DE10123599A1

DE10123599A1 - Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE10123599A1
Application number: DE10123599A
Authority: DE
Inventors: Peter Drott; Bernhard Giers; Thomas Goebel; Horst Kraemer; Holger Kranlich; Andreas Klein; Holger Wahl; Jan Hoffmann; Andreas Emmerich; Uwe Karl
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-08-22

Abstract

Es wird eine elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, die in einer Betriebsart Brake-by-Wire sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der Brake-by-Wire-Betriebsart betrieben wird und in einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist. DOLLAR A Um eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Bremsanlage zu erreichen bzw. eine Bremsanlage vorzuschlagen, bei der in allen Fahrsituationen ein ausreichendes Druckmittelvolumen zur Verfügung gestellt wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß Mittel zur Bereitstellung eines Druckmittelvolumenstroms vorgesehen sind, der in der Rückfallbetriebsart mindestens den für die jeweils erforderliche Verzögerung notwendigen Druckmittelvolumenbedarf sicherstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer Betriebsart Brake-by-Wire sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der Brake-by- Wire-Betriebsart betrieben wird und in einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist, mit einem mittels eines Bremspedals betätigbaren, mindestens einen Druckraum aufweisenden Hauptbremszylinder, einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator mit einem mittels einer Feder positionierten Simulatorkolben, der einerseits einen die Feder aufnehmenden Simulatorraum und andereseits eine mit einem der Druckräume des Hauptbremszylinders in Verbindung stehende Simulatorkammer begrenzt,
einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter,
einer hydraulischen Hilfsdruckquelle,
einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit, und
mit dem Hauptbremszylinder sowie der hydraulischen Druckquelle verbindbaren Radbremsen.

Eine derartige Bremsanlage ist z. B. aus der internationalen Patentanmeldung WO 00/43246 bekannt. Bei der vorbekannten Bremsanlage ist in einer hydraulischen Leitung zwischen dem Wegsimulator und dem Druckmittelvorratsbehälter ein elektrisch betätigbares Rücklaufventil eingefügt, das bei jedem Bremsvorgang geschlossen wird. Tritt bei der bekannten Bremsanlage ein Störfall auf, bei dem die Steuereinheit und/oder die Stromversorgung der elektrisch zu betätigenden Aggregate ausfällt, so kann das Rücklaufventil nicht geöffnet werden, so daß der Wegsimulator abgesperrt ist und kein Druckmittelvolumen aufnehmen kann. Der in den Radbremsen eingesteuerte Druck bewirkt ein Zurückstellen des Simulatorkolbens bzw. des Bremspedals in die Ausgangsstellung.

Weniger vorteilhaft wird jedoch die Druckmittelvolumenbilanz angesehen, die sich beispielsweise bei einer Fahrt auf glatter Fahrbahn einstellt. Nachdem der Wegsimulator ein bestimmtes Druckmittelvolumen aufgenommen hatte, wird der in den Radbremsen herrschende Druck durch einen ABS-Eingriff auf Null herunter geregelt, so daß kein Zurückstellen des Simulatorkolbens möglich ist. Das bekannte System ist deshalb nicht in der Lage, das vom Wegsimulator aufgenommene Druckmittelvolumen zur Verfügung zu stellen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Bremsanlage der eingangs genannten Gattung zu erreichen bzw. eine Bremsanlage vorzuschlagen, bei der in allen Fahrsituationen ein ausreichendes Druckmittelvolumen zur Verfügung gestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Bereitstellung eines Druckmittelvolumenstroms vorgesehen sind, der in der Rückfallbetriebsart mindestens den für die jeweils erforderliche Verzögerung notwendigen Druckmittelvolumenbedarf sicherstellt.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Mittel eine aktive Rückförderung des vom Wegsimulator aufgenommenen Druckmittelvolumens in den Hauptbremszylinder gewährleisten. Die Rückförderung erfolgt dabei vorzugsweise mittels der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle aufgebrachten Energie.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Hilfsdruckquelle durch einen aufladbaren Hochdruckspeicher gebildet ist, und daß eine Ventilanordnung vorgesehen ist, die in der Brake-by-Wire-Betriebsart eine hydraulische Verbindung zwischen dem Wegsimulator und dem Druckmittelvorratsbehälter freigibt und eine hydraulische Verbindung zwischen dem Wegsimulator und dem Hochdruckspeicher absperrt, während sie in der Rückfallbetriebsart die hydraulische Verbindung zwischen dem Wegsimulator und dem Druckmittelvorratsbehälter absperrt und die hydraulische Verbindung zwischen dem Wegsimulator und dem Hochdruckspeicher freigibt.

