WO2020249290A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines hydraulischen bremssystems, bremssystem und fahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines hydraulischen bremssystems, bremssystem und fahrzeug Download PDF

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Guido Lochte
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/81—Braking systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hydraulic motor
  • Brake system for a vehicle, in particular a motor vehicle, the brake system having a master brake cylinder that can be operated by a driver and at least one brake circuit connected to the master brake cylinder with at least one hydraulically operated wheel brake, the wheel brake being preceded by at least one controllable inlet valve for setting a braking force of the wheel brake, and with a
  • Pressure generating unit which is designed to generate hydraulic pressure in the at least one brake circuit when a brake request occurs, also independently of an actuation of the master brake cylinder, and with an auxiliary pressure generating unit, which is designed to generate the hydraulic pressure in the at least one brake circuit as an alternative, with the pressure generating unit is monitored for malfunctions and when a malfunction is detected, the auxiliary pressure generating unit is activated, and the pressure generating unit is assigned a first switching valve in order to establish or connect to the auxiliary pressure generating unit
  • auxiliary pressure generating unit a second controllable switching valve to interrupt or establish a connection to the master cylinder.
  • the invention also relates to a device for operating the brake system described above and a correspondingly designed one
  • the invention also relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, which has such a braking system.
  • a vehicle in particular a motor vehicle, which has such a braking system.
  • brake systems are also being further developed that can perform a braking process independently of the actuation of the brake pedal.
  • the driver has the option of actuating a brake master cylinder, which is connected to at least one brake circuit, by actuating a brake pedal and thereby generating a hydraulic pressure in the brake circuit that acts on one or more wheel brakes.
  • a pressure control valve or inlet valve is connected upstream of the wheel brakes in order to set a braking force for each wheel.
  • the master cylinder In brake systems that can perform a braking process autonomously, the master cylinder is decoupled or decoupled from the brake circuit, so that when the brake pedal is actuated, a hydraulic pressure set by the master cylinder is not in the brake circuit but in a so-called
  • Pedal feeling simulator is pushed.
  • the hydraulic pressure in the brake circuit is then driven in particular by an electric motor
  • Pressure generating unit generated using one or more pumps. So-called brake-by-wire braking is carried out, in which the brake pedal is hydraulically decoupled from the respective wheel brake. In order to ensure that this function is always available, it is also known to have an auxiliary pressure generating device in the brake system
  • Hydraulic pressure generating unit is assigned a first switching valve, through which the hydraulic pressure generating unit with the
  • Auxiliary pressure generating unit can be connected, and the auxiliary pressure generating unit a second switching valve through which the auxiliary pressure generating unit and thus also the pressure generating unit can be connected to the master brake cylinder.
  • the auxiliary pressure generating unit and the pressure generating unit are thus connected in series in particular. This ensures that if both pressure generating units should fail, the driver can still bring the motor vehicle to a standstill by actuating the brake pedal and hydraulically coupling the master cylinder to the brake circuit. In such a case, the switching valves are then actuated in such a way that the master brake cylinder is hydraulically coupled to the pressure generating units and thus also to the wheel brakes.
  • the method according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that a delay in the build-up of braking force is reliably avoided when switching from the pressure generating unit to the auxiliary pressure generating unit.
  • the method ensures that when the first switching valve is actuated, the connection to the
  • Auxiliary pressure generating unit or the master cylinder to produce that from the wheel brakes or the
  • Hydraulic medium flowing back from the pressure generating unit does not lead to a pressure drop at the wheel brake.
  • the brake system is monitored for the presence of a brake request, which is specified for example by a brake pedal or a control device, and that when a brake request is detected, the second switching valve, through which the auxiliary pressure generating unit with the
  • Master cylinder is connected, is controlled to interrupt the connection to the master cylinder. This prevents the hydraulic medium that flows in the direction of the auxiliary pressure generating unit when the first switching valve is opened from flowing into the master brake cylinder and can lead to a pressure loss in the brake circuit. So as soon as one
  • the second switching valve is closed to interrupt the connection, and the first is opened to ensure that the hydraulic pressure on the wheel brake can be provided by the auxiliary pressure generating unit.
  • the second switching valve is triggered each time a pressure request is detected to interrupt the connection. This ensures that whenever there is a brake request, the brake system is preloaded by closing the second valve in such a way that there is a pressure loss in the
  • the second switching valve prefferably activated for the duration of the respective detected braking request in order to interrupt the connection.
  • the second switching valve is therefore closed for as long as the braking request is present. This ensures that the hydraulic pressure in the brake system or in the brake circuit does not experience any significant pressure loss for the entire period of the braking process.
  • the first switching valve is actuated to establish the connection to the
  • Wheel brake is acted upon by the hydraulic pressure provided by the auxiliary pressure generating device.
  • the pressure generating unit has a bypass, which is activated when the first valve is opened; alternatively, the hydraulic medium is passed through the pressure generating device.
  • a brake pedal assigned to the master brake cylinder and actuated by a driver is monitored for its actuation and / or a control device for an automated output of a brake request is monitored to detect the brake request.
  • a brake pedal travel sensor is assigned to the brake pedal, which monitors the brake pedal for its actuation and its actuation state in order to generate a braking request depending on the detected brake pedal travel, which is to be met by the pressure generating unit or, if it fails, by the auxiliary pressure generating unit.
  • the Brake request and the pressure request generated, for example, as a function of navigation data and / or data from an environment sensor system of the vehicle.
  • the main brake cylinder is preferred in normal operation with a
  • Auxiliary pressure generation unit controlled so that, as already mentioned, the driver can indeed press the accelerator pedal and feel a brake counterpressure, but the actual pressure build-up in the brake system takes place via the pressure generation device.
