WO2008122469A1 - Bremssystem für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2008122469A1
WO2008122469A1 PCT/EP2008/052249 EP2008052249W WO2008122469A1 WO 2008122469 A1 WO2008122469 A1 WO 2008122469A1 EP 2008052249 W EP2008052249 W EP 2008052249W WO 2008122469 A1 WO2008122469 A1 WO 2008122469A1
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WO
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brake
pedal
during
piston
master cylinder
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/052249
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hardy Haas
Armin Verhagen
Jochen Mayer
Willi Nagel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4077—Systems in which the booster is used as an auxiliary pressure source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/68—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/686—Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in hydraulic systems or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/745—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on a hydraulic system, e.g. a master cylinder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/42—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems

Definitions

  • the invention relates to a braking system for a vehicle according to the preamble of independent claim 1.
  • a conventional braking system with an electromechanical brake booster is described, for example, in US Pat. No. 6,634,724 B2.
  • the rotational movement of the electric motor is converted into a translational movement to increase the braking force during operation.
  • the conversion of the rotation into a translation takes place by means of a pinion / rack combination.
  • the described brake booster is part of an auxiliary power brake system in which the actual braking force is generated by a summation of a pedaling force applied by the driver and an assisting force applied by the brake booster.
  • a brake-by-wire brake system is described.
  • the brake system described is actuated by a brake actuation unit, which comprises a brake booster, which is designed as a vacuum brake booster, a master brake cylinder connected downstream of the brake booster, means for detecting a driver's desire and a pedal travel simulator.
  • the brake booster can be operated depending on the driver by means of a brake pedal as well as by means of an electronic control unit, wherein means are present which decouple a force-transmitting connection between the brake pedal and the brake booster during the brake-by-wire mode.
  • the pedal travel simulator simulates a restoring force acting on the brake pedal independently of actuation of the brake booster, wherein the pedal travel simulator can be engaged during decoupling of the force-transmitting connection between the brake pedal and the brake booster during the brake-by-wire mode and can be switched off outside the brake-by-wire operating mode.
  • the switching on and off of the pedal travel simulator is performed by electromechanical, electro-hydraulic or pneumatic switching means.
  • ABS pumpless anti-lock braking system
  • Inlet valves reopened. The process described is repeated until the driver stops braking, or the vehicle has come to a standstill. After releasing the brake pedal by the driver, the brake fluid received by the storage chambers flows through storage chamber springs via the inlet valves and check valves in the
  • the system is ready for a new ABS braking process.
  • ABS braking e.g. from high speeds with low road friction coefficients or with strongly varying coefficients of friction
  • the storage chambers can be completely filled.
  • the brake pedal travel can greatly prolong unusually. In addition to the loss of pedal comfort so that no further pressure reduction from the wheel brakes more possible and the wheels can block.
  • the braking system according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that during a first mode, preferably a break-by-wire mode, an electromechanical brake booster controlled by an evaluation and control unit acts on a piston of a master cylinder, while a Brake pedal is mechanically decoupled from the piston of the master cylinder.
  • the evaluation and control unit performs a brake pressure control function and / or a brake slip control function for at least one wheel brake via the master brake cylinder acted upon by the brake booster with an increased pedal force and a downstream pumpless fluid control block.
  • the brake system according to the invention advantageously makes it possible for a brake pressure to be built up and released depending on the driver's operation in the at least one wheel brake.
  • various comfort and safety functions can be implemented, such as, for example, a brake assistance function, an adaptive cruise control (ACC) function, ie an adaptive cruise control function, a soft-stop function, ie a reduction of the braking pressure during the transition to standstill.
  • ACC adaptive cruise control
  • a hill-hold function ie the vehicle is automatically held in its current position at standstill on a mountain
  • a driver independent emergency brake function etc.
  • a connection between the piston of the master cylinder and the brake pedal are made so that it is possible for the driver in an emergency to operate the brake system directly by muscle power.
  • the decoupling of the brake pedal advantageously allows existing in the fluid control block storage chambers during a brake pressure control operation and / or a brake slip control process can be emptied by a short braking pressure reduction in the master cylinder to a blockage of the wheels and thus the Ineffectiveness to prevent an anti-lock function.
  • the use of the pumpless fluid control block eliminates the pump noise occurring in the prior art in a fluid control block with return pump.
  • the brake pedal is connected to a pedal simulator and a coupling rod whose end face is mechanically decoupled from a stop during the first mode by a predetermined distance.
  • the pedal simulator detects a deceleration request on the brake pedal and determines a corresponding pedal force and forwards the detection and / or determination result to the evaluation and control unit, which activates the electromechanical brake booster to generate the correspondingly enhanced pedal force, the pedal simulator generates a corresponding haptic feedback and outputs to the brake pedal.
  • the coupling rod overcomes the predetermined distance, so that the end face of the coupling rod abuts the stop to transmit the pedal force generated on the brake pedal to the piston of the master cylinder, so that it is possible for the driver, the brake system directly to operate by muscle power.
  • the pedal simulator is disabled and / or bypassed.
  • the fluid control block for guiding a brake fluid comprises at least one inlet valve with a check valve, at least one outlet valve and at least one fluid storage chamber.
  • the evaluation and control unit builds the
  • the distance to the decoupling of the brake pedal is predetermined and coordinated with the emptying process of the at least one fluid storage chamber, that the brake pedal is mechanically decoupled from the piston of the master cylinder even after a draining operation of the at least one fluid storage chamber.
  • the distance to the decoupling of the brake pedal is chosen so large that the end face of the coupling rod does not abut against the stop even after the emptying of the at least one fluid storage chamber.
  • the electromechanical brake booster comprises an electric motor and a transmission device which transmits the torque generated via the electric motor to the piston of the master brake cylinder.
  • the transmission device converts a rotational movement into a translatory movement for actuating the master brake cylinder and transmits the torque generated by the electric motor to the pistons of the master brake cylinder with a predefinable transmission ratio.
  • the transmission device is designed, for example, as a transmission, which comprises a rack with an inner stop and a pinion.
  • the gear ratio can be specified for example on the execution of the rack and on the design of the pinion, wherein the rack is coupled to the piston of the master cylinder.
  • the transmission device can be designed as a screw drive which has a hollow shaft and a longitudinally movably guided hollow shaft
  • the master brake cylinder with the electromechanical brake booster and / or the fluid control block forms a functional structural unit, so that a compact, space-saving design is possible. That means all three
  • the master cylinder with the electromechanical brake booster or with the fluid control block form a structural unit.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a first embodiment of a brake system according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a brake system according to the invention.
  • a first embodiment of a brake system 1 comprises an actuator unit 10 which has a brake pedal 2, a pedal simulator 4 and an electromechanical brake booster 12, a master cylinder 20, a fluid control block 30 and a plurality of wheel brakes 42, 44, 46 , 48, which are controlled via the master cylinder 20 and the fluid control block 30 with a predetermined brake pressure.
  • the brake pedal 2 is connected to the pedal simulator 4 and a coupling rod 3.
  • the electromechanical brake booster 12 comprises an electric motor 13 and a transmission device 14, which generates the torque generated by the electric motor 13 or the force generated on a piston 21 of the Master brake cylinder 20 transmits.
