DE112014004233B4 - Bremsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugbremse, mit:- einer Betätigungseinrichtung (1), nämlich einem Bremspedal;- zumindest einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13), die über eine Hydraulikleitung mit einer Fahrzeugbremse verbunden ist, um einem der Fahrzeugbremse zugeordneten Bremskreis (A, B) Druckmittel zuzuführen und die Fahrzeugbremse mit Druck zu beaufschlagen;- einem elektrischen Antrieb zum Antreiben eines Kolbens (10, 28) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13),- einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung (ECU),wobei der angetriebene Kolben (10, 28) zumindest einem Bremskreis gesteuert in beiden Kolben-Bewegungsrichtungen, nämlich beim Vor- und beim Rückhub, Druckmittel zuführt,wobei die erste Kolben-Zylinder-Einheit (13) mindestens eine erste Kammer zum Fördern des Druckmittels im Vorhub und mindestens eine zweite Kammer zum Fördern des Druckmittels im Rückhub hat, die voneinander durch den Kolben (10, 28) abgetrennt sind, wobei die Kammern über mindestens ein Ventil (EA, AS) miteinander verbindbar sind,wobei mindestens eines der Ventile (EA, AS) mittels der elektronischen Steuer-und/oder Regeleinrichtung (ECU) derart ansteuerbar ist, sodass für höhere Druckbereiche bei kleiner Kolbenkraft eine Wirkfläche des Kolbens (10) durch ein Verbinden der Kammern reduzierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung bzw. eine Betätigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Die Anforderungen an Bremssysteme steigen. Dies gilt insbesondere auch hinsichtlich Fehlersicherheit und guter Rückfallebene. Wenn der Bremskraftverstärker ausfällt, so soll bei der international vorgegebenen Fußkraft von 500 N eine Verzögerung möglichst größer als 0,64 g erreicht werden, was gegenüber der Mindestanforderung des Gesetzgebers von 0,24 g erheblich mehr bedeutet. Ein Vorteil der hohen erreichbaren Verzögerung ist es auch, dass eine rote Warnlampe, welche den Fahrer irritiert, nicht angesteuert werden muss.
  • Gelöst werden kann diese Forderung durch Brake-by-wire-Systeme mit Wegsimulator. Hierbei ist der Hauptzylinder (HZ) bzw. Tandem-Hauptzylinder (THZ) für die Rückfallebene bei Ausfall des Bremssystems ausgelegt. Dies erfolgt durch entsprechende Dimensionierung mit kleinem Durchmesser. Dadurch entstehen höhere Drücke bei einer entsprechenden Fußkraft. Das notwendige Volumen für 0,64 g und entsprechenden Druck ist relativ klein im Vergleich zu dem maximalen Druck bei voller Fahrzeugverzögerung und Fading. Das notwendige Volumen kann ein THZ auch bei größerem Hub nicht voll aufbringen. In der DE 10 2007 062 839 A1 der Anmelderin ist hierfür eine Lösung vorgeschlagen mit Speicherkammer, welche bei höheren Drücken entsprechende Volumen in den Bremskreis einspeist. Ferner ist in der DE 10 2011 009 059 A1 der Anmelderin eine weitere Lösung beschrieben, bei der über entsprechende Ventil- und HZ-Steuerung Volumen vom HZ aus dem Vorratsbehälter in den Bremskreis gefördert wird. Bei Fahrzeugen mit großer Volumenaufnahme, z. B. SUV und Kleintransportern, muss die Auffüllung der Bremskreise beim Abbremsen schon vor dem Blockierdruck für high µ notwendig erfolgen. Beide Lösungen stellen eine hohe Anforderung an die Dichtheit der Ventile. Außerdem ist für die zusätzliche Auffüllung der Bremskreise eine Unterbrechung des Druckaufbaus und kleiner Bremswegverlust verbunden.
  • In der DE 10 2011 106 626 A1 der Anmelderin ist ein System mit Zusatzkolben beschrieben, welche das erforderliche Druckmittelvolumen bringen und den Vorteil haben, dass sie von der Motorspindel betätigt werden und in der Rückfallebene nicht wirksam sind, d. h. die vorgegebene Verzögerung ermöglichen. Nachteilig können sich hierbei unter Umständen die entsprechend höheren Kräfte auswirken, welche die Spindel, den Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) und die Lager belasten.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2010 023 865 A1 ein Kolben mit einer besonderen Ansaugfunktion bekannt. Dieser Kolben ermöglicht es, Fluid beim Abgeben von Druck in die Bremskreise gleichzeitig anzusaugen. Der Kolben ermöglicht es, überflüssiges Fluid in das zugehörige Reservoir abzuführen.
  • Aus der DE 10 2010 055 044 A1 ist eine Kolbenzylindereinheit zur Förderung einer Hydraulikflüssigkeit für eine Fahrzeugbremse bekannt. Auch hier besteht nicht die Möglichkeit, im Vorhub und im Rückhub Fluid in die Bremsen zu fördern.
  • Die DE 10 2006 030 141 A1 beschreibt einen Doppelhubkolben. Dieser wird jedoch nicht in Verbindung mit einem Bremssystem für ein Fahrzeug eingesetzt. Stattdessen sollen dort irgendwie geartete Aktuatoren betätigt werden.
  • Die DE 10 2011 080 312 A1 beschreibt eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge umfassend einen elektrisch angetriebenen Doppelhubkolben.
  • Die JP 2009 - 166 693 A1 offenbart eine elektrische Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit hydraulischer Rückfallebene.
  • Die DE 10 2009 048 763 A1 offenbart eine Anordnung zur Druckversorgung wenigstens eines mit einem Druckzylinder oder einer Kolbenstange einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Einheit mitbewegten Verbrauchers.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Ausgehend von der DE 10 2010 023 865 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage zu schaffen, die insbesondere auch auf einfache Weise genügend Druckflüssigkeitsvolumen, insbesondere für die Bremsenaktivierung ermöglicht.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 11.
  • Kurzfassung
  • Die Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 umfasst ausgehend von der oben bereits genannten DE 10 2011 080 312 A1 :
    • - eine Betätigungseinrichtung, nämlich ein Bremspedal,
    • - zumindest eine erste Kolben-Zylinder-Einheit, die über eine Hydraulikleitung mit einer Fahrzeugbremse verbunden ist, um einem der Fahrzeugbremse zugeordneten Bremskreis Druckmittel zuzuführen und die Fahrzeugbremse mit Druck zu beaufschlagen,
    • - einen elektrischen Antrieb zum Antreiben eines Kolbens der ersten Kolben-Zylinder-Einheit und
    • - eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung,

    wobei der angetriebene Kolben zumindest einem Bremskreis gesteuert in beiden Kolben-Bewegungsrichtungen, nämlich beim Vor- und beim Rückhub, Druckmittel zuführt,
    wobei die erste Kolben-Zylinder-Einheit mindestens eine erste Kammer zum Fördern des Druckmittels im Vorhub und mindestens eine zweite Kammer zum Fördern des Druckmittels im Rückhub hat, die voneinander durch den Kolben abgetrennt sind,
    wobei die Kammern über mindestens ein Ventil miteinander verbindbar sind.
  • Mindestens eine vorteilhafte Weiterentwicklung der vorliegenden Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 gegenüber der DE 10 2011 080 312 A1 besteht darin, dass mindestens eines der (die Kammern verbindenden) Ventile mittels der elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart ansteuerbar ist, sodass für höhere Druckbereiche bei kleiner Kolbenkraft eine Wirkfläche des Kolbens (der ersten Kolben-Zylinder-Einheit) durch ein Verbinden der Kammern reduzierbar ist.
  • Das Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung nach Anspruch 11 umfasst ebenfalls ausgehend von der oben genannten DE 10 2011 080 312 A1 :
    • - eine Betätigungseinrichtung,
    • - eine Verstärkereinrichtung mit einem elektro-hydraulischen Antrieb,
    • - eine erste Kolben-Zylinder-Einrichtung mit einem elektrisch angetriebenen Doppel-Hubkolben,
    • - eine zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung, um den Bremskreisen hydraulisches Druckmittel zuzuführen,
    • - eine Ventileinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhr des Druckmittels und
    • - eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung,

    wobei mittels der ersten Kolben-Zylinder-Einrichtung und zumindest eines von der Steuer-und Regeleinrichtung gesteuerten Ventils zumindest einem Bremskreis gesteuert zusätzliches Druckmittelvolumen zugeführt wird,
    wobei der angetriebene Doppel-Hubkolben zumindest dem zumindest einen Bremskreis gesteuert in beiden Kolben-Bewegungsrichtungen, nämlich beim Vor- und beim Rückhub, Druckmittel zuführt,
    wobei die erste Kolben-Zylinder-Einheit mindestens eine erste Kammer zum Fördern des Druckmittels im Vorhub und mindestens eine zweite Kammer zum Fördern des Druckmittels im Rückhub hat, die voneinander durch den Doppel-Hubkolben abgetrennt sind,
    wobei die Kammern über mindestens ein Ventil miteinander verbindbar sind.
  • Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des Verfahrens zum Betrieb der Bremsvorrichtung nach Anspruch 11 gegenüber der DE 10 2011 080 312 A1 besteht ebenfalls darin, dass das mindestens eine (die Kammern verbindende) Ventil mittels der elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart ansteuerbar ist, sodass für höhere Druckbereiche bei kleiner Kolbenkraft eine Wirkfläche des Doppel-Hubkolbens (der ersten Kolben-Zylinder-Einrichtung) durch ein Verbinden der Kammern reduzierbar ist.
  • Vorteile der Erfindung
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung und ihren Ausgestaltungen wird eine Betätigungseinrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremse, geschaffen mit der auf überraschend einfachem Wege ausreichend Flüssigkeitsvolumen insbesondere für die Bremsenaktivierung zur Verfügung gestellt wird.
  • Dies kann in sehr vorteilhafter Weise ohne nennenswerte Verzögerung im Druckaufbau unter Wahrung der Fehlersicherheit und Diagnosemöglichkeit der Fehler erfolgen.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung ist die Ausbildung des angetriebenen (DK-) Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere als gestuften, Doppelhubkolben (DHK), der im der Druckkammer zugewandten Teil als konventioneller zylindrischer Kolben (DK) wie gewohnt im Vorhub den Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit bzw. HZ/THZ aufbaut und im Rückhub, insbesondere als Ringkolben, wirkt und insbesondere ebenso Volumen in einen oder beide Bremskreise fördert.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Einsatz eines Doppelhubkolbens (wie er z. B. aus der DE 10 2011 007 672 A1 an sich bekannt ist) kann theoretisch unbegrenzt Volumen in die Bremskreise gefördert werden mit einer hohen Dynamik. Dabei wird das Umschalten der Kolbenbewegung durch einen dynamischen Motor begünstigt, so dass diese Phase im zeitlichen Druckaufbau nur eine Unterbrechung von wenigen ms bedeutet.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche, auf die hier der Einfachheit halber zu Beschreibungswecken Bezug genommen wird.
  • Die Volumensteuerung erfolgt zweckmäßig über Magnetventile ohne die üblichen Rückschlagventile.
  • Diese Magnetventile zur Volumensteuerung sind sicherheitskritisch und können in der Funktion voll diagnostiziert werden. Es sind auch zusätzliche Varianten der Ventilsteuerung denkbar, wie nachfolgend beschrieben ist.
  • Auch sind verschiedene Ventilschaltungen zur Druckmodulation ABS denkbar. Neben der einfachen und vorteilhaften Druckmodulation über Multiplex-Verfahren (MUX), wie es z. B. in der EP 1 874 602 B1 der Anmelderin näher beschrieben ist, kann auch die konventionelle Ventilschaltung mit Ein- und Auslassventilen eingesetzt werden. Die restliche Systemgestaltung entspricht der in den DE 10 2013 105 377 A1 und DE 10 2010 045 617 A1 der Anmelderin beschriebenen Gestaltung.
  • Die Volumensteuerung kann vorteilhaft sowohl für Bremskraftverstärkung (BKV) als auch ABS eingesetzt werden.
