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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremssystem, bei dem mittels einer Volumenanpassungseinrichtung und mittels einer Betätigungseinheit ein Druck in wenigstens einem Radbremszylinder des hydraulischen Bremssystems eingestellt wird. Eine Druckeinstellung kann insbesondere radindividuell erfolgen und im Rahmen einer Blockierschutzregelung, einer Phase mit aktivem Druckaufbau und/oder bei einer regenrativen Bremsung erfolgen. Die Aufzählung ist nicht abschließend.
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Die
EP 0292648 A2 offenbart eine Bremsanlage mit Blockierschutzregelung, bestehend im wesentlichen aus einem Pedal betätigten hydraulischen Bremsdruckgeber, aus einem zwischen dem Bremsdruckgeber und den Radbremsen in die Druckmittelwege eingefügten Bremsdruckmodulator, mit dem durch Volumenänderung eines das Hydraulikmedium enthaltenden Raumes der Bremsdruck variierbar ist. Sobald das Raddrehverhalten eine Blockiertendenz erkennen läßt, wird bei derartigen Anlagen der Druckmittelweg von dem Bremsdruckgeber zu der betroffenen Radbremse gesperrt und unter dem Einsatz einer Hilfskraft das Volumen eines mit der Radbremse verbundenen, das ein geschlossene Hydraulikmedium enthaltenden Raumes erweitert. In der dort beschriebenen Bremsanlage ist der Fahrer bei einer Blockierschutzregelung vom hydraulischen Bremssystem abgetrennt. Dies kann dazu führen, dass er ein hartes Bremspedal verspürt, was für einen Fahrer irriterend sein kann.
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Die Offenlegungsschrift
DE 3317629 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer bremsschlupfgeregelten, für Kraftfahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge vorgesehenen Bremsanlage, bei dem die Pedalkraft hilfskraftunterstützt auf einen Hauptzylinder und von diesem über mehrere voneinander unabhängig absperrbare Druckmittelwege auf die einzelnen Radbremszylinder übertragen wird und bei dem das Raddrehverhalten und die Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Größe gemessen, die Signale logisch verknüpft und verarbeitet sowie zur Erzeugung von Steuersignalen ausgewertet werden, mit denen im Regelfalle, d. h. beim Auftreten einer Blockiertendenz an einem Rad, in Abhängigkeit von dem Raddrehverhalten der Bremsdruck an den Rädern individuell oder gruppenweise gesenkt, konstant gehalten oder erhöht wird.
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Bremsanlagen wie sie in den genannten Schriften aufgeführt sind können bei der beschriebenen Druckregelung ein verändertes Pedalgefühl hervorrufen, was für den Fahrer irritierend sein kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug. Das hydraulische Bremssystem weist dabei ein Kraft-Druck-Umwandlungselement auf, welches sich in hydraulischer Verbindung mit wenigstens einem Radbremszylinder wenigstens eines Rads befindet. Des Weiteren umfasst das hydraulische Bremssystem ein Volumen-Anpassungselement in hydraulischer Verbindung mit der wenigstens einen Radbremse und dem Kraft-Druck-Umwandlungselement sowie eine Betätigungseinheit zur Betätigung des Kraft-Druck-Umwandlungselements. Die Betätigungseinheit weist außerdem ein Eingangselement auf. Der Druck in dem wenigstens einen Radbremszylinder, also der Bremsdruck wird durch Betreiben der Volumen-Anpassungseinheit und/oder der Betätigungseinheit eingestellt. Dazu ist vorgesehen dass durch erfindungsgemäßes Betreiben der Betätigungseinheit bei Betreiben der Volumenanpassungseinheit ein Betätigungszustand des Eingangselements beibehalten wird. Das Kraft-Druck-Umwandlungselement kann beispielsweise ein Hauptbremszylinder eines hydraulischen Bremssystems sein, die