Der Simulatorkolben wird dabei vorzugsweise in der Rückfallbetriebsart entgegen seiner der Brake-by-Wire- Betriebsart entsprechenden Bewegungsrichtung mit dem vom Hochdruckspeicher zur Verfügung gestellten Druck beaufschlagt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes Hochdruckspeicher gebildet ist, und daß eine Ventilanordnung vorgesehen ist, die in der Brake-by-Wire-Betriebsart eine hydraulische Verbindung zwischen einer Hydraulikkammer einer Kolben-Zylinder-Anordnung und dem Druckmittelvorratsbehälter freigibt und eine hydraulische Verbindung zwischen der Hydraulikkammer und dem Hochdruckspeicher absperrt, während sie in der Rückfallbetriebsart die hydraulische Verbindung zwischen der Hydraulikkammer und dem Druckmittelvorratsbehälter absperrt und die hydraulische Verbindung zwischen der Hydraulikkammer und dem Hochdruckspeicher freigibt, wobei die Hydraulikkammer von einem hydraulischen Kolben begrenzt wird, der mit dem vom Hochdruckspeicher zur Verfügung gestellten Druck beaufschlagt wird und der in der Rückfallbetriebsart den Simulatorkolben entgegen seiner der Brake-by-Wire- Betriebsart entsprechenden Bewegungsrichtung verstellt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Simulatorkolben durch ein mechanisches Betätigungselement verstellt, das mittels einer durch den vom Hochdruckspeicher zur Verfügung gestellten Druck spannbaren Rückstellfeder betätigt wird. Ein Teil des Betätigungselementes ist zweckmäßig als ein hydraulischer Kolben ausgebildet.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der hydraulische Kolben eine erste Druckkammer von einer zweiten Druckkammer trennt und wenn eine Ventilanordnung vorgesehen ist, die in der Brake-by-Wire-Betriebsart eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer und dem Hochdruckspeicher freigibt und eine hydraulische Verbindung zwischen der Druckkammer und dem Druckmittelvorratsbehälter absperrt, während sie in der Rückfallbetriebsart die hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer und dem Hochdruckspeicher absperrt und die hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer und dem Druckmittelvorratsbehälter freigibt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des Erfindungsgegenstandes gewährleisten die Mittel ein Einströmen eines zusätzlichen Druckmittelvolumens in den Hauptbremszylinder, wobei das zusätzliche Druckmittelvolumen von der hydraulischen Hilfsdruckquelle zur Verfügung gestellt wird.

Außerdem ist es besonders sinnvoll, wenn zwischen dem Hochdruckspeicher und mindestens einem der Druckräume des Hauptbremszylinders eine mittels eines Ventils absperrbare hydraulische Verbindung vorgesehen ist.

In der hydraulischen Verbindung kann eine Trennkolbeneinrichtung eingefügt sein, die mittels einer absperrbaren Leitung an den Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß der Hauptbremszylinder als ein Tandemhauptzylinder mit einem ersten und einem zweiten Druckraum ausgebildet ist, die von einem ersten und einem zweiten Kolben begrenzt sind, und daß das Ventil durch die Bewegung des zweiten Kolbens betätigbar ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von insgesamt neun unter Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung hervor, wobei für gleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a den Aufbau der erfindungsgemäßen Bremsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform im aktiven bzw. Bereitschaftszustand,

Fig. 1b die Bremsanlage gemäß Fig. 1a im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 2 den Aufbau einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 3 den Aufbau einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 4 den Aufbau einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 5 eine erste Modifikation der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 6 eine zweite Modifikation der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 7 eine dritte Modifikation der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage im inaktiven bzw. stromlosen Zustand,

Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage, und

Fig. 9 eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage.

