WO2012150120A1 - Bremsanlage für kraftfahrzeuge sowie verfahren zum betrieb der bremsanlage - Google Patents

Bremsanlage für kraftfahrzeuge sowie verfahren zum betrieb der bremsanlage Download PDF

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brake
valve
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brake circuit
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Harald Biller
Stefan A. Drumm
Marco Besier
Steffen Linkenbach
Christopher Scharf
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Definitions

  • the invention relates to a brake system for motor vehicles according to the preamble of claim 1 and a method for operating such a brake system.
  • Brake system with a brake pedal operable master cylinder, a waysimulator and a pressure supply device known.
  • the wheel brakes are in a "brake by-wire "mode acted upon by the pressure supply device with pressure.
  • the wheel brakes are acted upon by means of the bremspedalbetätigbaren master brake cylinder with the force applied by the driver pressure. is considered during Georgiakann ⁇ th brake system as a disadvantage that upon failure of the check- control or the drive of the electrically controllable pressure supply device by the driver large brake pedal forces or brake pedal travel must be applied in order to achieve a sufficient service brake delay.
  • the invention is based on the idea to provide a second electrically controllable pressure supply device, which comprises a suction port and a pressure port per brake circuit, wherein each brake circuit of the pressure port to an input port (ie a wheel brake remote terminal) of the brake circuit to ⁇ ordered isolation valve is connected.
  • the pressure port is connected to the master cylinder side port of the isolation valve, which also with connected or connectable to the pressure chamber of the master cylinder.
  • One advantage of the invention is that a pressure and / or volume boost of the brake pedal actuation applied by the vehicle driver can be carried out by means of the second pressure supply device.
  • this comprises an electrically actuable sequence valve per brake circuit for the hydraulic connection of the first pressure supply device with the brake circuit.
  • the connecting valve is in each case particularly preferably arranged in a hydraulic connecting line between the first pressure supply device and the brake circuit or the brake circuit supply line and thus allows an optional opening or closing of the hydraulic connection between the first pressure supply device and the brake circuit.
  • Particularly preferred are the closed configuration to ⁇ switching valves de-energized, so that the brake circuit is hydrau ⁇ lisch separated in an electroless fallback mode of operation from said first pressure supply device.
  • an output port of the isolation valve and an output port of the connection valve are hydraulically connected for each brake circuit.
  • the hydraulic connection particularly preferably comprises the brake circuit supply line.
  • the first electronic control unit is formed before ⁇ Trains t for driving the first electrically controllable pressure supply device in the sense of regulating or controlling the issuing of hydraulic pressure. Furthermore, the first tax and control unit advantageously controls the separating valves and connecting valves and the simulator release valve of the brake ⁇ system or controlled.
  • the brake system comprises an electric
  • the inlet valve actuated, advantageously normally open, the inlet valve and an electrically actuated ⁇ , advantageously normally closed, exhaust valve per wheel brake for a wheel-individual brake pressures ⁇ .
  • the input terminals of the intake valves of the Radbrem ⁇ sen a brake circuit with a Bremsnikersslei ⁇ tung are connected, which is connected to an output terminal of the associated brake circuit, the separating valve.
  • the intake valves and exhaust valves are preferably also controlled by the first electronic control unit.
  • the isolation valve is in each case preferably arranged in a hydrauli ⁇ rule connecting line between the pressure chamber and the brake circuit supply line, thus enabling an optional closing or opening of the hydraulic connection between the pressure chamber and Bremsnikersslei ⁇ processing.
  • the isolation valves are particularly preferably designed to be normally open so that the brake circuits are hydraulically connected to the master brake cylinder in a de-energized fallback mode and can thus be pressurized by the vehicle driver.
  • each brake circuit of the suction port is connected to the associated pressure chamber, so that the second pressure supply device arranged hydraulically between the pressure chamber and the isolation valve is.
  • a pressure increase of the pressure applied by the driver can be carried out, so that the driver has to apply lower brake pedal forces to achieve a sufficient deceleration.
  • the suction connection is directly connected without the interposition of a Ven ⁇ tils with the associated pressure chamber.
  • the suction connection preferably directly without the interposition of a Ven ⁇ tils, connected to a pressure fluid reservoir for volume amplification per brake circuit.
  • suction connection to the pressure connection is connected via an electrically actuatable, vorteilhafterwei ⁇ se normally closed, associated spill valve to drain the pressure medium from the pressure side of the second pressure READY ⁇ averaging means to the pressure fluid reservoir.
  • the second pressure supply device is formed hydraulically two or more circuits. They particularly preferably comprises two or more jointly driven by a hydraulic pump Elek ⁇ tromotor, wherein the pressure ports of the first and the second pump to the input terminal of the associated isolation valve are verbun ⁇ .
  • a hydraulic pump Elek ⁇ tromotor Such motor-pump units are known as return ⁇ feed pumps in conventional brake systems and can produce high system pressures in a compact size.
  • the pump is thus arranged in each brake circuit hydraulically before the separating ⁇ valve and is particularly preferably either zwi ⁇ tween the corresponding pressure chamber of the master cylinder and the isolation valve arranged or the discharge volume flow
  • the pump is fed into the hydraulic connection line between the corresponding pressure chamber of the master cylinder and the separating valve.
  • each brake circuit of the suction port to the pressure port via an electrically actuatable, analogue connected controllable Re ⁇ gelventil, that the second pressure provisioning ⁇ device is per brake circuit, a control valve in parallel ge ⁇ on.
  • a valve current control of the Regelventi ⁇ le and / or a speed control of the electric motor driving the pump the desired, amplified setpoint ⁇ pressure per brake circuit can be adjusted.
  • each check valve a check valve is connected in parallel, which allows independent of the switching state of the control valve, a pressure ⁇ medium flow from the pressure chamber of the master cylinder to the isolation valve.
  • the check valves allow a fast brake pressure build-up by the driver.
  • the control valve is advantageously out of open ⁇ out, so that a Radbrems ⁇ pressure reduction is possible in the fallback mode.
  • the second pressure supply device comprises at least four hydraulic pumps which are jointly driven by an electric motor, wherein the pressure connections of the pumps are arranged in a brake circuit with the input connection of the associated brake system
  • each brake circuit are provided to ⁇ least two pumps connected in parallel.
  • suction connections of the third and the fourth pump are, advantageously directly without the interposition of Ven ⁇ tils, connected to a pressurized medium reservoir under atmospheric pressure, so that additional pressure medium volume from the pressure fluid reservoir can be fed.
  • a volume and pressure amplification is possible.
  • any pressure-displacement characteristic can by means of the two parallel-connected pump circuits independently of the brake circuit pressure on ⁇
  • Brake pedal can be adjusted.
  • Dru ⁇ sugar capturing device For regulating the pressure provided by the second pressure generating device is a Dru ⁇ sugar capturing device is preferably provided which detects at least the pressure in an affiliated with a pressure chamber of the master cylinder pressure suction port of the second deployment ⁇ device.
  • a pressure detection device is preferably provided per brake circuit, which detects the pressure at the pressure port of the second pressure supply device so as to be able to monitor the pressure at the inlet connection of the separating valves.
  • the second pressure supply device and a second electronic control and regulating unit for controlling the second pressure supply device are arranged in a separate module.
  • the independent assembly also includes the second pressure providing means associated pressure sensing devices and possibly existing, the second pressure supply device associated control or overflow valves.
  • the independent assembly is preferably powered by a stand-alone elec ⁇ cal energy source with energy.
  • the simulation device In the unreinforced (neither the first nor the second pressure supply device is ready) and in the reinforced remindfallbe ⁇ mode of operation (only the first pressure supply device is ready) the simulation device is advantageously switched off ⁇ .
  • the first electrically controllable Druckbe ⁇ riding position means is preferably formed by a piston-cylinder assembly whose piston is actuated by an electromechanical actuator.
  • an electrohydraulic actuator operates particularly dynamically, very quietly and easily tolerates the load changes required for brake systems.
  • the brake system according to the invention, the first electronic control and Re ⁇ gel unit with the second electronic control unit via a data line is connected.
  • the first control and regulation unit transmits via the data line of the second control unit a confirmation signal regarding the possibility of pressure build-up or Druckab ⁇ construction by means of the first pressure supply device.
  • the sequence valves or of the simulator valve is not possible, it is he ⁇ recognizable with reference to a lack Bestä ⁇ actuating signal for the second control unit that, if appropriate, a reinforcing means of the second pressure generating device necessary is.
  • the brake system further preferably comprises at least one pressure sensor for detecting a pressure of the master cylinder and a pressure sensor for detecting the pressure of the first pressure supply device. Furthermore, the brake system advantageously comprises a displacement or angle ⁇ sensor for detecting a position or position of the first pressure-providing device and a displacement or angle sensor for detecting a brake pedal operation.
  • the signals of the four sensors mentioned are processed at least by the first electronic control unit.
  • an adjustment or an error detection for the two pressure signals is possible, which are present in one of the two control and regulation units and should reproduce the same hydraulic pressure (eg pressure signal of the sensor for detection the pressure of the master cylinder in the first control unit and the pressure signal of the sensor for detecting a pressure at a suction port of the second pressure supply device in the second control unit).
  • the invention in which the second pressure-providing device in front of the separating valves (in input side of the isolation valves) is arranged, with respect to egg ⁇ ner brake system, in which the second pressure READY ⁇ averaging means is behind the separating valves (that is the output side of the separating valves and being ⁇ arranged upstream of the intake valves), the advantage of a higher availability of a means of the first pressure generating device performed, braking force-boosted braking.
  • the isolation valve of the brake circuit affected by the leakage can be closed, so that in the other brake circuit nevertheless a brake booster by means of the first pressure supply device are performed.
  • the invention also relates to a method for operating a brake system according to the invention.
  • the brake system is monitored for leakage in the region of the second pressure supply device and / or the master brake cylinder.
  • the associated isolation valve is closed, so that in the affected by the leakage brake circuit, the second Druckr ⁇ positioning device and the master cylinder from the brake circuit supply line are separated, and there is a brake pressure build-up in the other brake circuit by means of ers ⁇ th pressure supply device performed.