  • the transmission device 14 for controlling the master cylinder 20 can convert a rotational movement into a translatory movement and transmit the torque generated by the electric motor 13 with a predeterminable transmission ratio to the piston 21 of the master cylinder 20.
  • the transmission device can be executed in several stages.
  • a suitable electric drive can be coupled to any transmission device, such as a worm drive, a belt drive, a chain drive, etc., can be used to the piston 21 of the
  • the transmission device is designed as a transmission 14, which includes a rack 14.1 with an inner stop 5.1 and a pinion 14.2.
  • the gear ratio can be specified by the execution of the rack 14.1 and the execution of the pinion 14.2.
  • the rack 14.1 is coupled to the piston 21 of the master cylinder 20 and is driven by the electric motor 13 via the pinion 14.2 during a first operating mode, which here corresponds to a brake-by-wire mode.
  • a second operating mode which here corresponds to an emergency operating mode
  • the rack 14.1 is driven by the brake pedal 2 via the coupling rod 3 bearing an end face 3.1 on the inner stop 5.1 of the rack 14.1.
  • a second embodiment of a brake system 1 ' similar to the first embodiment of the brake system 1, comprises an actuator unit 10', the master brake cylinder 20, the fluid control block 30 and the wheel brakes 42, 44, 46, 48 be controlled via the master cylinder 20 and the fluid control block 30 with a predetermined brake pressure.
  • the actuator unit 10 'of the second embodiment of the brake system 1' comprises a brake pedal 2, a pedal simulator 4 and an electromechanical brake booster 12 ', which differs from the electromechanical brake booster 12 of the first embodiment.
  • the brake pedal 2 is connected to the pedal simulator 4 and a coupling rod 3.
  • the electromechanical brake booster 12 ' likewise comprises an electric motor 13' and a transmission device 14 ', which transmits the torque or the force generated by the electric motor 13' to the piston 21 of the master brake cylinder 20.
  • the transmission device is designed as a screw 14 ', a hollow shaft 14.2' and in the hollow shaft 14.2 'longitudinally movably guided punch 14.1' with an inner
  • the punch 14.1 ' is coupled to the piston 21 of the master cylinder 20 and is driven during the first mode by the electric motor 13' via the hollow shaft 14.2 'of the screw 14'.
  • the master cylinder 20 which is exemplified as a tandem master cylinder, fertilize via corresponding Fluidverbin- with a fluid reservoir 22, which is used as a reservoir for the brake fluid, and the downstream pumpless fluid block 30.
  • the pumpless fluid block 30 comprises for each of the illustrated wheel brakes 42, 44, 46, 48 an inlet valve 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 and an outlet valve 32.2, 34.2, 36.2, 38.2, wherein for each inlet valve 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 a check valve 32.3, 34.3, 36.3, 38.3 is connected in parallel.
  • the respective parallel-connected check valve 32.3, 34.3, 36.3 or 38.3 allows pressure equalization when the associated inlet valve 32.1, 34.1, 36.1 or 38.1 is closed.
  • the check valves 32.3, 34.3, 36.3, 38.3 may each have a throttle in order to perform the pressure equalization in a closed associated intake valve 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 not abruptly but with a predetermined compensation behavior.
  • a first inlet valve 32.1 with a first check valve 32.3 and a first outlet valve 32.2 are associated, for example, with a first wheel brake 42, and a second inlet valve 34.1 with a second check valve 34.3 and a second exhaust valve 34.2 are associated with a second wheel brake 42, wherein the first and second inlet valves 32.1, 34.1 and the first and second exhaust valves 32.2, 34.2 are connected via a common fluid connection with a first chamber of the master cylinder 20 and form a first brake circuit , wherein the inlet valves 32.1, 34.1 are decoupled via a check valve 31 from the exhaust valves 32.2, 34.2.
  • a third intake valve 36.1 with a third check valve 36.3 and a third exhaust valve 36.2 are associated with a third wheel brake 46
  • a fourth intake valve 38.1 with a fourth check valve 38.3 and a fourth exhaust valve 38.2 are associated with a fourth wheel brake 48
  • the third and fourth intake valves 36.1 , 38.1 and the third and fourth outlet valves 36.2, 38.2 are connected via a common fluid connection with a second chamber of the master cylinder 20 and form a second brake circuit, the inlet valves 36.1, 38.1 being decoupled via a check valve 37 from the outlet valves 36.2, 38.2.
  • the intake valves 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 are connected on the input side to the master brake cylinder 20 and on the output side each to one of the wheel brakes 42, 44, 46, 48.
  • the exhaust valves 32.2, 34.2, 36.2, 38.2 are on the input side each connected to one of the wheel brake 42, 44, 46, 48 and the output side to the master cylinder 20.
  • two of the outlet valves 32.2, 34.2, and 36.2, 38.2 are connected on the output side to a fluid storage chamber 33 or 39.
  • the brake system is operated as a brake-by-wire system, i. the pedal force generated by the muscle power of the driver is not transmitted to the brake torque generating element, here on the master cylinder 20, but the evaluation and control unit 11, 11 'generates the required braking force by means of the electromechanical brake booster
  • various comfort and safety functions can be implemented, such as a brake assist function, an ACC function, a soft-stop function, a hill-hold function, a driver-independent emergency brake function, etc.
  • the brake pedal 2 is mechanically decoupled from the piston 21 of the master cylinder 20, ie the front side 3.1 of the coupling rod 3 has a predeterminable distance 5, 5 'to the inner stop 5.1 of the rack 14.1 or to the inner stop 5.1' of the punch 14.1 ' on.
  • the pedal simulator 4 detects a deceleration request on the brake pedal 2 and determines a corresponding pedal force and forwards the detection and / or determination result to the evaluation and control unit 11 or 11 ', which the electromechanical brake booster 12 and 12' to Generation of the correspondingly enhanced pedal force controls.
  • the pedal simulator 4 generates a corresponding pedal reaction or haptic feedback and outputs it to the brake pedal 2.
  • the pedal simulator 4 or a corresponding sensor unit, not shown, a deceleration request Detects the pedal simulator 4 or a corresponding sensor unit, not shown, a deceleration request, then the pedal force generated by the driver is determined and the electromechanical brake booster 12 or 12 'is driven by the evaluation and control unit 11, 11' to generate the increased pedal force accordingly.
  • the corresponding inlet valve 32.1, 34.1, 36.1 or 38.1 closed to another pressure build-up in the corresponding wheel 42, 44, 46 and 48 to prevent.
  • the blocking tendency can be determined by the evaluation and control unit via corresponding sensors, not shown. If this measure is not sufficient to cancel the blocking tendency, the associated normally closed exhaust valve 32.2, 34.2, 36.2 or 38.2 is opened until the wheel slip decreases again, then the exhaust valve 32.2, 34.2, 36.2 and 38.2 closed again , That by the
  • Opening of the exhaust valve 32.2, 34.2, 36.2 and 38.2 from the associated wheel brake 42, 44, 46 and 48 flowing brake fluid is received by the associated fluid storage chamber 33, 39.
