WO2015024795A1 - Bremsanlage für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO2015024795A1
WO2015024795A1 PCT/EP2014/067048 EP2014067048W WO2015024795A1 WO 2015024795 A1 WO2015024795 A1 WO 2015024795A1 EP 2014067048 W EP2014067048 W EP 2014067048W WO 2015024795 A1 WO2015024795 A1 WO 2015024795A1
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brake
wheel
valve
chamber
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PCT/EP2014/067048
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Inventor
Hans-Jörg Feigel
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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
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    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input
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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger

Definitions

  • the present invention relates to a brake system for
  • Such a brake system for motor vehicles is known for example from DE 102011081463 AI.
  • the known brake system comprises an actuatable by means of a brake pedal main ⁇ brake cylinder with two pressure chambers, wheel brakes, an electrically controllable pressure supply device, a pressure control valve assembly with two valves per wheel brake, two more valves per brake circuit, of which the two isolation valves for decoupling the master cylinder pressure chambers of the wheel ⁇ ; mode brakes in the 'brake-by-wire "are needed, and a simulation device, which is connected to the pressure chambers of the master brake cylinder and which supplied via a simulator release valve and can be switched off.
  • Object of the present invention is therefore to provide a brake system, which has a further improved availability and at the same time is inexpensive to produce.
  • the invention is based on the idea that the brake master cylinder coupled to the first master cylinder piston is designed as a stepped piston whose annular surface bounds a hy ⁇ cal chamber, which is connected to the simulator chamber of the hydraulically actuated simulation device.
  • An advantage of the invention is that a normally open simulator valve can be used and that separating valves for decoupling the master cylinder pressure chambers from the wheel brakes can be dispensed with. This is achieved in that the simulation device is not connected to one of the pressure chambers of the master cylinder, so it can be hydraulically separated from the pressure chambers of the master cylinder, but is still coupled directly to the movement of the first master cylinder piston.
  • the first master cylinder piston is thus formed as a stepped piston with at least one circular surface and an annular surface ⁇ forms, the circular area of the first pressure chamber and the annular surface bounds the hydraulic chamber, wherein a
  • Pressure effect in the chamber corresponds to a force acting on the first master cylinder piston against the actuation direction.
  • a hydraulic connection between the first pressure chamber and the pressure medium reservoir is provided, in which an electrically actuated drain valve is arranged.
  • the first pressure chamber can be kept pressureless in the "brake-by-wire" mode, whereby the brake pedal characteristic in the response region is not influenced by the movement of the second master cylinder piston
  • the drain valve also offers the advantage that in the event that a transition to the fallback mode takes place during a brake pedal operation, closing the drain valve results in a brake pedal travel loss-free, direct closing pressing the wheel ⁇ brake by the driver is possible.
  • the simulator valve is preferably carried out normally open so that soiling or incomplete closing of the simulator valve does not affect the functionality of the remindfallb
  • a hydraulic connection is provided between the chamber and the first pressure chamber, in which an electrically operable prefill valve is arranged.
  • the pre-fill valve allows a brake pedal travel shortening in a second fallback mode.
  • a hydraulic connection between the chamber and the pressure medium reservoir is provided, in which the simulator valve is arranged.
  • the simulator valve is connected in parallel with a non-return valve opening in the direction of the chamber.
  • Each first wheel valve is preferably arranged in the connection between the wheel brake and the associated pressure chamber, with no further valve in the connection between the first wheel valve and pressure chamber is arranged, ie that in each of the respective pressure chamber with a wheel brake connecting hydraulic line is arranged as a single valve, the first wheel valve.
  • a hydraulic connection between the second pressure chamber and the chamber, or between the second pressure chamber and the simulator chamber in which an electrically actuated separating valve is arranged, which is particularly preferably without current open from ⁇ out, so that the wheel brakes, which are connected to the second pressure chamber, communicate with the pressure fluid reservoir.
  • This connection is advantageously shut off by an actuation of the second main ⁇ brake cylinder piston.
  • At least one radial bore is arranged in the second master cylinder piston such that the second pressure chamber in the unactuated position of the second master cylinder piston via the radial bore and a container connection with the pressure fluid reservoir is in communication, the connection through an operation of the second master cylinder piston is shut off, and between the container port and the chamber, a hydraulic connection is provided, in which the separating valve is arranged.
  • the first pressure chamber and the hydraulic chamber are preferably hydraulically sealed against each other at least in an actuated state of the first master brake ⁇ cylinder piston.
  • the first pressure chamber and the hydraulic chamber in the "brake-by-wire" mode are not hydraulically connected to each other upon actuation of the brake pedal.
  • the first master cylinder piston preferably at least one radial bore is arranged such that the first pressure chamber is in the unactuated position of the first master cylinder piston via the radial bore in communication with the chamber, wherein the connection is shut off by an actuation of the first master cylinder piston.
  • a hydraulic Ver ⁇ connection between the pressure supply device and the second pressure chamber is preferably provided.
  • This compound is particularly preferably by actuating the In the "brake-by-wire" mode, the wheel brakes associated with the second pressure chamber are therefore pressurized via the connection between the pressure supply device and the second pressure chamber and the first wheel valves.
  • At least one radial bore is arranged in the second master brake cylinder piston in such a way that the second pressure chamber communicates with the pressure supply device via the radial bore in the unactuated position of the second master brake cylinder piston, the connection being shut off by actuation of the second master cylinder piston ,
  • At least the wheel brakes of the first pressure chamber assigned At least the wheel brakes of the first pressure chamber assigned .
  • Brake circuit is preferably a second, electrically
  • controllable wheel valve associated with the pressure control valve assembly, which is arranged in a hydraulic connection between the pressure supply device and the wheel brake.
  • wheel brakes of both brake circuits depending on a second, electrically controllable wheel valve
  • Pressure control valve assembly associated, which is arranged in a hydraulic connection between the pressure supply device and the wheel brake.
  • the second wheel valves associated with the wheel brakes are designed to be normally closed and no further valve is arranged in the connection between the pressure supply device and the second wheel valve. This is particularly preferred for the second wheel valves of the first pressure chamber.
  • the second wheel valves assigned to the wheel brakes of the first pressure chamber are designed to be normally open and there is a normally closed circular valve in the connection between the second wheel valves and the pressure supply device.
  • the wheel brakes of the brake circuit associated with the second pressure chamber each have a second, electrically actuatable, normally closed wheel valve associated with the pressure control valve arrangement, which is arranged in a hydraulic connection between the wheel brake and the pressure medium reservoir.
  • the brake system preferably comprises at least one electronic control and regulating unit for controlling the simulator valve, the pressure supply device and the pressure regulating valve arrangement and possibly further valves of the brake system, in particular the drain valve and / or the separating valve.
  • Another advantage of the invention is that less electrically operable valves are required than in the known from the prior art brake system.
  • the brake system according to the invention is thus smaller, cheaper and lighter.
  • the invention offers the advantage that no extension of the brake pedal travel occurs at a transition to the fallback mode. It is also advantageous that a rapid pressure build-up by means of the Druckrousein- direction is possible, since only the first wheel valve is arranged between the pressure provisioning ⁇ means and a wheel brake to ⁇ arranged so that the hydraulic resistance of a further valve does not occur. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description with reference to figures.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN brake system
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a fiction, ⁇ brake system
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of a fiction, ⁇ brake system
  • Fig. 7 shows a seventh embodiment of a brake system of modern fiction, ⁇ ,
  • FIG. 9 a ninth embodiment of a brake system according to Inventive ⁇ ,
  • Fig. 10 shows a twelfth embodiment of a brake system of modern fiction, ⁇ ,
  • Fig. 11 shows a fifteenth embodiment of a brake system according OF INVENTION ⁇ dung
  • Fig. 12 shows a seventeenth embodiment of an OF INVENTION ⁇ to the invention the brake system.
  • the brake system according to the first off ⁇ operation example shown in FIG. 1 consists essentially of an operable by an actuating or brake pedal hydraulic master cylinder 1, a co-operating the master cylinder 1, hydraulically operable simulation device 11, a master brake cylinder 1 associated pressure fluid reservoir 9 , an electrically controllable _
  • Pressure supply device 18 hydraulically actuated wheel brakes 6a-6d, an electrically controllable pressure control valve assembly 30 for controlling and / or controlling the wheel brakes applied to the wheel brakes and an electronic control unit (not shown).
  • the master cylinder 1 has, in a housing 10, two successively arranged hydraulic master cylinder piston 2, 3 (primary piston 2, the secondary piston 3), the hydraulic to the housing 10 pressure chambers 4, 5 (primary pressure space 4, seconding ⁇ därdruckraum 5) limit.
  • the pressure chambers 4, 5 are on the one hand via trained in the master cylinder piston 2, 3 radial bores and corresponding pressure equalization lines 26a, 26b with the pressure fluid reservoir 9 in connection, which can be shut off by a relative movement of the piston 2, 3 in the housing 10, and on the other hand by means of hydraulic Lines 27a, 27b with the pressure control valve assembly 30 in connection.
  • the hydraulic lines 27a, 27b each belong to a brake circuit, which is provided with the reference symbols I and II.
  • Each wheel brake 6a-6d is, for example, a normally open, analogized or analog controlled first wheel valve 7a-7d the pressure ⁇ control valve assembly 30 associated, which is arranged in the hydraulic connection between the pressure chamber 4, 5 and the wheel 6a-6d.
  • the hydraulic connection between the pressure chamber 4, 5 and wheel brake 6a-6d is arranged according to another example no valve.
  • the first brake circuit I which is connected to the pressure chamber 4, the wheel brakes front left 6a (FL) and rear right 6b (RR), the second brake circuit II, the front right 6c (FR) and rear left 6d (RL) assigned.
  • the first wheel valves 7a, 7c of the wheel brakes 6a, 6c of the front axle are each connected in parallel with a non-return valve 43a, 43c opening in the direction of the wheel brake.
  • the first pressure chamber 4 is connected by means of a hydraulic connection 33 with a, advantageously currentless closed ⁇ drain valve 25 to the pressure medium reservoir 9 separable.
  • the pressure chamber 4 can be switched in the actuated state of the piston 2 "depressurized" by
  • Pressure chamber 4 is connected by opening the drain valve 25 to the pressure medium reservoir 9.
  • first main ⁇ cylinder piston (primary piston) 2 is formed as a stepped piston with a circular area 24 and an annular surface 23, the circular surface 24 of the first pressure chamber 4 and the annular surface of a hydraulic chamber 22 limits the 23rd
  • a pressure effect in the chamber 22 corresponds to a force acting on the first master cylinder piston 2 against the actuation direction.
  • a return spring 28 is arranged in the chamber 22, which holds the primary piston 2 in the unactuated state at a brake pedal side stop.
  • the first pressure chamber 4 and the hydraulic chamber 22 are hydraulic against each other, for example, by a housing 10 or on the piston 2 arranged sealing element, sealed.
  • the pressure chambers 4, 5 take on unspecified ⁇ return springs, which move the pistons 2, 3 in the non-actuated main brake cylinder 1 in a starting position.
  • Return spring for the primary piston 2 is supported, for example, on the piston 3 from.
  • a return spring for the primary piston 2 can be used, which is supported on the housing 10.
  • the secondary chamber return spring is advantageously tied up and fixed to the housing 10 and the secondary piston 3.
  • a push rod 20 couples the pivotal movement of the brake pedal (not shown) to the translational motion of the first (master cylinder) piston 2 due to a pedaling action. whose actuation is detected by a redundant preferably from ⁇ guided displacement sensor 32nd As a result, the corresponding piston travel signal is a measure of the Bremspedalbet2011i ⁇ supply angle. It represents a braking request of a vehicle driver.
  • the simulation device 11 which is intended to give the driver a pleasant brake pedal feel in the "brake-by-wire" mode, essentially comprises a hydraulic simulator chamber 12, a simulator spring chamber 14 with an elastic element 13 and a partition separating the two chambers 12, 14 Simulator piston 15
  • the simulator chamber 12 is connected via a hydraulic connection 29a to the chamber 22 of the master cylinder 1 and connected via a hydraulic connection 29b with a normally open, eg analog or analog controlled, simulator valve 16 separable connected to the pressure medium reservoir 9.
  • Der Simulatorventil 16 ist a check valve 17 opening in the direction of the chamber 22 is connected in parallel.
  • the electrically controllable pressure supply device 18 is formed, for example, as a hydraulic Zylin ⁇ the piston assembly or a single-circuit electrohydraulic actuator, the piston 34 of a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a likewise rotati- ons translation gear shown schematically operable.
  • the piston 34 defines a pressure chamber 38.
  • a pressure medium connection 39 which is connected to the pressure fluid reservoir 9, via an opening in this flow-through check valve 40 to the pressure chamber 38 of the Druckbe ⁇ riding provision device 18.
  • the pressure chamber 38 is connected via a line 41 derived from the the electrically controllable pressure supply device 18 dispensed system pressure, with example according to all wheel brakes 6a-6d separably connected.
  • Each wheel brake 6a-6d is associated with an electrically controllable, advantageously normally closed, second wheel valve 8a-8d of the pressure regulating valve arrangement, which is arranged in the hydraulic connection between the pressure chamber 38 and the wheel brake 6a-6d.
  • second wheel valve 8a-8d of the pressure regulating valve arrangement which is arranged in the hydraulic connection between the pressure chamber 38 and the wheel brake 6a-6d.
  • no further valve is arranged on ⁇ .
  • a preferably redundant executed pressure sensor 42 is connected, which detects the system pressure.
  • Brake system ("brake-by-wire” mode) is actuated at a Be ⁇ actuation of the brake pedal by the driver of the primary piston 2, wherein the piston movement is detected by means of the displacement sensor 32.