  • the second pressure-supplying device as an at least two-circuit motor-pump unit from ⁇ out and a control of the output from the motor-pump unit pressure fluid flow is by means of a speed ⁇ control of the motor-pump unit and / or by means of a valve current control of the Pump of the motor-pump unit parallel connected, analog controllable Re ⁇ gelventils performed.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a fiction, ⁇ brake system
  • Fig. 2 second embodiment of a fiction, contemporary brake system
  • Fig. 3 third embodiment of a fiction, contemporary brake system.
  • a first embodiment of an inventive brake system ⁇ is shown schematically.
  • Braking system comprises essentially a concernedungs- by means of a loading or brake pedal 1 is operable hydraulic Be ⁇ concernedungsech 2, one with the hydraulic Actuate the ⁇ supply unit 2 cooperating travel simulator or simulation means 3, a hydraulic actuating unit 2 associated, at atmospheric pressure
  • Pressure medium reservoir 4 a first electrically controllable pressure supply device 5, a second electrically controllable pressure supply device 49, an electronic control and regulation unit 12 and an elec ⁇ cally controllable pressure modulation device.
  • Pressure modulating means comprises, for example according to each wheel ⁇ brake 8, 9, 10, 11 of a Kraftfahrzeu ⁇ ges an intake valve 6a-6d and an exhaust valve 7a-7d, not shown, the pair-wise hydraulic together quantitative ⁇ switched over center terminals and to the wheel brakes 8, 9, 10, 11 are connected.
  • the input terminals of the intake valves 6a-6d ⁇ the means of braking circuit supply lines 13a, 13b provided with pressures which are derived in a 'brake-by-wire' mode of a system pressure in one of a pressure chamber 37 of the first electrically controllable pressure supply device 5
  • the intake valves 6a-6d are each provided with a brake circuit supply lines 13a, 13b. nendes, unspecified check valve connected in parallel.
  • the brake circuit supply lines 13a, 13b are acted upon by hydraulic lines 22a, 22b with the pressures of the pressure chambers 17, 18 of the actuating unit 2.
  • the output terminals of the ⁇ exhaust valves 7a-7d are in pairs via return lines 14a, 14b connected to the Druckstoffvorratsbenzol ⁇ ter. 4
  • a preferably redundant guided from ⁇ pressure sensor 19 is provided.
  • the wheel brakes 8 and 9 are associated with the left front wheel and the right rear wheel, respectively, and the wheel brakes 10 and 11 are associated with the left rear wheel and the right front wheel, respectively.
  • Other circle ⁇ divisions are also conceivable.
  • the hydraulic actuating unit 2 has in a Ge ⁇ housing 21 two successively arranged pistons 15, 16, the hydraulic chambers or pressure chambers 17, 18 limit, which together with the pistons 15, 16 form a dual-circuit master cylinder or a tandem master cylinder.
  • the pressure chambers 17, 18 are on the one hand in the piston 15, 16 formed radial bores and corresponding pressure equalization lines 41a, 41b with the pressure medium reservoir 4 (via the return lines 14a, 14b) in connection, which by a relative movement of the piston 17, 18 in the housing 21 are shut off, and on the other hand via the hydraulic lines 22a, 22b and the second pressure supply device 49 with the already mentioned brake circuit supply lines 13a, 13b in connection.
  • a parallel connection of a normally open (SO) diagnosis valve 28 with a pressure medium reservoir 4 towards closing check valve 27 is included.
  • the pressure chambers 17, 18 take unspecified return springs, which position the pistons 15, 16 in an initial position when the master cylinder 2 is not actuated.
  • a piston rod 24 couples the pivotal movement of the brake pedal 1 due to a Pedalbetä ⁇ actuating the translational motion of the first (master cylinder) piston 15 whose actuation is detected by a preferential ⁇ redundantly executed displacement sensor 25th Since ⁇ by the corresponding Kolbenwegsignal is a measure of the brake pedal depression angle. It represents a brake ⁇ desire a vehicle driver.
  • a pressure sensor 20 connected to the line section 22b detects the pressure built up in the pressure chamber 18 by displacing the second piston 16.
  • a separating valve 23a, 23b is arranged, wel ⁇ ches than ever an electrically actuated, preferably normally open (SO), 2/2-way valve is formed , By separating valves 23a, 23b, the hydraulic Ver ⁇ bond between the pressure chambers 17, 18 and the brake circuit supply lines 13a, 13b are shut off.
  • SO normally open
  • Displacement simulator 3 is hydraulically coupled to the master cylinder 2 and, for example, as an independent Bau ⁇ group formed, consisting essentially of a
  • Simulator piston 31 consists. Simulator piston 31 is supported on the housing 21 by an elastic element (eg, a spring) arranged in the simulator spring chamber 30, which is advantageously prestressed.
  • the simulator chamber 29 is by means of an electrically operated
  • pressure fluid flows from the master cylinder pressure chamber 17 in the simulator chamber 29.
  • a hydraulically antiparallel to Simulatorkagabeventil 32 arranged check valve 34 allows independent of the switching state of the
  • Simulatorkagabeventils 32 a largely unhindered backflow of the pressure medium from the simulator chamber 29 to the master cylinder pressure chamber 17th
  • the first electrically controllable pressure supply device 5 is formed as a hydraulic cylinder-piston arrangement or a single-circuit electro-hydraulic actuator whose piston 36 is actuated by a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotationally-translational transmission also shown schematically.
  • a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotationally-translational transmission also shown schematically.
  • a temperature sensor for sensing the temperature of the motor winding may also be used.
  • the piston 36 defines a pressure chamber 37.
  • the actuator pressure generated by the force action of the piston 36 on the pressure medium enclosed in the pressure medium 37 actuator pressure is fed to the system pressure line 38 and detected with the system pressure sensor 19.
  • the system pressure line 38 26b connected via the switching valves to ⁇ 26a, with the brake circuit supply lines 13a, 13b
  • a Radbremstikauf- and termination is carried out at a normal braking operation for all the wheel brakes 8,. 9 , 10, 11.
  • the pressure medium previously displaced from the pressure chamber 37 of the actuator 5 into the wheel brakes 8, 9, 10, 11 flows back in the same way back into the pressure chamber 37 of the actuator 5.
  • Said components 2, 3, 5, 6a-6d, 7a-7d, 12, 19, 20, 22a, 22b, 23a, 23b, 25, 26a, 26b, 27, 28, 32, 34, 38, 41a, 41b , 44, 46, 52 are summarized by way of example in an electro-hydraulic module, which is provided with the strainszei ⁇ chen 60.
  • the control of the electrically actuatable components of the module 60, in particular the valves 23a, 23b, 26a, 26b, 28, 32 and the electric motor 35 of the first pressure supply device 5, is the electronic control unit 12.
  • Control and Re ⁇ geliki 12 is also for the control of Druckmodula ⁇ tion device (inlet and outlet valves 6a-6d, 7a-7d) designed.
  • the signals from the sensors 19, 20, 25 and 44 are also processed in the electronic control unit 12.
  • the brake system comprises a second electronically controllable pressure supply device 49, which advantageously used as an independent module (so-called. Verstär ⁇ kung module) is executed 40th Example
  • the amplification module 40 includes its own electronic control unit 39.
  • gain module 40 has four hydrau ⁇ metallic connections over which there is the 60 verbun ⁇ with the module.
  • Gain module 40 is inserted hydraulically in the Lei ⁇ obligations 22a, 22b between the master cylinder 2 and the separating valves 23a, 23b, so that the pressure supply ⁇ provision device aspirate 49 pressure medium from the pressure chambers 17, 18 of the master cylinder 2 and the sauce ⁇ passed by it pressure medium via the isolation valves 23a, 23b can feed into the brake circuit supply lines 13a, 13b.
  • the second pressure supply device 49 enables the provision or reinforcement of a
  • pressure delivery device 49 comprises two pumps 42 jointly driven by an electric motor 43.
  • the suction sides of the pumps 42 are directly (i.e., without the interposition of a valve) to each of the pumps
  • Pressure chambers 17, 18 connected, the pressure sides of the pump 42 are each hydraulically connected to the input side terminal of the associated to ⁇ separating valve 23 a, 23 b.
  • the motor-pump unit 42, 43 is preferably of the type driven by the electric motor 43 via an eccentric Piston pump 42 formed, a design that is already used millions of times in known brake systems as a return pump. This can be particularly high system pressures he testify ⁇ and can be realized in a very compact size.
  • Reinforcement module 40 includes, for example, in addition to the electronic control unit 39 and the motor-pump unit 42, 43 arranged on a suction side of the pump 42 pressure sensor 45, which according to the example in the second pressure chamber 18 associated line 22b (corresponding to brake circuit II) is arranged, one of the pump 42 in parallel, advantageously analog controllable control valve 47a, 47b, which is designed to be normally open, and a control valve 47a, 47b in parallel, in the direction of the wheel brakes 8, 9, 10, 11 opening check valve 48a , 48b.
  • Rutschven ⁇ til 48a, 48b mainly serves a fast Bremsdruckauf ⁇ construction by the driver.
  • a volume flow from the pump pressure side to the pump suction side can be set via the control valves 47a, 47b.
  • Reinforcement module 40 may either be mechanically connected to module 60 or removed and connected via hydraulic lines. This also applies to the connection of the gain module 140 or 240 of the embodiments of FIGS. 2 and 3.
  • Control and regulating unit 39 is used to control the control valves 47a, 47b and the electric motor 43 and the power supply and signal evaluation of the pressure sensor 45.
  • the displacement sensor 25 is advantageously also connected to the electronic control and regulation unit 39 of the amplification module 40 and is embodied in such a way, for example re ⁇ dundant or twice, that the displacement sensor 25 is also in the event of failure of the control system. and control unit 12 can provide a path signal for controlling the second pressure supply device 49 to the control and regulation unit 39.
  • the control of the module 40 is supported only on the pressure signals of the pressure sensor 45 of the module 40, in a second mode additionally to the pedal position (displacement sensor 25).
  • the control unit 39 of the module 40 is connected to ⁇ least one data line to the control and regulating unit 12, which is indicated in Fig. 1 by the dashed arrow 53, so that it can be ⁇ known a failure of the module 60 ,
  • the same also applies for the exporting ⁇ approximately examples of FIGS. 2 and 3.