  • Die Magnetventile (EA) können zweckmäßig auch für Zusatzfunktionen eingesetzt werden, wie Druckabbau aus den Bremskreisen ohne HZ-Kolbenbewegung für spezielle Funktionen wie z. B. bei Rekuperation oder klemmendem Spindelantrieb u. a.
  • Für die volle Nutzung der Rückfallebene ist eine Trennung der Spindel vom angetriebenen (DK-)Kolben zweckmäßig. Dies kann z.B. mittels einer Kupplung erfolgen, wie sie in der EP 2 217 478 A1 der Anmelderin beschrieben ist, erfolgen. Auf diese wird hiermit Bezug genommen.
  • Bremsgeräte sind regelmäßig an der Spritzwand des Fahrzeuges angebaut und ragen zum einen in den Fußraum zur Verbindung mit dem Bremspedal und zum anderen in den Motorraum. Bei Leckage von Dichtungen im Bremsgerät kann Flüssigkeit in beide Räume austreten was zu vermeiden ist.
  • Eine zweckmäßige Ausführung der Bremsbetätigungs-vorrichtung sieht daher vor, dass Leckageflüssigkeit nicht nach außen dringen kann. Hierbei wird das Gehäuse, insbesondere das Motorgehäuse vergrößert und als Auffangbehälter verwendet. Die ausgetretene Leckageflüssigkeit wird bei entsprechender Menge vom Niveaugeber des Vorratsbehälters erkannt. Der Sensor ist vorteilhaft mit der benachbarten ECU verbunden. Alternativ kann auch eine Elektrode im Auffangbehälter eingesetzt werden, die frühzeitig auch kleinere Flüssigkeitsmengen erkennt. Um ein Schwappen der Flüssigkeit zu vermeiden, können entsprechende Schottkammern mit einem Schwamm eingesetzt werden.
  • Mit entscheidend für zukünftige Bremssysteme ist die Baulänge der Betätigungsvorrichtung. Bei integrierten Lösungen, so genannten „1-Box-Konzepten“, unterscheidet man zwischen Seriell- und Parallel-Systemen, wobei hohe Anforderungen an die Fehlersicherheit und Beherrschbarkeit der Fehler in der z. B. veränderten Pedalcharakteristik in der Rückfallebene gestellt werden. Bei zukünftigen Fahrzeugen soll die Reibung der Bremsbacken, welche bis zu 300 W Verlustleistung verursachen und damit CO2, vermieden werden. Viele Maßnahmen, z. B. verstärkte Rollbackdichtung im Bremskolben, ermöglichen eine reibungsarme Bremse. Der dadurch verursachte Leerweg zum Anlegen der Bremsbacken soll in der Auswirkung auf das Bremspedal möglichst klein gehalten werden.
  • Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung betreffen daher eine verbesserte Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage zu schaffen, die insbesondere auch auf einfache Weise genügend Druckflüssigkeitsvolumen, insbesondere für die Bremsenaktivierung ermöglicht. Weiterhin soll die Baulänge möglichst kurz sein. Das System soll im Packaging flexibel sowohl für Seriell- als auch Parallel-Systeme in der sogenannten kompakten Bauweise einsetzbar sein. Für reibungsarme Bremsen mit verstärktem Rollback soll der Pedalwegverlust möglichst klein sein.
  • Infolge der größeren Wirkflächen des Doppelhubkolbens (DHK) entstehen insbesondere beim Anbremsen und hoher Kolbengeschwindigkeit eine relative hohe Durchflussmenge, bei der auf der Rückseite des Kolbens kein Unterdruck entstehen darf. Dementsprechend sind vorteilhaft für beide Kolbenseiten Saugventile angeordnet.
  • Eine Baulängenverkürzung kann erreicht werden durch konzentrische Anordnung von DK-Kolben und insbesondere als Ringkolben ausgebildeten Doppelhubkolben DHK (wie beispielhaft in 10 der Zeichnung dargestellt). Weitere Möglichkeiten bestehen in der Anordnung des SK-Kolben parallel zum DK-Kolben bzw. Doppelhubkolben (wie beispielsweise in 11 der Zeichnung dargestellt) oder in der Anordnung des Doppelhubkolbens parallel zum Hauptzylinder, insbesondere mit Hilfskolben. Eine weitere Variante besteht darin, dass mit entsprechender Ventilschaltung und Ankoppelung an die Spindel die Rückseite des DK-Kolbens ebenfalls zur Volumenförderung genutzt wird (wie beispielsweise in 13, 13a der Zeichnung dargestellt).
  • Der Doppelhubkolben (DHK) kann wegen seiner größeren Kolbenwirkflächen verwendet werden zur Vorfüllung z. B. zu Beginn der Bremsung über z. B. ein Überdruckventil, indem durch diesen Überdruck durch die Primärmanschette des Druckstangenkolbens (DK-Kolben) entsprechendes Volumen in den DK-Kreis geleitet wird. Damit wirkt das für das Anlegen der Bremsbacken notwendige Volumen nicht nennenswert auf den Pedalhub und unter Umständen entsprechend höheren Kräften aus, welche die Spindel, den Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) und die Lager belasten.
  • Weitere Baulängenverkürzungen sind erfindungsgemäß möglich durch folgende Maßnahmen. Verkürzung des Kolbenhubes. Ausgehend von einer schnellen Umschaltung von Vor- auf Rückhub wird im Normalfall genügend Volumen mit ausreichender Dynamik über den Doppelhubkolben in das Bremssystem gefördert. Hierzu wird ein Leerweg zwischen Pedalstößel und Kolbenstößel entsprechend dem Hub des Wegsimulators festgelegt, z.B. 16 mm. Durch den Leerweg ist keine sog. hydraulische Leerwegfreischaltung notwendig, um zu vermeiden, dass bei voller Aussteuerung des Pedalstößels und des Wegsimulators eine Kollision mit dem Kolbenstößel stattfindet. Der minimale Kolbenhub resultiert aus dem maximalen Pedalhub abzüglich Leerweg, z.B. 36-16mm = 20mm, was zur o.g. Volumenförderung ausreicht. Bei Ausfall des Motors liefert in der Rückfalleben der Hilfskolben durch Einspeisung in den Bremskreis das notwendige Volumen.
  • Eine weitere Baulängenverkürzung ist möglich durch Vergrößerung des Schwimmkolbens SK und kleineren Hub, womit dasselbe Fördervolumen erreicht wird.
  • Mit diesen Ausführungen bzw. ihren Ausgestaltungen wird eine Betätigungseinrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremse, geschaffen mit der auf überraschend einfachem Weg ausreichend Flüssigkeitsvolumen insbesondere für die Bremsenaktivierung zur Verfügung gestellt wird. Dies kann in sehr vorteilhafter Weise ohne nennenswerte Verzögerung im Druckaufbau unter Wahrung der Fehlersicherheit und Diagnosemöglichkeit der Fehler erfolgen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung erschließen zusätzliche Verbesserungspotentiale, insbesondere ausgehend von einer Bremsvorrichtung gemäß der DE 10 2013 111 974 A1 der Anmelderin (auf die hiermit Bezug genommen wird) erschlossen.
  • Wegsimulator (WS)-Systeme sind bekanntlich mit einer festen Pedalkraftwegcharakteristik verbunden. Der Fahrer von heutigen Bremssystemen mit ABS ist jedoch gewohnt, dass er bei low µ bereits bei einem kleinen Pedalweg eine Rückmeldung des vibrierenden Pedals und Fading erkennt durch einen längeren Pedalweg.
  • Im Rahmen der CO2-Reduzierung soll eine restreibungsarme Bremse geschaffen werden, was durch entsprechendes Lüftspiel möglich ist. Dieses hat aber eine größere Volumenaufnahme und Verzögerung im Druckaufbau zur Folge.
  • Baulänge bestimmt u. a. der Hauptzylinderkolbenhub, der mehrfach in die Baulänge eingeht. Durch geeignete Maßnahmen sollte bei kleinerem Hub trotzdem mehr Volumen im Bremskreis zur Verfügung stehen.
  • Insbesondere können mit diesen vorteilhaften Ausgestaltungen folgende Vorteile erzielt werden:
    • Vorfüllen (VF) durch Steuerung des AS-Ventils unter Verwendung von Drucksignal oder Motorstrom, des Kolbenhubes und der Pedalgeschwindigkeit. Damit lässt sich über die große effektive Kolbenfläche der Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere des Doppelhubkolbens (DHK) schon bei kleinem Hub viel Volumen über die Manschette in den Arbeitsraum des Druckstangenkolbens (DK) einspeisen. Vorteilhaft erfolgt dies z. B. abhängig von der Pedalgeschwindigkeit VP, da bei kleiner VP in der Regel eine geringere Abbremsung (Druck) erforderlich ist im Gegensatz zu hoher VP, die auf eine Vollbremsung zielen. Bei kleiner VP z. B. genügt ein VF-Druck von 5 bar, dabei ist vorteilhaft auch ein Lüftspiel der Bremsen mit abgedeckt. Bei großen VP genügt ein VF-Druck von 30 bar. Hierbei wird mit einem relativ kleinen Hauptzylinder (HZ)-Hub bis zu 50 % mehr Volumen erzeugt. Damit kann der Hauptzylinder-Hub kleiner gewählt werden, was in Gewicht und Baulänge eingeht. Da das Vorfüllen gleich mit Beginn der Hubbewegung einsetzt, entsteht kein Manschettenverschleiß durch das Schnüffelloch, da hierbei die Manschette nicht mehr über das Schnüffelloch des Druckstangenkolbens gleitet. Das Vorfüllen hat ein größeres Volumen im Bremskreis zur Folge, was bei Zurücknahme des Bremspedals die Beziehung SP = f (p) über den Wegsimulator (WS) stört, insbesondere bei kleinen Pedalhüben. Dies hätte außerdem auch eine starke Manschettenbelastung gegen Hubende zur Folge. Zur Vermeidung erfolgt der Druckabbau bei großem Vorfüllen durch Öffnung der Ventile AV und Volumenabfluss in den Rücklauf zum Vorratsbehälter (VB).
  • Mit dem Vorfüllen lässt sich auch ein zeitlich schnellerer Druckaufbau Time-to-lock (Blockiergrenze) erzielen. Auch kann das Vorfüllen genutzt werden für Extremfälle bei Ausfall des Motors z. B. auf low µ. Hier kann der Wegsimulator-Hub voll ausgesteuert sein, und der Druck im Bremskreis ist sehr niedrig. Der restliche Kolbenhub in der Rückfallebene ist entsprechend geringer mit kleinerem Volumen. Auch hier kann das Vorfüllen bis zum Erreichen einer Druckgrenze genutzt werden, was ca. 30 % mehr Volumen oder Druck bringt.
  • In Verbindung mit dem System mit größerem Leerweg und kleinerem Hauptzylinder-Hub ist es besonders vorteilhaft, über die Kolben-Zylindereinheit, insbesondere Doppelhubkolben, in den Druckstangenkolben-Kreis einzuspeisen zusammen mit einer speziellen Ventilanordnung im Wegsimulator mit Drossel. Dieses Einspeisen (ES) ist auch vorteilhaft in der Rückfallebene bei Motorausfall, um zusätzliches Volumen aus dem Hilfskreis in den Druckstangenkolben-Kreis einzuspeisen.
  • Wichtig ist auch die Diagnose von sicherheitsrelevanten Funktionen. Hierzu zählt u. a. die Funktion der Kupplung und Freigängigkeit des Kolbenstößels, die bei ausgefallenem Motor gebraucht werden, wenn der Pedalstößel direkt den Druckstangenkolben zur Druckerzeugung verschiebt.
  • Ein hohes Potenzial zur COz-Reduzierung hat die restreibungsarme Bremse. Bekanntlich erzeugen heute nach der Bremsung die nicht freigängigen Bremsbeläge zusätzliche Reibung, was 2 - 4 g COz/km entspricht. Verbessert werden kann dies durch einen starken Rollback oder ein Zurückziehen des Bremskolbens über Unterdruck wie in der DE 10 2008 051 316 A1 der Anmelderin beschrieben.