  • the device according to the invention with the features of claim 8 is characterized by a control device which is specially designed for this purpose
  • the brake system according to the invention with the features of claim 9 is characterized by the device according to the invention.
  • the control device is connected to a brake pedal travel sensor and / or a control device of the brake system or is designed as a control device of the brake system, as already mentioned above, in order to detect a braking request and the
  • control device is designed to control the pressure generating unit or the auxiliary pressure generating unit accordingly.
  • control device is designed to control the pressure generating unit or the auxiliary pressure generating unit accordingly.
  • the vehicle according to the invention in particular a motor vehicle, with the
  • Figure 1 shows a motor vehicle with an advantageous braking system in a simplified representation
  • Figure 2 is a simplified representation of the braking system
  • FIG. 3 is a diagram to explain the functioning of the
  • FIG. 1 shows a simplified plan view of a motor vehicle 1 with an advantageous brake system 2.
  • a drive system of the motor vehicle 1 is not shown for reasons of clarity.
  • the brake system 2 has a plurality of wheel brakes 3 which are each assigned to a wheel of the motor vehicle 1 in order to be able to generate a wheel-specific braking force if required.
  • the wheel brakes 3 are for this purpose with a
  • Pressure distributor 4 connected to the brake system, which distributes a hydraulic pressure provided to the wheel brakes 3. Either everyone is there
  • Wheel brake 3 is assigned an inlet valve 5, by means of which the hydraulic pressure made available can be used individually for each wheel, or the pressure distributor 4 has a corresponding one for the respective wheel brake 3
  • Inlet valve open.
  • the brake system 2 also has a master brake cylinder 6.
  • the master cylinder 6 is mechanically with a brake pedal 7, which in the
  • the master brake cylinder 6 is designed as a simple brake cylinder or tandem brake cylinder in order to operate one or more brake circuits of the motor vehicle 1.
  • the motor vehicle has a brake circuit 8 to which the wheel brakes 3 assigned.
  • the master brake cylinder 6 is assigned a switching valve 9, by means of which the master brake cylinder is connected in a first switching position to the brake circuit 8 and in a second position to a pedal feeling simulator 10. If the switching valve 9 is in the second switching position, the hydraulic volume that is made available by the master brake cylinder 6 through the actuation of the brake pedal 7 is in the
  • Brake pedal feel simulator 10 is pushed off and does not enter the brake circuit 8, so that the master brake cylinder 6 is hydraulically decoupled from the brake circuit 8.
  • the switching valve 9 connects the master brake cylinder 6 to a pressure generating unit 11. This is designed to generate hydraulic pressure in the brake circuit 8 as required. This is the
  • Pressure generation unit 11 is connected, for example, to a tank 12 for receiving and providing the hydraulic medium and has one or more hydraulic pumps, not shown in FIG. 1, with, for example, an electric motor, by means of which in the brake system 8 downstream of the pressure generation unit 11 a distributable to the wheel brakes 3
  • Hydraulic pressure can be generated.
  • the brake circuit 8 has an auxiliary pressure generation unit 13, which is also connected to the tank 12 and is designed to generate a hydraulic pressure in the brake circuit 8 as required, which hydraulic pressure can be distributed to the wheel brakes 3.
  • the auxiliary pressure generation unit 13 is in particular the same as the pressure generation unit 11, so that the auxiliary pressure generation unit 13 also has one or more
  • Hydraulic pumps which can be driven or driven by an electric motor, in particular.
  • the brake system 2 also has a control unit 14, which with the
  • Brake pedal travel sensor 15 is connected.
  • brake circuit 11 is the brake circuit 11
  • Pressure generating unit 11 connected downstream of the auxiliary pressure generating unit 13, a second switching valve 16 being interposed between the pressure generating units 11, 13, which in a first switching position the
  • Pressure generating unit 11 connects to the auxiliary pressure generating unit 13 and in a second switching position it disconnects or interrupts the connection.
  • the controller 14 is also with the two
  • Switching valves 9 and 16 connected to control them.
  • the named connections of the control device 14 are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the brake system 2 works as a brake-by-wire brake system, that is to say as a mechanically or hydraulically decoupled brake system.
  • the control unit 14 detects a brake pedal position and thus a
  • Pressure control valves, or the pressure distributor 4 is distributed to the wheel brakes 3 individually for each wheel in order to carry out an optimal braking process.
  • the switching valve 9 is activated in such a way that it connects the brake master cylinder 6 with the pedal travel feeling simulator 10.
  • the switching valve 16 is switched in such a way that it interrupts the connection to the auxiliary pressure generating unit 13. This ensures that the hydraulic pressure that is generated by the pressure generating unit 11 is supplied to the wheel brakes 3 alone
  • the control device 14 is also designed to monitor the functionality of the pressure generation unit 11. If the control unit 14 detects a braking request, it controls the switching valve 9 so that the connection between the pressure generating unit 13 and the master brake cylinder 6 is interrupted. If the control unit also detects a malfunction of the
  • Pressure generating unit 11 or its failure, it controls the switching valve 16 so that the connection of the pressure generating unit 11 to the
  • Auxiliary pressure generating unit 13 is produced.
  • the brake request generated by the brake pedal actuation 7 is now passed by the control device 14 to the auxiliary pressure generation unit 13, so that it generates the desired hydraulic pressure in the brake system 8. Because the valve 16 is opened and the connection is established, hydraulic medium could flow back from the brake circuit 8 back in the direction of the master brake cylinder 6 or the pedal feel simulator 10 due to the pressure already generated in the brake circuit 8, so that the hydraulic pressure in the
  • Brake circuit 8 has to be built up again, which results in a short period of time dT within which the pressure in brake circuit 8 or at wheel brakes 3 can decrease, as shown in FIG.