  • the associated intake valves 32.1, 34.1, 36.1 and 38.1 are opened again. The process described is repeated until is stopped by a detected driver's request, the braking process, or the vehicle has come to a standstill.
  • the brake fluid received by the fluid storage chamber 33 or 39 flows back through storage chamber spring via corresponding check valves 31 and 37 into the master cylinder 20. That's it
  • the fluid storage chambers 33, 39 can be completely filled with brake fluid.
  • Detects the evaluation and control unit 11, 11 ' for example by means of a sensor unit, not shown, and / or by evaluating the duration of the associated braking operation and / or the number and / or duration of the driving operations of the exhaust valves 32.2, 34.2, 36.2 and 38.2, to reduce the pressure in the associated wheel brake 42, 44, 46 and 48 and to direct the brake fluid into the associated fluid storage chamber 33 and 39, that the associated fluid storage chamber 33 and 39 is filled, then the evaluation and control unit 11 and 11 ', the corresponding intake valves 32.1, 34.1 or
  • the distance 5 or 5 'for decoupling the brake pedal 2 is predetermined and matched with the emptying process of the fluid storage chambers 33 and 39, respectively, that the brake pedal 2 is decoupled mechanically from the piston 21 of the master cylinder 20 even after an emptying operation of the fluid storage chambers 33 and 39 respectively ,
  • the evaluation and control unit 11 or 11 interrupts the brake pressure control process and / or the brake slip control process for a short time and can be interrupted by the dismantling of the brake control system. pressure the fluid storage chambers 33 and 39 in the master cylinder 20 and emptied into the surge tank 22. Subsequently, the evaluation and control unit 11 or 11 'controls the electromechanical brake booster 12 or 12' again and continues the brake pressure control operation and / or the brake slip control operation.
  • Pedal simulator 4 will be a second mode, i. an emergency mode activated during which the coupling rod 3 the predetermined distance 5 or 5 'overcomes, so that the front side 3.1 of the coupling rod 3 on the inner stop 5 of the rack 14.1 and the inner stop 5' of the punch 14.1 'is applied.
  • the pedal force generated by muscle power on the brake pedal 2 is transmitted to the piston 21 of the master cylinder 20, so that it is possible for the driver to operate the brake system without the assistance of the electromechanical brake booster 12 or 12 '.
  • the brake system 1 or 1 ' can be actuated via a compact electromechanical actuator unit 10, 10' with a pedal simulator 4 which can build up and reduce a brake pressure independently of the driver actuation in the master brake cylinder 20, so that braking processes in hybrid vehicles Cooperation with an electric motor in the generator mode are possible, so that the reaction to the brake pedal 2 corresponds to the vehicle deceleration.
  • the master cylinder 20 can form a functional unit with the electromechanical brake booster 12, 12 'and / or the fluid control block 30.
  • the brake system according to the invention 1 or 1 'in combination with the pumpless fluid block 30 Bremstikregel- operations and / or brake slip control operations perform, with the mechanical decoupling of the brake pedal 2 from the master cylinder 20 during the first mode in an advantageous manner no disturbing effects on the brake pedal 2 can occur.
  • the pumpless fluid control block 30 also eliminates the pump noises which occur in conventional fluid control blocks which actuate a fluid pump in the brake pressure control process. and / or brake slip control operations.
  • the brake system according to the invention by virtue of the short brake pressure reduction in the master brake cylinder during a brake pressure control operation and / or a brake slip control operation, permits a permanent mode of operation of the anti-lock function during the brake pressure control operation and / or brake slip control operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einer Aktuatoreinheit (10, 10'), die ein Bremspedal (2), einen Pedalsimulator (4) und einen elektromechanischen Bremskraftverstärker (12, 12') umfasst, und einem Hauptbremszylinder (20), über den mindestens eine Radbremse (42, 44, 46, 48) mit einem vorgebbaren Bremsdruck ansteuerbar ist, wobei das Bremspedal (2) oder der elektromechanische Bremskraftverstärker (12, 12') zum Aufbau oder Abbau eines Bremsdrucks auf den Hauptbremszylinder (20) wirken. Erfindungsgemäß wirkt während einer ersten Betriebsart, vorzugsweise einer Break- by-Wire- Betriebsart, der elektromechanische Bremskraftverstärker (12, 12') gesteuert von einer Auswerte- und Steuereinheit (11, 11') auf einen Kolben (21) des Hauptbremszylinders (20), während das Bremspedal (2), mechanisch vom Kolben (21) des Hauptbremszylinders entkoppelt ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (11, 11') über den vom Bremskraftverstärker (12, 12') mit einer verstärkten Pedalkraft beaufschlagten Hauptbremszylinder (20) und einen nachgeschalteten pumpenlosen FIuidsteuerblock (30) eine Bremsdruckregelfunktion und/oder eine Bremsschlupfregelfunktion für die mindestens eine Radbremse (42, 44, 46, 48) ausführt.

Description

Beschreibung
Titel
Bremssystem für ein Fahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Bremssystem für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Ein herkömmliches Bremssystem mit einem elektromechanischen Bremskraftverstärker wird beispielsweise in der US-Patentschrift 6,634,724 B2 beschrieben. Bei dem beschriebenen durch einen Elektromotor angetriebenen Bremskraftverstärker wird im Betrieb die Drehbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung zur Verstärkung der Bremskraft umgesetzt. Die Umsetzung der Rotation in eine Translation erfolgt durch eine Ritzel-/Zahnstangenkombination.
Der beschriebene Bremskraftverstärker ist Teil eines Hilfskraftbremssystems, bei dem die eigentliche Bremskraft durch eine Summation aus einer Pedalkraft, die vom Fahrer aufgebracht wird, und einer Hilfskraft erzeugt wird, die durch den Bremskraftverstärker aufgebracht wird.
In der Offenlegungsschrift WO 2005/014351 Al wird eine so genannte Brake-by- Wire- Bremsanlage beschrieben. Die beschriebene Bremsanlage wird durch eine Bremsbetätigungseinheit betätigt, die einen Bremskraftverstärker, der als Unterdruckbremskraftverstärker ausgeführt ist, einen dem Bremskraftverstärker nach- geschalteten Hauptbremszylinder, Mittel zum Erfassen eines Fahrerverszöge- rungswunsches und einen Pedalwegsimulator umfasst. Der Bremskraftverstärker kann sowohl mittels eines Bremspedals als auch mittels einer elektronischen Steuereinheit fahrerwunschabhängig betätigt werden, wobei Mittel vorhanden sind, die eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker während der Brake-by-Wire-Betriebsart entkoppeln. Der Pedalwegsimulator simuliert während der Brake-by-Wire- Betriebsart unabhängig von einer Betätigung des Bremskraftverstärkers eine auf das Bremspedal wirkende Rückstellkraft, wobei der Pedalwegsimulator während der Brake-by-Wire- Betriebsart bei der Entkopplung der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Bremspedal und dem Bremskraftverstärker zuschaltbar ist und außerhalb der Brake-by-Wire- Betriebsart abschaltbar ist. Das Zu- bzw. Abschalten des Pedalwegsimulators erfolgt durch elektromechanische, elektrohydraulische oder pneumatische Schaltmittel.
Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Technologie betrifft ein pumpenloses Anti-Blockier-System (ABS), das durch Weglassen von Dämpferkammern und Rückförderpumpen stark vereinfacht ausgeführt werden kann. Wird bei einem Bremsvorgang eine Blockierneigung der Räder erkannt, so werden entsprechende Einlassventile geschlossen, um einen weiteren Druckaufbau in den Radbremsen zu verhindern. Wenn diese Maßnahme nicht ausreichend ist, um die Blockierneigung aufzuheben, wird das zugehörige Auslassventil so lange geöffnet, bis der Radschlupf wieder abnimmt, dann wird das Auslassventil wieder geschlossen. Die durch die Öffnung des Auslassventils aus der zugehörigen Radbremse ausströmende Flüssigkeit wird von Speicherkammern aufgenom- men. Nach Erreichen einer stabilen Radgeschwindigkeit werden die zugehörigen
Einlassventile wieder geöffnet. Der beschriebene Vorgang wird so lange wiederholt, bis durch Fahrerwunsch die Bremsung beendet wird, oder das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Nach dem Lösen des Bremspedals durch den Fahrer strömt die von den Speicherkammern aufgenommene Bremsflüssigkeit durch Speicherkammerfedern über die Einlassventile bzw. Rückschlagventile in den
Hauptbremszylinder zurück. Dadurch ist das System für einen erneuten ABS- Bremsvorgang bereit. Bei lange andauernden ABS-Bremsungen, z.B. aus hohen Geschwindigkeiten bei niedrigen Fahrbahnreibwerten oder bei stark wechselnden Reibwerten, können die Speicherkammern vollständig gefüllt werden. Zudem kann sich der Bremspedalweg in ungewohnter Weise stark verlängern. Neben der Pedalkomforteinbuße ist damit kein weiterer Druckabbau aus den Radbremsen mehr möglich und die Räder können blockieren.
Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass während einer ersten Betriebsart, vorzugsweise einer Break-by-Wire- Betriebsart, ein elektromechanischer Bremskraftverstärker gesteuert von einer Auswerte- und Steuereinheit auf einen Kolben eines Hauptbremszylinders wirkt, während ein Bremspedal mechanisch vom Kolben des Hauptbremszylinders entkoppelt ist. Die Auswerte- und Steuereinheit führt über den vom Bremskraftverstärker mit einer verstärkten Pedalkraft beaufschlagten Hauptbremszylinder und einen nachgeschalteten pumpenlosen Fluidsteuerblock eine Bremsdruckregelfunktion und/oder eine Bremsschlupfre- gelfunktion für mindestens eine Radbremse aus. Das erfindungsgemäße Bremssystem ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass abhängig und unabhängig von der Fahrerbetätigung in der mindestens einen Radbremse ein Bremsdruck auf- und abgebaut werden kann. Dadurch können verschiedene Komfort- und Sicherheitsfunktionen umgesetzt werden, wie beispielsweise eine Bremsassistenzfunktion, eine ACC- Funktion (Adaptiv Cruise Control), d.h. eine adaptive Geschwindig- keitsregelungsfunktion, eine Soft- Stop- Funktion, d.h. eine Verringerung des Bremsrucks beim Übergang in den Stillstand, eine Hill-Hold-Funktion, d.h. das Fahrzeug wird bei einem Stillstand an einem Berg automatisch in seiner augenblicklichen Position gehalten, eine fahrerunabhängige Notbremsfunktion usw. Des Weiteren kann im Falle einer Störung des Bremskraftverstärkers oder bei einem Spannungsausfall eine Verbindung zwischen dem Kolben des Hauptbremszylinders und dem Bremspedal hergestellt werden, so dass es dem Fahrer im Notfall möglich ist, das Bremssystem direkt per Muskelkraft zu betätigen. Durch die Entkopplung des Bremspedals gibt es während der ersten Betriebsart keine störenden Rückwirkungen auf das Bremspedal, so dass der Pedalkomfort in vorteilhafter Weise erhöht wird. Zudem ermöglicht die Entkopplung des Bremspedals in Kombination mit dem pumpenlosen Fluidsteuerblock in vorteilhafter Weise, dass im Fluidsteuerblock vorhandene Speicherkammern während eines Bremsdruckregelvorgangs und/oder eines Bremsschlupfregelvorgangs durch ei- nen kurzen Bremsdruckabbau im Hauptbremszylinder entleert werden können, um eine Blockierung der Räder und damit das Wirkungsloswerden einer Antiblo- ckierfunktion zu verhindern. Außerdem fallen durch die Verwendung des pumpenlosen Fluidsteuerblocks die im Stand der Technik bei einem Fluidsteuerblock mit Rückförderpumpe auftretenden Pumpengeräusche weg. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Bremssystems möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Bremspedal mit einem Pedalsimulator und einer Kopplungsstange verbunden ist, deren Stirnseite während der ersten Betriebsart durch einen vorgebbaren Abstand mechanisch von einem Anschlag entkoppelt ist. Während der ersten Betriebsart erfasst der Pedalsimulator einen Verzögerungswunsch am Bremspedal und ermittelt eine korrespondierende Pedal- kraft und leitet das Erfassungs- und/oder Ermittlungsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit weiter, die den elektromechanischen Bremskraftverstärker zur Erzeugung der entsprechend verstärkten Pedalkraft ansteuert, wobei der Pedalsimulator eine entsprechende haptische Rückmeldung erzeugt und an das Bremspedal ausgibt. Während einer zweiten Betriebsart, vorzugsweise einer Notbetriebsart überwindet die Kopplungsstange den vorgegebenen Abstand, so dass die Stirnseite der Kopplungsstange am Anschlag anliegt, um die am Bremspedal erzeugte Pedalkraft auf den Kolben des Hauptbremszylinders zu übertragen, so dass es dem Fahrer möglich ist, das Bremssystem direkt per Muskelkraft zu betätigen. Während der zweiten Betriebsart ist der Pedalsimulator deaktiviert und/oder überbrückt.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems umfasst der Fluidsteu- erblock zur Führung eines Bremsfluids mindestens ein Einlassventil mit Rückschlagventil, mindestens ein Auslassventil und mindestens eine Fluidspeicher- kammer. In der ersten Betriebsart baut die Auswerte- und Steuereinheit den
Bremsdruck während eines Bremsdruckregelvorgangs und/oder eines Brems- schlupfregelvorgangs durch eine entsprechende Ansteuerung des Fluidsteu- erblocks und des elektromechanischen Bremskraftverstärkers kurzzeitig ab, so dass die während des Bremsdruckregelvorgangs und/oder des Bremsschlupfre- gelvorgangs mit Bremsfluid, das aus den Radbremsen zurückfließt, gefüllte mindestens eine Fluidspeicherkammer in den Hauptbremszylinder entleert werden kann. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass eine Antiblockierfunkti- on der Radbremsen auch bei einem lange andauernden Bremsvorgang aufrechterhalten werden kann, z.B. bei Bremsvorgängen aus hohen Geschwindigkeiten und bei niedrigen Fahrbahnreibwerten bzw. bei Bremsvorgängen mit stark wech- selnden Reibwerten. Während des Bremsdruckabbaus wird der vorgegebene Abstand zwischen der mit dem Bremspedal gekoppelten Koppelstange und dem Anschlag reduziert. Daher ist der Abstand zur Entkopplung des Bremspedals so vorgegeben und mit dem Entleerungsvorgang der mindestens einen Fluidspei- cherkammer abgestimmt, dass das Bremspedal auch nach einem Entleerungsvorgang der mindestens einen Fluidspeicherkammer mechanisch vom Kolben des Hauptbremszylinders entkoppelt ist. Das bedeutet, dass der Abstand zur Entkopplung des Bremspedals so groß gewählt wird, dass die Stirnseite der Kopplungsstange auch nach der Entleerung der mindestens einen Fluidspeicher- kammer nicht am Anschlag anliegt.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems umfasst der elektrome- chanische Bremskraftverstärker einen Elektromotor und eine Übertragungsvorrichtung, welche das über den Elektromotor erzeugte Drehmoment auf den KoI- ben des Hauptbremszylinders überträgt. Die Übertragungsvorrichtung wandelt zur Ansteuerung des Hauptbremszylinders eine Drehbewegung in eine translatorische Bewegung um und überträgt das vom Elektromotor erzeugte Drehmoment mit einer vorgebbaren Übersetzung auf den Kolben des Hauptbremszylinders. Die Übertragungsvorrichtung ist beispielsweise als Getriebe ausgeführt, das eine Zahnstange mit einem inneren Anschlag und ein Ritzel umfasst. Das Übersetzungsverhältnis kann beispielsweise über die Ausführung der Zahnstange und über die Ausführung des Ritzels vorgegeben werden, wobei die Zahnstange mit dem Kolben des Hauptbremszylinders gekoppelt ist. Während der ersten Betriebsart wird die Zahnstange vom Elektromotor über das Ritzel angetrieben, und während der zweiten Betriebsart wird die Zahnstange vom Bremspedal über die mit der Stirnseite am inneren Anschlag der Zahnstange anliegenden Kopplungsstange angetrieben.