Betätigungseinheit beispielsweise ein Bremskraftverstärker, welcher ein Eingangselement, beispielsweise eine Eingangsstange aufweist. Durch Fahrer und/oder Bremskraftverstärker wird der Hauptbremszylinder betätigt. Die angeführte Volumenanpassungseinheit kann ein Plunger sein, der mit einem Motor angetrieben wird. Wird mittels des Plungers der Druck im hydraulischen Bremssystem, oder in Teilen davon eingestellt, insbesondere an einem Radbremszylinder, so geschieht dies durch Betreiben des Bremskraftverstärkers und der Volumenanpassungseinheit. In vorteilhafter Art und Weise kann eine Druckänderung durch eine Volumenanpassungseinheit in dem hydraulischen Bremssystem durchgeführt werden, wobei der Betätigungszustand der Eingangsstange und dadurch eines mit der Eingangsstange verbundenen oder an diese gekoppelten Bremspedals bei der Druckänderung bestehen bleibt. Dadurch spürt der Fahrer bei einer solchen Druckänderung keine irritierende Rückwirkung über das Pedal. Ebenso vorteilhaft ist eine Änderung des Raddrucks an wenigstens einem Rad, also radindividuell. Somit kann die Druckänderung an dem wenigstens einen Radbremszylinder erfolgen, bei welchem eine Druckänderung aufgrund der aktuellen Fahrsituation von Nöten ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems erfolgt die Einstellung des Drucks in dem wenigstens einen Radbremszylinder durch Betreiben der Volumen-Anpassungseinheit und/oder der Betätigungseinheit bei hergestellter hydraulischer Verbindung zwischen dem wenigstens einen Radbremszylinder und der Volumen-Anpassungseinheit, also dem Plunger, sowie dem Hauptbremszylinder. Die hydraulische Verbindung zwischen den übrigen Radbremszylindern, also den nicht zur Druckeinstellung vorgesehenen Radbremszylindern, dem Plunger und dem Hauptbremszylinder ist dabei unterbrochen. Somit ist in vorteilhafter Weise eine Einstellung des Bremsdrucks an wenigstens einem Radbremszylinder möglich. Da der Hauptbremszylinder dabei mit dem Radbremszylinder verbunden ist kann in vorteilhafter Weise auf Trennventile, die den Hauptbremszylinder vom Rest des Bremssystems abkoppeln, bei dieser Druckeinstellung verzichtet werden. Ein solcher Verzicht auf weitere Trennventile geht mit einer Bauraum und/oder Kostenersparnis einher.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des hydraulischen Bremssystems weist die Betätigungseinheit einen Bremskraftverstärker auf. Unter einer Beibehaltung des Betätigungszustandes des Eingangselements ist eine Beibehaltung der aufzubringenden Kraft zu verstehen, die aufgebracht werden muss, um das Eingangselement an einer Position zu halten. In vorteilhafter Weise wird der Bremskraftverstärker derart angesteuert, dass die vom Fahrer aufzubringende Kraft um das Eingangselement an einer Position zu halten unabhängig von dem im Bremssystem vorherrschenden Druck ist. Insbesondere ist die aufzubringende Kraft unabhängig von dem mittels der Volumen-Anpassungseinheit eingestellten Druck. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Bremskraftverstärker derart zu betreiben, dass eine Betätigungsposition des Bremskraftverstärkers gehalten wird. Ein Fahrer muss bei Betätigung eines Bremspedals, und somit beim Positionieren des Eingangselements eine Kraft aufbringen. Die an einer Position des Eingangselement aufzubringende Kraft vermittelt dem Fahrer ein Pedalgefühl. Wird durch Betreiben des Bremskraftverstärkers sichergestellt, dass die dieser Position des Eingangselements zugeordnete aufzubringende Kraft unabhängig von einer Druckeinstellung durch den Plunger ist, also durch diese nicht verändert wird, so hat das zum Vorteil, dass das Pedalgefühl des Fahrers unverändert bleibt. Somit spürt der Fahrer keine irritierende Rückwirkung.