  • the simulator valve 16 are closed and the discharge valve 25 is opened in the (annular piston) chamber 22 of the primary piston 2, according to the simulator characteristic of the simulation device 11, a pressure builds up with the Pressure sensor 31 is measured and can be used to the driver request detection. Since due to the open drain valve 25 no pressure build-up in the (primary) pressure chamber 4 is possible, the only static counterforce is the
  • Simulator pressure force A hydraulic damping effect can be achieved by the opening characteristic of the drain valve 25.
  • primary piston travel-dependent damping values can also be implemented (hydraulically / mechanically and / or electronically). Due to the non-pressurized primary chamber 4 and the secondary chamber 5 is depressurized or almost free of pressure (depending on the spring concept of the return springs of the master cylinder). The currentless open, first wheel valves 7a-7d are closed and the normally closed wheel valves 8a-8d are opened, this being advantageously carried out slowly to reduce noise.
  • the pressure supply device 18 is constructed by moving the piston 34 by means of the Elect ⁇ romotors 35 a system pressure, which in open wheel valves 8a-8d via line 41 to a Radtik attendant at the wheel brakes 6a-6d.
  • the system pressure or wheel pressure is measured by pressure sensor 42.
  • the correspondingly lower deceleration request is detected by means of displacement sensor 32 and retracted correspondingly to the pistons 34 of the pressure supply device 18, whereby the (system) pressure and thus the wheel brake pressures are reduced.
  • the primary pressure chamber 4 fills via the drain valve 25 from the pressure fluid reservoir 9 with pressure medium and via the sealing collars, possibly via a non-illustrated check valve in the relief valve 25th
  • a pressure reduction takes place on a wheel brake 6a-6d Opening the associated, normally open wheel valve 7a-7d causes.
  • a pressure reduction in the multiplex mode by retraction of the piston 34 Druckbe ⁇ provision device 18 can be achieved. The latter reduces the volume consumption or the Nachsaug pad and allows a smaller volume of the pressure chamber 38.
  • a pressure ⁇ rebuild is done by opening the wheel valve 8a-8d and possibly advancing the piston 34. In this case, a Volu ⁇ men penetrateung on the analog controlled wheel valves 8a-8d quiet and accurate.
  • there is the possibility in the multiplex method by means of the pressure sensor 42 to measure the pressure in each wheel brake.
  • the brake system offers the advantage of being single-handed in brake-by-wire mode, in particular for use in assisted comfort functions or in hybrid blending, so that any desired wheel brake pressure (eg only front axle, rear axle, left wheels, right wheels) remains quiet Pressure control loop can be controlled without Sekundärkol ⁇ ben-pressure friction pressure difference.
  • a particularly rapid pressure build-up such as e.g. is required by a collision mitigation or prevention function (Collision Mitigation by Braking) is particularly favorable represented by the brake system according to the invention, since the hydraulic resistance is formed on the path to the wheel valves only by one wheel valve per wheel brake.
  • a collision mitigation or prevention function collision Mitigation by Braking
  • Pressure chambers 4, 5 of the master cylinder 1 is hydraulically separated, can be built by the driver pressure in the pressure chambers 4, 5, so that a pressure build-up in the wheel brakes 6a-6d via the lines 27a, 27b by the driver.
  • An emergency EBV (EBV: Electronic Brake Force Distribution) on the rear axle is possible by e.g. the wheel valves 7a and 7b are prematurely closed before a blockage tendency.
  • the brake system provides by closing the discharge valve 25, a Gap-free, ie Bremspedalwegjackschreib, direct actuation of the wheel brakes, as displaced by the vehicle pressure fluid volume is dissipated only in the wheel brakes.
  • a Gap-free, ie Bremspedalwegjackschreib direct actuation of the wheel brakes, as displaced by the vehicle pressure fluid volume is dissipated only in the wheel brakes.
  • pressure medium can be pressed directly into the wheel circuits 6a, 6c, even with the wheel valves 7a, 7c closed.
  • a second embodiment of an inventive brake system is shown.
  • the second Ausure ⁇ tion example corresponds to the first embodiment, in addition, a hydraulic connection between the chamber 22 and the pressure chamber 4 can be produced.
  • a line 29c is present, in which an electrically actuated, normally closed pre-fill valve 44 is arranged.
  • the pre-fill valve 44 allows for an intermediate fallback level, up to a certain pressure from the (annular piston) chamber 22 pressure fluid volume is fed into the primary pressure chamber 4. For this purpose, the pre-fill valve 44 is opened and the simulator valve 16 is closed. The pedal travel is shortened in this intermediate fallback level.
  • the pre-fill valve 44 also improves the failure mode ⁇ and influence analysis of the brake system, as is available through the line 29c with pre-filling valve 44, a redundant hydraulic path at a drained to drain valve 25 or simulator valve 16.
  • the brake system according to the invention can also comprise a unidirectional, advantageously pulsation-free, feed pump, which is driven by an electric motor, as pressure supply device (not shown in a figure).
  • a unidirectional, advantageously pulsation-free, feed pump which is driven by an electric motor, as pressure supply device (not shown in a figure).
  • the pressure connection of the pump to the line 41 and the suction connection to the check valve 40 is connected.
  • Such Mo ⁇ tor-pump unit has the advantage that no high re versiermix the motor-pump unit and no ⁇ After sucking pressure medium are required. Furthermore, a compact design is possible.
  • a pressure build-up takes place with the pump stopped and the wheel valves 8a-8d open in the pressure-compensated pressure control circuit 41 (shown with pressure sensor 42) via the analog-controlled wheel valves 7a-7d.
  • the pressure sensor 42 of the pressure supply device can be dispensed with if a sufficiently accurate current measurement of the brushless electric motor of the pressure supply device is performed and it is concluded on the system pressure.
  • calibrated wheel valves 7, 8 a sufficiently accurate pressure position on the wheel brakes is possible.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a brake system according to the invention, which does not include a pressure sensor in the line 41 of the pressure supply device 118.
  • the pressure sensor has been replaced by a current measurement of the brushless electric motor 35 of the pressure supply device 118 by means of the current sensor 45.
  • the hydraulic structure of the third embodiment basically corresponds to the first embodiment, which is why in the following only the differences from the first embodiment will be discussed.
  • the pressure providing device 118 is as a bidirectional, by means of a
  • Electric motor driven, advantageously pulsation-free, pump designed by means of which a pressure build-up and a pressure reduction at the wheel brakes 6a-6d is directly feasible.
  • the pump 118 is connected with its two connections to the line 41 to the wheel brakes and the line 39 (without check valve 40 of FIG. 1) to the pressure fluid reservoir 9.
  • Pressure supply device 118 has the advantage that no suction of pressure medium is required and a compact design is possible.
  • the exemplary brake system includes no
  • a double-displacement sensor 32, 46 is applicable, in which a displacement sensor, a movement of the piston 2 and another displacement sensor movement the piston rod 20 detected.
  • a spring element 47 can be closed from the differential path and the stiffness of the spring element on the actuation force.
  • the two displacement sensors monitor themselves (double-path sensor).
  • this also makes it possible to sense a non-desired opposing force via a pressure effect in the primary pressure chamber 4 (eg in the case of an undesired closed drain valve 25).
  • a fourth embodiment of an inventive brake system ⁇ is shown.
  • the fourth exporting ⁇ approximately example corresponds to the third embodiment, the pressure supply device is designed differently.
  • Pressure supply device 218 is designed as a two-circuit unidirectional, driven by a common electric motor 35, advantageously pulsation-free, feed pump.
  • both suction ports of the pump via the check valve 40 to the pressure fluid reservoir 9, which is a pressure port of the pump via the line 41a with the second wheel valves 8a, 8b of the wheel brakes 6a, 6b of the first brake circuit I and the other pressure port of the pump is over the line 41b is connected to the second wheel valves 8c, 8d of the wheel brakes 6c, 6d of the second brake circuit II.
  • Such a motor-pump unit has the advantage that a clear circuit separation is present. Again, there are no high reversibility of the motor-pump unit and no
  • a pressure build-up takes place with the pump stopped and the wheel valves 8a-8d open in the pressure-balanced pressure control circuit 41 (a pressure sensor can advantageously be used for this purpose) per line 41a, 41b be present) via an analog controlled, first wheel valves 7a-7d per wheel brake.
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment of a brake system according to the invention, which essentially comprises a hydraulic master cylinder 1 which can be actuated by means of an actuating or brake pedal 21, a hydraulically actuatable simulation device 11 cooperating with the master brake cylinder 1, a pressure medium reservoir assigned to the master brake cylinder 1 9, an electrically controllable pressure supply device 18, hydraulically actuated wheel brakes 6a-6d, an electrically controllable pressure control valve assembly 130 for controlling and / or controlling the wheel brakes applied to the wheel brakes and an electronic control unit (not shown).
  • a hydraulic master cylinder 1 which can be actuated by means of an actuating or brake pedal 21, a hydraulically actuatable simulation device 11 cooperating with the master brake cylinder 1, a pressure medium reservoir assigned to the master brake cylinder 1 9, an electrically controllable pressure supply device 18, hydraulically actuated wheel brakes 6a-6d, an electrically controllable pressure control valve assembly 130 for controlling and / or controlling the wheel brakes applied to the wheel brakes and
  • the master cylinder 1 has, in a housing 10, two hydraulic master cylinder pistons 2, 3 arranged one behind the other, which delimit hydraulic pressure chambers 4, 5 with the housing 10.
  • the coupled via a push rod 20 to the brake pedal 21, the first master cylinder piston (primary piston) 2 is a stepped piston with a circular surface 24 and a
  • Ring surface 23 is formed, wherein the circular surface 24 the first pressure chamber 4 and the annular surface 23 defines a hydraulic chamber 22.
  • a pressure effect in the chamber 22 corresponds to a force acting on the first master cylinder piston 2 against the actuation direction.
  • a return spring 128 is operatively arranged between the housing 10 and the brake pedal 21, which positions the brake pedal 21 and thus the primary piston 2 in an initial position when the brake pedal is de- energized.
  • the pressure chamber 5 receives an unspecified return spring, which position the piston 3 with unoperated master cylinder 1 in a starting position.
  • the return spring is advantageously fixed to the housing 10.
  • the actuating travel of the master brake cylinder piston 2 is detected by a preferably redundantly designed displacement sensor 32 and represents the braking request of the vehicle driver.
  • the pressure chambers 4, 5 are connected by means of hydraulic lines 27a, 27b with the pressure control valve assembly 130 in connection.
  • Pressure control valve arrangement 130 comprises for each wheel brake 6a-6d, for example, a normally open, first wheel valve 7a-7d and for the primary pressure chamber 4 associated wheel brakes 6a, 6b each a normally closed, second wheel valve 8a, 8b.
  • Wheel valves 7a and 7b are, for example, analogized or analog controlled. Wheel valves 7a-7d are arranged in the per ⁇ ips hydraulic connection between the pressure space 4, 5 and the wheel brake 6a-6d, where, for example in accordance with no further valve is arranged in this connection.
  • ⁇ game are the first brake circuit I, which is connected to the pressure chamber 4, the rear wheel brakes (6a: rear left (RL), 6b: rear right (RR)) and the second brake circuit II, the front wheel brakes (6c: front left (FL), 6d: front right (FR)) assigned.
  • each of the master brake cylinder piston 2 3 radial bores are formed.
  • the pressure chamber 5 via the radial bores and a connection 141 to the pressure chamber 38 of the pressure supply device 18 and the radial bores, the container port 48 and a line 26 b with a return ⁇ check valve 40 to the pressure medium reservoir 9 is connected.
  • the check valve is arranged opening in the direction of the pressure fluid reservoir 9 to the pressure chamber 5, so that pressure medium from the pressure medium reservoir 9 via the connection 26 b, the pressure chamber 5 and the connection 141 can be sucked into the pressure supply device 18.
  • the Pressure chamber 4 In the unactuated state of the master cylinder piston 2 is the Pressure chamber 4 connected via the radial bore with the chamber 22.
  • the connection via the radial bores is shut off by an actuation (a displacement) of the piston 2 or 3 in the housing 10.
  • the first pressure chamber 4 and the hydraulic chamber 22 are thus hydraulically sealed against each other in an actuated state of the first main ⁇ brake cylinder piston.
  • the first pressure chamber 4 is separably connected to the pressure medium reservoir 9 by means of a hydraulic connection 33 with a drain valve 25, which is advantageously closed normally.
  • the pressure chamber 4 may also be in the actuated state of the piston 2 are switched "pressureless” by the pressure chamber 4 is connected by opening the drain valve 25 with the pressure fluid supply reservoir.
  • the excess pressure fluid volume which is composed at a Bremsre ⁇ gelung (for example spin) the wheel brakes 6a, 6b must be discharged into the pressure medium reservoir 9, be discharged via the drain valve 25 in the pressure fluid reservoir.
  • the simulation device 11 essentially corresponds to the simulation device explained in detail with reference to FIG. 1.
  • the simulator chamber 12 is connected via a hydraulic connection 29 a with the chamber 22 of the master cylinder 1.
  • the chamber 22 is connected via a hydraulic connection 129 with a normally open simulator valve 16 separable connected to the pressure medium ⁇ reservoir 9.
  • the simulator valve 16 has a check valve 17 which opens in the direction of the chamber 22 in parallel. By the simulator valve 16, the effect of the simulation device 11 can be switched on and off.
  • the container port 48 of the secondary pressure chamber 4 is connected via a hydraulic connection to the chamber 22 and thus to the simulator chamber 12, wherein the connection through a second, advantageously normally open, isolation valve 49 is separable.
  • Separating valve 49 is arranged, for example, in a line section 131 which connects the line 26b to the line section between chamber 22 and simulator valve 16 (connection 129).
  • Simulator valve 16 and closed container-separating valve 49 flows pressure medium from the chamber 22 of the master cylinder 1 in the simulator chamber 12, wherein the case generated pedal feeling is essentially determined by the elastic member 13.