Alternativ kann die Übertragungsvorrichtung als Gewindetrieb ausgeführt wer- den, der eine Hohlwelle und einen in der Hohlwelle längsbeweglich geführten
Stempel mit einem inneren Anschlag umfasst. Der Stempel ist mit dem Kolben des Hauptbremszylinders gekoppelt und wird während der ersten Betriebsart vom Elektromotor über die Hohlwelle angetrieben. Während der zweiten Betriebsart wird der Stempel vom Bremspedal über die mit der Stirnseite am inne- ren Anschlag des Stempels anliegenden Kopplungsstange angetrieben. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems bildet der Hauptbremszylinder mit dem elektromechanischen Bremskraftverstärker und/oder dem Fluidsteuerblock eine funktionale Baueinheit, so dass eine kom- pakte bauraumsparende Ausführung möglich ist. Das bedeutet, dass alle drei
Komponenten in einer Baueinheit zusammengefasst werden können. Alternativ kann der Hauptbremszylinder mit dem elektromechanischen Bremskraftverstärker oder mit dem Fluidsteuerblock eine Baueinheit bilden.
Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente bzw. Komponenten, welche gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystem 1 eine Aktuatoreinheit 10, die ein Bremspedal 2, einen Pedalsimulator 4 und einen elektromechanischen Bremskraftverstärker 12 aufweist, einen Hauptbremszylinder 20, einen Fluidsteuerblock 30 und mehrere Radbremsen 42, 44, 46, 48, die über den Hauptbremszylinder 20 und den Fluidsteuerblock 30 mit einem vorgebbaren Bremsdruck angesteuert werden. Das Bremspedal 2 ist mit dem Pedalsimulator 4 und einer Kopplungsstange 3 verbunden. Der elektromechanische Bremskraftverstärker 12 umfasst einen Elektromotor 13 und eine Übertragungsvorrichtung 14, welche das vom Elektromotor 13 erzeugte Drehmoment bzw. die erzeugte Kraft auf einen Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 überträgt. Somit kann die Übertragungsvorrichtung 14 zur Ansteuerung des Hauptbremszylinders 20 eine Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umwandeln und das vom Elektromotor 13 erzeugte Drehmoment mit einem vorgebbaren Übersetzungsverhältnis auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinder 20 übertragen. Um ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis zu realisieren kann die Übertragungsvorrichtung mehrstufig ausgeführt werden. Zur Implementierung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers kann ein geeigneter elektrischer Antrieb mit einer beliebigen Übertragungsvorrichtung gekoppelt werden, so kann beispielsweise ein Schneckenradantrieb, ein Riemenantrieb, ein Kettenantrieb usw. verwendet werden, um den Kolben 21 des
Hauptbremszylinder 20 zur Einstellung eines Bremsdrucks entsprechend mit einer Kraft zu beaufschlagen.
Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Übertragungs- Vorrichtung als Getriebe 14 ausgeführt, das eine Zahnstange 14.1 mit einem inneren Anschlag 5.1 und ein Ritzel 14.2 umfasst. Das Übersetzungsverhältnis kann über die Ausführung der Zahnstange 14.1 und über die Ausführung des Ritzels 14.2 vorgegeben werden. Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Zahnstange 14.1 mit dem Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 gekoppelt und wird während einer ersten Betriebsart, die hier einer Brake-by-Wire- Betriebsart entspricht, vom Elektromotor 13 über das Ritzel 14.2 angetrieben. Während einer zweiten Betriebsart, die hier einer Notbetriebsart entspricht, wird die Zahnstange 14.1 vom Bremspedal 2 über die mit einer Stirnseite 3.1 am inneren Anschlag 5.1 der Zahnstange 14.1 anliegenden Kopplungsstange 3 angetrieben.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, umfasst eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystem 1' analog zur ersten Ausführungsform des Bremssystems 1 eine Aktuatoreinheit 10', den Hauptbremszylinder 20, den Fluidsteu- erblock 30 und die Radbremsen 42, 44, 46, 48, die über den Hauptbremszylinder 20 und den Fluidsteuerblock 30 mit einem vorgebbaren Bremsdruck angesteuert werden. Analog zur Aktuatoreinheit 10 des ersten Ausführungsbeispiels des Bremssystems 1 umfasst die Aktuatoreinheit 10' des zweiten Ausführungsbeispiels des Bremssystems 1' ein Bremspedal 2, einen Pedalsimulator 4 und einen elektromechanischen Bremskraftverstärker 12', der sich vom elektromechani- sehen Bremskraftverstärker 12 des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet. Das Bremspedal 2 ist mit dem Pedalsimulator 4 und einer Kopplungsstange 3 verbunden. Der elektromechanische Bremskraftverstärker 12' umfasst analog zum elektromechanischen Bremskraftverstärker 12 ebenfalls einen Elektromotor 13' und eine Übertragungsvorrichtung 14', welche das vom Elektromotor 13' er- zeugte Drehmoment bzw. die erzeugte Kraft auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinder 20 überträgt.
Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Übertragungsvorrichtung als Gewindetrieb 14' ausgeführt, der eine Hohlwelle 14.2' und einen in der Hohlwelle 14.2' längsbeweglich geführten Stempel 14.1' mit einem inneren
Anschlag 5.1' umfasst. Der Stempel 14.1' ist mit dem Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 gekoppelt und wird während der ersten Betriebsart vom Elektromotor 13' über die Hohlwelle 14.2' des Gewindetriebs 14' angetrieben. Während der zweiten Betriebsart wird der Stempel 14.1' vom Bremspedal 2 über die mit der Stirnseite 3.1 am inneren Anschlag 5.1' des Stempels 14.1' anliegende
Kopplungsstange 3 angetrieben.
Wie Fig. 1 und 2 weiter zeigen, ist der Hauptbremszylinder 20, der beispielhaft als Tandemhauptbremszylinder ausgeführt ist, über entsprechende Fluidverbin- düngen mit einem Fluidbehälter 22, der als Ausgleichsbehälter für das Bremsfluid verwendet wird, und dem nachgeschalteten pumpenlosen Fluidblock 30 verbunden. Der pumpenlose Fluidblock 30 umfasst für jede der dargestellten Radbremsen 42, 44, 46, 48 ein Einlassventil 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 und ein Auslassventil 32.2, 34.2, 36.2, 38.2, wobei zu jedem Einlassventil 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 ein Rückschlagventil 32.3, 34.3, 36.3, 38.3 parallel geschaltet ist. Das jeweilige parallel geschaltete Rückschlagventil 32.3, 34.3, 36.3 bzw. 38.3 ermöglicht einen Druckausgleich, wenn das zugehörige Einlassventil 32.1, 34.1, 36.1 bzw. 38.1 geschlossen ist. Zusätzlich können die Rückschlagventile 32.3, 34.3, 36.3, 38.3 jeweils eine Drossel aufweisen, um den Druckausgleich bei einem geschlosse- nen zugehörigen Einlassventil 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 nicht schlagartig sondern mit einem vorgebbaren Ausgleichsverhalten durchzuführen.
Ein erstes Einlassventil 32.1 mit einem ersten Rückschlagventil 32.3 und ein erstes Auslassventil 32.2 sind beispielsweise einer ersten Radbremse 42 zugeord- net, und ein zweites Einlassventil 34.1 mit einem zweiten Rückschlagventil 34.3 und ein zweites Auslassventil 34.2 sind einer zweiten Radbremse 42 zugeordnet, wobei das erste und zweite Einlassventil 32.1, 34.1 und das erste und zweite Auslassventil 32.2, 34.2 über eine gemeinsame Fluidverbindung mit einer ersten Kammer des Hauptbremszylinders 20 verbunden sind und einen ersten Brems- kreis bilden, wobei die Einlassventile 32.1, 34.1 über ein Rückschlagventil 31 von den Auslassventilen 32.2, 34.2, entkoppelt sind. Ein drittes Einlassventil 36.1 mit einem dritten Rückschlagventil 36.3 und ein drittes Auslassventil 36.2 sind einer dritten Radbremse 46 zugeordnet, und ein viertes Einlassventil 38.1 mit einem vierten Rückschlagventil 38.3 und ein viertes Auslassventil 38.2 sind einer vierten Radbremse 48 zugeordnet, wobei das dritte und vierte Einlassventil 36.1, 38.1 und das dritte und vierte Auslassventil 36.2, 38.2 über eine gemeinsame Fluidverbindung mit einer zweiten Kammer des Hauptbremszylinders 20 verbunden sind und einen zweiten Bremskreis bilden, wobei die Einlassventile 36.1, 38.1 über ein Rückschlagventil 37 von den Auslassventilen 36.2, 38.2, entkoppelt sind. Die Einlassventile 32.1, 34.1, 36.1, 38.1 sind eingangseitig mit dem Hauptbremszylinder 20 und ausgangsseitig jeweils mit einer der Radbremsen 42, 44, 46, 48 verbunden. Die Auslassventile 32.2, 34.2, 36.2, 38.2 sind eingangsseitig jeweils mit einer der Radbremse 42, 44, 46, 48 und ausgangsseitig mit dem Hauptbremszylinder 20 verbunden. Zudem sind jeweils zwei der Auslassventile 32.2, 34.2, bzw. 36.2, 38.2 ausgangsseitig mit einer Fluidspeicherkammer 33 bzw. 39 verbunden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels beschrieben.
In einem fehlerfreien Betrieb wird das Bremssystem als Brake-by-Wire-System betrieben, d.h. die von der Muskelkraft des Fahrers erzeugte Pedal kraft wird nicht auf das bremsmomenterzeugende Element, hier auf den Hauptbremszylinder 20 übertragen, sondern die Auswerte- und Steuereinheit 11, 11' erzeugt die erforderliche Bremskraft mittels des elektromechanischen Bremskraftverstärkers
12, 12'. Daher können verschiedene Komfort- und Sicherheitsfunktionen implementiert werden, wie beispielsweise eine Bremsassistenzfunktion, eine ACC- Funktion, eine Soft- Stop- Funktion, eine Hill-Hold-Funktion, eine fahrerunabhängige Notbremsfunktion usw. Während der ersten Betriebsart ist das Bremspedal 2 mechanisch vom Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 entkoppelt, d.h. die Stirnseite 3.1 der Kopplungsstange 3 weist einen vorgebbaren Abstand 5, 5' zum inneren Anschlag 5.1 der Zahnstange 14.1 bzw. zum inneren Anschlag 5.1' des Stempels 14.1' auf. Während der ersten Betriebsart erfasst der Pedalsimulator 4 einen Verzögerungswunsch am Bremspedal 2 und ermittelt eine korrespondierende Pedalkraft und leitet das Erfassungs- und/oder Ermittlungsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit 11 bzw. 11' weiter, die den elektromechanischen Bremskraftverstärker 12 bzw. 12' zur Erzeugung der entsprechend verstärkten Pedalkraft an- steuert. Zusätzlich erzeugt der Pedalsimulator 4 eine entsprechende Pedalreaktion bzw. haptische Rückmeldung und gibt diese an das Bremspedal 2 aus.