  • Ein Problem ist jedoch das hierbei entstehende Lüftspiel, was zusätzliches Volumen und Zeitverzug im Druckaufbau zum Anlegen der Bremsbeläge bedeutet. Eine vorteilhafte Lösung hierfür ist Vorfüllen und eine adaptive Lüftspieleinstellung über Unterdruck. Diese wirkt z. B. im Gegensatz zum Rollback nicht mehr in den Rückfallebenen. Damit wird das zusätzliche Volumen für das Lüftspiel vermieden, so dass ein höheres Druckniveau und bessere Pedalcharakteristik entsteht.
  • Weiterhin besteht bei dem System mit Multiplexanordnung bzw. -betrieb (MUX) gleichzeitig Pauf über Rückhub in einem Bremskreis (BK) und im anderen BK Pab durch entsprechende Kolbenbewegung.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, sowie weitere Vorteile der Erfindung und bzw. ihrer Ausgestaltungen, sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 ein Bremssystem mit dem erfindungsgemäßen Doppelhubkolben (DHK);
    • 2 einen Ausschnitt des Bremssystems mit Doppelhubkolben (DHK) mit Ventilschaltung;
    • 3 einen Ausschnitt des Bremssystems mit einer alternativen Ventilschaltung;
    • 4 eine Darstellung des Doppelhubkolbens (DHK);
    • 5 die zeitliche Volumenförderung in drei Stufen;
    • 5a einen Auszug betreffend Stufe 1;
    • 5b einen Auszug betreffend Stufen 1 und 2;
    • 6 eine andere Ausführungsform eines Bremssystems mit einem erfindungsgemäßen Doppelhubkolben;
    • 6a eine Ausführungsform mit Leerhub und Einspeisung aus einem Hilfskolben, wobei in der oberen Hälfte der Figur die Spindel des Antriebs mittels eines Verbindungselementes, insbesondere Biegestab mit dem Kolben verbunden ist und in der unteren Hälfte mittels einer Kupplung;
    • 7 eine Ausführung mit einer Einrichtung zur Vermeidung des Austritts von Leckageflüssigkeit nach außen;
    • 8 eine alternative Ventilschaltung des Doppelhubkolbens (DHK);
    • 9 einen Doppelhubkolben (DHK) mit einer Erweiterung zur Vorfüllung der Bremskreise;
    • 9a ein Doppel-Absperrventil;
    • 10 eine Ausführung mit einem Ringkolben;
    • 10a eine Doppeldichtung am als Ringkolben ausgeführten Doppelhubkolben;
    • 10b eine bauliche Trennung von Ringkolben und DK -Kolben;
    • 11 die Anordnung nach 1 mit Doppelhubkolben (DHK) und SK-Kolben in paralleler bzw. Twin-Anordnung;
    • 12 die Kolben-Zylinder-Einheit (THZ) mit Hilfskolben und den Aktuator mit Doppelhubkolben (DHK)als Parallel-System;
    • 13 eine andere Ausführungsform des Doppelhubkolbens (DHK);
    • 13a eine Erweiterung der in 13 dargestellten Ausführung mit einem Stufenkolben;
    • 14 eine weitere Ausführungsform mit parallelem rückhubfähigen Kolben;
    • 15 ein Gesamtsystem mit Strukturierung der Funktionsblöcke;
    • 15a einen adaptiven Wegsimulator (WS);
    • 16 Ventilschaltungen; und
    • 17 einen Hilfskolben im Block B.
  • Das in 1 dargestellte Bremssystem basiert z. B. auf dem in der DE 10 2013 105 377 A1 der Anmelderin dargestellten und beschriebenen Bremssystem.
  • Das Bremssystem besteht im Wesentlichen aus einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Bremspedal 1, einem Pedalinterface 14 mit einem Hilfskolben 16 und redundanten Pedalhubsensoren 2, einem Antrieb mit Motor 8 und Getriebe, insbesondere einem Kugel-Gewinde-Getriebe 7 mit Spindel 5, einer mittels des Antriebes, insbesondere der Spindel 5 betätigbaren Kolben-Zylinder-Einheit, einem Tandem-Hauptzylinder (THZ)13 mit einem unmittelbar angetriebenen Doppelhubkolben (DHK) 10, der an der Spindel 5 anliegt und einem mittelbar, d.h. hier hydraulisch angetriebenen Kolben (SK)12. Der Doppelhubkolben 10 ist gestuft ausgeführt und bildet mittels der Stufung einen Ringraum 10a. Zwischen dem Antrieb, insbesondere der Spindel 5 und dem Doppelhubkolben 10 ist eine Kupplung 9 angeordnet, die in diesem Falle mechanisch wirkt und mechanisch betätigbar ist. Ein Beispiel für eine derartige Kupplung ist in der EP 2 217 478 A1 der Anmelderin beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird, und ist daher in 1 nur schematisch dargestellt. Mit der Kolben-Zylinder-Einheit 13 ist ein Vorratsbehälter 11 über Hydraulikleitungen verbunden und zwar mit den Druckkammern 10b, 12b der Kolben-Zylinder-Einheit 13 und über ein stromlos offenes Magnetventil AS mit dem Ringraum 10a. Der Ringraum 10a ist ferner über hydraulische Leitungen, in die stromlos geschlossene Magnetventile EA geschaltet sind, mit den Bremskreisen A,B verbinden. Ferner sind eine Wegsimulatoreinrichtung WS und im Folgenden näher beschriebene weitere Ventileinrichtungen sowie eine (nicht dargestellte) elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) vorgesehen.
  • Das Bremspedal 1 wirkt auf den im Pedalinterface 14 angeordneten Hilfskolben 16. Dieser wirkt auf den Pedalstößel 3 und letzterer wirkt auf den Kolbenstößel 4. Pedalstößel 3 und Kolbenstößel 4 können getrennt sein oder miteinander verbunden sein. Zwischen dem Pedalstößel 3 und dem Doppelhubkolben 10 ist ein Leerhub bzw. Leerweg LW vorgesehen. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ist der Leerweg LW zwischen dem Ende des Kolbenstößels 4 und der Kupplung 9 vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäß 6 ist der Leerweg LW zwischen dem getrennt ausgeführten Pedalstößel und dem Kolbenstößel vorgesehen. Wenn kein großer Leerweg entsprechend der DE 10 2013 105 377 A1 der Anmelderin vorgesehen ist, ist bei der Alternative mit kleinem Leerweg der Leerweg zwischen Kolbenstößel 4 und Kupplung annähernd Null, damit bei jeder Bremsung die Kupplung bewegt wird. Das hat den Vorteil, dass ein Klemmen diagnostiziert werden kann.
  • Der Kolbenstößel 4 wirkt über die Kupplung 9 auf den Doppelhubkolben (DHK) 10, der insbesondere gestuft ausgeführt ist und ein Ringraum 10a bildet. Dieser Ringraum 10a ist über Hydraulikleitungen mit dem Vorratsbehälter 11 und den Bremskreisen A, B verbunden.
  • Im Normalfall wird der Motor 8 über die Pedalhubsensoren 2 gesteuert und wirkt über Rotor, Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) 7 und Spindel 5 über ein kleines Spiel auf den Kolben (DHK) 10. Dieser erzeugt Druck im Bremskreis A, der sich in bekannter Weise über den (SK-) Kolben 12 in den Bremskreis B auswirkt. Vorzugsweise sind die Kolben in einem Tandem-HZ (THZ) 13 angeordnet. Es sind im Rahmen der Erfindung auch Twin-Anordnungen möglich.
  • Im Folgenden ist zunächst der Druckaufbau Pauf und Druckabbau Pab für die normale Bremsfunktion beschrieben werden, danach für die ABS-Funktion. Die Funktion der Wegsimulatoreinrichtung WS ist in DE 10 2013 105 377 A1 der Anmelderin beschrieben auf die hiermit Bezug genommen wird.
  • Bei der Funktion des Druckaufbaues Pauf kommt der Doppelhubkolben (DHK) 10 und (SK-) Kolben 12 in den Bereich des Hubendes, welches beim DHK durch den Motorsensor 6 über die Rotorumdrehung und Spindelsteigung (Hub) erfasst wird. Die Bewegung (Position) des Kolbens SK 12 kann aus dem Spindelhub und dem von einem im Bremskreis A vorgesehenen Druckgeber DG festgestellten Druck unter der bekannten Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinie ausgewertet werden. Wird nun das Hubende erreicht, so wird der Motor 8 und die Spindel 5 von Vorhub auf Rückhub umgeschaltet. Hierbei wird das in der Hydraulikleitung zum Vorratsbehälter 11 angeordnete stromlos geöffnete Ventil AS geschlossen und eines oder beide der in Hydraulikleitungen zu den Bremskreisen A,B angeordneten stromlos geschlossenen Ventile EA geöffnet. Die Spindel 5 bewegt nun über die geschlossene Kupplung 9 den Doppelhubkolben 10 zurück, und das Volumen aus dem Ring-Kolbenraum 10a gelangt nun über die EA in die Bremskreise A und B. Dies kann simultan oder seriell erfolgen. Ist nun das Ende der Rückhubs erreicht, so erfolgt unter Schließung der Ventile EA und Öffnung des Ventils AS wieder der Vorhub.
  • Der Rückhub hängt dabei von der Stellung des Pedals 1 bzw. Pedalstößel ab. Bei voller Aussteuerung des Wegsimulators WS kann der Rückhub ca. 60 % des Vorhubs betragen, was aber ausreichend Volumen fördert. Bei einem normalen Fahrzeug ist der Rückhub erst im Fadingbereich notwendig, bei kleinen NFZ kann er schon bei 50 % Abbremsung erfolgen.
  • Es sind Grenzfälle denkbar, bei denen die zusätzliche Volumenförderung über den Rückhub früher einsetzt, z. B. bei kleiner Leckage oder bei Dampfblasenbildung.
  • Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, dass die Volumenförderung hoch dynamisch und ohne nennenswerten Zeitverzug theoretisch nur durch den Vorrat im Vorratsbehälter 11 begrenzt erfolgen kann. Dies bei relativ kleinen Kolbendimensionen und entsprechenden Spindelkräften.
  • Ventilschaltunaen
  • Die ABS-Regelung kann in der bevorzugten und oft beschriebenen Weise durch Ventile SV im Multiplex (MUX)-Verfahren erfolgen, wobei pro (nicht dargestellter) Radbremse RZ jeweils nur ein Ventil SV vorgesehen ist, wie dies in 1 für den Bremskreis A dargestellt ist. Durch die Möglichkeit der kontinuierlichen Volumenförderung kann auch das konventionelle Verfahren der Druckmodulation über Einlassventile E und Auslassventile A (je ein Ventil E und A pro Radbremse RZ) erfolgen wie dies in der 1 bezüglich des Bremskreises B dargestellt ist. Das zum Druckabbau Pab notwendige Volumen, das über die Rücklaufleitung R in den Vorratsbehälter geleitet wird, kann durch die Volumenförderung des Kolbens (DHK) 10 ergänzt werden.
  • Die E- bzw. A-Ventile haben noch zusätzliche Funktionen. Bei Regelung auf low µ muss der Kolben (DHK) 10 sehr weit zurückgefahren werden, was zur Kollision mit dem Pedal / Kolbenstößel führen würde. Um dies zu verhindern, kann zweckmäßig eine Öffnung des EA Ventiles und Druckabbau aus dem Bremskreis erfolgen, wie dies in der DE 10 2010 045 617 A1 der Anmelderin beschrieben ist (sog. HLF) Das Volumen aus dem Bremskreis A oder zusätzlich B kann zum Druckabbau in den Vorratsbehälter 11 über den Kolben 10 bzw. die zugeordnete Druckkammer und das Ventil AS geleitet werden.
  • Alternativ kann zwischen Pedal und Kolbenstößel ein Leerweg LW vorgesehen werden, wie dies z.B. in der DE 10 2013 105 377 A1 der Anmelderin näher beschrieben ist. Ein weiterer Grenzfall ist denkbar durch blockierten Motor oder Spindel. Hier bliebe das Fahrzeug gebremst stehen. Hierbei kann der Druck über die E/A-Ventile abgelassen werden.