  • Simulator release valve 32 is turned off and the first
  • Pressure supply device 5 is separated from the brake circuit ⁇ supply lines 13a, 13b by the normally closed Zuschaltventile 26a, 26b.
  • Master brake cylinder 2 is via the lines 22a, 22b with the normally open control valves 47a, 47b (or in the direction of the wheel brakes opening check valves 48a, 48b) and the subsequent normally open isolation valves 23a, 23b with the brake circuit ⁇ supply lines 13a, 13b and thus the wheel brakes 8, 9, 10, 11 connected, so that the driver by pressing the brake pedal 1 directly pressure in the wheel brakes 8, 9, 10, 11 can build.
  • an amplified fallback mode of the brake system (eg in the event of failure of the control unit 12, in case of failure of the electrical power supply of the control and regulation unit 12 or the module 60 or ei ⁇ nem defect of the first pressure supply device 5) remain the components of the module 60 de-energized, ie the simulation device 3 is closed by the
  • the first Druckbe ⁇ provisioning device 5 is separated by the closed Zuschaltventile 26a, 26b of the brake circuit supply lines 13a, 13b and the isolation valves 23a, 23b are open.
  • the master cylinder 2 is connected to the booster kung module 40 connected, so that by means of the module 40, an amplification of the driver's brake operation carried out and the wheel brakes 8, 9, 10, 11 can be acted upon with respect to the pressure applied by the driver pressure increased.
  • the gain module 40 is preferably powered by a (not shown) second electrical power supply, which is independent of the electrical power supply (eg the electrical system), the module 60 and / or the control and control unit 12 supplies.
  • the separating valves 23a, 23b is arranged, in leakage ei ⁇ ner of the connecting lines of the module 40 (which corresponds to a leakage of the master cylinder) of the affected Actu ⁇ gungsnik (ie the part of the brake circuit before Separating ⁇ valve 23a or 23b with the leakage) are separated by closing the associated isolation valve, so that the part of the brake circuit is not affected by the Druckbe ⁇ provisioning device 5 to the pressure build-up.
  • it is provided to maintain the brake pressure generation by the pressure supply device 5, but to base the driver brake request interpretation entirely or predominantly on the pedal position (displacement sensor 25) and not on the master brake cylinder pressure (pressure sensor 20).
  • a further advantage of the arrangement of the amplification module 40 upstream of the isolation valves 23a, 23b is an increased pump volume flow due to the elimination of the suction throttling for the pump 42.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of an inventive ⁇ brake system.
  • a reinforcing module is not arranged in the hydraulic connecting lines 22a, 22b between the pressure chambers 17, 18 of the master cylinder 2 and the separating valves 23a, 23b, ie the pressure chambers 17, 18 are according to the second embodiment directly with the separating valves 23a , 23b (via the lines 22a, 22b) are connected.
  • the brake system of the second embodiment ⁇ example includes a second electronically controllable
  • Pressure supply device 149 which is arranged in a stand-alone gain module 140, which includes its own electronic control unit 39.
  • Pressure supply device 149 comprises, for example, two pumps 42 driven by an electric motor 43.
  • Reinforcement module 140 has two hydraulic connections via which each pressure side of the pumps 42 communicates with one of the connection lines 22a, 22b (between the pressure chambers 17, 18 and the isolation valves 23a, 23b, respectively). the module 60 is connected. That is, each pressure side of the pump 42 is with connected to the input port (master cylinder side port) of the isolation valve.
  • the suction sides of the pumps 42 are connected to one or more pressure medium containers 150.
  • Pressure medium container 150 may be the pressure medium reservoir 4 or a chamber thereof.
  • Pressure medium tank 150 may also be designed as a low-pressure accumulator.
  • the pressure supply device 149 can thus suck and pressure medium from / to the pressure with ⁇ tel varietieser (s) 150 emitted from it pressure fluid in the lines 22a, 22b feed.
  • a volume gain is pos ⁇ lich, unlike the gain module 40 of the first embodiment, which made a pressure gain ⁇ light.
  • the gain module 140 of the second Ausure ⁇ tion example is angeord ⁇ net before the separating valves 23 a, 23 b.
  • Reinforcement module 140 includes, for example, in addition to the electronic control and regulation unit 39 and the motor pump unit 42, 43 per pump circuit arranged on the pressure ⁇ side of the pump 42 pressure sensor 145 and a pump 42 in parallel overflow valve 147a, 147b, which in particular is executed normally closed.
  • overflow valves 147a, 147b pressure medium from the pressure side of the pump 42 to the container 150 can be drained.
  • a third embodiment of an inventions ⁇ to the invention brake system is shown, which with respect Module 60 with its components substantially corresponds to the first embodiment.
  • the brake system of the third embodiment includes a second electro nic ⁇ controllable pressure supply device 249, which is angeord ⁇ net in an independent gain module 240, which comprises an own electronic control and regulation unit ⁇ .
  • Pressure supply device 249 comprises, for example, four pumps 42 driven by an electric motor 43 (designated in detail by 280a, 280b, 281a, 281b), eg a 4-piston pump.
  • a pump 280a, 280b according to the first embodiment between master cylinder pressure chamber 17, 18 and separating valve 23a, 23b and a further pump 281a, 281b between pressure medium reservoir 4 and separating valve 23a, 23b arranged.
  • the suction sides of the two pumps 280a, 280b are directly connected to the two pressure chambers 17, 18 of the master cylinder (via the lines 22a and 22b), the suction sides of the two pumps 281a, 281b are connected via a common connecting line directly to the pressure medium reservoir 4 ( by way of example via the return line 14a or alternatively via two separate suction lines (not shown) guided to different container chambers).
  • the pressure sides of the pumps 280a, 281a; 280b, 281b are each connected in a brake circuit (I, II) together with the input port of the associated isolation valve 23a, 23b.
  • a compression Deployment ⁇ device with a driven by an electric motor 43, pump assembly with six pumps is also conceivable, wherein, for example, per brake circuit two sucking from the main ⁇ brake cylinder pumps are connected in parallel and sucks the third pump from the container.
  • Reinforcement module 240 includes according to example per pump 280a, 280b one of the pump 42 in parallel, advantageously ⁇ analog controllable, control valve 247a, 247b, which is designed in particular open without power, and a Re ⁇ gelventil 247a, 247b in parallel, in the direction of the wheel brakes 8, 9, 10, 11 opening Check valve 248a, 248b.
  • Each pump 281a, 281b is a, advantageously analog controllable, overflow valve 248a, 248b, which is designed in particular normally closed, connected in parallel, wherein the spill valve 248a, 248b respectively in the direction of the wheel brakes 8, 9, 10, 11 opening check valve 348a, 348b is connected in parallel.
  • a volume flow from the pump pressure side to the pump suction side is adjustable.
  • the driver pressure (the pedal force) is amplified by means of the overflow valves 248a, 248b is added to ⁇ additional pressure fluid volume in the two brake circuits I, II, which also independent of the driver, a brake pressure can be built.
  • Reinforcement module 240 thus constitutes a reinforcement and pressure supply module.
  • Reinforcement module 240 includes, for example according to a arranged on the suction side of the pump 280b pressure sensor 245 and arranged on the pressure side of the pump pressure sensor 250 per brake circuit I, II.
  • control unit 39 of the module 240 reads the Signa ⁇ le of the pressure sensors 245, 250 of the module 240 and possibly the signals of the accelerator position sensor 25 and controls the electric motor 43 and the valves 247a, 247b, 248a, 248b of the module 240th
  • the control of the module 240 based only on the pressure signals of the pressure sensors of the module 240, in a second mode in addition to the Pedalposi ⁇ tion, which is why the displacement sensor 25 advantageously also connected to the electronic control unit 39 of the gain module 240 and so, For example, redundant or double, is designed so that it can deliver a path signal to control the second pressure supply device 49 to the control unit 39 even in case of failure of the control ⁇ and control unit 12.
  • the module 240 allows for the failure of the module 60, the provision of a brake system pressure with simultaneous volume gain. This improves the availability of the braking system.
  • An advantage of the third embodiment is that a simultaneous increase in volume and pressure is mög ⁇ Lich and that the driver pressure in the master cylinder 2 can be adjusted independently of the brake circuit pressure.
  • pedal travel pedal force and vehicle deceleration to reach that that of the 'brake-by-wire "mode ent ⁇ speaks (any pressure-displacement characteristic of the Bremspe ⁇ dals ).
  • the amplification module is arranged in front of the isolation valves, in case of leakage of one of the connection lines of the module of the affected operating circuit (ie the part of the brake ⁇ circle before the isolation valve 23 a or 23 b with the leakage) by closing the associated isolation valve detached be so that the part of the brake circuit to the pressure build-up by means of the pressure supply device 5 is not affected.
  • a further advantage lies in the fact that an increased pump flow rate is achieved by the elimination of Saugdrosselung for the pump 42, since the gain ⁇ module upstream of the separating valves 23a, 23b is arranged.

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Abstract

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „ "Brake-by-wire" -Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, mit einem Hauptbremszylinder (2) mit einem Gehäuse (21) und zwei Kolben (15, 16), die in dem Gehäuse (21) zwei Druckräume (17, 18) begrenzen, welche Bremskreisen (I, II) mit Radbremsen (8, 9, 10, 11) zugeordnet sind, einem elektrisch betätigbaren Trennventil (23a, 23b) je Bremskreis (I, II) zum Trennen des Bremskreises in zwei Abschnitte, wobei der erste mit einem Eingangsanschluss des Trennventils verbundene Abschnitt (22a, 22b) mit dem Hauptbremszylinder (2) und der zweite mit einem Ausgangsanschluss des Trennventils verbundene Abschnitt (13a, 13b) mit den Radbremsen verbunden oder verbindbar ist, einer ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), einer Simulationseinrichtung (3) und einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (12), wobei eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49, 149, 249) mit einem Sauganschluss und einem Druckanschluss je Bremskreis (I, II) vorgesehen ist, wobei je Bremskreis der Druckanschluss mit dem Eingangsanschluss des dem Bremskreis (I; II) zugeordneten Trennventils (23a; 23b) verbunden ist, sowie zwei Verfahren zum Betrieb der Bremsanlage.