Die in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellte Bremsanlage besteht im wesentlichen aus einem mittels eines Bremspedals 1 betätigbaren, zweikreisigen hydraulischen Druckerzeuger bzw. Hauptbremszylinder 2 in Tandemausführung, einem mit dem Tandemhauptzylinder 2 zusammenwirkenden Wegsimulator 3, einem dem Tandemhauptzylinder 2 zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter 4, einer hydraulischen Hilfsdruckquelle 5, einer lediglich schematisch angedeuteten hydraulischen Steuereinheit HCU 6, die u. a. sämtliche, für Druckregelvorgänge erforderlichen Komponenten enthält und an die nicht dargestellte Fahrzeugbremsen angeschlossen sind, sowie einer nicht dargestellten elektronischen Steuer- und Regeleinheit. Der an sich bekannte Tandemhauptzylinder 2 weist durch zwei Kolben 7, 8 begrenzte, voneinander getrennte Druckräume 9, 10, auf, die sowohl mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 als auch über die HCU 6 mit den Fahrzeugbremsen verbindbar sind. Der vorhin erwähnte Wegsimulator 3, der dem Fahrer im Brake-by-Wire-Modus das gewohnte Bremspedalgefühl vermittelt, besteht im wesentlichen aus einem Simulatorkolben 11 sowie einer sich am Simulatorkolben 11 abstützenden Feder 12, die in einem vom Simulatorkolben 11 begrenzten Simulatorraum 13 angeordnet ist. Andererseits begrenzt der Simulatorkolben 11 eine Simulatorkammer 14, die mittels eines Druckmittelkanals 15 mit dem ersten Druckraum 9 des Tandemhauptzylinders 2 verbunden und somit mit dem darin eingesteuerten hydraulischen Druck beaufschlagbar ist. Weiterhin ist Fig. 1a und 1b zu entnehmen, daß zwischen der Hilfsdruckquelle 5, die vorzugsweise durch einen Hochdruckspeicher gebildet ist, und dem Simulatorraum 13 eine hydraulische Leitung 40 vorgesehen ist, die mittels eines elektromagnetisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos offenen (SO-)2/2-wegeventils 16 absperrbar bzw. freigebbar ist. Der Simulatorraum 13 ist außerdem über ein elektromagnetisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes (SG-)2/2-Wegeventil 17 an einen drucklosen Druckmittelvorratsbehälter angeschlossen, der wie mit dem Bezugszeichen (4) angedeutet ist, durch den vorhin erwähnten Druckmittelvorratsbehälter 4 gebildet werden kann.

Im nachfolgenden Text wird die Funktionsweise der in Fig. 1a, b gezeigten erfindungsgemäßen Bremsanlage näher erläutert.

Im unbetätigten Zustand des Bremspedals 1 befinden sich sämtliche Komponenten in der in Fig. 1a gezeigten Stellung. In der bevorzugten Brake-by-Wire-Betriebsart wird der am Bremspedal 1 mittels eines nicht gezeigten Wegsensors erfaßte Fahrerverzögerungswunsch in der vorhin erwähnten elektronischen Steuereinheit in einen in den Fahrzeugbremsen einzusteuernden Systemdruckwert umgerechnet, der mittels der HCU 6 eingestellt wird. Der Tandemhauptzylinder 2 ist dabei von den Fahrzeugbremsen getrennt. Durch die Bewegung des ersten Hauptzylinderkolbens 7 in der Betätigungsrichtung wird der Simulatorkolben 11 mit Druck beaufschlagt und somit in der Zeichnung nach links verschoben, so daß dem Fahrer bei Betätigung des Bremspedals 1 ein Pedalgefühl vermittelt wird, das durch die Kennlinie der Feder 12 vorgegeben ist. Das aus dem Simulatorraum 13 verdrängte Druckmittelvolumen wird über das offene Ventil 17 in den Druckmittelvorratsbehälter (4) verschoben.