  • In der Rückfallebene (RFE) wird die Kopplung zwischen der Spindel 5 und dem Kolben 10 zweckmäßig getrennt, d.h. die Kupplung ist dann offen, da sonst die RFE-Wirkung um die zusätzliche Kraft zur Überwindung von Restmoment und Spindelrückstellfeder vermindert wird, was ca. 15 % ausmacht, so dass die 0,64 g nicht erreicht werden können. Deshalb trennt der Kolbenstößel in der RFE die Kupplung 9 und wirkt direkt auf den Kolben 10 DHK. Falls, z.B. aus Kostengründen die Kupplung weggelassen wird, ergibt sich eine entsprechende Verminderung des Wirkungsgrades. Auch ist es denkbar, den Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit (THZ) 13 im Durchmesser zu verkleinern, da das schnelle Nachfördern dies erlaubt und in der Rückfallebene über Einspeisen genügend Druckmittel-volumen bereitgestellt wird.
  • Zur Verbesserung des Pedalweges in der Rückfallebene kann, wie in der DE 10 2013 105 377 A1 der Anmelderin beschrieben, Volumen aus dem Druckraum des Hilfskolbens 16 über das Ventil ESV in die Bremskreise geleitet werden. Das kann hier z.B. über Ventil ESV in den Bremskreis A erfolgen. Alternativ kann Druckmittel über das Ventil ESV auf die Rückseite des Kolbens 10, (entsprechend der in 6 gestrichelt eingezeichneten Linie). Das hat den Vorteil, dass bei einem Leck des Ventiles ESV kein Bremskreisausfall auftritt. Außerdem kann auch, abhängig von der Position der Kolben 10, 12 über die Ventile EA Druckmittelvolumen in die Bremskreise eingespeist werden. Das Einspeisen ist besonders voreilhaft bei einer Lösung mit Leerhub, wie sie in der DE 10 2013 105 377 A1 der Anmelderin beschrieben ist. Das Auftreffen des Pedalstößels auf den Doppelhubkolben 10, kann über den Pedalwegsensor 2 erfasst werden.
  • 2 zeigt in der Leitung vom Ringraum 10a des DHK-Kolbens 10 zu den Ventilen EA ein zusätzliches, stromlos geschlossenes Sicherheitsventil SiV. Undichte EA-Ventile haben einen Bremskreisausfall zur Folge, da das Leckvolumen über den DHK-Kolben 10 in den Vorratsbehälter 11 gelangt. Dieses verhindert das redundante SiV in der Leitung zum Vorratsbehälter 11 über das Ventil AS.
  • Auch kann das Ventil AS durch Parallelschaltung eines zweiten Ventiles redundant ausgeführt werden. Damit ist sichergestellt, dass ein Druckaufbau auch bei Ausfall eines Ventiles möglich ist.
  • 3 zeigt eine vereinfachte Ventilschaltung für die Steuerung des DHK-Kolbens 10. Anstelle der Ventile EA und AS kann für jeden Bremskreis A,B ein 3/2-Wege Magnetventil MV eingesetzt werden, das das Ventil AS einspart, weil in der Ausgangsstellung der Ringraum 10a des Ventils 10 über das 3/2-Magnetventil mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Im geschalteten Zustand ist und diese Verbindung gesperrt und der Ringraum 10a ist mit dem Bremskreis A oder B über das Ventil 3/2-Magnetventil verbunden. In der Figur ist dies nur für einen Bremskreis A dargestellt, da für den anderen eine alternative Ausführung gezeigt ist. Für den Bremskreis B wäre dann ebenso ein 3/2-magnetventil einzusetzen. Auch hier kann noch zusätzlich in der Leitung ein SiV (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Für Bremskreis B kann die Öffnung des Bremskreises B durch einen Plunger 17 zusammen mit EA-Ventil vermieden werden.
  • 4 zeigt vergrößert den gestuften DHK-Kolben 10 mit dem Ringraum 10a seinen verschiedenen Wirkflächen A1 - A3. Das Volumen für Vorhub wird bestimmt aus Volumen VV = A1 x Kolbenhub, für Rückhub gilt VR = (A2 - A3 - A1) x Kolbenhub. Vorzugweise wird VR kleiner gewählt, damit ist für den höheren Druckbereich eine kleinere Kolbenkraft = Motormoment notwendig, wenn nur ein Rückhub erforderlich ist.
  • Bei zwei Vorhüben kann derselbe Effekt ggf. durch einen Leerhub beim Vorhub erzielt werden, indem der Vorhub bei geschlossenem Ventil SV in den Vorratsbehälter 11 fördert.
  • 5 zeigt die zeitliche Volumenförderung in drei Stufen über zweimaligen Vorhub VH und einen Rückhub RH. Die Umschaltzeit von Vorhub VH zu Rückhub RH erfordert einen nur sehr kleinen Zeitverzug von < 10 ms.
  • 5a zeigt nur eine Stufe, was bei über 90 % der Bremsungen genutzt wird. Diese Phase kann auch zur Diagnose der Dichtheit der Ventile EA und AS genutzt werden. Ein Leck von EA kann durch zwei Methoden festgestellt werden. Zum Ersten durch Vergleich Druck und Kolbenweg und Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinie. Bei einem Leck würde die bekannte Zuordnung von Druck und Volumen (bzw. Kolbenweg) gestört sein. Zum Zweiten kann beim Druckabbau Pab bei x der Druck durch entsprechende Kolbenstellung gehalten und über tD ausgewertet werden. Bei beiden Tests werden alle Undichtheiten in den Bremskreisen erfasst. Beim Einsatz des SiV gem. 2 können durch Schließen von SiV die Ventile EA getrennt getestet werden.
  • 5 b zeigt die Volumenförderung in zwei Stufen. Bei Zurücknahme des Bremspedals aus Stufe 2 wird der entsprechende Druck reduziert durch Öffnung des Ventils EA, gesteuert über den Druckgeber DG. Damit wird verhindert, dass der DHK-Kolben 10 oder SK-Kolben 12 sich mit zu viel Druck über das Schnüffelloch im Hauptzylinder bewegt. Es wird nur so viel Druck reduziert, damit in Stufe 1 die normale Zuordnung des Drucks zum Kolbenweg entsteht, damit ggf. nur mit kleinem Druck über die Manschette gefahren wird.
  • Mit der dem Doppelhubkolben und den beschriebenen Steuerungsmöglichkeiten ist mit relativ geringem Aufwand eine schnelle und kontinuierliche Volumenänderung möglich, welche die Anwendung und Akzeptanz des Systems erweitert und zugleich fehlersicher ist.
  • In 6 ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems dargestellt mit einer Magnetkupplung 9a und einem Leerweg LW zwischen Pedalstößel 3 und Kolbenstößel 4, der dem Aussteuerweg des Wegsimulators entspricht. Bei dieser Ausführung erfolgt die Volumenzuführung mit einer modifizierten Ventilschaltung. Hierbei wird beim Rückhub nicht über voll oder teilweise geöffnete Ventile SV bzw. Ventile E in den Bremskreis gefördert, sondern in die Druckammern 10b, 12b der Kolben-Zylinder-Einheit (THZ) 13. Dabei sind alle Ventile SV und E geschlossen. Vorteilhaft ist hierbei die Verwendung einer einfachen Magnetkupplung, wie diese in der DE 10 2010 044 754 A1 der Anmelderin beschrieben ist. Das ist bei dieser Ausführung möglich, weil eine vergleichsweise geringe Kolbenkraft ausreicht, um das Flüssigkeitsvolumen aus dem Ringraum 10a des Doppelhubkolbens 10 über die Ventile EA in die Arbeitskammern des Hauptzylinders zu fördern, die den Bremskreisen A,B zugeordnet sind. Hierbei muss das Fördervolumen der Rückförderung mit dem Aufnahmevolumen der Hauptzylinderkreise durch entsprechende Dimensionierung abgestimmt sein. In 6 ist die Ventilschaltstellung beim Rückhubende dargestellt, d.h. Ventil EA offen und Ventil SV bzw. Ventil E zum Radbremszylinder sind geschlossen. Ferner ergeben sich geringere Lagerkräfte im Antrieb beim Rückhub. Allerdings kann diese Ausführungsform zu einem geringen Zeitverzug beim Druckaufbau führen gegenüber dem Ansaugen über Unterdruck. Im Übrigen können bei dieser Ausführungsform die Ventilschaltung gem. 2 und das 3/2-Wege-Ventil gem. 3 eingesetzt werden.
  • 6a zeigt eine Ausführung ähnlich der 6, wobei in der oberen Hälfte die Figur die Spindel des Antriebs mittels eines Verbindungselementes, insbesondere Biegestab mit dem Kolben verbunden ist und in der unteren Hälfte mittels einer
  • insbesondere mechanischen Kupplung. Im Gegensatz zu 6 wird hier das Volumen vom Hilfskolben 16 jedoch nicht auf die Rückseite des Doppelhubkolbens 10 geführt, sondern in der Rückfallebene RFE bei Ausfall des Bordnetzes oder der ECU über ein stromlos offenes Ventil ESV, bei stromlos geschlossenem Ventil WA in den Bremskreis geführt. Da in der Ausgangsposition des Doppelhubkolbens DHK 10 das Schnüffelloch bei 40 des Druckstangenkolbens (DK) -Kreis offen ist, wird ein Absperrventil AV zum Vorratsbehälter 11 eingesetzt, welches zum Bremsbeginn geschlossen wird. Damit kann in der Rückfallebene kein Volumen in den Vorratsbehälter 11 abfließen. Das Absperrventil AV kann eingespart werden,
  • wenn der Motor vor Bremsbeginn gegen die Anschlagfeder zurückgefahren wird, um das Schnüffelloch zu öffnen. Die Situation bei der das Schnüffelloch geschlossen ist bleibt auch bei höheren Drücken oder Pedalwegen bestehen, so dass beim Auftreffen des Pedalstößels 3 auf den Kolbenstößel 4 beide Flächen des Hilfskolbens 16 und des DK-Kolbens 10 Volumen fördern. In diesem Fall entsteht eine höhere Pedalkraft, die mit konventionellen Systemen vergleichbar ist. Ist jedoch die ECU intakt, so wird die Einspeisung wie beschrieben über ESV und WA gesteuert, bis ein bestimmter Druck erreicht ist. Die Volumenaufnahme des Wegsimulators WS stört in der Rückfallebene etwas durch den anfänglich flacheren Verlauf der Pedalkraft über dem Pedalweg. Dies kann eliminiert werden durch ein zusätzliches stromlos geschlossenes Absperrventil WSA.
  • Diese Lösung bietet ein zusätzliches Potential zur Baulängenverkürzung, indem der Hub des Doppelhubkolbens DHK 10, gleich der Differenz aus Pedalhub und Leerweg ist, z. B. 36 mm - 16 mm = 20 mm, entsprechend dem Aussteuerweg des Wegsimulators WS, was eine Baulängenverkürzung von 48 mm bedeutet. Dies ist möglich, da über den Doppelhubkolben DHK 10 kontinuierlich Druck aufgebaut wird. Dadurch wird auch die Spindellänge verkürzt und auf die teure Bohrung in der Spindel 5 kann verzichtet werden. Hierbei kann die Spindel über einen Biegestab (wie in 12 dargestellt) mit dem Doppelhubkolben DHK 10 verbunden sein. In diesem Fall muss aber die Spindel mit Motor in der Rückfallebene RFE bewegt werden, was ca. 5% mehr Kraft erfordert, wenn der Pedalstößel auf die Rückseite der Spindel trifft. Alternativ kann auch die mechanische Kupplung 9 aus 1 eingesetzt werden. Damit wird in der Rückfallebene RFE mit ECU-Funktion bei Ausfall des Motors die o.g. zusätzliche Kraft nicht erforderlich. Eine weitere Möglichkeit der Baulängenverkürzung liegt in einem größeren Durchmesser und kleinerem Hub des Schwimmkolbens (SK). Dies gilt für alle Lösungen.