  • FIG. 3 shows, plotted against time t, the hydraulic pressure p prevailing in brake circuit 8 using a characteristic curve K, which shows the pressure profile as a result of a braking request.
  • the characteristic curve K shows the
  • control unit 14 activates the switching valve 9 to interrupt the connection to the master brake cylinder 6 when the brake request is detected, however, ensures that the hydraulic medium cannot flow back to the master brake cylinder 6 or the tank 12, so that the
  • Hydraulic pressure in brake circuit 8 is largely maintained, as shown by the solid line in section dT in FIG.
  • control unit 14 thus ensures that a brief reduction in the hydraulic pressure in the brake circuit 8 is avoided when a change is made from the pressure generating unit 11 to the pressure generating unit 13.
  • FIG. 2 shows a simplified representation of the brake system 2 according to a further embodiment. Elements already known from FIG. 1 are provided with the same reference numerals, so that in this respect the
  • the brake system 2 now has two brake circuits 8 ‘and 8 ′′, which with the
  • Pressure generating units 11 and 13 are connected and each a first Switching valve 16 'or 16 "and a second switching valve 9'
  • the master cylinder 6 is as
  • Tandem cylinder designed, which has two hydraulic pressure chambers, which are each connected to one of the brake circuits 8 ‘or 8 ′′.
  • the brake system 2 is divided into a master unit 17 and a slave unit 18.
  • the master unit 17 comprises the master brake cylinder 6, the switching valves 16 ′, 16 ′′, the pressure generating unit 11, the pressure distributor 4 and the wheel brakes 3.
  • the fact that the pressure generating units 11, 13 are connected in series means that when the pressure generating unit 13 generates the hydraulic pressure, this is supplied by the pressure generating unit 11 through the wheel brakes 3. If the pressure generating unit 11 fails, the
  • the switching valve 9 or 9, 9 ′′ is activated or closed by the control unit 14 every time the control unit 14 detects a pressure request or a braking request. This is
  • control device 14 monitors on the one hand the brake pedal position of the brake pedal 7 and an optionally available autonomous brake system for the occurrence of a brake request. As soon as such is recognized, the control device 14 controls the switching valve 9 or 9 ', 9 ′′ accordingly to control it to close, to interrupt the connection from the auxiliary pressure generating unit 13 to the master brake cylinder 6.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (2), wobei das Bremssystem einen Hauptbremszylinder (6) und wenigstens einen Bremskreis (8) mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren Radbremse (3) aufweist, und mit einer ansteuerbaren Druckerzeugungseinheit (11), die dazu ausgebildet ist, bei Auftreten einer Druckanforderung einen Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis zu erzeugen, und mit einer ansteuerbaren Hilfsdruckerzeugungseinheit (13), die dazu ausgebildet ist, den Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis ersatzweise zu erzeugen, wobei bei Erkennen einer Fehlfunktion in der Druckerzeugungseinheit die Hilfsdruckerzeugungseinheit angesteuert wird, um den Hydraulikdruck zu erzeugen, und wobei der Hilfsdruckerzeugungseinheit ein ansteuerbares Schaltventil (9; 9',9") zugeordnet ist, um eine Verbindung zu dem Hauptbremszylinder zu unterbrechen oder herzustellen. Es ist vorgesehen, dass das Bremssystem auf das Auftreten einer Bremsanforderung überwacht wird, und dass bei Erfassen einer Bremsanforderung das zweite Schaltventil dazu angesteuert wird, die Verbindung zu dem Hauptbremszylinder zu unterbrechen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems,
Bremssystem und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen
Bremssystems für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das Bremssystem einen von einem Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder und wenigstens einen mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Bremskreis mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren Radbremse aufweist, wobei der Radbremse zumindest ein ansteuerbares Einlassventil zum Einstellen einer Bremskraft der Radbremse vorgeschaltet ist, und mit einer
Druckerzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, auch unabhängig von einer Betätigung des Hauptbremszylinders bei Auftreten einer Bremsanforderung einen Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis zu erzeugen, und mit einer Hilfsdruckerzeugungseinheit, die dazu ausgebildet ist, den Hydraulikdruck in den zumindest einen Bremskreis ersatzweise zu erzeugen, wobei die Druckerzeugungseinheit auf Fehlfunktionen überwacht wird und bei Erkennen einer Fehlfunktion die Hilfsdruckerzeugungseinheit angesteuert wird, und wobei der Druckerzeugungseinheit ein erstes Schaltventil zugeordnet ist, um eine Verbindung zu der Hilfsdruckerzeugungseinheit herzustellen oder zu