Description

BREMSANLAGE FÜR KRAFTFAHRZEUGE SOWIE VERFAHREN UM BETRIEB DER BREMSANLAGE
Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Bremsanlage.
Es sind hydraulische Fahrzeugbremsanlagen bekannt, welche als Fremdkraftbremsanlagen ausgebildet sind und neben einem muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder, an den Radbremsen hydraulisch angeschlossen sind und der Druck und Volumen zum Betätigen von Radbremsen bereitstellt, eine weitere, elektrisch steuerbare Druck- und Volumenbereitstel¬ lungseinrichtung umfassen, die in einer „Brake-by-wire"- Betriebsart die Radbremsen ansteuert. Bei Ausfall der elektrisch steuerbaren Druck- und Volumenbereitstellungseinrichtung erfolgt eine Betätigung der Radbremsen allein durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers (unverstärkte Rückfallbetriebsart) .
Aus der WO 2011/029812 AI ist eine elektrohydraulische
Bremsanlage mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, einem Wegsimulator und einer Druckbereitstellungseinrichtung bekannt. Die Radbremsen werden in einer „Brake- by-wire"-Betriebsart durch die Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck beaufschlagt. In der Rückfallbetriebsart werden die Radbremsen mittels des bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinders mit dem durch den Fahrer aufgebrachten Druck beaufschlagt. Als nachteilig wird bei der vorbekann¬ ten Bremsanlage empfunden, dass bei einem Ausfall der An- steuerung oder des Antriebs der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung vom Fahrer große Bremspedalkräfte oder Bremspedalwege aufgebracht werden müssen, um eine ausreichende Betriebsbremsverzögerung zu erreichen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Bremsanlage der eingangs genannten Art dahingehend zu ver¬ bessern, dass der Fahrzeugführer trotz Ausfall der Druckbereitstellungseinrichtung eine ausreichende Betriebsbrems¬ verzögerung komfortabel erreichen kann, wobei die Verfüg¬ barkeit einer bremskraftverstärkten Betriebsweise der
Bremsanlage verbessert werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung vorzusehen, welche einen Sauganschluss und einen Druckanschluss je Bremskreis umfasst, wobei je Bremskreis der Druckanschluss mit einem Eingangsanschluss (d.h. einem den Radbremsen abgewandten Anschluss) des dem Bremskreis zu¬ geordneten Trennventils verbunden ist. Anders ausgedrückt, ist der Druckanschluss mit dem hauptbremszylinderseitigen Anschluss des Trennventils verbunden, welcher ebenso mit dem Druckraum des Hauptbremszylinders verbunden oder verbindbar ist.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung eine Druck- und/oder Volumenverstärkung der vom Fahrzeugführer aufgebrachten Bremspedalbetätigung durchführbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Bremsanlage umfasst diese ein elektrisch betätigbares Zuschaltventil je Bremskreis zur hydraulischen Verbindung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung mit dem Bremskreis. Das Zuschaltventil ist jeweils besonders bevorzugt in einer hydraulischen Verbindungsleitung zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung und dem Bremskreis bzw. der Bremskreisversorgungsleitung angeordnet und ermöglicht so ein wahlweises Öffnen oder Verschließen der hydraulischen Verbindung zwischen erster Druckbereitstellungseinrichtung und Bremskreis. Besonders bevorzugt sind die Zu¬ schaltventile stromlos geschlossen ausgeführt, damit der Bremskreis in einer stromlosen Rückfallbetriebsart hydrau¬ lisch von der ersten Druckbereitstellungseinrichtung getrennt ist. Es ist bevorzugt, dass für jeden Bremskreis ein Ausgangsanschluss des Trennventils und ein Ausgangsan- schluss des Zuschaltventils hydraulisch verbunden sind. Die hydraulische Verbindung umfasst besonders bevorzugt die Bremskreisversorgungsleitung .
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit ist bevor¬ zugt zur Ansteuerung der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung im Sinne einer Regelung oder Steuerung des von ihr abgegebenen hydraulischen Druckes ausgebildet. Weiterhin werden durch die erste Steuer- und Regeleinheit vorteilhafterweise die Trennventile und Zuschaltventile und das Simulatorfreigabeventil der Brems¬ anlage geregelt bzw. gesteuert.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage ein elektrisch
betätigbares, vorteilhafterweise stromlos offenes, Einlass¬ ventil und ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos geschlossenes, Auslassventil je Radbremse zum Ein¬ stellen radindividueller Bremsdrücke. Besonders bevorzugt sind die Eingangsanschlüsse der Einlassventile der Radbrem¬ sen eines Bremskreises mit einer Bremskreisversorgungslei¬ tung verbunden, welche mit einem Ausgangsanschluss des dem Bremskreis zugehörigen Trennventils verbunden ist.
Die Einlassventile und Auslassventile werden bevorzugt ebenfalls von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert.
Das Trennventil ist jeweils bevorzugt in einer hydrauli¬ schen Verbindungsleitung zwischen dem Druckraum und der Bremskreisversorgungsleitung angeordnet und ermöglicht so ein wahlweises Verschließen oder Öffnen der hydraulischen Verbindung zwischen Druckraum und Bremskreisversorgungslei¬ tung. Die Trennventile sind besonders bevorzugt stromlos offen ausgeführt, damit die Bremskreise in einer stromlosen Rückfallbetriebsart hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind und so vom Fahrzeugführer mit Druck beaufschlagt werden können.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist je Bremskreis der Sauganschluss mit dem zugehörigen Druckraum verbunden, so dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch zwischen dem Druckraum und dem Trennventil angeordnet ist. So kann eine Druckverstärkung des vom Fahrer eingesteuerten Druckes durchgeführt werden, so dass der Fahrer zur Erreichung einer ausreichenden Verzögerung geringere Bremspedalkräfte aufbringen muss. Besonders bevorzugt ist der Sauganschluss direkt, ohne Zwischenschaltung eines Ven¬ tils mit dem zugehörigen Druckraum verbunden.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist zur Volumenverstärkung je Bremskreis der Sauganschluss, vorteilhafterweise direkt ohne Zwischenschaltung eines Ven¬ tils, mit einem Druckmittelbehälter verbunden.
Bevorzugt ist dabei der Sauganschluss mit dem Druckan- schluss über ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterwei¬ se stromlos geschlossenes, Überströmventil verbunden, um Druckmittel von der Druckseite der zweiten Druckbereitstel¬ lungseinrichtung zu dem Druckmittelbehälter ablassen zu können .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist die zweite Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch zwei- oder mehrkreisig ausgebildet. Sie umfasst besonders bevorzugt zwei oder mehr von einem Elek¬ tromotor gemeinsam angetriebene hydraulische Pumpen, wobei die Druckanschlüsse der ersten und der zweiten Pumpe mit dem Eingangsanschluss des zugeordneten Trennventils verbun¬ den sind. Derartige Motor-Pumpen-Aggregate sind als Rück¬ förderpumpen in konventionellen Bremssystemen bekannt und können bei kompakter Baugröße hohe Systemdrücke erzeugen. Die Pumpe ist also je Bremskreis hydraulisch vor dem Trenn¬ ventil angeordnet und ist besonders bevorzugt entweder zwi¬ schen dem entsprechenden Druckraum des Hauptbremszylinders und dem Trennventil angeordnet oder der Abgabevolumenstrom der Pumpe wird in die hydraulische Verbindungsleitung zwischen dem entsprechenden Druckraum des Hauptbremszylinders und dem Trennventil eingespeist.
Zur Einregelung der gewünschten Druckverstärkung ist bevorzugt je Bremskreis der Sauganschluss mit dem Druckanschluss über ein elektrisch betätigbares, analog ansteuerbares Re¬ gelventil verbunden, d.h. der zweiten Druckbereitstellungs¬ einrichtung ist je Bremskreis ein Regelventil parallel ge¬ schaltet. Mittels einer Ventilstromregelung der Regelventi¬ le und/oder einer Drehzahlregelung des die Pumpen antreibenden Elektromotors, kann der gewünschte, verstärkte Soll¬ druck je Bremskreis eingestellt werden. Bevorzugt ist jedem Regelventil ein Rückschlagventil parallel geschaltet, das unabhängig vom Schaltzustand des Regelventils eine Druck¬ mittelströmung von dem Druckraum des Hauptbremszylinders zu dem Trennventil ermöglicht. Die Rückschlagventile erlauben einen schnellen Bremsdruckaufbau durch den Fahrzeugführer. Das Regelventil ist vorteilhafterweise stromlos offen aus¬ geführt, so dass in der Rückfallbetriebsart ein Radbrems¬ druckabbau ermöglicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Bremsanlage um- fasst die zweite Druckbereitstellungseinrichtung zumindest vier von einem Elektromotor gemeinsam angetriebene hydraulische Pumpen, wobei die Druckanschlüsse der Pumpen brems- kreisweise mit dem Eingangsanschluss des zugeordneten
Trennventils verbunden sind. Somit sind je Bremskreis zu¬ mindest zwei parallel geschaltete Pumpen vorgesehen.
Die Saugschlüsse der dritten und der vierten Pumpe sind, vorteilhafterweise direkt ohne Zwischenschaltung eines Ven¬ tils, mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter verbunden, so dass zusätzliches Druck- mittelvolumen aus dem Druckmittelvorratsbehälter eingespeist werden kann. So ist gleichzeitig eine Volumen- und Druckverstärkung möglich. Außerdem kann mittels der zwei parallel geschalteten Pumpenkreise unabhängig vom Brems¬ kreisdruck eine beliebige Druck-Weg-Charakteristik am
Bremspedal eingestellt werden.
Zur Regelung des durch die zweite Druckbereitstellungseinrichtung bereitgestellten Druckes ist bevorzugt eine Dru¬ ckerfassungseinrichtung vorgesehen, welche zumindest den Druck an einem mit einem Druckraum des Hauptbremszylinders verbundenen Sauganschluss der zweiten Druckbereitstellungs¬ einrichtung erfasst.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt je Bremskreis eine Druckerfassungseinrichtung vorgesehen, welche den Druck an dem Druckanschluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung erfasst, um so den Druck am Eingangsanschluss der Trennventile überwachen zu können.