Erfasst der Pedalsimulator 4 bzw. eine entsprechende nicht dargestellte Sensoreinheit einen Verzögerungswunsch, dann wird die vom Fahrer erzeugt Pedalkraft ermittelt und der elektromechanische Bremskraftverstärker 12 bzw. 12' wird von der Auswerte- und Steuereinheit 11, 11' zur Erzeugung der verstärkten Pedalkraft entsprechend angesteuert. Zudem wird der im Hauptbremszylinder 20 erzeugte Bremsdruck, der von der Auswerte- und Steuereinheit 11, 11' beispielsweise mit einer nicht dargestellten Sensoreinheit erfasst wird, über die stromlos geöffneten Einlassventile 32.1, 34.1, 36.1 und 38.1 an die entsprechenden Radbremsen 42, 44, 46 und 48 weitergeleitet. Erkennt die Auswerte- und Steuereinheit 11 bzw. 11' während eines Bremsvorgangs eine Blockierneigung eines der Räder, dann wird das entsprechende Einlassventil 32.1, 34.1, 36.1 bzw. 38.1 geschlossen, um einen weiteren Druckaufbau in der entsprechenden Radbremse 42, 44, 46 bzw. 48 zu verhindern. Die Blockierneigung kann von der Auswerte- und Steuereinheit über entsprechende nicht dargestellte Sensoren ermittelt werden. Wenn diese Maßnahme nicht ausreichend ist, um die Blockierneigung aufzuheben, wird das zugehörige stromlos geschlossene Auslassventil 32.2, 34.2, 36.2 bzw. 38.2 so lange geöffnet, bis der Radschlupf wieder abnimmt, dann wird das Auslassventil 32.2, 34.2, 36.2 bzw. 38.2 wieder geschlossen. Das durch die
Öffnung des Auslassventils 32.2, 34.2, 36.2 bzw. 38.2 aus der zugehörigen Radbremse 42, 44, 46 bzw. 48 ausströmende Bremsfluid wird von der zugehörigen Fluidspeicherkammer 33, 39 aufgenommen. Nach Erreichen einer stabilen Radgeschwindigkeit werden die zugehörigen Einlassventile 32.1, 34.1, 36.1 bzw. 38.1 wieder geöffnet. Der beschriebene Vorgang wird so lange wiederholt, bis durch einen erkannten Fahrerwunsch der Bremsvorgang beendet wird, oder das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Nach dem Lösen des Bremspedals 2 durch den Fahrer strömt das von der Fluidspeicherkammer 33 bzw. 39 aufgenommene Bremsfluid durch Speicherkammerfeder über entsprechende Rück- schlagventile 31 bzw. 37 in den Hauptbremszylinder 20 zurück. Dadurch ist das
System für einen erneuten Bremsvorgang mit einer Antiblockierfunktion bereit. Bei einem lange andauernden Bremsvorgang mit einer Antiblockierfunktion, z.B. bei einem Bremsvorgang aus einer hohen Geschwindigkeit bei einem niedrigen Fahrbahnreibwert bzw. wenn die Reibwerte während des Bremsvorgang stark wechseln, können die Fluidspeicherkammern 33, 39 vollständig mit Bremsfluid gefüllt werden.
Erkennt die Auswerte- und Steuereinheit 11, 11', beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Sensoreinheit und/oder durch Auswerten der zeitlichen Dauer des zugehörigen Bremsvorgangs und/oder der Anzahl und/oder Dauer der Ansteuervorgänge der Auslassventile 32.2, 34.2, 36.2 bzw. 38.2, um den Druck in der zugehörigen Radbremse 42, 44, 46 bzw. 48 abzubauen und das Bremsfluid in die zugehörige Fluidspeicherkammer 33 bzw. 39 zu leiten, dass die zugehörige Fluidspeicherkammer 33 bzw. 39 gefüllt ist, dann schließt die Auswerte- und Steuereinheit 11 bzw. 11' die entsprechenden Einlassventile 32.1, 34.1 bzw.
36.1, 38.1 und schaltet den elektromechanischen Bremskraftverstärker 12, 12' kurzfristig ab, so dass der herrschende Bremsdruck während des zugehörigen Bremsdruckregelvorgangs und/oder Bremsschlupfregelvorgangs kurzfristig dadurch abgebaut wird, dass der Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 die Zahnstange 14.1 mit dem inneren Anschlag 5.1 bzw. den Stempel 14.1' mit dem inneren Anschlag 5.1 in Richtung der Stirnfläche 3.1 der Ankopplungsstange 3 bewegt wird, wodurch der Abstand 5 bzw. 5' zwischen der Stirnfläche 3.1 der Kopplungsstange 3 und dem inneren Anschlag 5.1 bzw. 5.1' zumindest teilweise überwunden wird. Der Abstand 5 bzw. 5' zur Entkopplung des Bremspedals 2 ist so vorgegeben und mit dem Entleerungsvorgang der Fluidspeicherkammern 33 bzw. 39 abgestimmt, dass das Bremspedal 2 auch nach einem Entleerungsvorgang der Fluidspeicherkammern 33 bzw. 39 mechanisch vom Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 entkoppelt ist. Das bedeutet, dass die Auswerte- und Steuereinheit 11 bzw. 11' den Bremsdruckregelvorgang und/oder den Brems- schlupfregelvorgang kurzzeitig unterbricht und durch den Abbau des Brems- drucks die Fluidspeicherkammern 33 bzw. 39 in den Hauptbremszylinder 20 bzw. in den Ausgleichsbehälter 22 entleert. Anschließend steuert die Auswerte- und Steuereinheit 11 bzw. 11' den elektromechanischen Bremskraftverstärkers 12 bzw. 12' wieder an und setzt den Bremsdruckregelvorgang und/oder den Brems- schlupfregelvorgang fort.
Bei einem Ausfall der ersten Betriebsart, d.h. der Brake-by-Wire- Betriebsart, wird eine mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal 2 und dem Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 dadurch hergestellt, das der Pedalsimulator 4 ab- geschaltet oder überbrückt wird. Durch das Abschalten bzw. Überbrücken des
Pedalsimulators 4 wird eine zweite Betriebsart, d.h. eine Notbetriebsart aktiviert, während der die Kopplungsstange 3 den vorgegebenen Abstand 5 bzw. 5' überwindet, so dass die Stirnseite 3.1 der Kopplungsstange 3 am inneren Anschlag 5 der Zahnstange 14.1 bzw. am inneren Anschlag 5' des Stempels 14.1' anliegt. Dadurch wird die durch Muskelkraft am Bremspedal 2 erzeugte Pedalkraft auf den Kolben 21 des Hauptbremszylinders 20 übertragen, so dass es dem Fahrer möglich ist die Bremsanlage ohne Unterstützung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 12 bzw. 12' zu betätigen.
Das erfindungsgemäße Bremssystem 1 bzw. 1' kann über eine kompakte elekt- romechanische Aktuatoreinheit 10, 10' mit Pedalsimulator 4 betätigt werden, die abhängig und unabhängig von der Fahrerbetätigung im Hauptbremszylinder 20 einen Bremsdruck auf- und abbauen kann, so dass bei Hybridfahrzeugen Bremsvorgänge in Kooperation mit einem Elektromotor im Generatorbetrieb möglich sind, so dass die Rückwirkung auf das Bremspedal 2 der Fahrzeugverzögerung entspricht. Der Hauptbremszylinder 20 kann mit dem elektromechanischen Bremskraftverstärker 12, 12' und/oder dem Fluidsteuerblock 30 eine funktionale Baueinheit bilden. Zudem kann das erfindungsgemäße Bremssystem 1 bzw. 1' in Kombination mit dem pumpenlosen Fluidblock 30 Bremsdruckregel- Vorgänge und/oder Bremsschlupfregelvorgänge durchführen, wobei durch die mechanische Entkopplung des Bremspedals 2 vom Hauptbremszylinder 20 während der ersten Betriebsart in vorteilhafter Weise keine störenden Rückwirkungen auf das Bremspedal 2 auftreten können. Durch den pumpenlosen Fluidsteu- erblock 30 fallen zudem die Pumpengeräusche weg, die bei herkömmlichen FIu- idsteuerblöcken auftreten, die eine Fluidpumpe bei den Bremsdruckregelvorgän- gen und/oder Bremsschlupfregelvorgängen verwenden. Zudem ermöglicht das erfindungsgemäße Bremssystem durch den kurzen Bremsdruckabbau im Hauptbremszylinder während eines Bremsdruckregelvorgangs und/oder eines Brems- schlupfregelvorgangs eine dauerhafte Wirkungsweise der Antiblockierfunktion während des Bremsdruckregelvorgangs und/oder Bremsschlupfregelvorgangs.