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In vorteilhafter Weise sind Unterbrechungsmittel vorgesehen, um die hydraulische Verbindung zwischen den Radbremszylinder(n) und dem Hauptbremszylinder sowie dem Plunger herzustellen oder zu unterbrechen. Die Unterbrechungsmittel können dabei in Form von Hydraulikventilen vorgesehen sein. Die Hydraulikventile sind entweder Schaltventile oder Regelventile. Die Ausstattung des hydraulischen Bremssystems mit Schalt und/oder Regelventilen hat zum Vorteil, dass mittels eines Steuergeräts die Stellung der Ventile und somit die Verteilung des Drucks im hydraulischen Bremssystem gesteuert werden kann. Auch ein Volumentransport an Bremsmedium kann mittels der Ventile im hydraulischen Bremssystem geleitet und in Bezug auf die Dynamik beeinflusst werden. Bei der Verwendung von Regelventilen kann beispielsweise die Durchflussrate durch eine entsprechende Hydraulikleitung variiert werden. Im erfindungsgemäßen Bremssystem sind die Ventile erster Art stromlos geschlossene Ventile und die Ventile zweiter Art stromlos geöffnete Ventile. Die Ventile erster Art dienen der Kopplung/Entkopplung des Plungers an den Rest des hydraulischen Bremssystems und/oder der Flussregelung an Bremsmedium aus dem oder in den Plunger. Die Ventile zweiter Art sind den einzelnen Radbremsen zugeordnet. Somit kann mittels der Ventile zweiter Art in vorteilhafter Weise eine Druckeinstellung einem einzelnen Rad zugeordnet werden, beziehungsweise an diesem durchgeführt werden. Die Ausstattung des Bremssystems mit stromlos geschlossenen Ventilen erster Art und stromlos geschlossenen Ventilen zweiter Art ermöglicht im Fall eines Stromausfalls oder Defekts im Bremssystem bei geöffneter Verbindung vom Hauptbremszylinder zu den Radbremsen eine Bremsung alleine durch den Fahrer, der dabei direkt, gegebenenfalls nur durch Muskelkraft direkt in die Radbremszylinder einbremst.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems ist vorgesehen, dass die hydraulische Verbindung des wenigstens einen Radbremszylinders mit dem Hauptbremszylinder über genau ein Ventil zweiter Art erfolgt, also über ein stromlos offenes Regel- und/oder Schaltventil. Im Hydraulikpfad zwischen dem Radbremszylinder befindet sich kein weiteres Ventil.
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Auf diese Weise ist eine Auslegung des hydraulischen Bremssystems mit je einem jeweils einem Rad zuzuordnendem Ventil möglich. Die beschriebene Möglichkeit der radindividuellen Druckeinstellung mit einer so geringen Anzahl an Ventilen – eines pro Rad und wenigstens eines für den Plunger – und die Tatsache, dass weitere Trennventile nicht benötigt werden bringt eine enorme Bauraumersparnis sowie Kostensenkung mit sich. Zusätzlich verringert sich der Energieverbrauch, da nur eine geringe Anzahl an Ventilen betätigt werden muss.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des hydraulischen Bremssystems kann vorgesehen sein, dass die Druckeinstellung in wenigstens einen Radbremszylinder durch Betreiben des Plungers über wenigstens eine direkte hydraulische Verbindung der Volumen-Anpassungseinheit mit dem wenigstens einen Radbremszylinder und/oder über wenigstens eine indirekte hydraulische Verbindung über das Kraft-Druck-Umwandlungselement, hier den Hauptbremszylinder erfolgt. Bei Auslegung der Ankopplung des Plungers mit nur einer Leitung und nur einem Ventil an den Rest des hydraulischen Bremssystems, kann gegebenenfalls nur ein Teil der an das Bremssystem angeschlossenen Radbremsen direkt, über die in der Leitung vorhandenen Ventile mit dem Plunger verbunden werden. Weiter Radbremsen können dabei nicht direkt an den Plunger gekoppelt vorliegen, beispielsweise weil sie einem Bremskreis zugeordnet sind, an den der Plunger nicht angeschlossen ist. Eine Druckeinstellung an den nicht direkt angeschlossenen Rädern ist dennoch möglich, wenn die Druckeinstellung erfindungsgemäß über den Hautbremszylinder erfolgt. Somit kann auf ein weiteres Ventil im erfindungsgemäßen Bremssystem verzichtet werden, was wiederum kostengünstiger ist.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems. Das hydraulische Bremssystem weist ein Kraft-Druck-Umwandlungselement in hydraulischer Verbindung mit wenigstens einem Radbremszylinder wenigstens eines Rads, ein Volumen-Anpassungselement in hydraulischer Verbindung mit dem wenigstens einen Radbremszylinder und dem Kraft-Druck-Umwandlungselement, eine Betätigungseinheit zur Betätigung des Kraft-Druck-Umwandlungselements auf. Die Betätigungseinheit weist des Weiteren ein Eingangselement auf. Die geschilderten Komponenten können wie bereits oben angeführt beispielsweise in Form eines Hauptbremszylinders, eines Plungers und eines Bremskraftverstärkers mit einem dem Bremskraftverstärker zugeordneten Eingangselement zur Aufnahme einer Bremsbetätigung durch den Fahrer. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass in einem ersten Betriebsmodus der Druck in dem wenigstens einen Radbremszylinder durch Betreiben der Volumen-Anpassungseinheit und der Betätigungseinheit eingestellt wird. Unter einem ersten Betriebsmodus wird hier ein Betriebsmodus gesehen, der beispielsweise einer Druckmodulation an wenigstens einem Radbremszylinder entspricht (ABS), oder auch ein aktiver Druckaufbau (ESP). Ebenso kann in diesem ersten Betriebsmodus das hydraulische Bremssystem in einer regenerativen Bremsanlage betrieben werden. In dem ersten Betriebsmodus wird der Druck in dem wenigstens einen Radbremszylinder durch Betreiben des Volumenanpassungseinheit und der Betätigungseinheit eingestellt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Bremskraftverstärker, der Fahrer und/oder und oder beide gemeinsam den Druck im Bremssystem aufgebaut haben. Eine Druckeinstellung am einzelnen Radbremszylinder erfolgt dann durch die Volumenanpassungseinheit, also den Plunger. Auf diese Weise erfolgt eine Druckeinstellung mit Volumenanpassungseinheit und der Betätigungseinheit. Im Falle eines aktiven Druckaufbaus kann vorgesehen sein den Druck mit dem Plunger und/oder mit dem Bremskraftverstärker aufzubauen. Ebenso kann vorgesehen sein dass mittels des Bremskraftverstärkers lediglich die Schnüffelbohrungen des Hauptbremszylinders zugefahren werden, und so ein Druckaufbau alleine durch den Plunger ermöglicht wird. Auch bei aktivem Druckaufbau wird somit durch Volumenanpassungseinheit und Betätigungseinheit. Dabei ist vorgesehen, dass durch Betreiben der Betätigungseinheit bei Betreiben der Volumenanpassungseinheit ein Betätigungszustand des Eingangselements beibehalten wird. Ein beibehalten des Betätigungszustands des Eingangselements und die damit verbundenen Vorteile wurden bereits diskutiert.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Druck in dem wenigstens einen Radbremszylinder in zeitlicher Abfolge mit wenigstens einem der übrigen Radbremszylinder eingestellt wird. Diese Vorgehensweise beschreibt ein Verfahren zum Betreiben des Bremssystems im Multiplex-Verfahren. In zeitlicher Abfolge bedeutet in diesem Fall konsekutiv oder auch nacheinander. Die Reihenfolge der Druckeinstellung der einzelnen Räder ist variabel und kann in vorteilhafter Weise an die vorliegende Fahrsituation angepasst sein. So kann beispielsweise immer an dem momentan blockierenden Rad bei einer Bremsung der Bremsdruck eingestellt werden.
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In einem zweiten Betriebsmodus des hydraulischen Bremssystems kann vorgesehen sein, dass der Druck alleine durch Betätigen der Betätigungseinheit eingestellt wird. Dies beschreibt den Betriebsmodus einer normalen Bremsung, bei der durch Fahrer und/oder Bremskraftverstärker der Hauptbremszylinder betätigt wird und eine Bremsung an allen Rädern durchgeführt wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung wird ein aktiver Druckaufbau durch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt. Insbesondere ein fahrerunabhängiger aktiver Druckaufbau, beispielsweise bei einer ESP Funktionalität des hydraulischen Bremssystems. Unter einer Fahrerunabhängigkeit wird eine Fahrerunabhängigkeit in Bezug auf eine Bremsbetätigung verstanden. Ebenso kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Druckeinstellung bei einer Druckmodulation an wenigstens einem Radbremszylinder erfolgen. Des Weiteren kann die Druckeinstellung bei einer regenerativen Bremsung erfolgen. Dabei kann mittels der Druckeinstellung eine Anpassung einer hydraulischen Bremswirkung an die Bremswirkung des regenerativen Bremsmoments erfolgen. Insbesondere wird dabei eine Gesamtbremswirkung konstant gehalten.
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Vorteile der Druckeinstellung in besagten Betriebssituationen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind eine Darstellung der Betriebssituationen über das erfindungsgemäße Bremssystem. Welches in beschriebener Weise mit einer geringen Anzahl an Ventilen auskommt und eine störende/irritierende Rückwirkung des hydraulischen Bremssystem für den Fahrer über das Eingangselement verhindert. Somit ist ein hydraulisches Bremssystem betreibbar, welches unterschiedliche Funktionen darstellen kann, wie zum Beispiel eine ABS oder ESP Funktion. Darüber hinaus können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch durch aktiven Druckaufbau Funktionen wie eine automatische Folgefahrt, Bremsscheibenwischer, Vorbefüllen der Radbremsen und/oder eines Hydraulikspeichers realisiert werden.