Bevorzugt sind die zweite Druckbereitstellungseinrichtung und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung in einer eigenständigen Baugruppe angeordnet. Dies ermöglicht kostengünstig eine Herstellung der Bremsanlage wahlweise mit oder ohne zweite Druckbereitstellungseinrichtung. Besonders bevorzugt umfasst die eigenständige Baugruppe auch die der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung zugeordneten Druckerfassungseinrichtungen sowie ggf. vorhandene, der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung zugeordnete Regeloder Überströmventile.
Um bei einem Ausfall des Bordnetzes eine verstärkte Rück- fallbetriebsart aufrecht erhalten zu können, wird bevorzugt die eigenständige Baugruppe von einer eigenständigen elekt¬ rischen Energiequelle mit Energie versorgt.
Die Simulationseinrichtung, die in der „Brake-by-wire"- Betriebsart dem Fahrzeugführer das gewohnte Bremspedalge¬ fühl vermittelt, steht mit einem der Druckräume des Haupt¬ bremszylinders in hydraulischer Verbindung. Die Wirkung der Simulationseinrichtung ist mittels des Simulatorfreigabe¬ ventils zu- und abschaltbar. In der unverstärkten (weder die erste noch die zweite Druckbereitstellungseinrichtung ist betriebsbereit) sowie in der verstärkten Rückfallbe¬ triebsart (nur die erste Druckbereitstellungseinrichtung ist betriebsbereit) ist die Simulationseinrichtung vorteil¬ hafterweise abgeschaltet.
Bevorzugt wird die erste elektrisch steuerbare Druckbe¬ reitstellungseinrichtung durch eine Zylinder-Kolben- Anordnung gebildet, deren Kolben durch einen elektromecha- nischen Aktuator betätigbar ist. Ein solcher elektrohydrau- lischer Aktuator arbeitet besonders dynamisch, sehr leise und verträgt problemlos die für Bremsanlagen erforderlichen Lastwechsel zahlen .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist die erste elektronische Steuer- und Re¬ geleinheit mit der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit über eine Datenleitung verbunden. Die erste Steuer- und Regeleinheit übermittelt über die Datenleitung der zweiten Steuer- und Regeleinheit ein Bestätigungssignal bezüglich der Möglichkeit eines Druckaufbaus oder Druckab¬ baus mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung. Im Falle, dass die erste Druckbereitstellungseinrichtung oder deren Ansteuerung fehlerhaft ist oder eine Stromversorgung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung oder der Trennventile, der Zuschaltventile oder des Simulatorventils nicht möglich ist, ist es anhand eines ausbleibenden Bestä¬ tigungssignal für die zweite Steuer- und Regeleinheit er¬ kennbar, dass gegebenenfalls ein Verstärkung mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung notwendig ist.
Die Bremsanlage umfasst weiterhin bevorzugt zumindest einen Drucksensor zur Erfassung eines Druckes des Hauptbremszylinders und einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes der ersten Druckbereitstellungseinrichtung. Weiterhin umfasst die Bremsanlage vorteilhafterweise einen Weg- oder Winkel¬ sensor zur Erfassung einer Lage oder Position der ersten Druckbereitstellungseinrichtung sowie einen Weg- oder Winkelsensor zur Erfassung einer Bremspedalbetätigung. Die Signale der vier genannten Sensoren werden zumindest von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit verarbeitet .
Über die bereits erwähnte Datenleitung zwischen erster und zweiter Steuer- und Regeleinheit ist ein Abgleich bzw. eine Fehlererkennung für die beiden Drucksignale möglich, welche jeweils in einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten vorliegen und denselben hydraulische Druck wiedergeben sollen (z.B. Drucksignal des Sensors zur Erfassung des Druckes des Hauptbremszylinders in der ersten Steuer- und Regeleinheit und Drucksignal des Sensors zur Erfassung eines Druckes an einem Sauganschluss der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung in der zweiten Steuer- und Regeleinheit) .
Weiterhin besitzt die Erfindung, bei welcher die zweite Druckbereitstellungseinrichtung vor den Trennventilen (ein- gangsseitig der Trennventile) angeordnet ist, gegenüber ei¬ ner Bremsanlage, in welcher die zweite Druckbereitstel¬ lungseinrichtung hinter den Trennventilen (also ausgangs- seitig der Trennventile und vor den Einlassventilen) ange¬ ordnet ist, den Vorteil einer höherer Verfügbarkeit einer mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung durchgeführten, bremskraftverstärkten Bremsung. Im Falle, dass eine Leckage in einer der Verbindungsleitungen von der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung zur übrigen Bremsanlage auftritt, kann bei der Erfindung das Trennventil des von der Leckage betroffenen Bremskreises geschlossen werden, so dass in dem anderen Bremskreis dennoch eine Bremskraftverstärkung mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung durchgeführt werden. Bei einer Bremsanlage, in welcher die zweite Druckbereitstellungseinrichtung hinter den Trennventilen angeordnet ist und die Druckanschlüsse der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung direkt mit den Bremskreisversorgungsleitungen der Einlassventile verbunden sind, kann in dem von der Leckage betroffenen Bremskreis auch durch die erste Druckbereitstellungseinrichtung kein Druck mehr in der Bremskreisversorgungsleitung aufgebaut werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.
Hierbei wird, vorteilhafterweise wenn kein Druckaufbau oder Druckabbau mittels der ersten Druckbereitstellungs¬ einrichtung durchführbar ist oder wenn eine Fehlfunktion einer der für die „Brake-by-wire"-Betriebsart benötigten Komponenten erkannt wird, z.B. wenn ein Ausfall der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung oder deren Ansteuerung erkannt wird, und der Fahrzeugführer das Bremspedal betätigt, mittels der zweiten elektrisch Steuer- baren Druckbereitstellungseinrichtung Druckmittel aus einem Druckraum des Hauptbremszylinders oder aus einem Druckmit¬ telbehälter angesaugt und in den zugehörigen Bremskreis oder die zugehörigen Bremskreise eingespeist.
Alternativ oder zusätzlich wird die Bremsanlage auf eine Leckage im Bereich der zweiten Druckbereitstellungs¬ einrichtung und/oder des Hauptbremszylinders überwacht. Bei einer erkannten Leckage in einem der Bremskreise wird das zugeordnete Trennventil geschlossen, so dass in dem von der Leckage betroffenen Bremskreis die zweite Druckbereit¬ stellungseinrichtung und der Hauptbremszylinder von der Bremskreisversorgungsleitung getrennt sind, und es wird ein Bremsdruckaufbau in dem anderen Bremskreis mittels der ers¬ ten Druckbereitstellungseinrichtung durchgeführt.
Bevorzugt ist die zweite Druckbereitstellungseinrichtung als ein zumindest zweikreisiges Motor-Pumpen-Aggregat aus¬ geführt und eine Regelung des von dem Motor-Pumpen-Aggregat ausgegebenen Druckmittelstroms wird mittels einer Drehzahl¬ regelung des Motor-Pumpen-Aggregats und/oder mittels einer Ventilstromregelung eines der Pumpe des Motor-Pumpen- Aggregats parallel geschalteten, analog ansteuerbaren Re¬ gelventils durchgeführt.
Weitere bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigen schematisch
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage, Fig. 2 zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Bremsanlage, und
Fig. 3 drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Bremsanlage.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage schematisch dargestellt. Die
Bremsanlage umfasst im Wesentlichen eine mittels eines Be- tätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbare hydraulische Be¬ tätigungseinheit 2, einen mit der hydraulischen Betäti¬ gungseinheit 2 zusammen wirkenden Wegsimulator bzw. Simulationseinrichtung 3, einen der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden
Druckmittelvorratsbehälter 4, eine erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49, eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 und eine elekt¬ risch steuerbare Druckmodulationseinrichtung.
Druckmodulationseinrichtung umfasst beispielsgemäß je Rad¬ bremse 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeu¬ ges ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammenge¬ schaltet und an die Radbremsen 8, 9, 10, 11 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d wer¬ den mittels Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b mit Drücken versorgt, die in einer „Brake-by-Wire"-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an einen Druckraum 37 der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 angeschlossenen Systemdruckleitung 38 vorliegt. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b hin öff- nendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallel geschaltet. In einer unverstärkten Rückfallbetriebsart wer¬ den die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b über hydraulische Leitungen 22a, 22b mit den Drücken der Druckräume 17, 18 der Betätigungseinheit 2 beaufschlagt. Die Ausgangs¬ anschlüsse der Auslassventile 7a-7d sind paarweise über Rücklaufleitungen 14a, 14b mit dem Druckmittelvorratsbehäl¬ ter 4 verbunden. Zum Erfassen des in der Systemdruckleitung 38 herrschenden Druckes ist ein vorzugsweise redundant aus¬ geführter Drucksensor 19 vorgesehen. Beispielsgemäß sind die Radbremsen 8 bzw. 9 dem linken Vorderrad bzw. dem rechten Hinterrad und die Radbremsen 10 bzw. 11 dem linken Hinterrad bzw. dem rechten Vorderrad zugeordnet. Andere Kreis¬ aufteilungen sind ebenso denkbar.
Die hydraulische Betätigungseinheit 2 weist in einem Ge¬ häuse 21 zwei hintereinander angeordnete Kolben 15, 16 auf, die hydraulische Kammern bzw. Druckräume 17, 18 begrenzen, die zusammen mit den Kolben 15, 16 einen zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. einen Tandemhauptzylinder bilden. Die Druckräume 17, 18 stehen einerseits über in den Kolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 (über die Rücklaufleitungen 14a, 14b) in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung der Kolben 17, 18 im Gehäuse 21 absperrbar sind, und andererseits über die hydraulischen Leitungen 22a, 22b und die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 mit den bereits genannten Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b in Verbindung. Dabei ist in der Druckausgleichsleitung 41a eine Parallelschaltung eines stromlos offenen (SO-) Diagnoseventils 28 mit einem zum Druckmittelvorratsbehälter 4 hin schließenden Rückschlagventil 27 enthalten. Die Druckräume 17, 18 nehmen nicht näher bezeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 15, 16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetä¬ tigung mit der Translationsbewegung des ersten (Hauptzylinder-) Kolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem vorzugs¬ weise redundant ausgeführten Wegsensor 25 erfasst wird. Da¬ durch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Brems¬ wunsch eines Fahrzeugführers. Ein an den Leitungsabschnitt 22b angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den im Druckraum 18 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 16 aufgebauten Druck .