unterbrechen, und der Hilfsdruckerzeugungseinheit ein zweites ansteuerbares Schaltventil, um eine Verbindung zu dem Hauptbremszylinder zu unterbrechen oder herzustellen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben des vorstehend beschriebenen Bremssystems sowie ein entsprechend ausgebildetes
Bremssystem mit einer solchen Vorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, das ein solches Bremssystem aufweist. Stand der Technik
Verfahren, Vorrichtungen und Bremssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Mit der zunehmenden
Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen und dem zunehmenden Grad an autonomen Fahrfunktionen, werden auch Bremssysteme weiter entwickelt, die unabhängig von einer Bremspedalbetätigung einen Bremsvorgang durchführen können. Bei herkömmlichen hydraulischen Bremssystemen hat der Fahrer die Möglichkeit, durch die Betätigung eines Bremspedals einen Hauptbremszylinder, der mit zumindest einem Bremskreis verbunden ist, zu betätigen und dadurch in dem Bremskreis einen hydraulischen Druck zu erzeugen, der auf eine oder mehrere Radbremsen wirkt. Den Radbremsen ist dabei jeweils ein Druckregelventil oder Einlassventil vorgeschaltet, um radindividuell eine Bremskraft einzustellen. Bei Bremssystemen, die einen Bremsvorgang autonom durchführen können, ist der Hauptbremszylinder von dem Bremskreis entkoppelt oder entkoppelbar, sodass beim Betätigen des Bremspedals ein durch den Hauptbremszylinder eingestellter Hydraulikdruck nicht in dem Bremskreis, sondern in einen sogenannten
Pedalgefühlsimulator geschoben wird. Der Hydraulikdruck im Bremskreis wird dann durch eine insbesondere elektromotorisch antreibbare
Druckerzeugungseinheit mithilfe einer oder mehrerer Pumpen erzeugt. Es wird damit eine sogenannte Brake-by-Wire-Bremsung durchgeführt, bei welcher das Bremspedal hydraulisch von der jeweiligen Radbremse entkoppelt ist. Um sicherzustellen, dass diese Funktion stets verfügbar ist, ist es außerdem bekannt, in dem Bremssystem eine Hilfsdruckerzeugungseinrichtung
vorzusehen, um für den Fall, dass die Druckerzeugungseinrichtung eine
Fehlfunktion aufweist und ausfällt, dennoch der Hydraulikdruck in dem
Bremskreis erzeugt werden kann. Dadurch ist ein Weiterbetrieb des
Bremssystems auch bei einer Fehlfunktion der Druckerzeugungseinheit gewährleistet.
Zur hydraulischen Verbindung des Hauptbremszylinders mit den Radbremsen ist bei einem derartigen Aufbau vorgesehen, dass der
Hydraulikdruckerzeugungseinheit ein erstes Schaltventil zugeordnet ist, durch welches die Hydraulikdruckerzeugungseinheit mit der
Hilfsdruckerzeugungseinheit verbindbar ist, und der Hilfsdruckerzeugungseinheit ein zweites Schaltventil, durch welches die Hilfsdruckerzeugungseinheit und damit auch die Druckerzeugungseinheit mit dem Hauptbremszylinder verbindbar sind. Die Hilfsdruckerzeugungseinheit und die Druckerzeugungseinheit sind somit insbesondere in Reihe geschaltet. Dadurch ist gewährleistet, dass dann, wenn beide Druckerzeugungseinheiten ausfallen sollten, der Fahrer immer noch durch Betätigen des Bremspedals und einer hydraulischen Kopplung des Hauptbremszylinders mit dem Bremskreis das Kraftfahrzeug zum Stehen zu bringen. In einem solchen Fall werden dann die Schaltventile derart betätigt, dass der Hauptbremszylinder mit den Druckerzeugungseinheiten und damit auch mit den Radbremsen hydraulisch gekoppelt sind.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass bei einem Umschalten von der Druckerzeugungseinheit auf die Hilfsdruckerzeugungseinheit eine Verzögerung im Bremskraftaufbau sicher vermieden wird. Durch das Verfahren wird gewährleistet, dass dann, wenn das erste Schaltventil dazu betätigt wird, die Verbindung zu der
Hilfsdruckerzeugungseinheit beziehungsweise dem Hauptbremszylinder herzustellen, dass aus den Radbremsen beziehungsweise der
Druckerzeugungseinheit zurücklaufende Hydraulikmedium nicht zu einem Druckabfall an der Radbremse führt. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass das Bremssystem auf das Vorliegen einer Bremsanforderung überwacht wird, die beispielsweise durch eine Bremspedalbetätigung oder ein Steuergerät vorgegeben wird, und dass bei Erfassen einer Bremsanforderung das zweite Schaltventil, durch welches die Hilfsdruckerzeugungseinheit mit dem
Hauptbremszylinder verbunden wird, dazu angesteuert wird, die Verbindung zu dem Hauptbremszylinder zu unterbrechen. Dadurch wird vermieden, dass das Hydraulikmedium, das beim Öffnen des ersten Schaltventils in Richtung der Hilfsdruckerzeugungseinheit fließt, in den Hauptbremszylinder abfließen und zu einem Druckverlust im Bremskreis führen kann. Sobald also eine
Bremsanforderung erfolgt, wird das zweite Schaltventil geschlossen, um die Verbindung zu unterbrechen, und das erste geöffnet, um zu gewährleisten, dass der Hydraulikdruck an der Radbremse durch die Hilfsdruckerzeugungseinheit bereitgestellt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das zweite Schaltventil bei jedem Erfassen einer Druckanforderung dazu angesteuert, die Verbindung zu unterbrechen. Somit ist sichergestellt, dass immer dann, wenn eine Bremsanforderung vorliegt, das Bremssystem durch das Schließen des zweiten Ventils derart vorgespannt wird, dass ein Druckverlust in dem
Bremssystem sowie in dem Bremskreis vermieden wird.