  • 7 zeigt eine Ausführung mit einer Einrichtung zur Vermeidung des Austritts von Leckageflüssigkeit nach außen. Dichtungen bei hydraulischen Systemen neigen bei ungünstigen Bedingungen zur Leckage. Oft werden Doppeldichtungen eingesetzt, welche die Wahrscheinlichkeit von Leckagen verringern aber nicht ausschließen. Außerdem erzeugen derartige Dichtungen eine nachteilige höhere Reibung. Betroffen sind Dichtungen die sowohl den Fußraum als auch Aggregate oder den Motorraum bei Leckage betreffen. Zur Lösung wird ein entsprechendes Gehäuse, vorteilhaft ein erweitertes Motor- oder Motoranschlussgehäuse 21, 22 verwendet, das sowohl Ablaufkanäle 25 als auch ein Aufnahmevolumen für den Leckfluss aufweist. Zweckmäßig wird dabei im unteren Bereich von 22 eine Schottkammer 23 mit Schwamm 24 vorgesehen, um insbesondere beim Beschleunigen und Verzögern des Fahrzeuges ein Schwappen der Flüssigkeit zu vermeiden.
  • Der entsprechende Leckfluss wird von einem Niveaugeber 18 erkannt. Hierbei ist es weiter vorteilhaft, den Niveaugeber mit der benachbarten ECU zu kombinieren. Dabei lassen sich auch Sensoren mit hoher Fehlersicherheit einsetzen. Alternativ dazu können auch Elektroden 20 eingesetzt werden, die im unteren Bereich des Auffangbehälters angeordnet sind und mittels elektrischer Leitung mit der ECU verbunden sind. Mit diesen lassen sich schon sehr kleine Flüssigkeitsleck-mengen erkennen. Zur gesamten Integration ist die HCU, die die Magnetventile und die Druckgeber umfasst, integriert. Das heißt, es wird eine sog. „1-Box-Lösung“ erreicht, die eine volle Integration aller Komponenten in einer Baueinheit umfasst.
  • Die Ausführungen gem. 8 und 9 bauen auf der der 4 auf, so dass in der nachfolgenden Beschreibung nur die Veränderungen beschrieben sind. Durch die relativ großen Wirkflächen des Doppelhubkolbens DHK 10 entstehen bei schneller Kolbenbetätigung große Durchflussmengen, bei denen auf der Saugseite des Kolbens kein Unterdruck entstehen darf. Deshalb sind für beide Bewegungsrichtungen (Vorhub und Rückhub) Saugventile S1 und S2 angeordnet. Für den Fall, dass die Fördermengen für Vorhub > Rückhub ist, kann über eine Blende das überschüssige Volumen abgeleitet werden. Die Vorhubgeschwindigkeit ist im Grenzfall größer als die Rückhubgeschwindigkeit. Daher wird das Volumen im Vorhub über das Saugventil S1 auf die Rückseite des Doppelhubkolbens 10 geleitet; das offene Magnetventil AS wirkt als Saugventil. Beim Rückhub wird die kleinere Durchflussmenge durch das Magnetventil AS geleitet und S2 wirkt als Saugventil. Im Fall der Volumenförderung in den Bremskreis, z. B. DK, wird das Magnetventil AS geschlossen und das Magnetventil EA geöffnet, wie bereits beschrieben.
  • 9 zeigt eine etwas veränderte Anordnung des Magnetventiles AS und der Saugventil. Hier wird im Vorhub das Volumen durch das Magnetventil AS geleitet. Diese Version zeigt den Ausbau des DK zur Vorfüllung des Bremskreises zur Reduzierung des Leerwegs am Pedal. Im Vorhub wirkt ein Überdruckventil Ü, z. B. 4 bar, so dass dadurch entsprechendes Volumen über die Primärmanschette bzw. DK-Manschette 10 in den DK-Kreis gelangt und damit mehr Volumen bereitgestellt wird. Da dieser Vordruck nur zu Beginn der Bremsung gebraucht wird, wird über einen Stößel 33 nach der Vorfüllung (VF) das Überdruckventil Ü geöffnet. Es sind hier verschiedene Steuerungsmöglichkeiten denkbar, z. B. dass für die Rückfallebene bei Ausfall des E-Motors bei low µ, d. h. Druck 0 im DK-Kreis, erneut die Vorfüllung (VF) wirkt, was am Prinzip der Volumenbereitstellung durch den DHK nichts verändert.
  • 9a zeigt eine doppelte Ventilanordnung mit zwei Absperrventilen AS1 und AS 2, die anstelle des in 9 vorgesehenen Ventiles AS eingebaut sind. Die Absperrventile AS1 und AS 2 sind so geschaltet, dass die Strömungsrichtung und Strömungskraft gegen die Feder FAS wirken. Damit wird verhindert, dass die Strömungskraft größer als die Federkraft ist und das Ventil schließt.
  • 10 zeigt den Grundaufbau einer Betätigungsvorrichtung mit Hilfskolben 16, Spindel 5 und Kupplung 9, bei dem der DK-Kolben und der als Ringkolben 28 ausgebildete Doppelhubkolben zusammengefasst sind. Der Förderraum des Doppelhubkolbens 28 wird hierbei von einem konzentrisch zum Druckraum des DK-Kolbens angeordneten Ringraum 40 gebildet, in dem der Ringkolben 28 mit Dichtmanschette 28a angeordnet ist. Auch hier schnüffelt der DK-Kolben über den Förderraum des Doppelhubkolbens wie bei 41 dargestellt. Die Ventilanordnung entspricht der der 9. Auch hier sind die verschiedenen Möglichkeiten der Druckmodulation über Einlassventile EV und Auslassventile AV oder Multiplexbetrieb (MUX) über Magnetventile SV dargestellt. Im ersten Fall kann das Magnetventil EA durch ein einfacheres Rückschlagventil RS ersetzt werden, da der Druckabbau, z. B. für die hydraulische Leerwegfreischaltung, über entsprechende Auslassventile AV erfolgen kann.
  • 10a zeigt die Abdichtung des Ringkolbens 28 durch die Manschette 28a, welche in der Ringbohrung bzw. Ringraum 40 gleitet, dessen Innendurchmesser über die Dichtung 34 gesichert ist. Eine weitere Dichtung 35 ist für die Rückseite des Ringkolbens notwendig, welche als Primärdichtung wie beim Hauptzylinder wirkt. Auch hier kann wie im Hauptzylinder auch eine zusätzliche Sekundärdichtung 35a eingesetzt werden, wobei der abgedichtete Raum mit dem Vorratsbehälter 3 verbunden ist. Diese Anordnung kann auch in 1 eingesetzt werden.
  • 10b zeigt eine geteilte Ausführung von Ringkolben 28 und DK-Kolben 31, welche über einen Sicherungsring 32 kraftschlüssig verbunden sind. Diese Ausführung ist weniger toleranzempfindlich.
  • 11 zeigt eine Anordnung ebenfalls mit Baulängenverkürzung, indem die Kolben-Zylinder-Einheit in Twin-Anordnung ausgeführt ist, indem der SK-Kolben 12 als Twin eingesetzt wird. Die Ventilschaltung der Ventile AS, S2 und S3 und der Blende 26b ist von 9 übernommen. Für den Fall eines Doppelfehlers von Motor und damit Ausfall des Doppelhubkolbens DHK und Bremskreisausfall DK wird der SK-Kolben nicht mehr mit Druck beaufschlagt. Bei intaktem Motor würde bei Bremskreisausfall der SK-Kolben über den Doppelhubkolben DHK bei Rückhub bedient und die Einlassventile EV im DK-Kreis geschlossen. Bei Doppelfehler wird der SK-Kolben 12 vom Hilfskolben 16 über das ESV und geschlossenem Trennventil TV1 gespeist.
  • 12 zeigt eine Parallelanordnung von Tandemhauptzylinder THZ mit den Kolben 12 und 12a und Druckmodulationseinrichtung bestehend aus Motor 8, Getriebe und Doppelhubkolben DHK 10. Hierbei fehlt im Vergleich zu 1 die Anbindung an das Bremspedal mit Pedalstößel. Die Ventilanordnung für Druckmodulation und Wegsimulator WS ist gleich wie in den vorangehenden Figuren. Da die Anbindung an den Pedalstößel hier nicht mehr vorhanden ist, wird anstelle des Biegerohrs und Kupplung ein Biegestab 30 eingesetzt, damit die Spindelexzentrizität nicht große Querkräfte auf den Doppelhubkolben 10 verursacht. Die parallel liegende Einheit aus Tandemhauptzylinder THZ mit Kolben SK 12, Kolben DK 12 und Hilfskolben 16 wurde bereits in der DE 10 2010 050 133 A1 der Anmelderin beschrieben (auf die hiermit diesbezüglich Bezug genommen wird) welche den vom DK-Kreis unabhängigen Wegsimulatorkreis mit Hilfskolben beansprucht, was erhebliche Vorteile in der Fehlersicherheit hat. Außerdem kann der Wegsimulator WS nur zweistufig ausgebildet werden, was Kosten und Volumen einspart. In der ersten flachen Zone wirkt die Rückstellfedert als 1. Stufe des Wegsimulators WS, das WA-Ventil ist dabei offen.
  • Erst in der zweiten Stufe mit progressivem Kraftanstieg wirkt nach Schließung des Ventiles WA der Wegsimulator WS. Im Vergleich zur DE 10 2010 050 133 A1 der Anmelderin ist hier eine Verbesserung für die Rückfallebene eingebaut durch Einsatz eines Umschaltventils UV. Stromlos verbindet dieses den Hilfskolben 16 mit der Rückseite des DK-Kolbens 12a. Damit bei Ausfall der ECU oder des Motors der für z. B. Rekuperation notwendige Leerweg LW nicht zum Pedaldurchfall führt, wird hier das Volumen des Hilfskolbens 16 auf die Rückseite des DK-Kolbens 12a geführt. Bei intakter ECU kann z. B. bei Ausfall des Motor auch über ECU das Volumen des Hilfskolbens 16 in den Bremskreis eingespeist werden.
  • Die Diagnose des Wegsimulators mit Hilfskolben und Hauptzylinder (THZ) kann durch Druckerzeugung in den Bremskreisen erfolgen. Bei Öffnung des Ventils ESV kann Druckmittel bei geschlossenem Ventil WA in den Hilfskolbenkreis gelangen. Bei Öffnung stromlos offenen Ventiles UV gelangt Druckmittel in den elastischen Druckmittelraum des Hilfskolbens 16, was am Kolbenhub des Doppelhubkolbens gemessen werden kann. Durch Einsatz von (nicht dargestellten) stromlos offenen 2/2- Magnetventiles in der Leitung vom Hilfskolben zum DK-Kolben 12 und eines stromlos geschlossenen 2/2-Magnetventiles in der Leitung vom Hilfskolben zum Ventil ESV kann die Diagnose erweitert werden, indem auch der DK-Kolben mit Druckmittel beaufschlagt wird und sich entsprechend bewegt.
  • Die Kolben-Zylinder-Einheit (THZ) wird bei intaktem Motor und ECU über Trennventile TV2, TV3 von der Druckversorgung abgetrennt, ähnlich der EHB oder parallelen Systeme wie in DE 10 2010 040 097 A1 gezeigt. Der Vorteil der gezeigten Anordnung liegt in der höheren Fehlersicherheit und kontinuierlicher Volumenförderung. Die Kolben-Zylinder-Einheit (THZ) kann auch von dieser DE 10 2010 040 097 A1 oder DE 10 2011 081 601 A1 mit der Druckversorgung kombiniert werden mit Verzicht auf die Fehlersicherheit beim Wegsimulator. Im Gegensatz zur DE 10 2010 040 097 A1 ist hier kein Druckgeber eingesetzt, da die wichtigsten Parameter für Diagnose und Funktion über Motorstrom und Kolbenweg erfasst werden können.
  • Zur Verkürzung der Baulänge kann auch hier die („Twin“-)Lösung gem. 11 eingesetzt werden.