In der hydraulischen Verbindung zwischen einem Druckraum 17, 18 und der zugehörigen Bremskreisversorgungsleitung 13a, 13b ist je ein Trennventil 23a, 23b angeordnet, wel¬ ches als je ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO-), 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Durch die Trennventile 23a, 23b kann die hydraulische Ver¬ bindung zwischen den Druckräumen 17, 18 und den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b abgesperrt werden.
Wegsimulator 3 ist hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 ankoppelbar und beispielsweise als eine eigenständige Bau¬ gruppe ausgebildet, die im Wesentlichen aus einer
Simulatorkammer 29, einer Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden
Simulatorkolben 31 besteht. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in Simulatorfederkammer 30 angeordnetes elastisches Element (z.B. eine Feder), welches vorteilhafterweise vorgespannt ist, am Gehäuse 21 ab. Die Simulatorkammer 29 ist mittels eines elektrisch betätigbaren
Simulatorfreigabeventils 32 mit dem ersten Druckraum 17 des Tandemhauptbremszylinders 2 verbindbar. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und aktiviertem Simulatorfreigabeventil 32 strömt Druckmittel vom Hauptbremszylinder-Druckraum 17 in die Simulatorkammer 29. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorfreigabeventil 32 angeordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des
Simulatorfreigabeventils 32 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zum Hauptbremszylinder-Druckraum 17.
Die erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben- Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktua- tor ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations- Translationsgetriebes betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schema¬ tisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor zum Sensieren der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden. Der Kolben 36 begrenzt einen Druckraum 37. Zur Abdichtung des Spalts zwischen Kolben 36 und Druckraumwandung dienen zwei Elastomerdichtringe, wobei ein mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbundener Anschluss 46 für eine antriebsseitige Benetzung des drucktragenden und eine hydraulikseitige Benetzung des medientrennenden
Elastomerdichtrings sorgt.
Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das im Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 38 eingespeist und mit dem Systemdrucksensor 19 erfasst. In der „Brake-by-Wire"- Betriebsart wird die Systemdruckleitung 38 über die Zu¬ schaltventile 26a, 26b mit den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b verbunden. Auf diesem Weg erfolgt bei einer Normalbremsung ein Radbremsdruckauf- und -abbau für alle Radbremsen 8, 9, 10, 11. Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 37 des Aktuators 5 in die Radbremsen 8, 9, 10, 11 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 des Aktuators 5 zurück. Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unter¬ schiedlich, mit Hilfe der Modulationsventile 6a-6d, 7a-7d geregelten Radbremsdrücken der über die Auslassventile 7a- 7d abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorrats¬ behälter 4. Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlos¬ senen Zuschaltventilen 26a, 26b möglich, indem Druckmittel aus dem Behälter 4 über ein als in Strömungsrichtung zum Aktuator öffnendes Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaug- ventil 52 in den Akuatordruckraum 37 strömen kann.
Die genannten Komponenten 2, 3, 5, 6a-6d, 7a-7d, 12, 19, 20, 22a, 22b, 23a, 23b, 25, 26a, 26b, 27, 28, 32, 34, 38, 41a, 41b, 44, 46, 52 sind beispielsgemäß in einem elektro- hydraulischen Modul zusammengefasst , das mit dem Bezugszei¬ chen 60 versehen ist. Der Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des Moduls 60, insbesondere der Ventile 23a, 23b, 26a, 26b, 28, 32 und des Elektromotors 35 der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5, dient die elektronische Steuer- und Regeleinheit 12. Steuer- und Re¬ geleinheit 12 ist auch für die Ansteuerung der Druckmodula¬ tionseinrichtung (Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d) ausgelegt. Die Signale der Sensoren 19, 20, 25 und 44 wer- den ebenso in der elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 verarbeitet .
Weiterhin umfasst die Bremsanlage eine zweite elektronisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49, welche vorteilhafterweise als ein eigenständiges Modul (sog. Verstär¬ kungsmodul) 40 ausgeführt ist. Beispielsgemäß umfasst das Verstärkungsmodul 40 eine eigene elektronische Steuer- und Regeleinheit 39. Verstärkungsmodul 40 besitzt vier hydrau¬ lische Anschlüsse, über welche es mit dem Modul 60 verbun¬ den ist. Verstärkungsmodul 40 ist hydraulisch in die Lei¬ tungen 22a, 22b zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und den Trennventilen 23a, 23b eingefügt, so dass die Druckbereit¬ stellungseinrichtung 49 Druckmittel aus den Druckräumen 17, 18 des Hauptbremszylinders 2 ansaugen und das von ihr abge¬ gebene Druckmittel über die Trennventile 23a, 23b in die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b einspeisen kann. Im Falle eines Ausfalls der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 ermöglicht die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 die Bereitstellung bzw. Verstärkung eines
Bremssystemdruckes, wodurch die Verfügbarkeit der Bremsan¬ lage verbessert wird.
Druckbereitstellungseinrichtung 49 umfasst beispielsgemäß zwei von einem Elektromotor 43 gemeinsam angetriebene Pumpen 42. Die Saugseiten der Pumpen 42 sind direkt (d.h. ohne Zwischenschaltung eines Ventils) an jeweils einen der
Druckräume 17, 18 angeschlossen, die Druckseiten der Pumpen 42 sind jeweils mit dem eingangsseitigen Anschluss des zu¬ gehörigen Trennventils 23a, 23b hydraulisch verbunden.
Das Motor-Pumpen-Aggregat 42, 43 ist vorzugsweise vom Typ einer vom Elektromotor 43 über einen Exzenter angetriebenen Kolbenpumpe 42 ausgebildet, einer Bauform, die in bekannten Bremssystemen als Rückförderpumpe bereits millionenfach eingesetzt wird. Diese kann besonders hohe Systemdrücke er¬ zeugen und kann in sehr kompakter Baugröße realisiert werden .
Verstärkungsmodul 40 umfasst beispielsgemäß neben der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 und dem Motor- Pumpen-Aggregat 42, 43 einen an einer Saugseite der Pumpe 42 angeordneten Drucksensor 45, welcher beispielsgemäß in der zum zweiten Druckraum 18 gehörenden Leitung 22b (korrespondierend zu Bremskreis II) angeordnet ist, je ein der Pumpe 42 parallel geschaltetes, vorteilhafterweise analog ansteuerbares Regelventil 47a, 47b, welches insbesondere stromlos offen ausgeführt ist, und ein dem Regelventil 47a, 47b parallel geschaltetes, in Richtung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 öffnendes Rückschlagventil 48a, 48b. Rückschlagven¬ til 48a, 48b dient vor allem einem schnellen Bremsdruckauf¬ bau durch den Fahrer. Über die Regelventile 47a, 47b ist ein Volumenstrom von der Pumpendruckseite zur Pumpensaug- seite einstellbar.
Verstäkungsmodul 40 kann entweder mechanisch mit dem Modul 60 verbunden oder weggebaut und über Hydraulikleitungen angeschlossen sein. Dies gilt auch für die Verbindung des Verstärkungsmoduls 140 bzw. 240 der Ausführungsbeispiele der Fig. 2 und 3.
Steuer- und Regeleinheit 39 dient zur Ansteuerung der Regelventile 47a, 47b und des Elektromotors 43 sowie zur Energieversorgung und Signalauswertung des Drucksensors 45. Um auch bei einem Ausfall der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12 eine wegbasierte Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 bzw. des Moduls 40 durchführen zu können, ist der Wegsensor 25 vorteilhafterweise auch mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 des Verstärkungsmoduls 40 verbunden und derart, z.B. re¬ dundant oder doppelt, ausgeführt, dass Wegsensor 25 auch bei Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 12 ein Wegsignal zur Steuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 an die Steuer- und Regeleinheit 39 liefern kann. In einer ersten Betriebsart wird die Ansteuerung des Moduls 40 nur auf die Drucksignale des Drucksensors 45 des Moduls 40 gestützt, in einer zweiten Betriebsart zusätzlich auf die Pedalposition (Wegsensor 25) .
Die Steuer- und Regeleinheit 39 des Moduls 40 ist über zu¬ mindest eine Datenleitung mit der Steuer- und Regeleinheit 12 verbunden, was in Fig. 1 durch den gestrichelten Pfeil 53 angedeutet ist, so dass ein Ausfall des Moduls 60 er¬ kannt werden kann. Entsprechendes gilt auch für die Ausfüh¬ rungsbeispiele der Fig. 2 und 3.
In einer Normalbremsfunktion der Bremsanlage („Brake-by- wire"-Betriebsart ) ist Hauptbremszylinder 2, und damit der Fahrzeugführer, sowie die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 von den Radbremsen 8, 9, 10, 11 durch die geschlossenen Trennventile 23a, 23b entkoppelt und die Brems¬ kreisversorgungsleitungen 13a, 13b sind über die geöffneten Zuschaltventile 26a, 26b mit der ersten Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 5 verbunden, welche den Systemdruck zur Betätigung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 bereitstellt. Simulationseinrichtung 3 ist durch das geöffnete Simulatorfreigabeventil 32 zugeschaltet, so dass das durch die Betä¬ tigung des Bremspedals 1 durch den Fahrer im Hauptbremszylinder 2 verdrängte Druckmittelvolumen durch die Simulati- onseinrichtung 3 aufgenommen wird und die Simulationseinrichtung 3 dem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremspedalgefühl vermittelt.
In einer unverstärkten Rückfallbetriebsart der Bremsanlage, z.B. bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der gesamten Bremsanlage (z.B. Module 40 und 60), ist Simu¬ lationseinrichtung 3 durch das stromlos geschlossene
Simulatorfreigabeventil 32 abgeschaltet und die erste
Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist durch die stromlos geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von den Bremskreis¬ versorgungsleitungen 13a, 13b getrennt. Hauptbremszylinder 2 ist über die Leitungen 22a, 22b mit den stromlos offenen Regelventilen 47a, 47b (bzw. den in Richtung der Radbremsen öffnenden Rückschlagventile 48a, 48b) und den nachfolgenden stromlos offenen Trennventilen 23a, 23b mit den Bremskreis¬ versorgungsleitungen 13a, 13b und damit den Radbremsen 8, 9, 10, 11 verbunden, so dass der Fahrzeugführer durch Betätigung des Bremspedals 1 direkt Druck in den Radbremsen 8, 9, 10, 11 aufbauen kann.