Besonders bevorzugt wird das zweite Schaltventil jeweils für die Dauer der jeweils erfassten Bremsanforderung dazu angesteuert, die Verbindung zu unterbrechen. Das zweite Schaltventil wird also derart lange geschlossen, wie die Bremsanforderung vorliegt. Dadurch ist gewährleistet, dass für den gesamten Zeitraum des Bremsvorgangs der Hydraulikdruck in dem Bremssystem oder in dem Bremskreis keinen wesentlichen Druckverlust erfährt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass bei Erfassen einer Bremsanforderung das erste Schaltventil dazu angesteuert wird, die Verbindung zu der
Hilfsdruckerzeugungseinrichtung herzustellen. Wie obenstehend bereits erwähnt, wird dadurch gewährleistet, dass der Bremskreis beziehungsweise die
Radbremse durch den von der Hilfsdruckerzeugungseinrichtung bereitgestellten Hydraulikdruck beaufschlagt wird. Optional weist die Druckerzeugungseinheit einen Bypass auf, der freigeschaltet wird, wenn das erste Ventil geöffnet wird, alternativ wird das Hydraulikmedium durch die Druckerzeugungseinrichtung hindurchgeleitet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird zum Erfassen der Bremsanforderung ein dem Hauptbremszylinder zugeordnetes und von einem Fahrer betätigtbares Bremspedal auf seine Betätigung und/oder ein Steuergerät auf ein automatisiertes Ausgeben einer Bremsanforderung überwacht. So ist dem Bremspedal beispielsweise ein Bremspedalwegsensor zugeordnet, der das Bremspedal auf seine Betätigung sowie auf sein Betätigungszustand überwacht, um in Abhängigkeit von dem erfassten Bremspedalweg eine Bremsanforderung zu erzeugen, die durch die Druckerzeugungseinheit, oder bei deren Ausfall durch die Hilfsdruckerzeugungseinheit, erfüllt werden soll. Bei Fahrzeugen, die einen automatischen oder autonomen Bremsvorgang ermöglichen, wird die Bremsanforderung und die Druckanforderung beispielsweise in Abhängigkeit von Navigationsdaten und/oder von Daten einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs erzeugt.
Bevorzugt wird der Hauptbremszylinder im Normalbetrieb mit einem
Pedalgefühlsimulator des Bremssystems verbunden und das erste Schaltventil zum Trennen der Verbindung der Druckerzeugungseinheit zu der
Hilfsdruckerzeugungseinheit angesteuert, sodass, wie eingangs bereits erwähnt, der Fahrer zwar das Fahrpedal betätigen und einen Bremsgegendruck erfühlen kann, der tatsächliche Druckaufbau in dem Bremssystem jedoch durch die Druckerzeugungseinrichtung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch ein Steuergerät aus, das speziell dazu hergerichtet ist, bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren
durchzuführen beziehungsweise auszuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Insbesondere ist das Steuergerät mit einem Bremspedalwegsensor und/oder einem Steuergerät des Bremssystems verbunden oder als Steuergerät des Bremssystems ausgebildet, wie vorstehend bereits erwähnt, um eine Bremsanforderung zu erfassen und die
Druckerzeugungseinheit oder die Hilfsdruckerzeugungseinheit entsprechend anzusteuern. Insbesondere ist das Steuergerät dazu ausgebildet, die
Druckerzeugungseinheit auf Fehlfunktionen zu überwachen und das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil anzusteuern, um bei Bedarf die
Druckerzeugungseinheit zu deaktivieren und die Hilfsdruckerzeugungseinheit zum Bereitstellen des gewünschten Hydraulikdrucks anzusteuern, wie
vorstehend bereits beschrieben.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit den
Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Bremssystem aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
Dazu zeigen
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einem vorteilhaften Bremssystem in einer vereinfachten Darstellung,
Figur 2 eine vereinfachte Darstellung des Bremssystems und
Figur 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des
vorteilhaften Bremssystems.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1 mit einem vorteilhaften Bremssystem 2. Ein Antriebssystem des Kraftfahrzeugs 1 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
Das Bremssystem 2 weist mehrere Radbremsen 3 auf, die jeweils einem Rad des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet sind, um bei Bedarf eine radindividuelle Bremskraft erzeugen zu können. Die Radbremsen 3 sind dazu mit einem
Druckverteiler 4 des Bremssystems verbunden, welcher einen bereitgestellten Hydraulikdruck auf die Radbremsen 3 verteilt. Dabei ist entweder jeder
Radbremse 3 jeweils ein Einlassventil 5 zugeordnet, durch welches der bereitgestellte Hydraulikdruck radindividuell nutzbar gemacht wird, oder der Druckverteiler 4 weist für die jeweilige Radbremse 3 ein entsprechendes
Einlassventil auf.
Weiterhin weist das Bremssystem 2 einen Hauptbremszylinder 6 auf. Der Hauptbremszylinder 6 ist mechanisch mit einem Bremspedal 7, das im
Fahrzeuginnenraum liegt und vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt werden kann, gekoppelt. Der Hauptbremszylinder 6 ist als einfacher Bremszylinder oder Tandem-Bremszylinder ausgebildet, um einen oder mehrere Bremskreise des Kraftfahrzeugs 1 zu bedienen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Kraftfahrzeug einen Bremskreis 8 auf, welchem die Radbremsen 3 zugeordnet sind. Dem Hauptbremszylinder 6 ist ein Schaltventil 9 zugeordnet, durch welches der Hauptbremszylinder in einer ersten Schaltstellung mit dem Bremskreis 8 und in einer zweiten Stellung mit einem Pedalgefühlsimulator 10 verbunden ist. Befindet sich das Schaltventil 9 in der zweiten Schaltstellung, so wird das Hydraulikvolumen, das von dem Hauptbremszylinder 6 durch die Betätigung des Bremspedals 7 zur Verfügung gestellt wird, in den
Bremspedalgefühlsimulator 10 abgeschoben und gelangt nicht in den Bremskreis 8, sodass der Hauptbremszylinder 6 hydraulisch von dem Bremskreis 8 entkoppelt ist.