  • the electrically controllable pressure supply device 18 is designed as a single-circuit electrohydraulic actuator and essentially corresponds to the pressure supply device explained in detail with reference to FIG. 1.
  • the pressure chamber 38 of the pressure supply device 18 is connected via a line 41 to the wheel brakes 6a, 6b of the first brake circuit I via a normally closed, second wheel valve 8a, 8b of the pressure control valve assembly 130.
  • no further valve is arranged according to the example.
  • the pressure chamber 38 is connected at the non-operated secondary piston 3 via the hydraulic connection 141 to the pressure chamber 5, so that in the 'brake-by-wire "mode, a pressure is restored ⁇ suppression of the wheel brakes 6a, 6b can be effected by the pressure supply device 18th
  • the exemplary brake system comprises a preferably redundantly designed pressure sensor 42, by means of which the system pressure of the pressure supply device 18 is detected in the "brake-by-wire" mode.
  • a separable hydraulic connection between the connection 27b and the pressure fluid reservoir 9, bypassing the check valve 40 is provided.
  • a line section 50 with a normally closed Zuschaltventil 51 between the lines 27b and 26b (between the container port 48 and check valve 40) is arranged.
  • the normally closed make-up valve 51 may be disposed in parallel with the check valve 40 (i.e., in a passage bypassing the check valve) similarly as shown in the seventh embodiment explained below.
  • the pressure reduction at the wheel brakes 6c and 6d can take place very quickly and the demands on the reversing dynamics of the pressure supply device 18 can be reduced.
  • the exemplary brake system has the advantage that it has only nine or ten valves.
  • Braking system ("brake-by-wire” mode) is actuated by the driver of the primary piston 2 at a Be ⁇ actuation of the brake pedal 21, wherein the piston movement is detected by means of the displacement sensor 32.
  • Isolation valve 49 is closed and the drain valve 25 is opened.
  • a pressure builds up according to the simulator characteristic of the simulation device 11. Since no pressure build-up in the (primary) pressure chamber 4 is possible due to the opened drain valve 25, the only static reaction force is the simulator pressure force.
  • a hydraulic Dämp ⁇ vaporization effect is, as already described by reference to Fig. 1, made possible by the opening characteristic of the discharge valve 25. Due to the non-pressurized primary chamber 4 and the secondary chamber 5 is depressurized or almost depressurized.
  • the normally open wheel valves 7c, 7d of the brake circuit II remain open, whereas the normally open wheel valves 7a, 7b of the brake circuit I are closed.
  • Brake circuit I are opened.
  • a system pressure is built up by moving the piston 34 by means of the electric motor 35, which leads via the line 41 and the hydraulic connection 141, 4, 27b to a wheel pressure at the wheel brakes 6a-6d.
  • the system pressure or wheel pressure is measured by pressure sensor 42.
  • the example modern brake system offers a number of Diag ⁇ nose-options, which are explained below.
  • a leakage at the wheel valves 7a-7d, the wheel valves 8a, 8b, the outer cuff of the simulation device and the simulator (outer) cuff can be detected by the first wheel valves 7a-7d and the simulator valve 16 is closed and a pressure build-up with then keeping constant the pressure by means of the pressure supply device 18 is performed.
  • the pressure sensor 42 may be a possible
  • Target simulator characteristic compared.
  • a leakage at the first wheel valves 7a-7d, the isolation valve, the seal of the secondary pressure chamber 5 or the cuff of the pressure supply device 18 can be detected by the wheel valves 7a-7d and the isolation valve 49 closed and a pressure build-up followed by keeping the pressure constant by means of the pressure supply device 18 is performed.
  • the movement capability of the piston 3 can be checked by closing the valves 7a-7d and the simulator valve 16 and performing a pressure build-up (by means of pressure-providing device 18) and biasing of the simulation device 11. Then, the isolation valve 49 is closed and carried out a pressure reduction by means of pressure supply device 18. As proof of the movement of the piston 3 is the observation of the simulator pressure at the pressure sensor 42, since the pressurized simulator 11 after the pressure reduction, the piston 3 will move when the system is intact, which again leads to a pressure build-up in the space 5.
  • FIG. 6 a sixth embodiment of an inventive brake system ⁇ is shown schematically.
  • the brake system additionally comprises a second pressure-delivery device 60 and a further electronic control and regulation unit 61. These additional components enable autonomous driving.
  • the second pressure supply device 60 is advantageously designed as an independent module.
  • the pressure supply device 60 is formed by a motor-pump unit, wherein the suction side of the pump is connected to the pressure medium reservoir 9 and the pressure side of the pump is connected to the hydraulic connection 129.
  • the control unit 61 is designed to control the second pressure supply device 60 and the simulator valve 16 (schematically indicated drive lines 62 in FIG. 6) in order to be able to carry out a pressure buildup in the chamber 22 independently of an actuation of the brake pedal 21 by the driver.
  • the control unit 61 for example, at least one desired longitudinal acceleration a so n and a
  • Control unit 61 to the control unit 19 of the brake system for the exchange of information in connection.
  • the target pressure P S 0 n for the Druckrstel ⁇ luling device 18 is transmitted from the control unit 61 to the control unit 19 and the control and
  • Control unit 19 transmits a status signal S (for example about its functionality) to the control and regulation unit 61.
  • the control unit 61 exchanges with one another according to the example a drive motor or its control and regulation unit information, which is indicated in Fig. 6 by the arrows 63.
  • the brake system comprises a pressure supply device 218 in the form of a unidirectional, driven by an electric motor 35 feed pump whose pressure side with the lines 41st and 141 is connected via a check valve 240 opening in the direction of the lines 41, 141, and whose suction side is hydraulically connected to the pressure medium reservoir 9.
  • the brake system includes, for example according to a normally closed Zus ⁇ chaltventil 51, which is arranged parallel to the check valve 40.
  • Pressure supply device 318 is, for example, designed as a hydraulic cylinder-piston arrangement whose piston 334 driven by the electric motor 35 is designed as a stepped piston.
  • the stepped piston 334 and the cylinder of the cylinder-piston assembly are formed such that after a predetermined actuation of the piston 334, the pressure chamber 38 of the pressure supply device 318 is divided into a first chamber 320 and a second chamber 321, the second chamber 321 a Ring chamber is.
  • the first chamber 320 and the second chamber 321 are then sealed against each other by a second sealing element 322, wherein the second chamber 321 is sealed by an unspecified sealing element against atmospheric pressure (as in the embodiments of FIGS. 1, 2, 5, 6 ).
  • the pressure chamber 38 in the area of the first chamber 320 is connected via a line 41 with the normally closed wheel valves 8a, 8b of the brake circuit II and connected via a line 141 to the pressure chamber 5.
  • the pressure chamber 38 in the region of the second chamber 321 is connected via a line section 341 to a normally closed valve 342 with the line 27a.
  • the second chamber may be in the 'brake-by-wire "opened from ⁇ outlet valve 25 are 321 connected to a pressure medium ⁇ reservoir. 9
  • motor 35 can be designed to be smaller and therefore weight and cost-saving for the same dynamics, as opposed to electrically operated valve 342, which can not be replaced by one here shown hydraulic switching valve, in which the switching takes place in that the pressure in the space 38, the valve body against the container pressure effect (atmospheric pressure) and the force of a spring whose bias determines the switching pressure (eg 120 bar), so that the Chamber 321 is connected to the container pressure .
  • the Dichteleme nt which seals the second chamber 238 against atmospheric pressure, is leaking, after overcoming the predetermined actuation path of the piston 334, the first chamber 320 is sealed by the then coming into effect sealing element 322, so that nevertheless a pressure build-up on the wheel brakes 6a-6d
  • the ninth embodiment shown in FIG. 9 as well as the twelfth embodiment of a brake system according to the invention shown in FIG. 10 have a black-and-white circular layout like the fifth embodiment, i. the wheel brakes of a vehicle axle 6a, 6b (RL, RR) and 6c, 6d (FL, FR) are assigned to a brake circuit I and II, respectively.
  • the pressure control valve arrangement 230 for the front axle (brake circuit II) per wheel brake 6c, 6d comprises a normally open, analogized or analog controllable (first) wheel valve 7c, 7d, wherein the wheel valves 7c, 7d respectively in the direction the wheel brake 6c, 6d closing check valve 143c, 143d is connected in parallel, and a normally closed (second) wheel valve 8c, 8d.
  • the first wheel valves 7c, 7d are arranged in the respective hydraulic connection between the pressure chamber 5 and the wheel brake 6c, 6d.
  • Each wheel brake 6c, 6d can be connected to the pressure medium reservoir 9 via the second wheel valves 8c, 8d
  • the pressure regulating valve arrangement 230 per wheel brake 6a, 6b comprises a normally open, analog or analog controllable (First) wheel valve 7a, 7b, via which the pressure chamber 4 is separably connected to the respective wheel brake 6a, 6b, and a normally open, analogized or analog controllable (second) wheel valve 8a, 8b, via which the pressure chamber 38 of Druckrstellseicardi 18 with the respective wheel brake 6a, 6b is separably connected, wherein in the connection (line 41) still another, normally closed circular valve 208 is arranged.
  • the valve configuration shown in Fig. 9 is particularly advantageous in that the pressure build-up can take place very softly each individual wheel and the pressure reduction is very fast on each individual wheel displayed, thus also the on ⁇ requirements are reduced at the Reversierdynamik of the engine.
  • the pressure control valve assembly advantageously for the front axle a valve assembly as shown in Fig. 9 for the front axle (normally open, analog or analog controllable wheel valves 7c, 7d with check valves 143c, 143d and normally closed wheel valves 8c, 8d) and for the rear axle, a valve assembly as in Fig. 5 for the front axle (normally open, analog or analog controllable wheel valves 7c, 7d with check valves 143c, 143d and normally closed wheel valves 8c, 8d) and for the rear axle, a valve assembly as in Fig. 5 for the
  • the pressure control valve assembly advantageously for the rear axle, a valve assembly as shown in Fig. 5 for the rear axle (normally open, analogized or analog controllable wheel valves 7a, 7b and normally closed wheel valves 8a, 8b).
  • the Druckre ⁇ gelventilan extract comprises a valve arrangement similar to the arrangement shown in Fig. 9 for the front axle with normally open wheel valves 7c, 7d and normally closed wheel valves 8c, 8d, but the valves 7c, 7d not analogized or analog are executed controllable and no parallel check valves are present.
  • this pressure regulating valve arrangement thus corresponds to the pressure regulating valve arrangement 130 of FIG. 5 with additional, normally closed wheel valves 8c, 8d for the front wheels.
  • the pressure control valve arrangement 330 for the rear axle comprises a valve arrangement as shown in FIG. 9 for the rear axle (normally open, analogized or analog controllable wheel valves 7a, 7b, 8a, 8b and a normally closed circular valve 208).
  • the Druckre ⁇ gelventilan extract 330 includes a valve assembly according to the above-described eleventh embodiment with normally open, digital wheel valves 7c, 7d and normally closed wheel valves 8c, 8d, which the wheel brakes 6c, 6d if necessary via return line 231 with the pressure medium reservoir. 9 connect .
  • the pressure control valve assembly advantageously for the front axle a valve assembly as shown in Fig.
  • the pressure control valve assembly advantageously for the front axle a valve assembly as shown in Fig. 5 for the front axle (normally open wheel valves 7c, 7d) and for the rear axle a valve assembly similar to that shown in Fig. 9 for the rear axle Valve arrangement with de-energized open, analogized or analog controllable, first wheel valves 7a, 7b, but the normally open second wheel valves 8a, 8b digitally and the normally closed
  • Circular valve 208 analogized or analog controllable executed.
  • the Druckregelven ⁇ tilanssen 430 includes for each wheel 6a-6d a normally open, analog or analog controlled first wheel valve 7a-7d, which is arranged in the hydraulic connection between the pressure chamber 4, 5 and the wheel 6a-6d.
  • the wheel valves 7c, 7d each in the direction of the wheel brake 6c, 6d closing check valve 143c, 143d connected in parallel.
  • the pressure control valve assembly advantageously comprises a brake circuit split and a valve assembly as shown in Fig. 11, but only two of the eight wheel valves 7a-7d, 8a-8d, for example, the wheel valves 7d and 8b, analogized or analog controllable, and the remaining of the eight valves digital are executed.
  • Fig. 12 shows a seventeenth embodiment of a ⁇ he inventive braking system, which with respect to the components of actuatable by means of a brake pedal 21 Hauptbremszy ⁇ Linders 1, the simulation device 11, the pressure medium reservoir 9, the pressure supply device 18, the valves 16, 25, 49 and 40 and of the sensor 32 substantially corresponds to the fifth embodiment (FIG. 5).
  • the pressure sensor 42 is arranged on the line section 141, that is to say near the pressure chamber 38 of the pressure supply device 18.
  • the components mentioned are arranged in the housing 10.
  • the brake system comprises a per se known hydraulic control unit 530, as it is known from conventional brake systems with vehicle dynamics control (standard ESC brake systems), and which a two-circuit motor-pump unit 501 with a low-pressure accumulator 502 per brake circuit I. , II, a normally open wheel valve 7a-7d and normally closed wheel valve 8a-8d per wheel brake 6a-6d and a normally open isolation valve 503 and a normally closed ⁇ closed change-over valve 504 per brake circuit I, II includes.
  • the wheel brakes 6a-6d are connected to the hydraulic control unit 530 and assigned to the brake circuits I, II on the vehicle side.
  • the pressure supply device 18 is connected by means of the line 41 to the first terminal of the hydraulic control unit 530 for the brake circuit I, the secondary pressure chamber 5 of the master cylinder 1 is connected by means of the line 27b to the second terminal of the hydraulic control unit 530 for the brake circuit II.
  • the primary pressure chamber 4 of the main brake cylinder 1 is separably connected by means of the line 27 a with the Lei ⁇ processing section 141 between the pressure chamber 38 and the pressure chamber 5, wherein the separation is electrically possible by a normally open isolation valve 510.