In einer verstärkten Rückfallbetriebsart der Bremsanlage (z.B. bei einem Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 12, bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der Steuer- und Regeleinheit 12 oder des Moduls 60 oder bei ei¬ nem Defekt der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5) bleiben die Komponenten des Moduls 60 stromlos, d.h. die Simulationseinrichtung 3 ist durch das geschlossene
Simulatorfreigabeventil 32 abgeschaltet, die erste Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 5 ist durch die geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b getrennt und die Trennventile 23a, 23b sind geöffnet. Der Hauptbremszylinder 2 ist mit dem Verstär- kungsmodul 40 verbunden, so dass mittels des Moduls 40 eine Verstärkung der Fahrerbremsbetätigung durchgeführt und die Radbremsen 8, 9, 10, 11 mit einem gegenüber dem vom Fahrer eingesteuerten Druck verstärkten Druck beaufschlagt werden können .
Um die Verfügbarkeit der verstärkten Rückfallbetriebsart der Bremsanlage zu erhöhen, wird das Verstärkungsmodul 40 bevorzugt von einer (nicht dargestellten) zweiten elektrischen Energieversorgung versorgt, welche unabhängig von der elektrischen Energieversorgung (z.B. dem Bordnetz) ist, welche das Modul 60 und/oder die Steuer- und Regeleinheit 12 versorgt.
Indem das Verstärkungsmodul 40 vor, und nicht hinter, den Trennventilen 23a, 23b angeordnet ist, kann bei Leckage ei¬ ner der Anschlussleitungen des Moduls 40 (was einer Leckage des Hauptbremszylinders entspricht) der betroffenen Betäti¬ gungskreis (d.h. der Teil des Bremskreises vor dem Trenn¬ ventil 23a oder 23b mit der Leckage) durch Schließen des zugehörigen Trennventils abgetrennt werden, so dass der Teil der Bremskreises zum Druckaufbau mittels der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 5 nicht betroffen ist. Im Fall einer derartigen Leckage ist vorgesehen, die Bremsdruckerzeu¬ gung durch die Druckbereitstellungseinrichtung 5 beizubehalten, aber die Fahrerbremswunschinterpretation ganz oder überwiegend auf die Pedalposition (Wegsensor 25) und nicht auf den Hauptbremszylinderdruck (Drucksensor 20) zu stützen .
Bei einer Bremsanlage, in welche ein Verstärkungsmodul hin- ter den Trennventilen 23a, 23b angeordnet ist, fällt bei einer Leckage einer der beiden Leitungen von der Pumpen- druckseite des Moduls 40 zum Modul 60 nicht nur der ent¬ sprechende Bremskreis, sondern auch die Bremskraftverstärkung durch die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 in dem (intakten) anderen Bremskreis aus. Nur die Bremskraft¬ verstärkung im intakten Bremskreis durch die Druckbereitstellungseinrichtung 49 bleibt noch möglich (durch Schließen des entsprechenden Zuschaltventils) .
Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Verstärkungsmoduls 40 vor den Trennventilen 23a, 23b besteht in einem erhöhten Pumpenvolumenstrom durch den Entfall der Saugdrosselung für die Pumpe 42.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist ein Verstärkungsmodul jedoch nicht in der hydraulischen Verbindungsleitungen 22a, 22b zwischen den Druckräumen 17, 18 des Hauptbremszylinders 2 und den Trennventilen 23a, 23b angeordnet, d.h. die Druckräume 17, 18 sind gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel direkt mit den Trennventilen 23a, 23b (über die Leitungen 22a, 22b) verbunden sind. Auch die Bremsanlage des zweiten Ausführungs¬ beispiels umfasst eine zweite elektronisch steuerbare
Druckbereitstellungseinrichtung 149, welche in einem eigenständigen Verstärkungsmodul 140 angeordnet ist, das eine eigene elektronische Steuer- und Regeleinheit 39 umfasst. Druckbereitstellungseinrichtung 149 umfasst beispielsgemäß zwei von einem Elektromotor 43 angetriebene Pumpen 42. Verstärkungsmodul 140 besitzt zwei hydraulische Anschlüsse, über welche jede Druckseite der Pumpen 42 mit einer der Verbindungsleitungen 22a, 22b (zwischen dem Druckraum 17 bzw. 18 und dem Trennventil 23a bzw. 23b) des Moduls 60 verbunden ist. D.h. jede Druckseite der Pumpe 42 ist mit dem Eingangsanschluss (Hauptbremszylinderseitigen An- schluss) des Trennventils verbunden. Weiterhin sind die Saugseiten der Pumpen 42 an einen oder mehrere Druckmittelbehältern 150 angeschlossen. Druckmittelbehälter 150 kann der Druckmittelvorratsbehälter 4 oder eine Kammer desselben sein. Druckmittelbehälter 150 kann auch als ein Niederdruckspeicher ausgeführt sein. Die Druckbereitstellungseinrichtung 149 kann somit Druckmittel aus dem/den Druckmit¬ telbehälter (n) 150 ansaugen und das von ihr abgegebene Druckmittel in die Leitungen 22a, 22b einspeisen. Damit ist mit dem Verstärkungsmodul 140 eine Volumenverstärkung mög¬ lich, im Unterschied zu dem Verstärkungsmodul 40 des ersten Ausführungsbeispiels, welches eine Druckverstärkung ermög¬ licht. Auch das Verstärkungsmodul 140 des zweiten Ausfüh¬ rungsbeispiels ist vor den Trennventilen 23a, 23b angeord¬ net .
Verstärkungsmodul 140 umfasst beispielsgemäß neben der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 und dem Motor- Pumpen-Aggregat 42, 43 je Pumpenkreis einen an der Druck¬ seite der Pumpe 42 angeordneten Drucksensor 145 und ein der Pumpe 42 parallel geschaltetes Überströmventil 147a, 147b, welches insbesondere stromlos geschlossen ausgeführt ist. Mittels der Überströmventile 147a, 147b ist Druckmittel von der Druckseite der Pumpe 42 zu dem Behälter 150 ablassbar.
Optional können in den hydraulischen Verbindungen zwischen Druckseite der Pumpe 42 und Verbindungsleitung 22a, 22b je¬ weils ein weiteres Elektromagnetventil angeordnet sein (nicht dargestellt) .
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage dargestellt, welches bezüglich des Moduls 60 mit seinen Komponenten im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Auch die Bremsanlage des dritten Ausführungsbeispiels umfasst eine zweite elektro¬ nisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 249, welche in einem eigenständigen Verstärkungsmodul 240 angeord¬ net ist, das eine eigene elektronische Steuer- und Regel¬ einheit 39 umfasst. Druckbereitstellungseinrichtung 249 umfasst beispielsgemäß vier von einem Elektromotor 43 angetriebene Pumpen 42 (im Einzelnen mit 280a, 280b, 281a, 281b bezeichnet), z.B. eine 4-Kolbenpumpe . Dabei ist für jeden Bremskreis I, II eine Pumpe 280a, 280b entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel zwischen Hauptbremszylinder- Druckraum 17, 18 und Trennventil 23a, 23b und eine weitere Pumpe 281a, 281b zwischen Druckmittelvorratsbehälter 4 und Trennventil 23a, 23b angeordnet. Die Saugseiten der beiden Pumpen 280a, 280b sind direkt an die beiden Druckräume 17, 18 des Hauptbremszylinders angeschlossen (über die Leitungen 22a bzw. 22b) , die Saugseiten der beiden Pumpen 281a, 281b sind über eine gemeinsame Verbindungsleitung direkt an den Druckmittelvorratsbehälter 4 angeschlossen (beispielsgemäß über die Rücklaufleitung 14a oder alternativ über zwei separate zu verschiedenen Behälterkammern geführte Saugleitungen (nicht dargestellt) ) . Die Druckseiten der Pumpen 280a, 281a; 280b, 281b sind jeweils bremskreisweise (I, II) gemeinsam mit dem Eingangsanschluss des zugehörigen Trennventils 23a, 23b verbunden. Eine Druckbereitstellungs¬ einrichtung mit einer von einem Elektromotor 43 angetriebenen, Pumpenanordnung mit sechs Pumpen ist ebenso denkbar, wobei beispielsweise pro Bremskreis zwei aus dem Haupt¬ bremszylinder saugende Pumpen parallel geschaltet sind und die dritte Pumpe aus dem Behälter saugt.
Verstärkungsmodul 240 umfasst beispielsgemäß je Pumpe 280a, 280b ein der Pumpe 42 parallel geschaltetes, vorteilhafter¬ weise analog ansteuerbares, Regelventil 247a, 247b, welches insbesondere stromlos offen ausgeführt ist, und ein dem Re¬ gelventil 247a, 247b parallel geschaltetes, in Richtung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 öffnendes Rückschlagventil 248a, 248b. Jeder Pumpe 281a, 281b ist ein, vorteilhafterweise analog ansteuerbares, Überströmventil 248a, 248b, welches insbesondere stromlos geschlossen ausgeführt ist, parallel geschaltet, wobei dem Überströmventil 248a, 248b jeweils ein in Richtung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 öffnendes Rückschlagventil 348a, 348b parallel geschaltet ist. Über die Ventile 247a, 247b, 248a, 248b ist ein Volumenstrom von der Pumpendruckseite zur Pumpensaugseite einstellbar. Mittels der Regelventile 247a, 247b, die mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind, wird der Fahrerdruck (die Pedalkraft) verstärkt, mittels der Überströmventile 248a, 248b wird zu¬ sätzliches Druckmittelvolumen in die beiden Bremskreise I, II eingespeist, wodurch auch unabhängig vom Fahrer ein Bremsdruck aufgebaut werden kann. Verstärkungsmodul 240 stellt somit ein Verstärkungs- und Druckbereitstellungsmo¬ dul dar.