In der ersten Schaltstellung verbindet das Schaltventil 9 den Hauptbremszylinder 6 mit einer Druckerzeugungseinheit 11. Diese ist dazu ausgebildet, in dem Bremskreis 8 bei Bedarf einen Hydraulikdruck zu erzeugen. Dazu ist die
Druckerzeugungseinheit 11 beispielsweise mit einem Tank 12 zur Aufnahme und Bereitstellung des Hydraulikmediums verbunden und weist eine oder mehrere, in der Figur 1 nicht dargestellte, Hydraulikpumpen mit beispielsweise einem Elektromotor auf, mittels welcher in dem Bremssystem 8 stromabwärts der Druckerzeugungseinheit 11 ein auf die Radbremsen 3 verteilbarer
Hydraulikdruck erzeugt werden kann. Außerdem weist der Bremskreis 8 eine Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 auf, die ebenfalls mit dem Tank 12 verbunden und dazu ausgebildet ist, bei Bedarf einen Hydraulikdruck in dem Bremskreis 8 zu erzeugen, der auf die Radbremsen 3 verteilt werden kann. Dabei gleicht die Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 insbesondere der Druckerzeugungseinheit 11, sodass auch die Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 eine oder mehrere
Hydraulikpumpen, die insbesondere elektromotorisch antreibbar oder angetrieben sind, aufweist.
Das Bremssystem 2 weist weiterhin ein Steuergerät 14 auf, das mit den
Druckerzeugungseinheiten 11, 13, den Druckverteiler 4 und/oder den
Einlassventilen 5, sowie mit einem dem Bremspedal 7 zugeordneten
Bremspedalwegsensor 15 verbunden ist. In dem Bremskreis 11 ist die
Druckerzeugungseinheit 11 der Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 nachgeschaltet, wobei zwischen den Druckerzeugungseinheiten 11, 13 ein zweites Schaltventil 16 zwischengeschaltet ist, das in einer ersten Schaltstellung die
Druckerzeugungseinheit 11 mit der Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 verbindet und in einer zweiten Schaltstellung von dieser trennt beziehungsweise die Verbindung unterbricht. Das Steuergerät 14 ist auch mit den beiden
Schaltventilen 9 und 16 verbunden, um diese anzusteuern. Die genannten Verbindungen des Steuergeräts 14 sind in Figur 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt.
Im Normalbetrieb arbeitet das Bremssystem 2 als Brake-by-Wire- Bremssystem, also als mechanisch oder hydraulisch entkoppeltes Bremssystem. Dazu erfasst das Steuergerät 14 eine Bremspedalstellung und damit einen
Betätigungszustand des Bremspedals 7 mittels des Bremspedalwegsensors 15 und steuert in Abhängigkeit der durch die Bremspedalstellung erkannten
Bremsanforderung die Druckerzeugungseinheit 11 an, sodass diese einen Hydraulikdruck bereitstellt, der durch die Einlassventile 5, insbesondere
Druckregelventile, oder den Druckverteiler 4 auf die Radbremsen 3 radindividuell verteilt wird, um einen optimalen Bremsvorgang durchzuführen. Dabei ist das Schaltventil 9 derart angesteuert, dass es den Hauptbremszylinder 6 mit dem Pedalweggefühlsimulator 10 verbindet. Außerdem ist das Schaltventil 16 derart geschaltet, dass es die Verbindung zu der Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 unterbricht. Dadurch ist gewährleistet, dass der Hydraulikdruck, der von der Druckerzeugungseinheit 11 erzeugt wird, allein den Radbremsen 3
zugutekommt.
Das Steuergerät 14 ist außerdem dazu ausgebildet, die Funktionsfähigkeit der Druckerzeugungseinheit 11 zu überwachen. Erfasst das Steuergerät 14 eine Bremsanforderung, so steuert es das Schaltventil 9 an, sodass die Verbindung der Druckerzeugungseinheit 13 zu dem Hauptbremszylinder 6 unterbrochen wird. Erfasst das Steuergerät darüber hinaus eine Fehlfunktion der
Druckerzeugungseinheit 11 oder deren Ausfall, so steuert es das Schaltventil 16 an, sodass die Verbindung der Druckerzeugungseinheit 11 zu der
Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 hergestellt wird. Außerdem wird die durch die Bremspedalbetätigung 7 erzeugte Bremsanforderung durch das Steuergerät 14 nunmehr an die Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 geleitet, sodass diese den gewünschten Hydraulikdruck in dem Bremssystem 8 erzeugt. Dadurch, dass das Ventil 16 geöffnet und die Verbindung hergestellt wird, könnte aufgrund des in dem Bremskreis 8 bereits erzeugten Drucks Hydraulikmedium aus dem Bremskreis 8 zurück in Richtung des Hauptbremszylinders 6 oder des Pedalgefühlsimulators 10 zurückfließen, sodass der Hydraulikdruck im
Bremskreis 8 erneut aufgebaut werden muss, wodurch eine kurze Zeitspanne dT entsteht, innerhalb welcher der Druck im Bremskreis 8 beziehungsweise an den Radbremsen 3 abnehmen kann, wie in Figur 3 gezeigt.
Figur 3 zeigt dabei über die Zeit t aufgetragen den in dem Bremskreis 8 herrschenden Hydraulikdruck p anhand einer Kennlinie K, die den Druckverlauf in Folge einer Bremsanforderung zeigt. Die Kennlinie K zeigt dabei den
Druckverlauf im herkömmlichen Fall mit einem gestrichelten Abschnitt in der Zeitdauer dT.