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Claims

Ansprüche
1. Bremssystem mit einer Aktuatoreinheit (10, 10'), die ein Bremspedal (2), einen Pedalsimulator (4) und einen elektromechanischen Bremskraftverstärker (12, 12') umfasst, und einem Hauptbremszylinder (20), über den mindestens eine Rad- bremse (42, 44, 46, 48) mit einem vorgebbaren Bremsdruck ansteuerbar ist, wobei das Bremspedal (2) oder der elektromechanische Bremskraftverstärker (12, 12') zum Aufbau oder Abbau eines Bremsdrucks auf den Hauptbremszylinder (20) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass während einer ersten Betriebsart, vorzugsweise einer Break-by-Wire- Betriebsart, der elektromechanische Bremskraftverstärker (12, 12') gesteuert von einer Auswerte- und Steuereinheit (11, 11') auf einen Kolben (21) des Hauptbremszylinders (20) wirkt, während das Bremspedal (2), mechanisch vom Kolben (21) des Hauptbremszylinders entkoppelt ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (11, 11') über den vom Bremskraftverstärker (12, 12') mit einer verstärkten Pedalkraft beaufschlagten Hauptbremszylinder (20) und ei- nen nachgeschalteten pumpenlosen Fluidsteuerblock (30) eine Bremsdruckregelfunktion und/oder eine Bremsschlupfregelfunktion für die mindestens eine Radbremse (42, 44, 46, 48) ausführt.
2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremspedal (2) mit dem Pedalsimulator (11, 11') und einer Kopplungsstange (3) verbunden ist, deren Stirnseite (3.1) während der ersten Betriebsart durch einen vorgebbaren Abstand (5, 5') mechanisch von einem Anschlag (5.1, 5.1') entkoppelt ist, wobei der Pedalsimulator (4) während der ersten Betriebsart einen Verzögerungswunsch am Bremspedal (2) erfasst und eine korrespondierende Pedalkraft ermittelt und das Erfassungs- und/oder Ermittlungsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit
(11, 11') weiterleitet, die den elektromechanischen Bremskraftverstärker (12, 12') zur Erzeugung der entsprechend verstärkten Pedalkraft ansteuert, und wobei der Pedalsimulator (4) eine entsprechende haptische Rückmeldung erzeugt und an das Bremspedal (2) ausgibt.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsstange (3) während einer zweiten Betriebsart, vorzugsweise einer Notbetriebsart, den vorgegebenen Abstand (5, 5') überwindet, so dass die Stirnseite (3.1) der Kopplungsstange (3) am Anschlag (5, 5') anliegt, um die am Bremspedal (2) erzeugte Pedalkraft auf den Kolben (21) des Hauptbremszylinders (20) zu ü- bertragen, wobei der Pedalsimulator (4) während der zweiten Betriebsart deaktiviert und/oder überbrückt ist.
4. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidsteuerblock (30) mindestens ein Einlassventil (32.1, 34.1, 36.1, 38.1), mindestens ein Auslassventil (32.2, 34.2, 36.2, 38.2) und mindestens eine FIu- idspeicherkammer (33, 39) zur Führung eines Bremsfluids umfasst, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (11, 11') den Bremsdruck während eines Bremsdruckregelvorgangs und/oder eines Bremsschlupfregelvorgangs durch eine ent- sprechende Ansteuerung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers (12,
12') und/oder des Fluidblocks (30) kurzzeitig abbaut, so dass die während des Bremsdruckregelvorgangs und/oder des Bremsschlupfregelvorgangs mit Bremsflu- id, das aus den Radbremsen (42, 44, 46, 48) zurückfließt, gefüllte mindestens eine Fluidspeicherkammer (33, 39) in den Hauptbremszylinder (20) entleerbar ist.
5. Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (5, 5') zur Entkopplung des Bremspedals (2) so vorgegeben und mit dem Entleerungsvorgang der mindestens einen Fluidspeicherkammer (33, 39) abgestimmt ist, dass das Bremspedal (2) auch nach einem Entleerungsvorgang der mindestens einen Fluidspeicherkammer (33, 39) mechanisch vom Kolben (21) des Hauptbremszylinders (20) entkoppelt ist.
6. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Bremskraftverstärker (12, 12') einen Elektromotor (13, 13') und eine Übertragungsvorrichtung (14, 14') umfasst, welche die vom Elektromotor (13, 13') erzeugte Kraft auf den Kolben (21) des Hauptbremszylinder (20) überträgt.
7. Bremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungs- Vorrichtung (14, 14') zur Ansteuerung des Hauptbremszylinders (20) eine Drehbe- wegung in eine translatorische Bewegung umwandelt und das vom Elektromotors (13, 13') erzeugte Drehmoment mit einer vorgebbaren Übersetzung auf den Kolben (21) des Hauptbremszylinder (20) überträgt.
8. Bremssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung als Getriebe (14) ausgeführt ist, das eine Zahnstange (14.1) mit einem inneren Anschlag (5.1) und ein Ritzel (14.2) umfasst, wobei das Übersetzungsverhältnis über die Ausführung der Zahnstange (14.1) und über die Ausführung des Ritzels (14.2) vorgebbar ist, wobei die Zahnstange (14.1) mit dem Kolben (21) des Hauptbremszylinders (20) gekoppelt ist, und wobei die Zahnstange (14.1) während der ersten Betriebsart vom Elektromotor (13) über das Ritzel (14.2) angetrieben ist und während der zweiten Betriebsart vom Bremspedal (2) über die mit der Stirnseite (3.1) am inneren Anschlag (5.1) der Zahnstange (14.1) anliegenden Kopplungsstange (3) angetrieben ist.
9. Bremssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung als Gewindetrieb (14') ausgeführt ist, der eine Hohlwelle (14.2') und einen in der Hohlwelle (14.2') längsbeweglich geführten Stempel (14.1') mit einem inneren Anschlag (5.1') umfasst, wobei der Stempel (14.1') mit dem Kolben (21) des Hauptbremszylinders (20) gekoppelt ist, und wobei der Stempel
(14.1') während der ersten Betriebsart vom Elektromotor (13') über die Hohlwelle (14.2') angetrieben ist und während der zweiten Betriebsart vom Bremspedal (2) über die mit der Stirnseite (3.1) am inneren Anschlag (5.1') des Stempels (14.1') anliegenden Kopplungsstange (3) angetrieben ist.
10. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (20) mit dem elektromechanischen Bremskraftverstärker (12, 12') und/oder dem Fluidsteuerblock (30) eine funktionale Baueinheit bildet.
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