Verstärkungsmodul 240 umfasst beispielsgemäß einen an der Saugseite der Pumpe 280b angeordneten Drucksensor 245 sowie einen an der Druckseite der Pumpen angeordneten Drucksensor 250 je Bremskreis I, II.
Steuer- und Regeleinheit 39 des Moduls 240 liest die Signa¬ le der Drucksensoren 245, 250 des Moduls 240 und gegebenenfalls die Signale des Pedalpositionssensors 25 ein und steuert den Elektromotor 43 und die Ventile 247a, 247b, 248a, 248b des Moduls 240 an. Wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel bereits erläutert, wird in einer ersten Betriebsart die Ansteuerung des Moduls 240 nur auf die Drucksignale der Drucksensoren des Moduls 240 gestützt, in einer zweiten Betriebsart zusätzlich auf die Pedalposi¬ tion, weshalb der Wegsensor 25 vorteilhafterweise auch mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 39 des Verstärkungsmoduls 240 verbunden und derart, z.B. redundant oder doppelt, ausgeführt ist, dass er auch bei Ausfall der Steu¬ er- und Regeleinheit 12 ein Wegsignal zur Steuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 an die Steuer- und Regeleinheit 39 liefern kann.
Das Modul 240 ermöglicht bei einem Ausfall des Moduls 60 die Bereitstellung bzw. Verstärkung eines Bremssystemdrucks mit gleichzeitiger Volumenverstärkung. Damit wird die Verfügbarkeit des Bremssystems verbessert.
Ein Vorteil des dritten Ausführungsbeispiels liegt darin, dass eine gleichzeitige Volumen- und Druckverstärkung mög¬ lich ist und dass der Fahrerdruck im Hauptbremszylinder 2 unabhängig vom Bremskreisdruck eingestellt werden kann. Somit ist es möglich, in der verstärkten Rückfallbetriebsart eine Systemcharakteristik bzgl. des Zusammenhangs von Pedalweg, Pedalkraft und Fahrzeugverzögerung zu erreichen, welche derjenigen der „Brake-by-wire"-Betriebsart ent¬ spricht (beliebige Druck-Weg-Charakteristik des Bremspe¬ dals) .
Da auch gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel das Verstärkungsmodul vor den Trennventilen angeordnet ist, kann bei Leckage einer der Verbindungsleitungen des Moduls der betroffenen Betätigungskreis (d.h. der Teil des Brems¬ kreises vor dem Trennventil 23a oder 23b mit der Leckage) durch Schließen des zugehörigen Trennventils abgetrennt werden, so dass der Teil der Bremskreises zum Druckaufbau mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 5 nicht betroffen ist. Im Fall einer derartigen Leckage ist auch in diesen Ausführungsbeispielen vorgesehen, die Bremsdruckerzeugung durch die Druckbereitstellungseinrichtung 5 beizubehalten, aber die Fahrerbremswunschinterpretation ganz oder überwiegend auf die Pedalposition (Wegsensor 25) und nicht auf den Hauptbremszylinderdruck (Drucksensor 20) zu stützen. Ein weiterer Vorteil liegt auch hier darin, dass ein erhöhter Pumpenvolumenstrom durch den Entfall der Saugdrosselung für die Pumpe 42 erreicht wird, da das Verstärkungs¬ modul vor den Trennventilen 23a, 23b angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche :
1. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „Brake-by- wire"-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der „Brake-by-wire"-Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, mit
• einem Hauptbremszylinder (2) mit einem Gehäuse (21) und zwei Kolben (15, 16), die in dem Gehäuse (21) zwei Druckräume (17, 18) begrenzen, welche Brems¬ kreisen (I, II) mit Radbremsen (8, 9, 10, 11) zugeordnet sind,
• einem Druckmittelvorratsbehälter (4) mit wenigstens zwei, den beiden Bremskreisen (I, II) zugeordneten Kammern,
• einem mit dem Hauptbremszylinder gekoppelten Bremspedal (1) zum Betätigen des Hauptbremszylinders (2),
• einem elektrisch betätigbaren, insbesondere stromlos offenen, Trennventil (23a, 23b) je Bremskreis (I, II) zum Trennen des Bremskreises in zwei Abschnitte, wobei der erste mit einem Eingangsanschluss des Trennventils verbundene Abschnitt (22a, 22b) mit dem Hauptbremszylinder (2) und der zweite mit einem Aus- gangsanschluss des Trennventils verbundene Abschnitt (13a, 13b) mit den Radbremsen verbunden oder verbindbar ist,
• einer ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), welche insbesondere durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet wird, deren Kolben (36) durch einen elektromechanischen Aktuator (35) betätigbar ist, • einer mittels eines elektrisch betätigbaren
Simulatorfreigabeventils (32) mit zumindest einem Druckraum (17) des Hauptbremszylinders (2) hydrau¬ lisch verbindbaren Simulationseinrichtung (3), welche in der „Brake-by-wire"-Betriebsart dem Fahrzeug¬ führer ein angenehmes Bremspedalgefühl vermittelt, und
• einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (12), insbesondere zur Ansteuerung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5), der Trennventile (23a, 23b) und des Simulatorfreigabeventils (32), dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49, 149, 249) mit einem Sauganschluss und einem Druckanschluss je Bremskreis (I, II) vorgesehen ist, wobei je Brems¬ kreis der Druckanschluss mit dem Eingangsanschluss des dem Bremskreis (I; II) zugeordneten Trennventils (23a; 23b) verbunden ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Bremskreis (I, II) der Sauganschluss der zwei¬ ten Druckbereitstellungseinrichtung (49, 149, 249), insbesondere direkt ohne Zwischenschaltung eines Ven¬ tils, mit dem zugehörigen Druckraum (17, 18) verbunden ist, so dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung (49, 249) hydraulisch zwischen dem Druckraum und dem Trennventil (23a, 23b) angeordnet ist.
3. Bremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je Bremskreis (I, II) der Sauganschluss mit dem Druckanschluss über ein elektrisch betätigbares, analog ansteuerbares, insbesondere stromlos offenes, Regelven¬ til (47a, 47b, 247a, 247b) verbunden ist, welchem ins- besondere ein Rückschlagventil (48a, 48b, 248a, 248b) parallel geschaltet ist, das unabhängig vom Schaltzu¬ stand des Regelventils (47a, 47b, 247a, 247b) eine Druckmittelströmung von dem Druckraum (17, 18) des Hauptbremszylinders (2) zu dem Trennventil (23a, 23b) ermöglicht .
4. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckerfassungseinrichtung (45, 245) vorgesehen ist, welche den Druck an einem mit einem Druckraum (17, 18) des Hauptbremszylinders (2) verbundenen Sauganschluss der zweiten Druckbereitstel¬ lungseinrichtung (49, 249) erfasst.
5. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Bremskreis (I, II) der Sauganschluss, insbeson¬ dere direkt ohne Zwischenschaltung eines Ventils, mit einem Druckmittelbehälter (150) verbunden ist.
6. Bremsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass je Bremskreis (I, II) der Sauganschluss mit dem Druckanschluss über ein elektrisch betätigbares, insbe¬ sondere stromlos geschlossenes, Überströmventil (147a, 147b) verbunden ist.
7. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckbereitstellungs¬ einrichtung (49, 149, 249) zumindest zwei von einem Elektromotor (43) angetriebene hydraulische Pumpen (42; 280a, 280b) umfasst, wobei die Druckanschlüsse der ers¬ ten und der zweiten Pumpe mit dem Eingangsanschluss des zugeordneten Trennventils (23a, 23b) verbunden sind.
8. Bremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung (249) zumindest vier von einem Elektromotor (43) angetriebene hydraulische Pumpen (280a, 280b, 281a, 281b) umfasst, wobei die Druckanschlüsse der Pumpen bremskreisweise mit dem Eingangsanschluss des zugeordneten Trennventils (23a; 23b) verbunden sind.
9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugschlüsse der dritten und der vierten Pumpe, insbesondere direkt ohne Zwischenschaltung eines Ventils, mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4) verbunden sind.
10. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass je Bremskreis eine Druckerfas¬ sungseinrichtung (145, 250) vorgesehen ist, welche den Druck an dem Druckanschluss der zweiten Druckbereit¬ stellungseinrichtung (149, 249) erfasst.
11. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckbereitstellungs¬ einrichtung (49, 149, 249), insbesondere mit der oder den Druckerfassungseinrichtungen (45, 145, 245, 250) und den Regelventilen (47a, 47b, 247a, 247b) oder Überströmventilen (147a, 147b), und eine zweite elektroni¬ sche Steuer- und Regeleinheit (39) zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49, 149, 249), und insbesondere der Regel- oder Überströmventile, in einer eigenständigen Baugruppe (40, 140, 240) angeordnet sind.
12. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos geschlossenes, Zuschaltventil (26a, 26b) je Bremskreis (I, II) zur hydraulischen Ver¬ bindung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) mit dem Bremskreis (I, II) umfasst, wobei insbesondere für jeden Bremskreis ein Ausgangsanschluss des Trenn¬ ventils (23a, 23b) und ein Ausgangsanschluss des Zus¬ chaltventils (26a, 26b), insbesondere über die Brems¬ kreisversorgungsleitung (13a, 13b), verbunden sind.
13. Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit¬ tels der zweiten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (49, 149, 249) Druckmittel aus einem Druckraum (17, 18) des Hauptbremszylinders (2) oder aus einem Druckmittelbehälter (4, 150) angesaugt und in einen Bremskreis (I, II) eingespeist wird, insbesondere wenn kein Druckauf- oder Druckabbau mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) durchführbar ist und der Fahrzeugführer das Bremspedal (1) betätigt.
14. Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere nach Anspruch 13, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage auf eine Le¬ ckage im Bereich der zweiten Druckbereitstellungs¬ einrichtung (49, 149, 249) und/oder des Hauptbremszylinders (2) überwacht wird, und dass bei einer erkann¬ ten Leckage in einem der Bremskreise (I; II) das zu¬ geordnete Trennventil (23a; 23b) geschlossen wird und ein Bremsdruckaufbau in dem anderen Bremskreis (II, I) mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) durchgeführt wird.
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