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Abstract

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer "Brake-by-Wire"-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, mit einem Hauptbremszylinder (1), der zumindest einen ersten und einen zweiten Hauptbremszylinderkolben (2, 3) aufweist, die einen ersten und einen zweiten Druckraum (4; 5) begrenzen, an welche je ein Bremskreis (I; II) mit Radbremsen (6a, 6b; 6c, 6d) angeschlossen ist, wobei der erste Hauptbremszylinderkolben (2) mit einem Bremspedal (21) gekoppelt ist, einem Druckmittelvorratsbehälter (9), einer hydraulisch betätigbaren Simula- tionseinrichtung (11), welche in der „Brake-by-wire"Betriebsart dem Fahrzeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl vermittelt, einem Simulatorventil (16) zum Zu-und Abschalten der Wirkung der Simulationseinrichtung (11), einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (18), und einer an den Hauptbremszylinder (1), die Druckbereitstellungseinrichtung (18) und die Radbremsen (6a-6d) hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung mit einem ersten, elektrisch ansteuerbaren, stromlos offenen Radventil (7a-7d) je Radbremse, wobei der erste Hauptbremszylinderkolben (2) als ein Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche (23) eine hydraulische Kammer (22) begrenzt,wobei die hydraulische Kammer (22) mit der Simulatorkammer (12) hydraulisch verbunden ist.

Description

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für
Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige Bremsanlage für Kraftfahrzeuge ist beispielsweise aus der DE 102011081463 AI bekannt. Die vorbekannte Bremsanlage umfasst einen mittels eines Bremspedals betätigbaren Haupt¬ bremszylinder mit zwei Druckräumen, Radbremsen, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, eine Druckregelventilanordnung mit zwei Ventilen je Radbremse, zwei weitere Ventile je Bremskreis, wovon die beiden Trennventile zur Entkopplung der Hauptbremszylinder-Druckräume von den Rad¬ bremsen in der „Brake-by-wire"-Betriebsart benötigt werden, sowie eine Simulationseinrichtung, welche an die Druckräume des Hauptbremszylinders angeschlossen ist und welche über ein Simulatorfreigabeventil zu- und abschaltbar ist. Um eine hohe Verfügbarkeit der Bremsanlage, auch in der Rückfallbetriebsart zu erzielen, umfasst die Bremsanlage im Ganzen dreizehn Ventile und das Simulatorfreigabeventil muss stromlos geschlossen ausgeführt sein, damit im Falle eines Ausfalls der elektrischen Energieversorgung der Bremsanlage in der Rückfallbetriebsart eine Abschaltung der Simulationseinrichtung und die Möglichkeit eines hydraulischen Druckaufbaus an den Radbremsen durch den Fahrzeugführer gewährleistet ist. Nachteilig an der Verwendung eines stromlos geschlossenen Simulatorfreigabeventils ist es, dass im Falle einer Verschmutzung des Ventils, dieses unter Umständen nicht mehr vollständig schließt, so dass ein hyd¬ raulischer Durchgriff des Fahrzeugführers auf die Radbremsen in der Rückfallbetriebsart nicht mehr oder in eingeschränktem Umfang gegeben wäre. Weiterhin führt die große Anzahl von Ventilen zu hohen Herstellungskosten für die Bremsanlage. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bremsanlage bereitzustellen, die eine weiter verbesserte Verfügbarkeit besitzt und gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass der mit dem Bremspedal gekoppelte, erste Hauptbremszylinderkolben als ein Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche eine hydrau¬ lische Kammer begrenzt, welche mit der Simulatorkammer der hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung verbunden ist.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass ein stromlos offenes Simulatorventil eingesetzt werden kann und dass auf Trennventile zur Entkopplung der Hauptbremszylinder-Druckräume von den Radbremsen verzichtet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Simulationseinrichtung nicht an einen der Druckräume des Hauptbremszylinders angeschlossen ist, also von den Druckräumen des Hauptbremszylinders hydraulisch getrennt werden kann, aber dennoch direkt an die Bewegung des ersten Hauptbremszylinderkolbens gekoppelt ist.
Der erste Hauptbremszylinderkolben ist also als ein Stufenkolben mit zumindest einer Kreisfläche und einer Ringfläche ausge¬ bildet, dessen Kreisfläche den ersten Druckraum und dessen Ringfläche die hydraulische Kammer begrenzt, wobei eine
Druckwirkung in der Kammer einer Kraft entspricht, die auf den ersten Hauptbremszylinderkolben entgegen der Betätigungsrichtung wirkt.
Bevorzugt ist eine hydraulische Verbindung zwischen dem erste Druckraum und dem Druckmittelvorratsbehälter vorgesehen, in welcher ein elektrisch betätigbares Ablassventil angeordnet ist . Hierdurch kann, insbesondere auch in einem betätigten Zustand des ersten Hauptbremszylinderkolbens, der erste Druckraum in der „Brake-by-wire"-Betriebsart drucklos gehalten werden. Dadurch wird die Bremspedalkennlinie im Ansprechbereich nicht durch die Bewegung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens beeinflusst . Das Ablassventil ist besonders bevorzugt stromlos geschlossen ausgeführt, damit in der Rückfallebene eine Betätigung der Radbremsen durch den Fahrzeugführer möglich ist. Das Ablassventil bietet weiterhin den Vorteil, dass im Falle, dass während einer Bremspedalbetätigung ein Übergang in die Rückfallbetriebsart stattfindet, durch ein Schließen des Ablassventils eine bremspedalwegverlustfreie, direkte Betätigung der Rad¬ bremsen durch den Fahrzeugführer möglich ist. Das Simulatorventil ist bevorzugt stromlos offen ausgeführt, so dass ein Verschmutzen oder unvollständiges Schließen des Simulatorventils keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Rückfallbetriebsart hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremsanlage ist eine hydraulische Verbindung zwischen der Kammer und dem ersten Druckraum vorgesehen, in welcher ein elektrisch betätigbares Vorfüll-Ventil angeordnet ist. Das Vorfüll-Ventil ermöglicht in einer zweiten Rückfallbetriebsart eine Bremspedalwegverkürzung.
Bevorzugt ist eine hydraulische Verbindung zwischen der Kammer und dem Druckmittelvorratsbehälter vorgesehen, in welcher das Simulatorventil angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist dem Simulatorventil ein, in Richtung der Kammer hin öffnendes Rückschlagventil parallel geschaltet.
Jedes erste Radventil ist bevorzugt in der Verbindung zwischen der Radbremse und dem zugeordneten Druckraum angeordnet, wobei kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen erstem Radventil und Druckraum angeordnet ist, d.h. dass jeweils in einer den jeweiligen Druckraum mit einer Radbremse verbindenden hydraulischen Leitung als einziges Ventil das erste Radventil angeordnet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum und der Kammer, oder zwischen dem zweiten Druckraum und der Simulatorkammer vorgesehen, in welcher ein elektrisch betätigbares Trennventil angeordnet ist, das besonders bevorzugt stromlos offen aus¬ geführt ist, damit die Radbremsen, welche an den zweiten Druckraum angebunden sind, mit dem Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung stehen. Dies ist vorteilhaft, um einen kontinu¬ ierlichen Druckausgleich zu ermöglichen. Diese Verbindung wird vorteilhafterweise durch eine Betätigung des zweiten Haupt¬ bremszylinderkolbens abgesperrt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist in dem zweiten Hauptbremszylinderkolben zumindest eine radiale Bohrung derart angeordnet, dass der zweite Druckraum in der unbetätigten Stellung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens über die radiale Bohrung und einen Be- hälteranschluss mit dem Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung steht, wobei die Verbindung durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt wird, und zwischen dem Behälteranschluss und der Kammer ist eine hydraulische Verbindung vorgesehen, in welcher das Trennventil angeordnet ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform.
Der erste Druckraum und die hydraulische Kammer sind bevorzugt zumindest in einem betätigten Zustand des ersten Hauptbrems¬ zylinderkolbens gegeneinander hydraulisch abgedichtet. Bevorzugt stehen der erste Druckraum und die hydraulische Kammer in der „Brake-by-wire"-Betriebsart bei einer Betätigung des Bremspedals nicht hydraulisch miteinander in Verbindung.
In dem ersten Hauptbremszylinderkolben ist bevorzugt zumindest eine radiale Bohrung derart angeordnet, dass der erste Druckraum in der unbetätigten Stellung des ersten Hauptbremszylinderkolbens über die radiale Bohrung mit der Kammer in Verbindung steht, wobei die Verbindung durch eine Betätigung des ersten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt wird. Dies ist vorteil¬ haft, um die mit dem ersten Druckraum verbundenen Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter zwecks Druckausgleich in Verbindung zu bringen.
Um in der „Brake-by-wire"-Betriebsart die Radbremsen des zweiten Bremskreises mittels der Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck zu beaufschlagen, ist bevorzugt eine hydraulische Ver¬ bindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und dem zweiten Druckraum vorgesehen. Diese Verbindung wird besonders bevorzugt durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt. In der „Brake-by-wire"-Betriebsart werden also die dem zweiten Druckraum zugeordneten Radbremsen über die Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und dem zweiten Druckraum und die ersten Radventile mit Druck beaufschlagt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in dem zweiten Hauptbremszylinderkolben zumindest eine radiale Bohrung derart angeordnet, dass der zweite Druckraum in der unbetätigten Stellung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens über die radiale Bohrung mit der Druckbereitstellungseinrichtung in Verbindung steht, wobei die Verbindung durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt wird.
Zumindest den Radbremsen des dem ersten Druckraum zugeordneten ,
b
Bremskreises ist bevorzugt je ein zweites, elektrisch
ansteuerbares Radventil der Druckregelventilanordnung zugeordnet, welches in einer hydraulischen Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist den Radbremsen beider Bremskreise je ein zweites, elektrisch ansteuerbares Radventil der
Druckregelventilanordnung zugeordnet, welches in einer hydraulischen Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage sind die den Radbremsen zugeordneten, zweiten Radventile stromlos geschlossen ausgeführt und es ist jeweils kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen der Druckbe- reitstellungseinrichtung und dem zweiten Radventil angeordnet. Dies ist besonders bevorzugt für die zweiten Radventile des ersten Druckraums gegeben.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Bremsanlage sind die den Radbremsen des ersten Druckraums zugeordneten, zweiten Radventile stromlos offen ausgeführt und es ist in der Verbindung zwischen den zweiten Radventilen und der Druckbereitstellungseinrichtung ein stromlos geschlossenes Kreisventil angeordnet.
Weiterhin ist es nach einer Ausführungsform bevorzugt, dass den Radbremsen des dem zweiten Druckraum zugeordneten Bremskreises j e ein zweites , elektrisch ansteuerbares , stromlos geschlossenes Radventil der Druckregelventilanordnung zugeordnet ist, welches in einer hydraulischen Verbindung zwischen der Radbremse und dem Druckmittelvorratsbehälter angeordnet ist. Dabei ist kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen dem zweiten Radventil und dem Druckmittelvorratsbehälter angeordnet. Die Bremsanlage umfasst bevorzugt mindestens eine elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung des Simulatorventils, der Druckbereitstellungseinrichtung und der Druckregelventilanordnung sowie der ggf. weiteren Ventile der Bremsanlage, insbesondere des Ablassventils und/oder des Trennventils.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass weniger elektrisch betätigbare Ventile benötigt werden, als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Bremsanlage. Die erfindungs- gemäße Bremsanlage ist damit kleiner, kostengünstiger und leichter. Weiterhin bietet die Erfindung den Vorteil, dass bei einem Übergang in die Rückfallbetriebsart keine Verlängerung des Bremspedalwegs auftritt. Vorteilhaft ist weiterhin, dass ein schneller Druckaufbau mittels der Druckbereitstellungsein- richtung möglich ist, da zwischen der Druckbereitstellungs¬ einrichtung und einer Radbremse nur das erste Radventil an¬ geordnet ist, so dass der hydraulische Widerstand eines weiteren Ventils nicht auftritt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigen schematisch
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Bremsanlage,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Bremsanlage,
Fig. 3 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 erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 8 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Bremsanlage,
Fig. 9 ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 10 ein zwölftes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage,
Fig. 11 ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage, und
Fig. 12 ein siebzehntes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage.
Die in Fig. 1 dargestellte Bremsanlage gemäß dem ersten Aus¬ führungsbeispiel besteht im Wesentlichen aus einem mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals betätigbaren hydraulischen Hauptbremszylinder 1, einer mit dem Hauptbremszylinder 1 zusammen wirkenden, hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung 11, einem dem Hauptbremszylinder 1 zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter 9, einer elektrisch steuerbaren _
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Druckbereitstellungseinrichtung 18, hydraulisch betätigbaren Radbremsen 6a-6d, einer elektrisch steuerbaren Druckregelventilanordnung 30 zur Regelung und/oder Steuerung der an den Radbremsen eingesteuerten Radbremsdrücke sowie eine nicht dargestellte elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) .