Bei einem Stromausfall, der beispielsweise durch einen Batteriedefekt, einen Kurzschluß oder durch Ausschalten der Zündung verursacht wird, geht die erfindungsgemäße Bremsanlage automatisch in eine erste Rückfallbetriebsart über, in der Fahrerbremsungen möglich sind. Dabei werden die Ventile 16, 17 in die in Fig. 1b gezeigte Schaltstellung umgeschaltet, so daß die Verbindung zwischen dem Simulatorraum 13 und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) unterbrochen wird. Dabei wird die der Feder 12 zugewandte Stirnfläche des Simulatorkolbens 11 mit dem vom Hochdruckspeicher 5 bereitgestellten Druck beaufschlagt, so daß der Simulatorkolben 11 in seine Ausgangsstellung zurück fährt und das von der Simulatorkammer 14 aufgenommene Druckmittelvolumen in den ersten Druckraum 9 des Tandemhauptzylinders 2 zurück gefördert wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem Wegsimulator 3 wirkungsmäßig eine Kolben-Zylinder-Anordnung 18 vorgeschaltet, deren Kolben 19 in eine kraftübertragende Verbindung mit dem Simulatorkolben 11 bringbar ist. Der Kolben 19 begrenzt eine Hydraulikkammer 20, die über die im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte Ventilanordnung 16, 17 mit dem Hochdruckspeicher 5 bzw. dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbindbar ist. Der Abbildung ist eindeutig zu entnehmen, daß die Hydraulikkammer 20 bei der der dargestellten Rückfallbetriebsart entsprechenden Schaltstellung der Ventile 16, 17 vom Druckmittelvorratsbehälter (4) getrennt mit dem Hochdruckspeicher 5 verbunden ist, so daß der Kolben 19 in der Zeichnung nach rechts verschoben wird und den Simulatorkolben 11 zurück stellt. Die Rückstellbewegung des Simulatorkolbens 11 in die Ausgangsstellung bewirkt ein Verdrängen des von der Simulatorkammer 14 aufgenommenen Druckmittelvolumens in den Hauptbremszylinder 2. Ein lediglich schematisch angedeuteter Wegsensor 28 ermöglicht eine Positionsüberwachung des Kolbens 19.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird der Simulatorkolben 11 in der Rückfallbetriebsart durch Wirkung einer Rückstellfeder 22 zurückgestellt, die mit einem mechanischen Betätigungselement 21 zusammenwirkt. Das dem Simulatorkolben 11 abgewandte Ende des Betätigungselementes 21 ist dabei als ein hydraulischer Kolben 23 ausgebildet, der eine erste Druckkammer 24 von einer zweiten Druckkammer 25 trennt. Die erste Druckkammer 24 ist dabei mit dem vom Hochdruckspeicher 5 bereitgestellten Druck beaufschlagbar, während die zweite Druckkammer 25 die Rückstellfeder 22 aufnimmt, so daß beim Öffnen des Ventils 16 und Schließen des Ventils 17 das Betätigungselement 21 nach links bewegt und die Rückstellfeder 22 gespannt wird. In der in Fig. 3 gezeigten Schaltstellung der Ventile 16, 17, die der Rückfallbetriebsart entspricht, wird die Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 24 und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) geöffnet, so daß sich die Rückstellfeder 22 entspannen und das Betätigungselement 21 in der Zeichnung nach rechts verstellen kann. Dadurch wird, wie in den vorstehend beschriebenen Fällen, der Simulatorkolben 11 in seine Ausgangslage zurückgebracht.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel sind sowohl der Simulatorraum 13 als auch die zweite Druckkammer 25 naß ausgeführt, d. h., mit Druckmittel gefüllt. Da das Druckmittel bei der Bewegung des Simulatorkolbens 11 sowie des Betätigungselementes 21 aus dem Simulatorraum 13 sowie der zweiten Druckkammer 25 verdrängt wird, sind zwischen der zweiten Druckkammer 25 und dem Simulatorrraum 13 sowie zwischen dem Simulatorrraum 13 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 hydraulische Verbindungen 26, 27 vorgesehen. Es ist selbstverständlich auch denkbar, sowohl den Simulatorraum 13 als auch die zweite Druckkammer 25 trocken auszuführen, d. h., sie mit der Atmosphäre zu verbinden, so daß dann die hydraulischen Verbindungen 26, 27 entfallen können.

