) gekoppelten Hauptbremszylinder (14), welcher wiederum mit einem Bremsmediumreservoir (16) gekoppelt ist;
Fluidleitungen (28, 30, 31 ), welche einerseits in fluider Kommunikation mit dem Hauptbremszylinder (14) und dem Bremsmediumreservoir (16) stehen, und andererseits über eine Anordnung von Ventilen (66, 90) in fluider Kommunikation mit Bremseinrichtungen (68a, 68b, 38a, 38b) an Rädern (26a, 26b, 22a, 22b) der Achsen stehen, wobei die Räder (26a, 26b, 22a, 22b) jeweils auch mit, zusätzlich zu den Bremseinrichtungen, Bremsmoment erzeugenden Generatoren gekoppelt sind; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erzeugen eines hydraulischen Leerweges mittels der Anordnung von Ventilen und einer entsprechenden Besteuerung der Ventile (66, 90) mittels einer mit den Ventilen (66, 90) gekoppelten Steuereinheit, wobei durch das Erzeugen des Leerweges während einer Betätigung des Bremseingabeelements (10) durch den Fahrer ein hydraulischer Druck- aufbau zum Verzögern einer Radgeschwindigkeit der jeweiligen Räder (26a, 26b, 22a, 22b) verhindert wird; und
Erzeugen eines generatorischen Bremsmonnents an den jeweiligen Rädern (26a, 26b, 22a, 22b) zum Verzögern der Radgeschwindigkeit der jeweiligen Räder (26a, 26b, 22a, 22b), und zwar auf Grundlage des Fahrerbremswunsches.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Schritt des Erzeugens des hydraulischen Leerweges während der Betätigung des Bremseingabeelements (10) durch den Fahrer ein Verlagern von Bremsmedium in eine Druckerzeugungsvorrichtung (76) umfasst, und zwar aufgrund von durch die Steuereinheit geöffneten Ventilen (90), welche zwischen dem Bremsmediumreservoir (16) und der Druckerzeugungsvorrichtung (76) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein Ventil von der Anordnung von Ventilen ein Trennventil (66) ist und wenigstens ein Ventil ein regelbares Druckablassventil 90(PCR-Ventil) ist, wobei während der Betätigung des Bremseingabeelements (10) durch den Fahrer das Trennventil (66) und das PCR-Ventil (90) geöffnet werden, so dass Bremsmedium über das Trennventil (66) und das PCR-Ventil (90) in die Druckerzeugungsvorrichtung (76) verlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei einem Übersteigen des Fahrerbremswunsches des maximal verfügbaren generatorischen Bremsmoments das PCR-Ventil (90) wieder geschlossen wird, so dass das bis zu diesem Zeitpunkt verlagerte Bremsmedium für ein hydraulisches Bremsen durch die Bremseinrichtungen (68a, 68b, 38a, 38b) zur Verfügung steht und über die als Pumpe ausgebildete Druckerzeugungsvorrichtung (76) an die Bremseinrichtungen (68a, 68b, 38a, 38b) gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Kraftfahrzeug durch das hydraulische Bremsen bis zum Stillstand gebracht wird, wobei das regenerative Brems- moment stetig auf Null abfällt und wobei in dem Hauptbremszylinder (14) ein hydraulischer Druck herrscht, welcher sonst ohne des Erzeugens des hydraulischen Leerweges herrschen würde, und wobei an den Bremseinrichtungen (68a, 68b, 38a, 38b) der wenigstens beiden Achsen gleiche Drücke herrschen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend einen Schritt des An- steuerns der Druckerzeugungsvorrichtung (76), um Bremsmedium bei offenem Trennventil (66) und geschlossenem PCR-Ventil (90) zurück in den Hauptbremszylinder (14) zu fördern.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Generator zur Erzeugung eines Bremsmoments auf die wenigstens eine Vorderachse und/oder die wenigstens eine Hinterachse wirkt.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Einlassventile (72a, 72b) der Bremseinrichtungen (68a, 68b) geöffnet bleiben, so dass wenigstens die Räder (26a, 26b) in allen Fahrsituationen zusätzlich zum generatorischen Verzögern auch hydraulisch verzögert werden können.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bremssystem wenigstens zwei Bremskreisläufe (24, 20) aufweist, welche jeweils der wenigstens einen Vorderachse und der wenigstens einen Hinterachse zugeordnet sind, wobei das Verfahren weiterhin einen Schritt des Schließens des Trennventils (66) umfasst, so dass der der Vorderachse zugeordnete Bremskreislauf (24) von dem der wenigstens einen Hinterachse zugeordneten Bremskreislauf (20) vom Hauptbremszylinder entkoppelt werden kann, um für Vorder- und Hinterachse jeweils unterschiedliche Bremsverhalten zu erzielen, d.h. durch Schließen des Trennventils (66) wird die Hinterachse entkoppelt.
Bremssystem nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bremssystem in einem Hybrid- und/oder Elektrofahrzeug verwendbar ist.
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