  • 13 zeigt, ausgehend von der Darstellung gem. 6a, eine andere Ausführung des Doppelhubkolbens 10. Der Doppelhubkolben 10 ist hier weder gestuft noch als Ringkolben ausgebildet, sondern entspricht in Aufbau und Abdichtung mit Primär- und Sekundärmanschette einem konventionellen Druckstangen-Kolben (DK). In diesem Fall ist er über den Kolbenstößel 4 mit der Spindel 5 gekoppelt. Zu dieser ist, wie bei der Ausführung gem. 6a, zum Pedalstößel 3 ein Leerweg LW eingebaut. Die Rückseite des Doppelhubkolbens 10 ist über ein Absperrventil AS mit dem Vorratsbehälter (VB) 11 verbunden. Wird nun weiteres Volumen benötigt, so erfolgt der Rückhub des Doppelhubkolbens 10 bei geschlossenem Ventil AS und zugleich werden die Trennventile TV2 und TV3 zur Kolben-Zylinder-Einheit (Tandemhauptzylinder THZ) geschlossen. Bei Rückhub wird Volumen über das Rückschlagventil RS und das Ventil EA oder alternativ über zwei Ventile EA in die Bremskreise gefördert. Zugleich wird über in die zum Vorratsbehälter 11 führenden hydraulischen Leitungen eingebauten Saugventile S1 und S2 von den SK-Kolben 12 bzw. Druckkammer 12b und dem Doppelhubkolben 10 Volumen aus dem Vorratsbehälter 11 angesaugt, das beim nächsten Vorhub für weiteren Druckaufbau zur Verfügung steht. Ein Vorteil dieser Bauweise besteht in der kürzeren Baulänge und einem einfacheren Doppelhubkolben 10, was jedoch mit mehr Ventilen verbunden ist.
  • Die Lösung gemäß 13a baut auf einer Anordnung wie sie z.B. in der WO 2009/059619 A1 der Anmelderin beschrieben ist und ist mit einem Doppelhubkolben erweitert. Hier entspricht der innere Kolben 10 dem DK-Kolben mit Schnüffelloch 40 und der äußere Stufenkolben 38 dem Doppelhubkolben. Der DK-Kolben ist wie üblich mittels Primärmanschette und Sekundärmanschette 27 abgedichtet und der Stufenkolben über die Dichtungen 39, 35 und 35a. Die Ventilschaltung des Doppelhubkolbens mit Ventil AS, Ventil RS usw. entspricht der in 13 dargestellten, ergänzt durch ein Saugventil (S2). Dies ist notwendig, um anschließend zum Rückhub mit Volumenförderung beim nachfolgenden Vorhub das Volumen bei geschlossenem Ventil AS wieder in den Kolben zu saugen. Die Anordnung hat Verbindungsleitungen zum Vorratsbehälter VB. Der Stufenkolben ist über die Spindel 5 mit dem Kugel-Gewinde-Getriebe 7 verbunden und der DK-Kolben über den Kolbenstößel 4 mit dem Pedalstößel. Da die Spindel 5 zur Druckmodulation auf den Stufenkolben wirkt und der DK-Kolben nur in der Rückfallebene wirkt, ist keine Kupplung mehr erforderlich. Diese Lösung kann mit eingebautem Leerweg oder mit hydraulischer Leerwegfreischaltung über zumindest ein Einlass-/Auslassventil EA kombiniert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführung ist in 14 dargestellt. Bei dieser parallel zur Kolben-Zylinder-Einheit (THZ) insbesondere zwei parallel liegende Kolben angeordnet, welche mit der Spindel fest verbunden sind. Damit wirkt der Rückhub der Spindel direkt auf diese Kolben zur Volumenförderung. Hierbei kann eine Ventilanordnung nach 9 oder auch 13 verwendet werden. Mit dieser Ausführung, die auch im Multiplexverfahren betrieben werden kann, lassen sich u.a. bei kurzer Baulänge die Volumenströme reduzieren.
  • Es wird dann auf die 15 bis 17 Bezug genommen. Der Gesamtaufbau der in 15 dargestellten Ausführung entspricht weitgehend dem der in vorangehenden Figuren dargestellten Ausführung und ist zum besseren Verständnis in Funktionsblöcken strukturiert.
    • A
    Motor mit Spindelantrieb
    B
    Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere Doppelhubkolben (DHK) und Hauptzylinderkolben
    C
    Hilfskolben mit Wegsimulator (WS)
    D
    Ventilschaltung
    D1
    für Druckregelung
    D2
    für Steuerung Doppelhubkolben (DHK), Vorfüllen (VF) und Druckversorgung Hauptzylinder (HZ) bei Rückhub
    D3
    Steuerung Wegsimulator (WS) mit Einspeisen (ES)
  • Im Block A ist ein Antrieb mit einem Motor 8 mit einem Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) 7 und Spindel 5 angeordnet, welche auf eine Kupplung 9 und eine Kolben-Zylinder-Einrichtung, insbesondere mit einem Doppelhubkolben (DHK) 10 wirkt. Die Kupplung 9 ist in der Ausgangsstellung geöffnet, indem eine Hauptzylinder-Rückstellfeder 123 über eine Kupplungsrückstellfeder 122 auf einen in der Spindel verschiebbar gelagerten Kolbenstößel 4 wirkt, der mit einem Kupplungsstößel (KS) verbunden ist. Der Kolbenstößel 4 liegt dann auf einem Anschlag 121 auf. Bewegen sich der Motor 8 und die Spindel 5, die auf den Doppelhubkolben 10 wirkt, so schließt die Kupplung 9 nach einem kleinen Kupplungsweg und die Spindel 5 ist danach in beiden Richtungen mit dem Doppelhubkolben 10 gekuppelt, was für den Rückhub notwendig ist, damit, wie beschrieben, der Doppelhubkolben (der als Ringkolben ausgebildet sein kann) über EA-Ventile Volumen in die Bremskreise von Druckstangenkolben (DK) 12a und Schwimmkolben (SK) 12 fördert. Dieser Kupplungsweg hat den Vorteil, dass der Stößel bei jeder Bremsung bewegt wird. Im Fall eines Klemmens stellt der Kolben nicht in die Ausgangsstellung zurück und kann über Restdruck im Arbeitsraum des Druckstangenkolbens 12a und einen Motorsensor 6 diagnostiziert werden.
  • Fällt der Motorantrieb aus, so wirkt ein Pedalstößel 3 nach dem Leerweg (LW) auf den Kolbenstößel 4 und damit auf den Druckstangenkolben 12a, welcher in den Doppelhubkolben 10 integriert ist. In diesem Fall wird während des Leerweges von einem Hilfskolben 116 Volumen über ein stromlos offenes Magnetventil ESV und ein Magnetventil AS und ein offenes Schnüffelloch 120 direkt in den Druckstangen-Bremskreis eingespeist. Dadurch geht der Leerweg nicht als Verlustweg in die Volumenbilanz des Druckstangenkolbens 10 ein. Dies ist dadurch möglich, dass durch den Schwimmkolben 12 und eine Drossel D (Blende) zu einem Wegsimulator WS ein Staudruck entsteht, welcher ein Einspeisen vom Druckmedium ermöglicht. Zur weiteren Optimierung kann ein stromlos geschlossenes Absperrventil 124 zusammen mit einem Überdruckventil ÜD eingesetzt werden.
  • In einem speziellen Fall, wenn der Antrieb (Motor/Getriebe) blockiert ist und damit auch die beiden Kolben (DK und SK) 12a, 12 kann auch von einem Hilfskolben 116 über die Ventile EA Druck auf- und abgebaut werden.
  • Nach Überbrückung des Leerweges trifft der Pedalstößel 3 auf den Kolbenstößel 4 und überwindet in der weiteren Bewegung den Kraftsprung, der durch die Hauptzylinder-Rückstellfeder 23 und den vom Druckstangenkolben 12a erzeugten Druck entsteht. Auf den Hilfskolben 16 wirkt hierbei der geschwindigkeitsabhängige Staudruck als hydrodynamische Kraft auf der Drossel D. Beim Kraftsprung wird die Geschwindigkeit kurzfristig klein, so dass der Druck am Druckstangenkolben 12a vor dem Auftreffen = Staudruck sich nicht voll zum Staudruck addiert.
  • Damit entsteht nur ein kleiner zusätzlicher Kraftsprung. Der Kraftsprung kann durch einen elastischen Anschlag 21 mit einer Übergangsfunktion gestaltet werden. Dieser Kraftsprung ist bezogen auf die vom Gesetzgeber vorgeschriebene Pedalkraft von 500 N für die Mindestabbremsung in der Rückfallebene im Bereich < 10 %, also vom Fahrer beherrschbar. Dieser Kraftsprung gilt für die Rückfallebene (RFE 3, d.h. Ausfall Motor und Bordnetz). Bei Motorausfall und intakter ECU (= RFE 2) kann durch Pulsweitenmodulation (PWM) des Magnetventils (ESV) und des Magnetventils (WA) der Hilfskolbendruck in diesem Bereich gesteuert werden.
  • Soll, abhängig von der Ventilschaltung, auch bei größerem Weg des Hilfskolbens 16 ein Staudruck wirken, welcher eine höhere Pedalkraft erfordert, welcher den maximalen Druck bei z. B. 500 N Pedalkraft reduziert, so kann hier in der Hilfskolben-Bohrung ein Bypass verwendet werden. Dieser bewirkt bei entsprechender Kolbenstellung ein Abströmen der Flüssigkeit in den Rücklauf. Ohne dieses Merkmal ist kein Rücklauf vom Hilfskolben zum Vorratsbehälter (VB) 11 notwendig.
  • Im Gegensatz zu den in den Patentanmeldungen DE 10 2010 045 617 A1 und DE 10 2013 111 974 A1 der Anmelderin beschriebenen Ausführungen ist das Ventil ESV neben dem Ventil WA stromlos offen, was das Einspeisen in der Rückfallebene ohne große Nachteile ermöglicht. Damit ist die Variante mit Leerweg und verkürztem Hauptzylinderhub möglich, was zu nennenswerter Baulängenverkürzung und Kostenreduzierung führt. Das kleinere Fördervolumen des Hauptzylinders mit reduziertem Hub wird durch Vorfüllen ausgeglichen, wie weiter unten noch ausführlicher erklärt werden wird.
  • Die Funktionen des Wegsimulators (WS) mit den Ventilen ESV, WA, RV0, RV1, D sind in den Patentanmeldungen DE 10 2010 045 617 A1 und DE 10 2013 111 974 A1 der Anmelderin näher beschrieben auf die hiermit diesbezüglich Bezug genommen wird.
  • Im Block B ist die Kolben-Zylinder-Einrichtung mit den Hauptzylinderkolben 12 und 12a und dem Doppelhubkolben 10 enthalten und parallel die Ventilfunktionen für ABS/ESP und Druckversorgung mit Steuerung des Doppelhubkolbens 10.
  • Das Einspeisen über das Schnüffelloch 120 wurde weiter oben bereits beschrieben, was nur für die Rückfallebene (RFE) im Wesentlichen gilt. Bei intaktem Motor liefern Pedalwegsensoren 2a und 2b schon nach kleinem Pedalstößelweg ein Signal zur Motorsteuerung für den Druckaufbau. Dabei tritt sofort das Vorfüllen in Funktion durch Schließen des AS-Ventils. Hierbei fördert der volle Doppelhubkolben aus der Fläche des Ringraums 10a und des Druckstangenkolbens 12a bereits bei kurzem Weg ein großes Volumen, welches zum Vorfüllen genutzt wird. Hierbei tritt noch ein zusätzlicher Effekt ein, indem das Vorfüllvolumen durch die Manschette des Druckstangenkolbens 12a strömt und verhindert, dass diese vom Schnüffelloch verschlissen wird. Das Vorfüllen soll z. B. geschwindigkeitsabhängig sein bei Stufe 1 kleiner V ein niedriger Druck < 10 bar und Stufe 2 bei hoher V < 40 bar. Hierbei kann als Regelsignal der gemessene Druck des Drucksensors D6 oder der Strom oder die Kolbenstellung verwendet werden. Bei der speziellen Gestaltung des Doppelhubkolbens mit zwei Kolben insbesondere mit einem Ringkolben kann sowohl das Vorfüllen als auch die zusätzliche Volumenförderung beim Rückhub über nur ein Ventil (AS) erledigt werden. Bei anderen Gestaltungen des Doppelhubkolbens können bzw. müssen für das Vorfüllen zwei oder mehrere Ventile eingesetzt werden.