Der Hauptbremszylinder 1 weist in einem Gehäuse 10 zwei hintereinander angeordnete hydraulische Hauptbremszylinderkolben 2, 3 (Primärkolben 2, Sekundärkolben 3) auf, die mit dem Gehäuse 10 hydraulische Druckräume 4, 5 (Primärdruckraum 4, Sekun¬ därdruckraum 5) begrenzen. Die Druckräume 4, 5 stehen einerseits über in den Hauptbremszylinderkolben 2, 3 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 26a, 26b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung der Kolben 2, 3 im Gehäuse 10 absperrbar sind, und andererseits mittels hydraulischer Leitungen 27a, 27b mit der Druckregelventilanordnung 30 in Verbindung. Die hydraulischen Leitungen 27a, 27b gehören zu je einem Bremskreis, der mit den Bezugszeichen I und II versehen ist. Jeder Radbremse 6a-6d ist beispielsgemäß ein stromlos offenes, analogisiertes oder analog angesteuertes erstes Radventil 7a-7d der Druck¬ regelventilanordnung 30 zugeordnet, welches in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 4, 5 und der Radbremse 6a-6d angeordnet ist. In der hydraulischen Verbindung zwischen Druckraum 4, 5 und Radbremse 6a-6d ist beispielsgemäß kein weiteres Ventil angeordnet. Beispielsgemäß sind dem ersten Bremskreis I, der an den Druckraum 4 angeschlossen ist, die Radbremsen vorne links 6a (FL) und hinten rechts 6b (RR) , dem zweiten Bremskreis II die Radbremsen vorne rechts 6c (FR) und hinten links 6d (RL) zugeordnet. Den ersten Radventilen 7a, 7c der Radbremsen 6a, 6c der Vorderachse ist beispielsgemäß jeweils ein in Richtung der Radbremse öffnendes Rückschlagventil 43a, 43c parallel geschaltet. 1
Weiterhin ist der erste Druckraum 4 mittels einer hydraulischen Verbindung 33 mit einem, vorteilhafterweise stromlos ge¬ schlossenen, Ablassventil 25 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 trennbar verbunden. So kann der Druckraum 4 auch im betätigten Zustand des Kolbens 2 „drucklos" geschaltet werden, indem
Druckraum 4 durch Öffnen des Ablassventils 25 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden wird.
Der mit dem Bremspedal mechanisch gekoppelte, erste Haupt¬ bremszylinderkolben (Primärkolben) 2 ist als ein Stufenkolben mit einer Kreisfläche 24 und einer Ringfläche 23 ausgebildet, wobei die Kreisfläche 24 den ersten Druckraum 4 und die Ringfläche 23 eine hydraulische Kammer 22 begrenzt. Dabei entspricht eine Druckwirkung in der Kammer 22 einer Kraft, die auf den ersten Hauptbremszylinderkolben 2 entgegen der Betätigungsrichtung wirkt. Beispielsgemäß ist in der Kammer 22 eine Rückstellfeder 28 angeordnet, welche den Primärkolben 2 im unbetätigten Zustand an einem bremspedalseitigen Anschlag hält. Der erste Druckraum 4 und die hydraulische Kammer 22 sind gegeneinander hydraulisch, z.B. durch ein am Gehäuse 10 oder an dem Kolben 2 angeordnetes Dichtelement, abgedichtet.
Die Druckräume 4, 5 nehmen nicht näher bezeichnete Rück¬ stellfedern auf, die die Kolben 2, 3 bei unbetätigtem Haupt- bremszylinder 1 in einer Ausgangslage positionieren. Die
Rückstellfeder für den Primärkolben 2 stützt sich beispielsgemäß am Kolben 3 ab. Alternativ kann eine Rückstellfeder für den Primärkolben 2 eingesetzt werden, die sich am Gehäuse 10 abstützt. Die Sekundärkammer-Rückstellfeder ist vorteilhafter- weise gefesselt und am Gehäuse 10 und am Sekundärkolben 3 fixiert .
Eine Druckstange 20 koppelt die Schwenkbewegung des (nicht dargestellten) Bremspedals infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des ersten (Hauptbremszylinder-) Kolbens 2, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant aus¬ geführten Wegsensor 32 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetäti¬ gungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahr- zeugführers .
Die Simulationseinrichtung 11, welche dem Fahrzeugführer in der „Brake-by-wire"-Betriebsart ein angenehmes Bremspedalgefühl vermitteln soll, umfasst im Wesentlichen eine hydraulische Simulatorkammer 12, eine Simulatorfederkammer 14 mit einem elastischen Element 13 sowie einen die beiden Kammern 12, 14 voneinander trennenden Simulatorkolben 15. Die Simulatorkammer 12 ist über eine hydraulische Verbindung 29a mit der Kammer 22 des Hauptbremszylinders 1 verbunden und über eine hydraulische Verbindung 29b mit einem stromlos offenen, z.B. analogisierten oder analog angesteuerten, Simulatorventil 16 trennbar mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden. Dem Simulatorventil 16 ist ein in Richtung der Kammer 22 hin öffnendes Rückschlagventil 17 parallel geschaltet.
Bei Vorgabe einer Bremspedalkraft und aktiviertem (geschlos¬ senem) Simulatorventil 16 strömt Druckmittel von der Kammer 22 des Hauptbremszylinders 1 in die Simulatorkammer 12, wobei das dabei generierte Pedalgefühl von dem durch das elastische Element 13 aufgebauten Gegendruck abhängt. Ein an die Kammer 22 bzw. die Simulatorkammer 12 angeschlossener Drucksensor 31 erfasst den in der Kammer 22 durch ein Verschieben des Primärkolbens 2 aufgebauten Druck. Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 18 ist beispielsgemäß als eine hydraulische Zylin¬ der-Kolben-Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, dessen Kolben 34 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotati- ons-Translationsgetriebes betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagesensor ist mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor 37 zum Erfassen der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden. Der Kolben 34 begrenzt einen Druckraum 38. Eine Druckmittelverbindung 39, die an den Druckmittelvorratsbehälter 9 angeschlossen ist, führt über ein in dieser Durchströmrichtung öffnendes Rückschlagventil 40 zum Druckraum 38 der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 18. Der Druckraum 38 ist über eine Leitung 41, die den von der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 18 abgegebenen Systemdruck weiterleitet, mit beispielsgemäß allen Radbremsen 6a-6d trennbar verbunden. Dabei ist jeder Radbremse 6a-6d ein elektrisch ansteuerbares, vorteilhafterweise stromlos geschlossenes, zweites Radventil 8a-8d der Druckregelventilanordnung zugeordnet, welches in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 38 und der Radbremse 6a-6d angeordnet ist. In der hydraulischen Verbindung zwischen Druckraum 38 und jeweiliger Radbremse 6a-6d ist beispielsgemäß kein weiteres Ventil an¬ geordnet. An die Leitung 41 ist ein vorzugsweise redundant ausgeführter Drucksensor 42 angeschlossen, der den Systemdruck erfasst .
Bei einer Normalbremsung in der Normal-Betriebsart der
Bremsanlage („Brake-by-wire"-Betriebsart ) wird bei einer Be¬ tätigung des Bremspedals durch den Fahrzeugführer der Primärkolben 2 betätigt, wobei die Kolbenbewegung mittels des Wegsensors 32 erfasst wird. Mittels der elektronischen Steuer- und Regeleinheit werden das Simulatorventil 16 geschlossen und das Ablassventil 25 geöffnet. In der (Ringkolben) Kammer 22 des Primärkolbens 2 baut sich entsprechend der Simulator-Kennlinie der Simulationseinrichtung 11 ein Druck auf, der mit dem Drucksensor 31 gemessen wird und zur Fahrerwunsch-Erfassung herangezogen werden kann. Da aufgrund des geöffneten Ablassventils 25 kein Druckaufbau in dem ( Primär) Druckraum 4 möglich ist, ist die einzige statische Gegenkraft die
Simulatordruckkraft. Eine hydraulische Dämpfungswirkung kann durch die Öffnungscharakteristik des Ablassventils 25 erzielt werden. So sind auch primärkolbenwegabhängige Dämpfungswerte realisierbar (hydraulisch / mechanisch und/oder elektronisch) . Durch die drucklose Primärkammer 4 bleibt auch die Sekundärkammer 5 drucklos oder nahezu drucklos (abhängig von dem Federkonzept der Rückstellfedern des Hauptbremszylinders) . Die stromlos offenen, ersten Radventile 7a-7d werden geschlossen und die stromlos geschlossenen Radventile 8a-8d werden geöffnet, wobei dies zur Geräuschreduzierung vorteilhafterweise langsam durchgeführt wird. Mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 18 wird durch Verschieben des Kolbens 34 mittels des Elekt¬ romotors 35 ein Systemdruck aufgebaut, welcher über Leitung 41 bei geöffneten Radventilen 8a-8d zu einem Raddruckaufbau an den Radbremsen 6a-6d führt. Der Systemdruck bzw. Raddruck wird von Drucksensor 42 gemessen.
Bei einem Lösen des Bremspedals durch den Fahrzeugführer wird der entsprechend geringere Verzögerungswunsch mittels Wegsensor 32 erfasst und entsprechend der Kolben 34 der Druckbereitstel- lungseinrichtung 18 zurückgefahren, wodurch ein Abbau des ( System) Drucks und damit der Radbremsdrücke erfolgt. Der Primärdruckraum 4 füllt sich dabei über das Ablassventil 25 aus dem Druckmittelvorratsbehälter 9 mit Druckmittel und über die Dichtmanschetten, ggf. über ein nicht dargestelltes Rück- schlagventil im Ablassventil 25.
Zur Durchführung einer radindividuellen Bremsregelung (z.B. ABS- oder ESC-Regelung (Antiblockiersystem oder Fahrdynamikregel- system) ) wird ein Druckabbau an einer Radbremse 6a-6d durch Öffnen des zugehörigen, stromlos offenen Radventils 7a-7d bewirkt. Alternativ oder gleichzeitig kann ein Druckabbau im Multiplex-Betrieb durch Zurückziehen des Kolbens 34 Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 18 erreicht werden. Letzteres redu- ziert den Volumenverbrauch bzw. den Nachsaugbedarf und ermöglicht ein kleineres Volumen des Druckraums 38. Ein Druck¬ wiederaufbau erfolgt über das Öffnen des Radventils 8a-8d und ggf. ein Vorschieben des Kolbens 34. Hierbei kann eine Volu¬ mensteuerung über die analog angesteuerten Radventile 8a-8d leise und genau erfolgen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit im Multiplex-Verfahren mittels des Drucksensors 42 den Druck in jedem Radbremskreis zu messen.
Eine aktive Bremspedalrückwirkung und sogar eine Bremspedal- rückstellung ist durch die Ansteuerung des Ablassventils 25 und dem abströmenden Volumen möglich.
Die Bremsanlage bietet durch ihre Einkreisigkeit im Bra- ke-by-wire-Mode, insbesondere für die Anwendung bei Assis- tenzkomfortfunktionen oder bei Hybridblending, den Vorteil, dass beliebige Radbremskreisdruckbeaufschlagungen (z.B. nur Vorderachse, Hinterachse, linke Räder, rechte Räder) leise im Druckregelkreis kontrollierbar sind ohne Sekundärkol¬ ben-Druckreibungsdruckunterschied .
Ein besonders schneller Druckaufbau, wie er z.B. für eine Kollisionsminderungs- oder Verhinderungsfunktion (Collision Mitigation by Braking) erforderlich ist, ist durch die erfindungsgemäße Bremsanlage besonders günstig darstellbar, da der hydraulische Widerstand auf dem Pfad zu den Radventilen nur durch je ein Radventil pro Radbremse gebildet wird.
In einer Rückfallbetriebsart der Bremsanlage (Rückfallebene) bleiben das Simulatorventil 16 geöffnet und das Ablassventil 25 geschlossen. Die stromlos offenen Radventile 7a-7d bleiben offen. Bei einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrzeugführer wird Druckmittel aus der Kammer 22 über das geöffnete Simulatorventil 16 in den Druckmittelvorratsbehälter 9 ver- schoben. Dadurch, dass die Simulationseinrichtung von den
Druckräumen 4, 5 des Hauptbremszylinders 1 hydraulisch getrennt ist, kann durch den Fahrzeugführer ein Druck in den Druckräumen 4, 5 aufgebaut werden, so dass ein Druckaufbau in den Radbremsen 6a-6d über die Leitungen 27a, 27b durch den Fahrzeugführer erfolgt. Eine Not-EBV (EBV: elektronische Bremskraftverteilung) an der Hinterachse ist möglich, indem z.B. die Radventile 7a und 7b vorzeitig vor einer Blockierneigung geschlossen werden.
Bei einem Übergang in die Rückfallebene bietet die Bremsanlage durch das Schließen des Ablassventils 25 eine Gap-freie, d.h. bremspedalwegverlustfreie, direkte Betätigung der Radbremsen, da das vom Fahrzeugführer verdrängte Druckmittelvolumen nur noch in die Radbremsen abgeführt wird. Über die Rückschlagventile 43a, 43c kann in einer Rückfall¬ betriebsart Druckmittel direkt in die Radkreise 6a, 6c gedrückt werden, auch bei geschlossenen Radventilen 7a, 7c.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Bremsanlage dargestellt. Das zweite Ausfüh¬ rungsbeispiel entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei zusätzlich eine hydraulische Verbindung zwischen der Kammer 22 und dem Druckraum 4 herstellbar ist. Hierzu ist eine Leitung 29c vorhanden, in der ein elektrisch betätigbares, stromlos ge- schlossenes Vorfüll-Ventil 44 angeordnet ist.
Das Vorfüll-Ventil 44 ermöglicht eine Zwischen-Rückfallebene, bei der bis zu einem bestimmten Druck aus der (Ringkolben) Kammer 22 Druckmittelvolumen in den Primärdruckraum 4 geführt wird. Hierzu wird das Vorfüll-Ventil 44 geöffnet und das Simulatorventil 16 geschlossen. Der Pedalweg wird hierbei in dieser Zwischen-Rückfallebene verkürzt.
Das Vorfüll-Ventil 44 verbessert zudem die Fehlermöglichkeits¬ und Einfluss-Analyse des Bremssystems, da durch die Leitung 29c mit Vorfüll-Ventil 44 ein redundanter hydraulischer Pfad bei einem zu geschwemmten Ablassventil 25 oder Simulatorventil 16 zur Verfügung steht.