Dadurch, dass das Steuergerät 14 jedoch bei Erfassen der Bremsanforderung das Schaltventil 9 dazu ansteuert, die Verbindung zum Hauptbremszylinder 6 zu unterbrechen, wird erreicht, dass das Hydraulikmedium nicht zurück zu dem Hauptbremszylinder 6 oder dem Tank 12 abfließen kann, sodass der
Hydraulikdruck im Bremskreis 8 weitestgehend aufrechterhalten bleibt, wie durch die durchgezogene Linie im Abschnitt dT in Figur 3 gezeigt.
Durch das vorteilhafte Verfahren, das von dem Steuergerät 14 ausgeführt wird, wird somit erreicht, dass eine kurzzeitige Reduktion des Hydraulikdrucks im Bremskreis 8 vermieden wird, wenn von der Druckerzeugungseinheit 11 auf die Druckerzeugungseinheit 13 gewechselt wird.
Figur 2 zeigt in einer vereinfachten Darstellung das Bremssystem 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Aus Figur 1 bereits bekannte Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die
obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 weist das Bremssystem 2 nunmehr zwei Bremskreise 8‘ und 8“ auf, die mit den
Druckerzeugungseinheiten 11 und 13 verbunden sind und jeweils ein erstes Schaltventil 16‘ beziehungsweise 16“ und ein zweites Schaltventil 9‘
beziehungsweise 9“ aufweisen. Der Hauptbremszylinder 6 ist dabei als
Tandemzylinder ausgebildet, der zwei Hydraulikdruckkammern aufweist, die jeweils mit einem der Bremskreise 8‘ beziehungsweise 8“ verbunden sind.
Des Weiteren ist das Bremssystem 2 in eine Master- Einheit 17 und eine Slave- Einheit 18 unterteilt. Die Master- Einheit 17 umfasst den Hauptbremszylinder 6, die Schaltventile 16‘, 16“, die Druckerzeugungseinheit 11, den Druckverteiler 4 sowie die Radbremsen 3. Die Slave-Einheit 18, die insoweit als Hilfseinheit oder Noteinheit bezeichnet werden kann, weist die Schaltventile 9‘ und 9“ sowie die Druckerzeugungseinheit 13 auf.
Dadurch, dass die Druckerzeugungseinheiten 11, 13 in Reihe geschaltet sind, ergibt sich, dass dann, wenn die Druckerzeugungseinheit 13 den Hydraulikdruck erzeugt, dieser durch die Druckerzeugungseinheit 11 durch den Radbremsen 3 zugeführt wird. Fällt die Druckerzeugungseinheit 11 aus, werden die
Schaltventile 9‘ und 9“ beide geschlossen, um die Verbindung zu dem
Hauptbremszylinder 6 und damit zu dem Tank 12 zu unterbrechen, sodass das Hydraulikmedium nicht dorthin abfließen kann, sodass der Hydraulikdruck p in dem Bremskreis 8‘ und 8“ aufrechterhalten wird, wie in Figur 3 gezeigt.
Um auch ein Abfließen von Bremsflüssigkeit beziehungsweise Hydraulikmedium zu vermeiden, wird das Schaltventil 9 oder 9‘, 9“ von dem Steuergerät 14 jedes Mal dann angesteuert beziehungsweise geschlossen, wenn das Steuergerät 14 eine Druckanforderung oder Bremsanforderung erfasst. Dadurch ist
sichergestellt, dass jedes Mal dann, wenn die Druckerzeugungseinheit 11 dazu angesteuert wird, einen Hydraulikdruck zu erzeugen, das Schaltventil 9 oder 9‘, 9“ bereits geschlossen ist, sodass bei einem Ausfall der Druckerzeugungseinheit 11 schnell und ohne Druckverlust auf die Druckerzeugungseinheit 13
umgeschaltet werden kann.
Das Steuergerät 14 überwacht dazu einerseits die Bremspedalstellung des Bremspedals 7 sowie ein gegebenenfalls vorhandenes autonomes Bremssystem auf das Auftreten einer Bremsanforderung. Sobald eine solche erkannt wird, steuert das Steuergerät 14 das Schaltventil 9 oder 9‘, 9“ entsprechend an, um es zu schließen, die Verbindung von der Hilfsdruckerzeugungseinheit 13 zu dem Hauptbremszylinder 6 zu unterbrechen.