  • Das Vorfüllen hat zwei entscheidende Vorteile:
    1. a. Bei kleinem Bremsbelag-Lüftspiel, also zusätzlichem Volumenbedarf, ist der Druckaufbau sog. Time-to-lock schneller, was Bremswegverkürzung bedeutet.
    2. b. Bei Lüftspiel LS, z. B. mit Rollback, geht das zusätzliche Volumen nicht nennenswert in Time-to-lock ein. Hierbei bietet sich zur Lüftspielsteuerung die in der Patentanmeldung DE 10 2008 051 316 A1 der Anmelderin auf die diesbezüglich hier Bezug genommen wird, beschriebene Bremsbelag-Lüftspielsteuerung durch Steuerung des Unterdrucks im Bremskolben an. Hierbei kann das Lüftspiel variabel gestaltet werden, z. B. fahrzeuggeschwindigkeitsabhängig oder abhängig von der RFE. Dies Lüftspiel ist ein wesentlicher Beitrag zur COz-Reduzierung im Bereich von 1 - 2 g.
    3. c. Bei großem Volumenbedarf im Hauptzylinder für eine Vollbremsung und große Pedalgeschwindigkeit wird bei < 40 bar ein 50 % höheres Volumen bei demselben HZ-Hub erzeugt. Damit ist die vorteilhafte Variante mit Leerweg (LW) und kürzerem Hauptzylinderweg gerechtfertigt.
    4. d. In der Rückfallebene RFE1 (mit Ausfall des Wegsimulators) wird auf so genannten Folgeverstärker umgeschaltet, weil hier beim konventionellen Bremskraftverstärker (BKV) der Pedalstößel auf den HZ-Kolben (DK) wirkt.
  • Da aber zur Erzielung größerer Drücke bei 500 N Pedalkraft bekanntlich ein kleiner Hauptzylinderdurchmesser eingesetzt wird, ist entsprechend der Pedalweg ohne Wegsimulator WS erheblich größer. Dieser kann mit Vorfüllung um ca. 30 % reduziert werden. Das größere Vorfüllvolumen kann die Kolbenstellung beeinflussen, so dass ggf. der SK-Kolben 12 frühzeitig schon am Anschlag ist. Dies kann verhindert werden, indem der SK-Kolben 12 einen größeren Durchmesser erhält. Andererseits wird der Anschlag erkannt durch Druck = f (Kolbenweg), gemessen vom Motorsensor. Bei Anschlag wird über das Rückhubvolumen (d.h. das Volumen das beim Rückhub gefördert wird) in den Bremskreis des Schwimmkolbens eingespeist. Auch kann die Zuordnung der Kolben über einen Schwimmkreis-Kolbenwegsensor 15 mit Target 15a im Kolben erfasst werden.
  • Insbesondere bei Systemen mit Rekuperation ist ein Pedal-Leerweg zwischen Pedalstößel und dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung, insbesondere Doppelhubkolben 10 vorteilhaft, da wegen des Bremsmoments des Generators kein Druck durch die Kolben-Zylinder-Einrichtung aufgebaut werden muss. Das Bremsmoment wird von einem Pedalweggeber zusammen mit dem Wegsimulator vorgegeben und in Generatorbremsmoment und Bremsmoment entsprechend dem Druck aufgeteilt. Wird vom Fahrer z.B. ein kleines Bremsmoment vorgegeben, so genügt das Generatorbremsmoment. Dies gilt bis zu einem Bremsmoment von ca. 30 bar, das vom Generator aufgebracht werden kann. Der Pedalwegbereich von ca. 5-8 mm entspricht dem Leerweg. Um diesen Leerweg wird der Weg des Kolbens 10 der Kolben-Zylinder-Einrichtung kleiner, da der Pedalhub vorgegeben ist und nach dem Leerhub ein kleiner Hub des Kolbens 10 resultiert. In der Rückfallebene fehlt dieser Hub bei der gesamten Volumenförderung des Kolbens 10. Erfindungsgemäß wird daher Volumen vom Hilfskolben 116 über den Kolben 10 und das offene Schnüffelloch des Druckstangenkolbens in den Druckstangenkolben-Bremskreis eingespeist.
  • Das Vorfüllen mit größerem Volumen muss jedoch beim Druckabbau berücksichtigt werden, da bezogen auf Pedalwegbereich, insbesondere in der Stufe 1 des Wegsimulators WS, der Wegsimulatorkolben noch nicht wirkt (s. Beschreibung 1a). Hier erfolgt ein Druckabbau Pab abhängig von der Pedalwegreduzierung in den Vorratsbehälter 11 über die Auslassventile wie bei ABS. Zur Steuerung des Doppelhubkolbens 10 sind das Ventil AS und Saugventile S2 und ggf. S3 zum Vorratsbehälter notwendig. S2 wirkt bei geschlossenem Ventil AS beim Rückhub und Volumenförderung über EA in die Bremskreis. S3 ist ggf. notwendig, da beim Vorfüllen das Ventil AS geschlossen ist und hier bei Unterdruck entsteht, was nach dem Vorfüllen bei wieder offenem Ventil AS nicht so schnell ausgeglichen werden kann.
  • Beim Rückhub wirkt bei entsprechender Dimensionierung des Doppelhubkolbens 10 eine kleinere Spindelkraft und auch Motormoment, was bei hohen Drücken von Vorteil ist. Diese Phase kann auch entsprechend gestaltet werden, indem bei anstehendem Vorhub für den hohen Druckbereich dieser dazu genutzt wird als quasi Freilauf, dass Volumen nicht zum Druckaufbau Pauf, sondern in den Rücklauf zum Vorratsbehälter 11 gelangt. Erst beim anschließenden Rückhub wird dann Volumen für den hohen Druckbereich gefördert.
  • Auch kann der Rückhub bei der vorteilhaften Systemvariante mit Multiplexanordnung bzw. -betrieb (MUX bei der der Druckaufbau und der Druckabbau über jeweils nur ein Ventil in den Bremsleitungen erfolgt) zum gleichzeitigen Druckaufbau Pauf und Druckabbau Pab in getrennten Bremskreisen erfolgen. Hierzu ist ein zusätzliches Absperrventil 17 notwendig.
  • Im Block D1 befinden sich die Ventile zur ABS/ESR-Drucksteuerung, die z.B. in der Patentanmeldung DE 10 2013 111 974 A1 der Anmelderin, auf die diesbezüglich hier Bezug genommen wird, beschrieben wurden. Bei der konventionellen Drucksteuerung mit Einlassventilen (EV) und Auslassventilen (AV) erfolgt der Druckabbau Pab durch die Auslassventile (AV) in den Rücklauf zum Vorratsbehälter 11.
  • Im Block D2 wurde die Ventilfunktion der Ventile AS und EA bereits beschrieben. In der Patentanmeldung DE 10 2013 111 974 A1 der Anmelderin ist anstelle des Ventils EA nur ein Rückschlagventil verwendet. Dieses ist von Nachteil z. B. bei Bremskreisausfall, z. B. des Schwimmkolben-Bremskreises, bei dem kein Nachfördern durch Rückhub möglich ist, da das Rückhubvolumen ggf. in den drucklosen Schwimmkolben-Kreis gefördert wird. Da dies durch Diagnose p = f (Kolbenweg) erkannt wird, erfolgt in diesem Fall beim EA-Ventil keine Förderung in den ausgefallenen Kreis.
  • In der Ausführung mit MUX haben die Ventile zur Druckregelung keinen Rücklauf. Für den beschriebenen Fall von größerem Vorfüll-Volumen und Druckabbau P ab zum Ausgleich bei kleineren Pedalwegen muss hier ein Ventil AVx zum Druckabbau Pab eingesetzt werden.
  • Block C beinhaltet das Pedalinterface mit Hilfskolben 116, Pedalwegsensoren 2a und 2b und Wegsimulator WS. Die Funktionen sind in früheren Anmeldungen der Anmelderin bereits beschrieben und gelten auch für die Systemausführung mit Doppelhubkolben. Die Ventilfunktionen des Blocks D3 wurden in Verbindung mit Einspeisung ES beschrieben. Zu erwähnen ist noch die Diagnose des Schnüffellochs 120 im Druckstangenkolben 12a, was bei konventionellen Bremssystemen nicht immer möglich ist. Dieser Fall kann durch Toleranzverschiebungen oder Störungen im Betrieb auftreten. Wenn das Schnüffelloch geschlossen bleibt, so ist kein Druckausgleich im Bremskreis möglich. Dies hat bei tieferen Temperaturen einen Unterdruck zur Folge mit ggf. Lüftspiel, wenn der Bremskolben hierauf reagiert oder bei hoher Temperatur ein Restdruck im Bremskreis zu einer Restbremswirkung mit ggf. Temperaturerhöhung in der Bremse führt.
  • Beim vorgeschlagenen System mit Vorfüllung verbleibt im Bereich des Leerweges LW noch ein Restdruck im Druckstangenkolben-Bremskreis, welcher über die Ventile AV und ESV gesteuert werden kann. In diesem Fall ist Ventil ESV geschlossen und Ventil EA offen; damit entsteht kein Differenzdruck an der Manschette, da der Druck im Bremskreis des Druckstangenkolbens DK und Doppelhubkolben-Bremskreis gleich ist. Bei Pedalweg = 0 (d. h. Ausgangsstellung) wird das Ventil EA geschlossen und das Ventil ESV geöffnet. Die folgende Druckänderung ist ein Indiz, dass das Schnüffelloch geöffnet ist. Dieses Verfahren kann bei jeder Bremsung oder in großen Abständen eingesetzt werden.
  • 15a zeigt das adaptive Verhalten des Wegsimulators WS. Der Wegsimulator WS hat in seiner Charakteristik mindestens drei Stufen:
    • Stufe 1: Pedalrückwirkung wird über die Pedalrückstellfeder 118 erzeugt. Ventil WA offen. Diese Stufe wird z. B. mit 7 - 8 mm Pedalstößelweg dimensioniert und ergibt gegen Ende einen Systemdruck von ca. 30 bar. Dieser Druck entspricht ungefähr der Abbremsung mit einem hohen Rekuperationsdrehmoment des Generators. Der beschriebene Leerweg LW des Pedalstößels entspricht ca. dem vorgenannten Weg, was bedeutet, dass bei Rekuperation der Aktuator mit Motorantrieb nicht eingeschaltet wird, was ca. 80 % weniger Belastungszyklen erfordert.
    • Stufen 2 und 3: Ventil WA geschlossen, Volumen des Hilfskolbens 16 gelangt in den Wegsimulator-Kolben mit spezifischer Kraft-Druck-Charakteristik mit Anschlag.
  • Bei bekannten Systemen ist der Anschlag des Wegsimulators über ein Ventil WA einem festen Pedalweg zugeordnet. Gemäß einem vorteilhaften erfinderischen Aspekt wird nunmehr eine Lösung vorgeschlagen, bei der der Wegsimulator adaptiv ist, z. B. bei Fading was erkennbar ist aufgrund der Funktion p = f (Fahrzeugverzögerung). Im Normalfall ist bei N der Anschlag erreicht. Bei Fading, erkennbar durch hohen Druck in Relation zur Fahrzeugverzögerung kann der Anschlag durch Steuerung des Ventils WA auf F verschoben werden. Bei low µ wird diese ebenfalls erkannt, und der Anschlag kann bei kleineren Pedalwegen vorgesehen sein. Bekanntlich wirkt das konventionelle ABS noch bei kleineren Pedalwegen E1. Auch dies kann erzeugt werden, indem durch Vorhub über offene Ventile EA und ESV der Druck in den Hilfskolben gelangt und diesen zurückschiebt bzw. moduliert oder mit Rückhub geschlossenem Ventil EA und offenem Ventil ESV.