Bei den in Fig. 4 bis 6 dargestellten Beispielen wird der Hauptbremszylinder 2 in der Rückfallbetriebsart mit einem zusätzlichen Druckmittelvolumen versorgt, das vorzugsweise von der hydraulischen Hilfsdruckquelle bzw. dem Hochdruckspeicher 5 zur Verfügung gestellt wird. Zu diesem Zweck ist bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung zwischen dem ersten Druckraum 9 des Tandemhauptzylinders 2 und dem Hochdruckspeicher 5 eine hydraulische Verbindung 29 vorgesehen, in der ein elektrisch betätigbares, stromlos offenes (SO-)Ventil 30 eingefügt ist. Ein lediglich schematisch angedeutetes, mechanisch betätigbares Ventil 31 in der Leitung 32 zwischen dem Simulatorraum 13 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ermöglicht in der Rückfallbetriebsart ein Absperren des Simulatorraums 13, wobei die Betätigung des Ventils 31 beispielswese durch die Bewegung des zweiten Hauptzylinderkolbens 8 erfolgt. Bei der beschriebenen Ausführung wird der Hochdruckspeicher 5 bei einem Stromausfall vollständig entleert. Es ist jedoch durchaus denkbar, das in der Verbindung 29 zwischen dem Hochdruckspeicher 5 und dem ersten Druckraum 9 des Hauptbremszylinders 2 eingefügte Ventil 30 als ein mechanisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil auszuführen, dessen Betätigung mittels des zweiten Hauptzylinderkolbens 8 erfolgt.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführung entspricht weitgehend der Ausführung gemäß Fig. 4. Der Unterschied besteht jedoch darin, daß in der vorhin erwähnten Verbindung 29 eine Trennkolbeneinrichtung 33 geschaltet ist, die einen mittels einer Feder 36 vorgespannten Trennkolben 35 aufweist. Der Trennkolben 35 begrenzt einen Druckraum 37, der über ein elektrisch schaltbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes (SG-)Ventil 34 mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Hochdruckspeicher 5 in der Rückfallbetriebsart ein dosiertes Druckmittelvolumen liefert und nicht vollständig entleert wird.

Auch die in Fig. 6 gezeigte Ausführung entspricht weitgehend der Ausführung gemäß Fig. 4. Das in der Leitung 32 eingefügte Ventil 31' ist jedoch als ein elektromagnetisch betätigbares, stromlos geschlossenes (SG-)2/2-Wegeventil ausgebildet, wobei zwischen dem Simulatorraum 13 und der Simulatorkammer 14 eine Druckausgleichsleitung 38 vorgesehen ist, die mittels eines ebenso elektromagnetisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos offenen (SO-)2/2-Wegeventils 39 absperrbar bzw. freigebbar ist. Eine Abschaltung der Simulatorfunktion bei einem Stromausfall erfolgt durch den Druckausgleich zwischen dem Simulatorraum 13 und der Simulatorkammer 14. Auch bei dieser Ausführung ist es denkbar, das in der Verbindung 29 zwischen dem Hochdruckspeicher 5 und dem ersten Druckraum 9 des Hauptbremszylinders 2 eingefügte Ventil 30 als ein mechanisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil auszuführen, dessen Betätigung mittels des zweiten Hauptzylinderkolbens 8 erfolgt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten fünften Ausführung des Erfindungsgegenstandes, deren Aufbau im wesentlichen dem der in Fig. 4 gezeigten Anordnung entspricht, ist das dem Hochdruckspeicher 5 zugeordnete Ventil 30, wie mit der gepunkteten Linie 41 angedeutet ist, mechanisch durch den zweiten Hauptzylinderkolben 8 betätigbar. Zusätzlich ist jedoch eine Sperreinrichtung 50 vorgesehen, die bei völlig entleertem Hochdruckspeicher 5 den Simulatorkolben 11 blockiert und somit seine Bewegung in der Betätigungsrichtung verhindert. Die Sperreinrichtung 50 besteht im wesentlichen aus einem mit dem Speicherdruck beaufschlagbaren hydraulischen Druckraum 42, einem mit einem Sperrelement 44 gekoppelten Kolben 43 sowie einer den Kolben 43 vorspannenden Feder 45. Ein lediglich schematisch dargestellter Sensor 46 dient der Überwachung der Funktion der Sperreinrichtung 50.