Alternativ zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Druckbereitstellungseinrichtung 18 in Form eines einkreisigen elektrohydraulischen Aktuators (Linearaktuators ) kann die erfindungsgemäße Bremsanlage auch eine unidirektionale, mittels eines Elektromotors angetriebene, vorteilhafterweise pulsa- tionsfreie, Förderpumpe als Druckbereitstellungseinrichtung umfassen (nicht in einer Figur dargestellt) . Dabei ist die Druckanschluss der Pumpe mit der Leitung 41 und der Sauganschluss mit dem Rückschlagventil 40 verbunden. Ein solches Mo¬ tor-Pumpen-Aggregat bietet den Vorteil, dass keine hohe Re- versierfähigkeit des Motor-Pumpen-Aggregates und kein Nach¬ saugen von Druckmittel erforderlich sind. Weiterhin ist eine kompakte Bauweise möglich.
Ein Druckaufbau in der „Brake-by—wire"-Betriebsart erfolgt über die Pumpe. Ein Druckabbau erfolgt bei angehaltener Pumpe und geöffneten Radventilen 8a-8d im druckausgeglichenen Druckregelkreis 41 (bei Darstellung mit Drucksensor 42) über die analog angesteuerten Radventile 7a-7d.
Auf den Drucksensor 42 der Druckbereitstellungseinrichtung kann verzichtet werden, wenn eine ausreichend genaue Strommessung des bürstenlosen Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung durchgeführt wird und daraus auf den Systemdruck geschlossen wird. Anhand von, z.B. in der Bremsanlage selbst, kalibrierten Radventilen 7, 8 ist eine ausreichend genaue Druckstellung an den Radbremsen möglich. Weiterhin können die Raddrehzahlinforma- tionen der den Radbremsen zugeordneten Räder zur
Plausibilisierung eines Druckmodells für den Systemdruck herangezogen werden.
Entsprechend ist in Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage dargestellt, welches keinen Drucksensor in der Leitung 41 der Druckbereitstellungseinrichtung 118 umfasst. Der Drucksensor ist durch eine Strommessung des bürstenlosen Elektromotors 35 der Druckbereitstellungs¬ einrichtung 118 mittels des Stromsensors 45 ersetzt worden. Der hydraulische Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels entspricht grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb im Folgenden lediglich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen wird. Die Druckbereitstellungseinrichtung 118 ist als eine bidirektionale, mittels eines
Elektromotors angetriebene, vorteilhafterweise pulsations- freie, Förderpumpe ausgebildet, mittels welcher ein Druckaufbau und ein Druckabbau an den Radbremsen 6a-6d direkt durchführbar ist. Hierzu ist die Pumpe 118 mit ihren zwei Anschlüssen an die Leitung 41 zu den Radbremsen und die Leitung 39 (ohne Rück- schlagventil 40 aus Fig. 1) zum Druckmittelvorratsbehälter 9 angeschlossen. Druckbereitstellungseinrichtung 118 bietet den Vorteil, dass kein Nachsaugen von Druckmittel erforderlich ist und eine kompakte Bauweise möglich ist. Weiterhin umfasst die beispielsgemäße Bremsanlage keinen
Drucksensor in der Leitung 29b der Simulationseinrichtung 11. Zur Bestimmung des Drucks der Simulationseinrichtung ist ein Doppel-Wegsensor 32, 46 anwendbar, bei dem ein Wegsensor eine Bewegung des Kolbens 2 und ein anderer Wegsensor eine Bewegung der Kolbenstange 20 erfasst. Durch die Zwischenschaltung eines Federelements 47 kann aus dem Differenzweg und der Steifigkeit des Federelements auf die Betätigungskraft geschlossenen werden. Gleichzeitig überwachen sich die beiden Wegsensoren (Doppel- wegsensor) . Hierdurch können die Kosten der Bremsanlage reduziert werden. Dieser ermöglicht aber auch die Sensierung einer nicht gewünschten Gegenkraft über eine Druckwirkung in dem Primärdruckraum 4 (z.B. bei einem ungewünscht geschlossenen Ablassventil 25) .
In Fig. 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage dargestellt. Das vierte Ausfüh¬ rungsbeispiel entspricht dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei die Druckbereitstellungseinrichtung anders ausgeführt ist. Druckbereitstellungseinrichtung 218 ist als eine zweikreisige unidirektionale, mittels eines gemeinsamen Elektromotors 35 angetriebene, vorteilhafterweise pulsationsfreie, Förderpumpe ausgebildet. Dabei sind beide Sauganschlüsse der Pumpe über das Rückschlagventil 40 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden, der eine Druckanschluss der Pumpe ist über die Leitung 41a mit den zweiten Radventilen 8a, 8b der Radbremsen 6a, 6b des ersten Bremskreises I und der andere Druckanschluss der Pumpe ist über die Leitung 41b mit den zweiten Radventilen 8c, 8d der Radbremsen 6c, 6d des zweiten Bremskreises II verbunden. Ein solches Motor-Pumpen-Aggregat bietet den Vorteil, dass eine klare Kreis-Trennung vorhanden ist. Auch hier sind keine hohe Reversierfähigkeit des Motor-Pumpen-Aggregates und kein
Nachsaugen von Druckmittel erforderlich. Weiterhin ist eine kompakte Bauweise möglich.
Ein Druckaufbau in der „Brake-by—wire"-Betriebsart erfolgt über die Pumpe. Ein Druckabbau erfolgt bei angehaltener Pumpe und geöffneten Radventilen 8a-8d im druckausgeglichenen Druckregelkreis 41 (hierfür können vorteilhafterweise ein Drucksensor je Leitung 41a, 41b vorhanden sein) über ein analog angesteuertes, erstes Radventile 7a-7d je Radbremse.
Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Bremsanlage, welches im Wesentlichen aus einem mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 21 betätigbaren hydraulischen Hauptbremszylinder 1, einer mit dem Hauptbremszylinder 1 zusammen wirkenden, hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung 11, einem dem Hauptbremszylinder 1 zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter 9, einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 18, hydraulisch betätigbaren Radbremsen 6a-6d, einer elektrisch steuerbaren Druckregelventilanordnung 130 zur Regelung und/oder Steuerung der an den Radbremsen eingesteuerten Radbremsdrücke sowie eine nicht dargestellte elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU).
Der Hauptbremszylinder 1 weist in einem Gehäuse 10 zwei hintereinander angeordnete hydraulische Hauptbremszylinderkolben 2, 3 auf, die mit dem Gehäuse 10 hydraulische Druckräume 4, 5 begrenzen. Der über eine Druckstange 20 mit dem Bremspedal 21 gekoppelte, erste Hauptbremszylinderkolben (Primärkolben) 2 ist als ein Stufenkolben mit einer Kreisfläche 24 und einer
Ringfläche 23 ausgebildet, wobei die Kreisfläche 24 den ersten Druckraum 4 und die Ringfläche 23 eine hydraulische Kammer 22 begrenzt. Dabei entspricht eine Druckwirkung in der Kammer 22 einer Kraft, die auf den ersten Hauptbremszylinderkolben 2 entgegen der Betätigungsrichtung wirkt. Beispielsgemäß ist eine Rückstellfeder 128 wirkungsmäßig zwischen Gehäuse 10 und Bremspedal 21 angeordnet, welche das Bremspedal 21 und damit den Primärkolben 2 bei unbetätigtem Bremspedal in eine Ausgangs¬ stellung positioniert. Der Druckraum 5 nimmt eine nicht näher bezeichnete Rückstellfeder auf, die den Kolben 3 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 1 in einer Ausgangslage positionieren. Die Rückstellfeder ist vorteilhafterweise am Gehäuse 10 fixiert. Der Betätigungsweg des Hauptbremszylinderkolbens 2 wird von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor 32 erfasst und repräsentiert den Bremswunsch des Fahrzeugführers. Die Druckräume 4, 5 stehen mittels hydraulischer Leitungen 27a, 27b mit der Druckregelventilanordnung 130 in Verbindung.
Druckregelventilanordnung 130 umfasst für jede Radbremse 6a-6d beispielsgemäß ein stromlos offenes, erstes Radventil 7a-7d und für die dem Primärdruckraum 4 zugeordneten Radbremsen 6a, 6b je ein stromlos geschlossenes, zweites Radventil 8a, 8b. Die
Radventile 7a und 7b sind beispielsgemäß analogisiert oder analog ansteuerbar ausgeführt. Die Radventile 7a-7d sind in der je¬ weiligen hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 4, 5 und der Radbremse 6a-6d angeordnet, wobei beispielsgemäß kein weiteres Ventil in dieser Verbindung angeordnet ist. Bei¬ spielsgemäß sind dem ersten Bremskreis I, der an den Druckraum 4 angeschlossen ist, die hinteren Radbremsen (6a: hinten links (RL) , 6b: hinten rechts (RR)) und dem zweiten Bremskreis II die vorderen Radbremsen (6c: vorne links (FL), 6d: vorne rechts (FR)) zugeordnet.
In jedem der Hauptbremszylinderkolben 2, 3 sind radiale Bohrungen ausgebildet. Im unbetätigten Zustand des Hauptbremszylinderkolbens 3 ist der Druckraum 5 über die radialen Bohrungen und eine Verbindung 141 mit dem Druckraum 38 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 sowie über die radialen Bohrungen, den Behälteranschluss 48 und eine Leitung 26b mit einem Rück¬ schlagventil 40 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden. Das Rückschlagventil ist in Richtung vom Druckmittel- vorratsbehälter 9 zum Druckraum 5 öffnend angeordnet, so dass Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 9 über die Verbindung 26b, den Druckraum 5 und die Verbindung 141 in die Druckbereitstellungseinrichtung 18 nachgesaugt werden kann. Im unbetätigten Zustand des Hauptbremszylinderkolbens 2 ist der Druckraum 4 über die radiale Bohrung mit der Kammer 22 verbunden. Die Verbindung über die radialen Bohrungen wird durch eine Betätigung (ein Verschieben) des Kolbens 2 bzw. 3 im Gehäuse 10 abgesperrt. Der erste Druckraum 4 und die hydraulische Kammer 22 sind somit in einem betätigten Zustand des ersten Haupt¬ bremszylinderkolbens gegeneinander hydraulisch abgedichtet.
Weiterhin ist der erste Druckraum 4 mittels einer hydraulischen Verbindung 33 mit einem, vorteilhafterweise stromlos ge- schlossenen, Ablassventil 25 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 trennbar verbunden. So kann der Druckraum 4 auch im betätigten Zustand des Kolbens 2 „drucklos" geschaltet werden, indem Druckraum 4 durch Öffnen des Ablassventils 25 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden wird. Weiterhin kann das überschüssige Druckmittelvolumen, welches bei einer Bremsre¬ gelung (z.B. Schlupfregelung) aus den Radbremsen 6a, 6b in den Druckmittelvorratsbehälter 9 abgeführt werden muss, über das Ablassventil 25 in den Druckmittelvorratsbehälter abgeführt werden .
Die Simulationseinrichtung 11 entspricht im Wesentlichen der anhand von Fig. 1 näher erläuterten Simulationseinrichtung. Die Simulatorkammer 12 ist über eine hydraulische Verbindung 29a mit der Kammer 22 des Hauptbremszylinders 1 verbunden. Die Kammer 22 ist über eine hydraulische Verbindung 129 mit einem stromlos offenen Simulatorventil 16 trennbar mit dem Druckmittel¬ vorratsbehälter 9 verbunden. Dem Simulatorventil 16 ist ein in Richtung der Kammer 22 hin öffnendes Rückschlagventil 17 parallel geschaltet. Durch das Simulatorventil 16 kann die Wirkung der Simulationseinrichtung 11 zu- und abgeschaltet werden.
Beispielsgemäß ist weiterhin der Behälteranschluss 48 des Sekundärdruckraums 4 über eine hydraulische Verbindung mit der Kammer 22 und somit mit der Simulatorkammer 12 verbunden, wobei die Verbindung durch ein zweites, vorteilhafterweise stromlos offenes, Trennventil 49 trennbar ist. Trennventil 49 ist beispielsgemäß in einem Leitungsabschnitt 131 angeordnet, welcher die Leitung 26b mit dem Leitungsabschnitt zwischen Kammer 22 und Simulatorventil 16 (Verbindung 129) verbindet.
Bei Vorgabe einer Bremspedalkraft und geschlossenem
Simulatorventil 16 sowie geschlossenem Behälter-Trennventil 49 strömt Druckmittel von der Kammer 22 des Hauptbremszylinders 1 in die Simulatorkammer 12, wobei das dabei generierte Pedalgefühl im Wesentlich durch das elastische Element 13 bestimmt wird.
Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 18 als ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet und entspricht im Wesentlichen der anhand von Fig. 1 näher erläuterten Druckbereitstellungseinrichtung. Der Druckraum 38 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 ist zum einen über eine Leitung 41 mit den Radbremsen 6a, 6b des ersten Bremskreises I über je ein stromlos geschlossenes, zweites Radventil 8a, 8b der Druckregelventilanordnung 130 verbunden. In der hydraulischen Verbindung zwischen Druckraum 38 und jeweiliger Radbremse 6a, 6b ist beispielsgemäß kein weiteres Ventil angeordnet. Zum anderen ist der Druckraum 38 bei unbetätigtem Sekundärkolben 3 über die hydraulische Verbindung 141 mit dem Druckraum 5 verbunden, so dass in der „Brake-by-wire"-Betriebsart eine Druckbeauf¬ schlagung der Radbremsen 6a, 6b durch die Druckbereitstellungseinrichtung 18 erfolgen kann.
Neben dem Wegsensor 32 zur Bremswunscherfassung und dem Sensor 36 zur Erfassung einer Position der Druckbereitstellungseinrichtung 18 umfasst die beispielsgemäße Bremsanlage einen vorzugsweise redundant ausgeführter Drucksensor 42, mittels welchem in der „Brake-by-wire"-Betriebsart der Systemdruck der Druckbereitstellungeinrichtung 18 erfasst wird. Optional (angedeutet durch den gestrichelten Leitungsabschnitt 50) ist eine trennbare hydraulische Verbindung zwischen der Verbindung 27b und dem Druckmittelvorratsbehälter 9 unter Umgehung des Rückschlagventils 40 vorgesehen. Beispielsgemäß ist hierzu ein Leitungsabschnitt 50 mit einem stromlos geschlossenen Zuschaltventil 51 zwischen den Leitungen 27b und 26b (zwischen Behälteranschluss 48 und Rückschlagventil 40) angeordnet.