  • 16 zeigt vereinfachte Ventilschaltungen ohne Details der Bereiche A - C. Im Bereich D2 wird für die Druckversorgung der Bremskreise nur ein 3/2-Wege-EA-Ventil mit Rückschlagventil eingesetzt. Hier wird ohne Schaltung des Ventils EA beim Rückhub des Doppelhubkolbens das Volumen in den Schwimmkreis gefördert. Beim Schalten des EA-Ventils erfolgt Förderung in Schwimmkolben-Bremskreis SK und den Bremskreis des Druckstangenkolbens DK. Bei Ausfall im Schwimmkolben Bremskreis SK wird nur in den Schwimmkolben-Bremskreis gefördert. Der Druckstangen-Kreis hat mit Doppelhubkolben noch den Vorteil, dass bei einem Ausfall der Manschette sehr schnell durch die Druck- und Kolbenwegmessung erkannt wird. In diesem Fall wird bei geschlossener Ventil ESV trotzdem in den Druckstangen-Bremskreis gefördert. Hierbei ist bei offenem Ventil AS der DK-Kolbendruck ausgeglichen.
  • Eine weitere Vereinfachung ist beim Wegsimulator WS möglich. Das stromlos offene Ventil ESU wird durch ein Rückschlagventil RVS ersetzt. Diese Lösung hat den Nachteil, dass der Wegsimulator-Druck in den Doppelhubkolben verlagert wird und zusätzliche Dichtungsreibung bewirkt. Im Extremfall kann bei sehr hohen Pedalkräften der WS-Druck höher als der Druck im Druckstangenkolben-Bremskreis werden. In diesem Fall müsste die ABS-Funktion abgeschaltet werden.
  • Dies kann vermieden werden, wenn die Kolbenbewegung des Wegsimulators WS (siehe gestrichelte Linie) zum zusätzlichen Schließen des Rückschaltventils erweitert wird. Bei dieser Vereinfachung kann beim adaptiven Wegsimulator keine Pedalrückwirkung erzeugt werden.
  • 17 zeigt eine konstruktive Variante, indem der Hilfskolben vom Pedalinterface in den Block B verlegt ist. Hierbei wirkt der Pedalstößel 3 über eine Brücke auf den ringförmigen Hilfskolben 119, der zwischen Doppelhubkolben 10 und dessen Gehäuse 125 gelagert ist. Der Pedalstößel 3 wirkt ebenso auf die Kupplung 9. Die Pedalrückstellfeder 18 wirkt analog zu 15 auf den Hilfskolben 119. Die Bewegung des Hilfskolbens 19 kann hier alternativ an anderer Stelle vom Slave-Pedalwegsensor 2b erfasst werden. Der Vorteil liegt in der Zusammenfassung aller hydraulischen Funktionen in einem Block ohne lange Zuführleitungen zum Pedalinterface entsprechend 15.
  • Für zukünftige Fahrzeugplattform-Modularität, sollten die Systeme über zahlreiche Baureihen für Linkslenker wie auch für Rechtslenker eingesetzt werden können. Dabei hat der Rechtslenker bei Quereinbau des Verbrennungsmotors Probleme. Hier bietet sich eine 2-Box-Lösung an, indem nur noch der klein bauende Hauptzylinder, insbesondere Tandemhauptzylinder mit Hilfskolben (16) an der Spritzwand des Fahrzeuges angebracht wird und das Antriebs- (bzw. Motor/Getriebe)-Ventilmodul flexibel im Motorraum des Fahrzeuges.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bremspedal
    2
    Pedalwegsensoren
    3
    Pedalstößel
    4
    Kolbenstößel
    5
    Spindel
    6
    Motorsensor
    7
    KGT
    8
    EC-Motor
    9
    Kupplung
    9a
    Magnetkupplung
    9b
    direkte Kopplung Spindel mit DHK
    10
    DK-Doppelhubkolben (DHK)
    10a
    Ringraum
    10b
    Druckkammer
    11
    Vorratsbehälter
    12
    SK-Kolben
    12a
    DK-Kolben
    12b
    Druckkammer
    13
    Kolben-Zylinder-Einheit
    14
    Pedalinterface
    15
    SK-Positionssensor
    15a
    Target für Positionssensor
    16
    Hilfskolben
    17
    Plungerkolben
    18
    Niveaugeber
    19
    elektrische Verbindungen zur ECU
    20
    Elektrode
    21
    Leckfluss
    22
    Gehäuseerweiterung
    23
    Schottkammer
    24
    Schwamm
    25
    Ablaufkanäle
    26
    Blende
    27
    DK-Manschette
    28
    Ringkolben
    28a
    Ringkolbendichtung
    29
    Rückstellfeder
    30
    Biegestab
    31
    DK-Druckkolben
    32
    Sicherungsring
    33
    Stößel
    34
    Dichtung
    35
    Primärdichtung
    36
    Sekundärdichtung
    37
    Anschlagfeder
    38
    Stufenkolben
    39
    Stufenkolbendichtung
    40
    Schnüffelloch
    43
    Arbeitsraum
    45
    Kolben-Zylinder-Einheit
    46
    Kolben-Zylinder-Einheit
    115
    SK-Positionssensor
    116
    Hilfskolben
    116a
    Bypass für HiKo
    117
    Absperrventil für MUX
    118
    Pedalrückstellfeder
    119
    Ring-Hilfskolben
    120
    Schnüffelloch (DK)
    121
    Anschlag für Kolbenstößel (KS)
    122
    Rückstellfeder für KS
    123
    HZ-Rückstellfeder
    123a
    HZ-Rückstellfeder
    124
    Absperrventil zum WS
    125
    DHK-Gehäuse
    WS
    Wegsimulatorschaltung
    AS
    Absperrventil
    WA
    WS-Abschaltventil
    WSA
    WS-Absperrventil
    ESV
    Einspeisventil
    EA
    Einlass- / Auslassventil
    SV
    Schaltventil
    E
    Einlassventil
    A
    Auslassventil
    SiV
    Sicherheitsventil
    RZ
    Radzylinder
    R
    Rücklaufleitung
    BKV
    Bremskraftverstärker
    DG
    Druckgeber
    RFE
    Rückfallebene
    VH
    Vorhub DHK
    RH
    Rückhub DHK
    TD
    Diagnosezeit
    S1
    Saugventil
    S2
    Saugventil
    S3
    Saugventil
    Ü
    Überdruckventil zur Vorfüllung (VF)
    R5
    Rückschlagventil zum Bremskreis
    TV1
    Trennventil HiKo
    TV2
    Trennventil zum DK-Kreis
    TV3
    Trennventil zum SK-Kreis
    UV
    Umschaltventil
    VB
    Vorratsbehälter
    LW
    Leerweg

Claims (17)

  1. Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugbremse, mit: - einer Betätigungseinrichtung (1), nämlich einem Bremspedal; - zumindest einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13), die über eine Hydraulikleitung mit einer Fahrzeugbremse verbunden ist, um einem der Fahrzeugbremse zugeordneten Bremskreis (A, B) Druckmittel zuzuführen und die Fahrzeugbremse mit Druck zu beaufschlagen; - einem elektrischen Antrieb zum Antreiben eines Kolbens (10, 28) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13), - einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung (ECU), wobei der angetriebene Kolben (10, 28) zumindest einem Bremskreis gesteuert in beiden Kolben-Bewegungsrichtungen, nämlich beim Vor- und beim Rückhub, Druckmittel zuführt, wobei die erste Kolben-Zylinder-Einheit (13) mindestens eine erste Kammer zum Fördern des Druckmittels im Vorhub und mindestens eine zweite Kammer zum Fördern des Druckmittels im Rückhub hat, die voneinander durch den Kolben (10, 28) abgetrennt sind, wobei die Kammern über mindestens ein Ventil (EA, AS) miteinander verbindbar sind, wobei mindestens eines der Ventile (EA, AS) mittels der elektronischen Steuer-und/oder Regeleinrichtung (ECU) derart ansteuerbar ist, sodass für höhere Druckbereiche bei kleiner Kolbenkraft eine Wirkfläche des Kolbens (10) durch ein Verbinden der Kammern reduzierbar ist.
  2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bremskreise (A,B) vorgesehen sind, wobei die erste Kolben-Zylinder-Einheit (13) einen Ringraum (10a) bildet, aus dem das Druckmittel zumindest einem der Bremskreise (A,B) zuführbar ist.
  3. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche des angetriebenen Kolbens (10, 28) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13) eine erste Wirkfläche für den Vorhub und mindestens eine zweite von der ersten Wirkfläche verschiedene Wirkfläche für den Rückhub umfasst.
  4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung zur kontinuierlichen Volumenförderung ausgebildet ist.
  5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung einer großen effektiven Kolbenfläche der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13) mindestens einen Bremskreis vorzubefüllen.
  6. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Druckmittel aus einer zweiten Kolben-Zylinder-Einheit und über ein Ventil (ESV) zum Kolben (10) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13) gelangt.
  7. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit (13) und der Antrieb (8, 9) räumlich zumindest teilweise nebeneinander und/oder parallel angeordnet und in einer Baueinheit angeordnet sind.
  8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (10, 12) der Kolben-Zylinder-Einheiten (13) parallel angeordnet sind.
  9. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsräume der Kolben-Zylinder-Einheit (13) über eine hydraulische Leitung verbunden sind, in die ein Ventil (TV1) geschaltet ist.
  10. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Hilfskolben (16) vorgesehen ist, dessen Arbeitsraum über eine hydraulische Leitung mit einem Wegsimulator (WS) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Leitung zum Wegsimulator (WS) ein Umschaltventil (UV) angeordnet ist, das stromlos den Arbeitsraum des Hilfskolbens (16) mit dem des DK-Kolbens (12a) verbindet.
  11. Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung, wobei die Bremsvorrichtung aufweist: - eine Betätigungseinrichtung (1), - eine Verstärkereinrichtung mit einem elektro-hydraulischen Antrieb, - eine erste Kolben-Zylinder-Einrichtung (13) mit einem elektrisch angetriebenen Doppel-Hubkolben (10); - eine zweite Kolben-Zylinder-Einrichtung, um den Bremskreisen (A,B) hydraulisches Druckmittel zuzuführen, eine Ventileinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhr des Druckmittels und eine elektronische Steuer-und/oder Regeleinrichtung (ECU), wobei mittels der ersten Kolben-Zylinder-Einrichtung (13), und zumindest eines von der Steuer-und Regeleinrichtung (ECU) gesteuerten Ventils (AS) zumindest einem Bremskreis (A, B) gesteuert zusätzliches Druckmittelvolumen zugeführt wird, wobei der angetriebene Doppel-Hubkolben (10) zumindest dem zumindest einen Bremskreis gesteuert in beiden Kolben-Bewegungsrichtungen, nämlich beim Vor- und beim Rückhub, Druckmittel zuführt, wobei die erste Kolben-Zylinder-Einheit (13) mindestens eine erste Kammer zum Fördern des Druckmittels im Vorhub und mindestens eine zweite Kammer zum Fördern des Druckmittels im Rückhub hat, die voneinander durch den Doppel-Hubkolben (10) abgetrennt sind, wobei die Kammern über mindestens ein Ventil (EA, AS) miteinander verbindbar sind, wobei das mindestens eine Ventil (EA, AS) mittels der elektronischen Steuer-und/oder Regeleinrichtung (ECU) derart ansteuerbar ist, sodass für höhere Druckbereiche bei kleiner Kolbenkraft eine Wirkfläche des Doppel-Hubkolbens (10) durch ein Verbinden der Kammern reduzierbar ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für eine restreibungsarme Bremse das nach der Bremsung eingestellte Bremsbelag-Lüftspiel (LS) und das Volumen zum Ausgleich des Lüftspiels beim Bremsen durch Vorfüllen ausgeglichen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Kolben-Zylinder-Einrichtung (13) gleichzeitig in einem Bremskreis Druck aufgebaut und in einem anderen Druck abgebaut wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Reduzierung des Pedalhubes ein Druckabbau bei großer Vorfüllung im Bereich von mehr als 10% des Gesamtvolumens durch ein Öffnen eines Magnetventils (AV) und einen Volumenabfluss in einen Vorratsbehälter (11) erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche des angetriebenen Doppel-Hubkolbens (10) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13) eine erste Wirkfläche für den Vorhub und eine zweite von der ersten Wirkfläche verschiedene Wirkfläche für den Rückhub umfasst.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) zur kontinuierlichen Volumenförderung ausgebildet ist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung einer großen effektiven Kolbenfläche der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (13) mindestens ein Bremskreis vorbefüllt wird.
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