In Fig. 7 sind sämtliche Komponenten in der inaktiven Stellung gezeigt. Bei einem Ausfall der Brake-by-Wire-Betriebsart wird das Ventil 30 durch die Bewegung des zweiten Hauptzylinderkolbens 8 in seine offene Stellung umgeschaltet, so daß ein teilweises Entladen des Hochdruckspeichers 5 in den ersten Druckraum 9 des Hauptbremszylinders 2 erfolgt. Wenn infolge weiterer Bremsvorgänge der Hochdruckspeicher 5 vollständig entleert und somit drucklos wird, wird der Kolben 43 bzw. das Sperrelement 44 durch die Kraft der Feder 45 in der Zeichnung nach oben verschoben, wodurch das von dem Druckraum 42 aufgenommene Druckmittelvolumen in den Hochdruckspeicher 5 zurück verdrängt wird und der Simulatorkolben 11 durch das Sperrelement 44 arretiert wird.

Die in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungen stellen den nicht gezeigten Radbremsen, die wie bei den vorhin beschriebenen Beispielen an die HCU 6 angeschlossen sind, lediglich einen Teil des vom Wegsimulator 3 aufgenommenen Druckmittelvolumens zur Verfügung. Zu diesem Zweck ist bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführung zwischen der Simulatorkammer 14 des Wegsimulators 3 und dem Hauptbremszylinder 2 eine Ventilanordnung 47 angeordnet, die im gezeigten Beispiel als ein elektrisch betätigbares 3/2-Wegeventil ausgeführt ist. Es ist jedoch auch denkbar, eine Kombination von zwei 2/2- Wegeventilen zu verwenden. In der gezeigten, stromlosen Schaltstellung der Ventilanordnung 47, die der Rückfallbetriebsart entspricht, stellt diese eine hydraulische Verbindung zwischen der Simulatorkammer 14 und den Radbremsen mindestens einer Fahrzeugachse, vorzugsweise der Hinterachse, her, während die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und der Simulatorkammer 14 unterbrochen ist, wobei in dieser Verbindung ein zum Hauptbremszylinder 2 hin öffnendes Rückschlagventil 48 geschaltet ist. In der Brake-by-Wire- Betriebsart ist der Hauptbremszylinder 2 dagegen mit der Simulatorkammer 14 verbunden und von den Radbremsen getrennt.

Schließlich ist auch bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführung zwischen der Simulatorkammer (14) und den Radbremsen eine hydraulische Verbindung vorgesehen. Der Simulatorkolben 110 ist dabei zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Stufenkolben 51 sowie einem dem Stufenkolben 51 nachgeschalteten Hilfskolben 52. Die Fläche des Stufenkolbens 51 größeren Durchmessers begrenzt die Simulatorkammer 14, während seine Fläche kleineren Durchmessers eine Hilfskammer 53 begrenzt. Die vorhin erwähnte Simulatorfeder 12 stützt sich am Hilfskolben 52 ab. Zwischen der Simulatorkammer 14 und der Hilfskammer 53 ist eine mittels eines elektrisch betätigbaren Absperrventils 54 absperrbare Verbindung 55 vorgesehen. Das Absperrventil 54 ist dabei vorzugsweise als ein stromlos offenes (SO-)2/2-Wegeventil ausgeführt.

In der Brake-by-Wire-Betriebsart ist das Absperrventil 54 geschlossen, so daß bei der Betätigung des Hauptbremszylinders 2 sich der Stufenkolben 51 mit dem Hilfskolben 52 synchron bewegen und die Simulatordfeder 12 zusammengedrückt wird. Bei einem Stromausfall wird das Ventil 54 in seine offene Stellung umgeschaltet, so daß zwischen der Simulatorkammer 14 und der Hilfskammer 53 ein Druckausgleich erfolgt. Infolgedessen kann sich die Simulatorfeder 12 entspannen und den Simulatorkolben 110 zurückstellen, so daß das vom Simulator 3 aufgenommene Druckmittelvolumen den Radbremsen zur Verfügung gestellt wird.