Für den Fall, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 die Bremsung selbst übernehmen möchte, durch eine Betätigung des Bremspedals 7, ist dies auch weiterhin möglich, weil eine bevorzugt in der Slave-Einheit 18 vorhandene Fahrerbremswunschdetektion durch das frühzeitige Schalten der Schaltventile 9‘, 9“ oder 9 nicht beeinflusst wird. Außerdem werden durch den im Normalfall, also wenn die Master- Einheit beziehungsweise die Druckerzeugungseinheit 11 ordnungsgemäß funktioniert, nicht vorhandenen Gegendruck die Schaltventile 9‘,
9“nicht hydraulisch belastet, sodass durch das vorteilhafte Verfahren keine erhöhte Belastung der Schaltventile 9‘, 9“, 9 erfolgt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (2) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (1), wobei das Bremssystem (2) einen von einem Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder (6) und wenigstens einen mit dem Hauptbremszylinder (6) verbundenen Bremskreis (8) mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren Radbremse (3) aufweist, wobei der Radbremse (3) zumindest ein ansteuerbares Einlassventil (5) zum Einstellen einer Bremskraft der Radbremse (3) vorgeschaltet ist, und mit einer ansteuerbaren
Druckerzeugungseinheit (11), die dazu ausgebildet ist, auch unabhängig von einer Betätigung des Hauptbremszylinders (6) bei Auftreten einer
Druckanforderung einen Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis (8) zu erzeugen, und mit einer ansteuerbaren Hilfsdruckerzeugungseinheit (13), die dazu ausgebildet ist, den Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis (8) ersatzweise zu erzeugen, wobei die Druckerzeugungseinheit (11) auf
Fehlfunktionen überwacht wird und bei Erkennen einer Fehlfunktion die
Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) angesteuert wird, um den Hydraulikdruck zu erzeugen, und wobei der Druckerzeugungseinheit (11) ein erstes Schaltventil (16;16‘,16“) zugeordnet ist, um eine Verbindung zu der
Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) herzustellen oder zu unterbrechen, und der Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) ein zweites ansteuerbares Schaltventil (9;9‘,9“), um eine Verbindung zu dem Hauptbremszylinder (6) zu unterbrechen oder herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (2) auf das Auftreten einer Bremsanforderung überwacht wird, und dass bei Erfassen einer Bremsanforderung das zweite Schaltventil (9;9‘,9“) dazu angesteuert wird, die Verbindung zu dem Hauptbremszylinder (6) zu unterbrechen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltventil (9;9‘,9“) bei jedem Erfassen einer Bremsanforderung dazu angesteuert wird, die Verbindung zu unterbrechen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltventil (9;9‘,9“) jeweils für die Dauer der jeweils erfassten Bremsanforderung dazu angesteuert wird, die Verbindung zu unterbrechen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen einer Bremsanforderung das erste
Schaltventil (16;16‘,16“) dazu angesteuert wird, die Verbindung zu der
Hilfsdruckerzeugungseinrichtung (13) herzustellen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Ansteuern des ersten Schaltventils (9) zum Herstellen der Verbindung die Druckerzeugungseinrichtung (11) hydraulisch mit dem zweiten Schaltventil (9;9‘,9“) verbunden wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Bremsanforderung ein dem
Hauptbremszylinder (6) zugeordnetes und von einem Fahrer betätigbares Bremspedal (7) auf seine Betätigung und/oder ein Steuergerät des Fahrzeugs auf ein automatisiertes Ausgeben einer Bremsanforderung überwacht wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (6) im Normalbetrieb mit einem Pedalgefühlsimulator des Bremssystems (2) verbunden und das erste
Schaltventil (16;16‘,16“) zum Trennen der Verbindung der
Druckerzeugungseinrichtung (11) von der Hilfsdruckerzeugungseinrichtung (13) angesteuert wird.
8. Vorrichtung zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (2) für ein Fahrzeug, wobei das Bremssystems (2) einen von einem Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder (6) und wenigstens einen mit dem Hauptbremszylinder (6) verbundenen Bremskreis mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren
Radbremse (3) aufweist, wobei der Radbremse (3) zumindest ein ansteuerbares Einlassventil (5) zum Einstellen einer ansteuerbaren Bremskraft der Radbremse (3) vorgeschaltet ist, und mit einer ansteuerbaren Druckerzeugungseinheit (11), die dazu ausgebildet ist, auch unabhängig von einer Betätigung des
Hauptbremszylinders (6) bei Erfassen einer Bremsanforderung einen
Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis (8) zu erzeugen, und mit einer ansteuerbaren Hilfsdruckerzeugungseinheit (13), die dazu ausgebildet ist, den Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis ersatzweise zu erzeugen, und wobei der Druckerzeugungseinheit (11,13) ein erstes Schaltventil (16;16‘,16“) zum Herstellen oder Unterbrechen einer Verbindung zu der Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) und der Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) ein zweites ansteuerbares Schaltventil (9;9‘,9“) zum Herstellen oder Unterbrechen einer Verbindung zu dem Hauptbremszylinder (6) zugeordnet ist,
gekennzeichnet durch ein Steuergerät (14), das speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
9. Hydraulisches Bremssystem (2) für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (1), wobei das Bremssystem (2) einen von einem Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder (6), wobei das Bremssystems (2) einen von einem Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder (6) und wenigstens einen mit dem Hauptbremszylinder (6) verbundenen Bremskreis mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren Radbremse (3) aufweist, wobei der Radbremse (3) zumindest ein ansteuerbares Einlassventil (5) zum Einstellen einer
ansteuerbaren Bremskraft der Radbremse (3) vorgeschaltet ist, und mit einer ansteuerbaren Druckerzeugungseinheit (11), die dazu ausgebildet ist, auch unabhängig von einer Betätigung des Hauptbremszylinders (6) bei Erfassen einer Bremsanforderung einen Hydraulikdruck in dem zumindest einen
Bremskreis (8) zu erzeugen, und mit einer ansteuerbaren
Hilfsdruckerzeugungseinheit (13), die dazu ausgebildet ist, den Hydraulikdruck in dem zumindest einen Bremskreis ersatzweise zu erzeugen, und wobei der Druckerzeugungseinheit (11,13) ein erstes Schaltventil (16;16‘,16“) zum
Herstellen oder Unterbrechen einer Verbindung zu der
Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) und der Hilfsdruckerzeugungseinheit (13) ein zweites ansteuerbares Schaltventil (9;9‘,9“) zum Herstellen oder Unterbrechen einer Verbindung zu dem Hauptbremszylinder (6) zugeordnet ist,
gekennzeichnet durch die Vorrichtung nach Anspruch 8.
10. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (1), mit einem hydraulischen Bremssystem (2) gemäß Anspruch 9.
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