Alternativ kann das stromlos geschlossene Zuschaltventil 51 parallel zum Rückschlagventil 40 (d.h. in einer Leitung, welche das Rückschlagventil umgeht) angeordnet sein, ähnlich wie dies im weiter unten erläuterten, siebten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Dadurch kann der Druckabbau an den Radbremsen 6c und 6d sehr schnell erfolgen und die Anforderungen an die Reversierdynamik der Druckbereitstellungseinrichtung 18 reduziert werden.
Die beispielsgemäße Bremsanlage bietet den Vorteil, dass sie nur neun bzw. zehn Ventile aufweist.
Bei einer Normalbremsung in der Normal-Betriebsart der
Bremsanlage („Brake-by-wire"-Betriebsart ) wird bei einer Be¬ tätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer der Primärkolben 2 betätigt, wobei die Kolbenbewegung mittels des Wegsensors 32 erfasst wird. Mittels der elektronischen Steuer- und Regeleinheit werden das Simulatorventil 16 und das
Trennventil 49 geschlossen und das Ablassventil 25 geöffnet. In der Kammer 22 des Primärkolbens 2 baut sich entsprechend der Simulator-Kennlinie der Simulationseinrichtung 11 ein Druck auf. Da aufgrund des geöffneten Ablassventils 25 kein Druckaufbau in dem ( Primär) Druckraum 4 möglich ist, ist die einzige statische Gegenkraft die Simulatordruckkraft. Eine hydraulische Dämp¬ fungswirkung ist, wie anhand von Fig. 1 bereits beschrieben, durch die Öffnungscharakteristik des Ablassventils 25 möglich. Durch die drucklose Primärkammer 4 bleibt auch die Sekundärkammer 5 drucklos oder nahezu drucklos. Die stromlos offenen Radventile 7c, 7d des Bremskreises II bleiben geöffnet, wohingegen die stromlos offenen Radventile 7a, 7b des Bremskreises I geschlossen werden. Die stromlos geschlossenen Radventile 8a, 8b des
Bremskreises I werden geöffnet. Mittels der Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 18 wird durch Verschieben des Kolbens 34 mittels des Elektromotors 35 ein Systemdruck aufgebaut, welcher über die Leitung 41 bzw. die hydraulische Verbindung 141, 4, 27b zu einem Raddruckaufbau an den Radbremsen 6a-6d führt. Der Systemdruck bzw. Raddruck wird von Drucksensor 42 gemessen.
Bei einem Lösen des Bremspedals durch den Fahrzeugführer wird der entsprechend geringere Verzögerungswunsch mittels Wegsensor 32 erfasst und entsprechend der Kolben 34 der Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 18 zurückgefahren, wodurch über die (offenen) Multiplex-Radventile 7c, 7d im Bremskreis II (beispielsgemäß Vorderachskreis) und über die geöffneten, zweiten Radventile 8a, 8b im Bremskreis I (beispielsgemäß Hinterachskreis ) ein Abbau der Radbremsdrücke erfolgt.
Die beispielsgemäße Bremsanlage bietet eine Reihe von Diag¬ nose-Möglichkeiten, die im Folgenden erläutert werden. Eine Leckage an den Radventilen 7a-7d, den Radventilen 8a, 8b, der Außen-Manschette der Simulationseinrichtung und der Simulator- (Aussen- ) Manschette kann erkannt werden, indem die ersten Radventile 7a-7d und das Simulatorventil 16 geschlossen und ein Druckaufbau mit anschließendem Konstanthalten des Drucks mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 18 durchgeführt wird. Mittels des Drucksensors 42 kann ein eventueller
Druckabfall aufgrund einer Leckage erkannt werden.
Ein Lufteintrag in den Räumen 4, 5, 22 des Hauptbremszylinders oder der Simulatorkammer 12 kann erkannt werden, indem die ersten Radventile 7a-7d und das Simulatorventil 16 geschlossen werden und ein langsamer Druckaufbau mittels der Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 18 durchgeführt wird. Dabei wird die Volu¬ men-Druck-Kennlinie mittels Sensor 36 (Aktuator-Weg) und Drucksensor 42 gemessen und mit einer vorgegebenen
Soll-Simulator-Kennlinie verglichen .
Eine Leckage an den ersten Radventilen 7a-7d, dem Trennventil, der Dichtung des Sekundärdruckraums 5 oder der Manschette der Druckbereitstellungseinrichtung 18 kann erkannt werden, indem die Radventile 7a-7d und das Trennventil 49 geschlossen und ein Druckaufbau mit anschließendem Konstanthalten des Drucks mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 18 durchgeführt wird.
Mittels des Drucksensors 42 kann ein eventueller Druckabfall aufgrund einer Leckage erkannt werden.
Die Bewegungsfähigkeit des Kolbens 3 kann geprüft werden, indem die Ventile 7a-7d und das Simulatorventil 16 geschlossen und ein Druckaufbau (mittels Druckbereitstellungseinrichtung 18) und Vorspannung der Simulationseinrichtung 11 durchgeführt werden. Dann wird das Trennventil 49 geschlossen und ein Druckabbau mittels Druckbereitstellungseinrichtung 18 durchgeführt. Als Nachweis für die Bewegung des Kolbens 3 dient die Beobachtung des Simulatordrucks am Drucksensor 42, da der druckbeaufschlagte Simulator 11 nach dem Druckabbau den Kolben 3 bei intakter Anlage verschieben wird, was wieder zu einem Druckaufbau in dem Raum 5 führt .
Eine Leckageerkennung an der Dichtung des Primärdruckraums 4 und eine entsprechende Rückmeldung an den Fahrer (i.O./ n.i.O.) ist bei jeder Fahrerbetätigung möglich, da dieses Dichtung beidseitig wirkt. In Fig. 6 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage schematisch dargestellt. Im Unterschied zu dem anhand von Fig. 5 erläuterten Ausführungsbeispiel umfasst die Bremsanlage zusätzlich eine zweite Druckbereits- tellungseinrichtung 60 und eine weitere elektronische Steuer- und Regeleinheit 61. Durch diese zusätzlichen Komponenten wird ein autonomes Fahren ermöglicht.
Die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 60 ist vorteil- hafterweise als ein eigenständiges Modul ausgeführt. Bei¬ spielsgemäß wird die Druckbereitstellungseinrichtung 60 durch ein Motor-Pumpen-Aggregat gebildet, wobei die Saugseite der Pumpe an den Druckmittelvorratsbehälter 9 angeschlossen ist und die Druckseite der Pumpe mit der hydraulischen Verbindung 129 verbunden ist.
Die Steuer- und Regeleinheit 61 ist zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 60 und des Simulatorventils 16 ausgebildet (schematisch angedeutete Ansteuerleitungen 62 in Fig. 6), um unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer einen Druckaufbau in Kammer 22 durchführen zu können. Um ein autonomes Fahren zu ermöglichen, werden der Steuer- und Regeleinheit 61 beispielsgemäß zumindest eine Soll-Längsbeschleunigung as on und eine
Ist-Längsbeschleunigung aiSt zugeführt. Weiterhin steht die
Steuer- und Regeleinheit 61 mit der Steuer- und Regeleinheit 19 der Bremsanlage zum Austausch von Informationen in Verbindung. So wird z.B. der Solldruck PS 0n für die Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 18 von der Steuer- und Regeleinheit 61 an die Steuer- und Regeleinheit 19 übermittelt und die Steuer- und
Regeleinheit 19 überträgt ein Status-Signal S (z.B. über ihre Funktionsfähigkeit) an die Steuer- und Regeleinheit 61. Steuer- und Regeleinheit 61 tauscht darüber hinaus beispielsgemäß mit einem Antriebsmotor bzw. dessen Steuer- und Regeleinheit Informationen aus, was in Fig. 6 durch die Pfeile 63 angedeutet ist.
Gemäß dem in Fig. 7 dargestellten, siebten Ausführungsbeispiel, welches bis auf die im Folgenden erläuterten Unterschiede dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht, umfasst die Bremsanlage eine Druckbereitstellungseinrichtung 218 in Form einer uni- direktionalen, mittels eines Elektromotors 35 angetriebenen Förderpumpe, deren Druckseite mit den Leitungen 41 und 141 über ein in Richtung der Leitungen 41, 141 öffnendes Rückschlagventil 240 verbunden ist, und deren Saugseite hydraulisch mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden ist. Außerdem umfasst die Bremsanlage beispielsgemäß ein stromlos geschlossenes Zus¬ chaltventil 51, welches parallel zum Rückschlagventil 40 an- geordnet ist.
Das in Fig. 8 dargestellte, achte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage entspricht dem fünften Ausführungsbeispiel bis auf die anders ausgeführte elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung und deren Anschluss . Druckbereitstellungseinrichtung 318 ist beispielsgemäß als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet, deren von dem Elektromotor 35 angetriebener Kolben 334 als ein Stufenkolben ausgeführt ist. Der gestufte Kolben 334 und der Zylinder der Zylinder-Kolben-Anordnung sind derart ausgebildet, dass nach einem vorbestimmten Betätigungsweg des Kolbens 334 der Druckraum 38 der Druckbereitstellungseinrichtung 318 in eine erste Kammer 320 und eine zweite Kammer 321 unterteilt wird, wobei die zweite Kammer 321 eine Ringkammer ist. Die erste Kammer 320 und die zweite Kammer 321 werden dann durch ein zweites Dichtelement 322 gegeneinander abgedichtet, wobei die zweite Kammer 321 durch ein nicht näher bezeichnetes Dichtelement gegen Atmosphärendruck abgedichtet ist (wie auch in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2, 5, 6) . Im Bereich der ersten Kammer 320 ist der Druckraum 38 wie im fünften Ausführungsbeispiel über eine Leitung 41 mit den stromlos geschlossenen Radventilen 8a, 8b des Bremskreises II und über eine Leitung 141 mit dem Druckraum 5 verbunden. Zusätzlich ist der Druckraum 38 im Bereich der zweiten Kammer 321 über einen Leitungsabschnitt 341 mit einem stromlos ge¬ schlossenen Ventil 342 mit der Leitung 27a verbunden. Hierdurch kann in der „Brake-by-wire"-Betriebsart bei geöffnetem Ab¬ lassventil 25 die zweite Kammer 321 mit einem Druckmittel¬ vorratsbehälter 9 verbunden werden. Dies ermöglicht, dass für den weiteren Druckaufbau von Motor 35 nur die Druckwirkung auf die kleine Wirkfläche des Kolbens überwunden werden muss, was dazu führt, dass das erforderliche Antriebsmoment reduziert ist. Damit kann Motor 35 für die gleiche Dynamik kleiner und damit gewichts- und kostensparend ausgelegt werden. Alternativ zu dem elektrisch angetriebenen Ventil 342 kann die Umschaltung auch durch ein hier nicht dargestelltes hydraulisches Umschaltventil erfolgen, bei dem die Umschaltung dadurch erfolgt , dass der Druck in dem Raum 38 den Ventilkörper gegen die Behälterdruckwirkung (Atmosphärendruck) und die Kraftwirkung einer Feder, dessen Vorspannung den Umschaltdruck festlegt (z.B. 120 bar), umschalten kann, so dass die Kammer 321 mit dem Behälterdruck verbunden wird. Im Falle, dass das Dichtelement, welches die zweite Kammer 238 gegen Atmosphärendruck abgedichtet, undicht ist, wird nach Überwindung des vorbestimmten Betätigungsweg des Kolbens 334 die erste Kammer 320 durch das dann in Wirkung kommende Dichtelement 322 abgedichtet, so dass dennoch ein Druckaufbau an den Radbremsen 6a-6d mittels der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 318 möglich ist. Dies ist insbesondere für eine Verwendung der Bremsanlage für die Funktionen des hochautomatisierten Fahrens wichtig, da bei Auftreten eines Einzelfehlers, wie dem Ausfall der Dichtmanschette, kein To¬ talausfall der Bremsanlage die Folge sein darf, denn der Fahrer ist in diesem Fall praktisch nicht verfügbar, um die Bremsung mittels hydraulischer Rückfallebene durchzuführen. Im Folgenden werden verschiedene, vorteilhafte Ausführungs¬ beispiele bezüglich der Druckregelventilanordnung und/oder der Bremskreisaufteilung beschrieben. Die Ausführungsbeispiele werden im Zusammenhang mit einer Bremsanlage, welche bezüglich der Komponenten Hauptbremszylinder 1, Simulationseinrichtung 11, Druckbereitstellungseinrichtung 18, Ventile 16, 25, 49 und deren hydraulische Verbindungen im Wesentlichen dem fünften Ausführungsbeispiel entspricht. Die beschriebenen Druckre¬ gelventilanordnungen und/oder der Bremskreisaufteilungen können jedoch auch in Kombination mit einer der anderen, bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele (insbesondere der Fig. 6 bis 8) eingesetzt werden.
Das in Fig. 9 dargestellte, neunte Ausführungsbeispiel sowie das in Fig. 10 dargestellte, zwölfte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage besitzen eine schwarz-weiß Kreisaufteilung wie das fünfte Ausführungsbeispiel, d.h. die Radbremsen einer Fahrzeugachse 6a, 6b (RL, RR) bzw. 6c, 6d (FL, FR) sind einem Bremskreis I bzw. II zugeordnet.
Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Fig. 9 umfasst die Druckregelventilanordnung 230 für die Vorderachse (Bremskreis II) je Radbremse 6c, 6d ein stromlos offenes, analogisiertes oder analog ansteuerbares (erstes) Radventil 7c, 7d, wobei den Radventilen 7c, 7d jeweils ein in Richtung der Radbremse 6c, 6d schließendes Rückschlagventil 143c, 143d parallel geschaltet ist, sowie ein stromlos geschlossenes (zweites) Radventil 8c, 8d. Die ersten Radventile 7c, 7d sind in der jeweiligen hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 5 und der Radbremse 6c, 6d angeordnet. Über die zweiten Radventile 8c, 8d ist jede Radbremse 6c, 6d mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbindbar
(Rücklaufleitung 231). Für die Hinterachse (Bremskreis I) umfasst die Druckregelventilanordnung 230 je Radbremse 6a, 6b ein stromlos offenes, analogisiertes oder analog ansteuerbares (erstes) Radventil 7a, 7b, über welche der Druckraum 4 mit der jeweiligen Radbremse 6a, 6b trennbar verbunden ist, sowie ein stromlos offenes, analogisiertes oder analog ansteuerbares (zweites) Radventil 8a, 8b, über welche der Druckraum 38 der Druckbereitstellungseirichtung 18 mit der jeweiligen Radbremse 6a, 6b trennbar verbunden ist, wobei in der Verbindung (Leitung 41) noch ein weiteres, stromlos geschlossenes Kreisventil 208 angeordnet ist. Die in Fig. 9 dargestellte Ventilkonfiguration ist dadurch besonders vorteilhaft, dass der Druckaufbau rad- individuell sehr leise erfolgen kann und der Druckabbau sehr schnell radindividuell darstellbar ist, womit auch die An¬ forderungen an die Reversierdynamik des Motors reduziert werden.
Gemäß einem zehnten, nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckregelventilanordnung vorteilhafterweise für die Vorderachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 9 für die Vorderachse dargestellt (stromlos offene, analogisierte oder analog ansteuerbare Radventile 7c, 7d mit Rückschlagventilen 143c, 143d und stromlos geschlossene Radventile 8c, 8d) und für die Hinterachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 5 für die
Hinterachse dargestellt (stromlos offene, analogisierte oder analog ansteuerbare Radventile 7a, 7b und stromlos geschlossene Radventile 8a, 8b) . Gemäß einem elften, nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckregelventilanordnung vorteilhafterweise für die Hinterachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 5 für die Hinterachse dargestellt (stromlos offene, analogisierte oder analog ansteuerbare Radventile 7a, 7b und stromlos geschlossene Radventile 8a, 8b) . Für die Vorderachse umfasst die Druckre¬ gelventilanordnung eine Ventilanordnung ähnlich der in Fig. 9 für die Vorderachse dargestellten Anordnung mit stromlos offenen Radventilen 7c, 7d und stromlos geschlossenen Radventile 8c, 8d, wobei jedoch die Ventile 7c, 7d nicht analogisiert oder analog ansteuerbar ausgeführt sind und keine parallel geschalteten Rückschlagventile vorhanden sind. Diese Druckregelventilanordnung entspricht also der Druckregelventilanordnung 130 der Fig. 5 jedoch mit zusätzlichen, stromlos geschlossenen Rad- ventilen 8c, 8d für die Vorderräder.
Gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der Fig. 10 umfasst die Druckregelventilanordnung 330 für die Hinterachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 9 für die Hinterachse dargestellt (stromlos offene, analogisierte oder analog ansteuerbare Radventile 7a, 7b, 8a, 8b und ein stromlos geschlossenes Kreisventil 208) . Für die Vorderachse umfasst die Druckre¬ gelventilanordnung 330 eine Ventilanordnung gemäß dem oben beschriebenen, elften Ausführungsbeispiel mit stromlos offenen, digitalen Radventilen 7c, 7d und stromlos geschlossenen Radventilen 8c, 8d, welche die Radbremsen 6c, 6d bei Bedarf über Rücklaufleitung 231 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbinden . Gemäß einem dreizehnten, nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckregelventilanordnung vorteilhafterweise für die Vorderachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 5 für die Vorderachse dargestellt (stromlos offene Radventile 7c, 7d) und für die Hinterachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 9 für die Hinterachse dargestellt (stromlos offene, analogisierte oder analog ansteuerbare Radventile 7a, 7b, 8a, 8b und ein stromlos geschlossenes Kreisventil 208).
Gemäß einem vierzehnten, nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel umfasst die Druckregelventilanordnung vorteilhafterweise für die Vorderachse eine Ventilanordnung wie in Fig. 5 für die Vorderachse dargestellt (stromlos offene Radventile 7c, 7d) und für die Hinterachse eine Ventilanordnung ähnlich wie die in Fig. 9 für die Hinterachse dargestellte Ventilanordnung mit stromlos offenen, analogisierten oder analog ansteuerbaren, ersten Radventilen 7a, 7b, wobei jedoch die stromlos offenen zweiten Radventile 8a, 8b digital und das stromlos geschlossene
Kreisventil 208 analogisiert oder analog ansteuerbar ausgeführt ist .
Gemäß dem in Fig. 11 dargestellten, fünfzehnten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage sind die Radbremsen 6a bzw. 6b des Bremskreises I der rechten Fahrzeugseite (rechtes Vorderrad FR bzw. rechtes Hinterrad RR) und die Radbremsen 6c, 6d des Bremskreises II der linken Fahrzeugseite (linkes Vorderrad FL bzw. linkes Hinterrad RL) zugeordnet. Die Druckregelven¬ tilanordnung 430 umfasst für jede Radbremse 6a-6d ein stromlos offenes, analogisiertes oder analog angesteuertes erstes Radventil 7a-7d, welches in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 4, 5 und der Radbremse 6a-6d angeordnet ist. Dabei ist den Radventilen 7c, 7d jeweils ein in Richtung der Radbremse 6c, 6d schließendes Rückschlagventil 143c, 143d parallel geschaltet. Weiterhin umfasst die Druckregelventil- anordnung 430 für jede Radbremse 6a-6d ein stromlos ge¬ schlossenes, analogisiertes oder analog angesteuertes, zweites Radventil 8a-8d, wobei die Radventile 8a, 8b in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 38 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 und der jeweiligen Radbremse 6a, 6b sowie die Radventile 8c, 8d jeweils in der hydraulischen Verbindung zwischen Radbremse 6c, 6d und Druckmittelvorratsbehälter 9 angeordnet sind.
Gemäß einem sechszehnten, nicht abgebildeten Ausführungsbei- spiel umfasst die Druckregelventilanordnung vorteilhafterweise eine Bremskreisaufteilung und eine Ventilanordnung wie in Fig. 11 dargestellt, wobei jedoch nur zwei der acht Radventile 7a-7d, 8a-8d, beispielsgemäß die Radventile 7d und 8b, analogisiert oder analog ansteuerbar, und die übrigen der acht Ventile digital ausgeführt sind.
Fig. 12 zeigt ein siebzehntes Ausführungsbeispiel einer er¬ findungsgemäßen Bremsanlage, welches bezüglich der Komponenten des mittels eines Bremspedals 21 betätigbaren Hauptbremszy¬ linders 1, der Simulationseinrichtung 11, des Druckmittelvorratsbehälters 9, der Druckbereitstellungseinrichtung 18, der Ventile 16, 25, 49 und 40 sowie des Sensors 32 dem fünften Ausführungsbeispiel (Fig. 5) im Wesentlichen entspricht. Der Drucksensor 42 ist beispielsgemäß an dem Leitungsabschnitt 141, also nahe des Druckraums 38 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 angeordnet. Die genannten Komponenten sind in dem Gehäuse 10 angeordnet. Weiterhin umfasst die Bremsanlage eine an sich bekannte hydraulische Regeleinheit 530, wie sie aus konven- tionellen Bremsanlagen mit Fahrdynamikregelung (Stan- dard-ESC-Bremsanlagen) bekannt ist, und welche ein zweikreisiges Motor-Pumpen-Aggregat 501 mit einem Niederdruckspeicher 502 je Bremskreis I, II, ein stromlos offenes Radventil 7a-7d und stromlos geschlossenes Radventil 8a-8d je Radbremse 6a-6d sowie ein stromlos offenes Trennventil 503 und ein stromlos ge¬ schlossenes Umschaltventil 504 je Bremskreis I, II umfasst. Die Radbremsen 6a-6d sind an die hydraulische Regeleinheit 530 angeschlossen und den Bremskreisen I, II fahrzeugseitig zugeordnet. Die Druckbereitstellungseinrichtung 18 ist mittels der Leitung 41 mit dem ersten Anschluss der hydraulischen Regeleinheit 530 für den Bremskreis I verbunden, der Sekundärdruckraum 5 des Hauptbremszylinders 1 ist mittels der Leitung 27b mit dem zweiten Anschluss der hydraulischen Regeleinheit 530 für den Bremskreis II verbunden. Der Primärdruckraum 4 des Haupt- bremszylinders 1 ist mittels der Leitung 27a mit dem Lei¬ tungsabschnitt 141 zwischen Druckraum 38 und Druckraum 5 trennbar verbunden, wobei die Trennung durch ein stromlos offenes Trennventil 510 elektrisch möglich ist.

Claims

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer "Bra- ke-by-Wire"-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, mit
• einem Hauptbremszylinder (1), der zumindest einen ersten und einen zweiten Hauptbremszylinderkolben (2, 3) aufweist, die hintereinander angeordnet sind und einen ersten und einen zweiten Druckraum (4; 5) begrenzen, an welche je ein Bremskreis (I; II) mit Radbremsen (6a, 6b; 6c, 6d) angeschlossen ist, wobei der erste Haupt¬ bremszylinderkolben (2) über eine Betätigungskräfte übertragende Druckstange (20) mit einem Bremspedal (21) gekoppelt ist,
• einem den Druckräumen (4, 5) zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (9) ,
• einer hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung (11) mit einer hydraulischen Simulatorkammer (12) und einem elastischen Element (13), welche in der „Bra- ke-by-wire"-Betriebsart dem Fahrzeugführer ein ange¬ nehmes Bremspedalgefühl vermittelt,
• einem, insbesondere elektrisch betätigbaren,
Simulatorventil (16) zum Zu- und Abschalten der Wirkung der Simulationseinrichtung (11),
• einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (18) zur Betätigung der Radbremsen, und
• einer an den Hauptbremszylinder (1), die Druckbereitstellungseinrichtung (18) und die Radbremsen (6a-6d) hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung zur Regelung und/oder Steuerung eines an einer Radbremse eingesteuerten Radbremsdruckes, wobei jeder Radbremse ein erstes, elektrisch ansteuerbares, stromlos offenes Radventil (7a-7d) der Druckregel¬ ventilanordnung zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptbremszylinderkolben (2) als ein Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche (23) eine hydraulische Kammer (22) begrenzt, wobei die hydraulische Kammer (22) mit der Simulatorkammer (12) hydraulisch verbunden ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (33) zwischen dem erste Druckraum (4) und dem Druckmittelvorratsbehälter (9) vorgesehen ist, in welcher ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos geschlossenes, Ablassventil (25) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Simulatorventil (16) stromlos offen ausgeführt ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (29a, 29b; 129) zwischen der Kammer (22) und dem Druckmittelvorratsbehälter (9) vorgesehen ist, in welcher das
Simulatorventil (16) angeordnet ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Radventil (7a-7d) in der Verbindung (27a, 27b) zwischen der Radbremse (6a-6d) und dem zugeordneten Druckraum (4, 5) angeordnet ist, wobei kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen erstem Radventil und Druckraum angeordnet ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (26b, 131)
• zwischen dem zweiten Druckraum (5) und der Kammer (22), oder
• zwischen dem zweiten Druckraum (5) und der
Simulatorkammer (12)
vorgesehen ist, in welcher ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos offenes, Trennventil (49) angeordnet ist .
Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (26b, 131) durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens (3) abgesperrt wird.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Hauptbremszylinderkolben
(2) zumindest eine radiale Bohrung derart angeordnet ist, dass der erste Druckraum (4) in der unbetätigten Stellung des ersten Hauptbremszylinderkolbens über die radiale Bohrung mit der Kammer (22) in Verbindung steht, wobei die Verbindung durch eine Betätigung des ersten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt wird.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (141) zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung (18) und dem zweiten Druckraum (5) vorgesehen ist, welche insbesondere durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens
(3) abgesperrt wird.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest den Radbremsen (6a, 6b) des dem ersten Druckraum (4) zugeordneten Bremskreises (I) je ein zweites, elektrisch ansteuerbares Radventil (8a, 8b) der Druckregelventilanordnung zugeordnet ist, welches in einer hydraulischen Verbindung (41) zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung (18) und der Radbremse (6a, 6b) an- geordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den Radbremsen (6a-6d), insbesondere des ersten
Druckraums (4), zugeordneten, zweiten Radventile (8a-8d) stromlos geschlossen ausgeführt sind und dass jeweils kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung (18) und dem zweiten Radventil angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den Radbremsen (6a, 6b) des ersten Druckraums (4) zugeordneten, zweiten Radventile (8a, 8b) stromlos offen ausgeführt sind und dass in der Verbindung (41) zwischen den zweiten Radventilen und der Druckbereitstellungseinrichtung (18) ein stromlos geschlossenes Kreisventil (208) angeordnet ist .
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Radbremsen (6c, 6d) des dem zweiten Druckraum (5) zugeordneten Bremskreises (II) j e ein zweites , elektrisch ansteuerbares, stromlos geschlossenes Radventil (8c, 8d) der Druckregelventilanordnung zugeordnet ist, welches in einer hydraulischen Verbindung (231) zwischen der Radbremse (6c, 6d) und dem Druckmittelvorratsbehälter (9) angeordnet ist, wobei kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen dem zweiten Radventil und dem Druckmittelvorratsbehälter angeordnet ist.
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