Claims

1. Elektrohydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer Betriebsart Brake-by-Wire sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der Brake-by-Wire- Betriebsart betrieben wird und in einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist, mit
einem mittels eines Bremspedals betätigbaren, mindestens
einen Druckraum aufweisenden Hauptbremszylinder,
einem mit dem Hauptbremszylinder zusammenwirkenden Wegsimulator mit einem mittels einer Feder positionierten Simulatorkolben, der einerseits einen die Feder aufnehmenden Simulatorraum und andereseits eine mit einem der Druckräume des Hauptbremszylinders in Verbindung stehende Simulatorkammer begrenzt,
einem drucklosen Druckmittelvorratsbehälter,
einer hydraulischen Hilfsdruckquelle,
einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit, und
mit dem Hauptbremszylinder sowie der hydraulischen Druckquelle verbindbaren Radbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Bereitstellung eines Druckmittelvolumenstroms vorgesehen sind, der in der Rückfallbetriebsart mindestens den für die jeweils erforderliche Verzögerung notwendigen Druckmittelvolumenbedarf sicherstellt.

2. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Rückförderung des vom Wegsimulator (3) aufgenommenen Druckmittelvolumens in den Hauptbremszylinder (2) gewährleisten.

3. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückförderung mittels der von der hydraulischen Hilfsdruckquelle (5) aufgebrachten Energie erfolgt.

4. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdruckquelle durch einen aufladbaren Hochdruckspeicher (5) gebildet ist, und daß eine Ventilanordnung (16, 17) vorgesehen ist, die in der Brake-by-Wire-Betriebsart eine hydraulische Verbindung zwischen dem Simulatorraum (13) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) freigibt und eine hydraulische Verbindung zwischen dem Simulatorraum (13) und dem Hochdruckspeicher (5) absperrt, während sie in der Rückfallbetriebsart die hydraulische Verbindung zwischen dem Simulatorraum (13) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) absperrt und die hydraulische Verbindung zwischen dem Simulatorraum (13) und dem Hochdruckspeicher (5) freigibt.

5. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Simulatorkolben (11) in der Rückfallbetriebsart entgegen seiner der Brake-by-Wire- Betriebsart entsprechenden Bewegungsrichtung mit dem vom Hochdruckspeicher (5) zur Verfügung gestellten Druck beaufschlagt wird.

6. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdruckquelle durch einen aufladbaren Hochdruckspeicher (5) gebildet ist, und daß eine Ventilanordnung (16', 17') vorgesehen ist, die in der Brake-by-Wire-Betriebsart eine hydraulische Verbindung zwischen einer Hydraulikkammer (20) einer Kolben-Zylinder- Anordnung (18) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) freigibt und eine hydraulische Verbindung zwischen der Hydraulikkammer (20) und dem Hochdruckspeicher (5) absperrt, während sie in der Rückfallbetriebsart die hydraulische Verbindung zwischen der Hydraulikkammer (20) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) absperrt und die hydraulische Verbindung zwischen der Hydraulikkammer (20) und dem Hochdruckspeicher (5) freigibt, wobei die Hydraulikkammer (20) von einem hydraulischen Kolben (19) begrenzt wird, der mit dem vom Hochdruckspeicher (5) zur Verfügung gestellten Druck beaufschlagt wird und der in der Rückfallbetriebsart den Simulatorkolben (11) entgegen seiner der Brake-by-wire-Betriebsart entsprechenden Bewegungsrichtung verstellt.

7. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdruckquelle durch einen aufladbaren Hochdruckspeicher (5) gebildet ist, und daß der Simulatorkolben (11) in der Rückfallbetriebsart entgegen seiner der Brake-by-Wire-Betriebsart entsprechenden Bewegungsrichtung durch ein mechanisches Betätigungselement (21) verstellt wird, das mittels einer durch den vom Hochdruckspeicher (5) zur Verfügung gestellten Druck spannbaren Rückstellfeder (22) betätigt wird.

8. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Betätigungselementes (21) als ein hydraulischer Kolben (23) ausgebildet ist.

9. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kolben (23) eine erste Druckkammer (24) von einer zweiten Druckkammer (25) trennt und daß eine Ventilanordnung (16, 17) vorgesehen ist, die in der Brake-by-wire-Betriebsart eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer (24) und dem Hochdruckspeicher (5) freigibt und eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer (24) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) absperrt, während sie in der Rückfallbetriebsart die hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer (24) und dem Hochdruckspeicher (5) absperrt und die hydraulische Verbindung zwischen der ersten Druckkammer (24) und dem Druckmittelvorratsbehälter (4) freigibt.

10. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein Einströmen eines zusätzlichen Druckmittelvolumens in den Hauptbremszylinder (2) gewährleisten.

11. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Druckmittelvolumen von der hydraulischen Hilfsdruckquelle (5) zur Verfügung gestellt wird.

12. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hilfsdruckquelle (5) und mindestens einem der Druckräume (9, 10) des Hauptbremszylinders (2) eine mittels eines Ventils (30) absperrbare hydraulische Verbindung (29) vorgesehen ist.

13. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß in der hydraulischen Verbindung (29) eine Trennkolbeneinrichtung (33) eingefügt ist, die mittels einer absperrbaren Leitung an den Druckmittelvorratsbehälter (4) angeschlossen ist.

14. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbremszylinder (2) als ein Tandemhauptzylinder mit einem ersten (9) und einem zweiten Druckraum (10) ausgebildet ist, die von einem ersten (7) und einem zweiten Kolben (8) begrenzt sind und daß das Ventil (30) durch die Bewegung des zweiten Kolbens (8) betätigbar ist.

15. Elektrohydraulische Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Simulatorkammer (14) mittels einer absperrbaren Leitung mit dem Simulatorraum (13) in Verbindung steht.

16. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruche 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, daß die den Simulatorraum (13) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbindende Leitung mittels eines Absperrventils (31) absperrbar bzw. freigebbar ist, das durch die Bewegung des zweiten Hauptzylinderkolbens (8) betätigbar ist.

17. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperreinrichtung (50) vorgesehen ist, die bei vollständig entleertem Hochdruckspeicher (5) die Bewegung des Simulatorkolbens (11) in Betätigungsrichtung verhindert.

18. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel in der Rückfallbetriebsart zumindest einen Teil des vom Wegsimulator (3) aufgenommenen Druckmittelvolumens den Radbremsen zur Verfügung stellen.

19. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilanordnung (47) vorgesehen ist, die in der Brake-by-Wire-Betriebsart eine Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und der Simulatorkammer (14) herstellen und eine Verbindung zwischen den Radbremsen und der Simulatorkammer (14) absperren, während sie in der Rückfallbetriebsart die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und der Simulatorkammer (14) absperren und die Verbindung zwischen den Radbremsen und der Simulatorkammer (14) herstellen.

20. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückfallbetriebsart in der Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und der Simulatorkammer (14) bzw. den Radbremsen ein zum Hauptbremszylinder (2) hin öffnendes Rückschlagventil (48) geschaltet ist.

21. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 19 oder 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Radbremsen einer Fahrzeugachse, vorzugsweise der Hinterachse, zugeordnet sind.

22. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die Simulatorkammer (14) mit den Radbremsen verbunden ist, daß der Simulatorkolben (110) zweiteilig ausgeführt ist und aus einem Stufenkolben (52) sowie einem dem Stufenkolben (51) nachgeschalteten Hilfskolben (52) besteht, wobei die größere Fläche des Stufenkolbens (51) die Simulatorkammer (14) begrenzt, während seine kleinere Fläche zusammen mit dem Hilfskolben (52) eine Hilfskammer (53) begrenzt, wobei die Simulatorfeder (12) sich am Hilfskolben (52) abstützt und wobei zwischen der Simulatorkammer (14) und der Hilfskammer (53) eine absperrbare Verbindung (55) vorgesehen ist.

23. Elektrohydraulische Bremsanlage nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß in der absperrbaren Verbindung (55) ein elektrisch betätigbares, stromlos offenes (SO-)2/2- Wegeventil (54) eingefügt ist.