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Die genannten Vorteile für das erfindungsgemäße hydraulische Bremssystem sowie für das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich auf das Steuergerät, welches das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, sowie das hydraulische Bremssystem steuert übertragen.
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Abbildungen
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1 zeigt das erfindungsgemäße hydraulische Bremssystem, welches im wesentlichen eine Betätigungseinheit 4, ein Kraft-Druck Umwandlungselement 2, eine Hydraulikeinheit 8, an die Hydraulikeinheit angeschlossene Radbremsen 5a– 5d, eine Steuereinheit 7 sowie eine Volumen-Anpassungseinheit 3 auf.
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2 zeigt ein Steuergerät, mittels dessen das hydraulische Bremssystem gesteuert wird und mittels dessen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Bremsanlage eines Fahrzeugs. Die Bremsanlage umfasst ist insbesondere ein hydraulisches Bremssystem.
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Neben dem hydraulischen Bremssystem kann die Bremsanlage weitere Bremssysteme umfassen, insbesondere ein regeneratives Bremssystem.
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Das hydraulische Bremssystem 1 der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst im wesentlichen einen Betätigungseinheit 4, ein Kraft-Druck Umwandlungselement 2, eine Hydraulikeinheit 8 sowie an die Hydraulikeinheit angeschlossene Radbremsen 5a–5d. Außerdem weist das hydraulische Bremssystem 1 eine Steuereinheit 7 auf. Die Steuereinheit 7 kann als einzelne Steuereinheit vorliegen, jedoch ist auch denkbar, dass die Steuereinheit 7 als eine Untereinheit einer Steuereinheit der gesamten Bremsanlage oder des Fahrzeugs vorgesehen ist. Im Rahmen dieser Anmeldung ist unter einer Steuerung auch eine Regelung zu verstehen. Des Weiteren weist das hydraulische Bremssystem 1 eine Volumen-Anpassungseinheit 3 auf, welche hydraulisch mit der Hydraulikeinheit 8 und dem Kraft-Druck-Umwandlungselement 2 verbunden ist. Im Folgenden werden die einzelnen Bestandteile des hydraulischen Bremssystems näher erläutert. Die Betätigungseinheit 4 umfasst ein Eingangselement 9, hier gezeigt als eine Eingangsstange 9. Die Eingangsstange 9 dient der Aufnahme einer vom Fahrer aufgebrachten Kraft. Der Fahrer bringt diese Kraft auf, um die Bremsanlage, insbesondere das hydraulische Bremssystem zu betätigen und eine Bremsung des Fahrzeugs auszulösen. Man spricht auch von der Betätigungskraft des Fahrers. Mit der Betätigungskraft beaufschlagt der Fahrer ein elastisches Element, in der hier gezeigten Ausführungsform eine Feder, insbesondere eine Druckfeder 10. Die Feder 10 stütz dabei an einem Ansatz 11 der Eingangsstange 9 ab sowie mit der zweiten Seite an einem Stützteil 12. Der Ansatz 11 kann einteilig mit der Eingangsstange 9 sein, oder aber auch an dieser angeformt, geklebt, verschweißt oder in anderer Weise befestigt. Über die Eingangsstange 9 gibt der Fahrer einen Bremswunsch vor, indem er die Eingangsstange 9 mit der Betätigungskraft beaufschlagt. Zur Bestimmung des Bremswunsches ist eine Sensorvorrichtung 13 vorgesehen, die eine Verschiebung der Eingangsstange 9 zum Stützteil 12 bestimmt. Die Sensorvorrichtung ist insbesondere ein Wegsensor, oder auch ein Differenzwegsensor. Die Sensoreinheit 13 ist über eine Leitung 21, insbesondere eine Datenleitung mit der Steuereinheit 7 verbunden. Die Signale der Sensoreinheit 13 werden von der Steuereinheit 7 zur Steuerung des Bremssystems herangezogen. Zur Betätigung des Kraft-Druck-Umwandlungselements 2 weist die Betätigungseinheit 4 einen Bremskraftverstärker 14 auf, in dieser Ausführungsform gezeigt als ein elektromechanischer Bremskraftverstärker. Der Bremskraftverstärker 14 ist ein regelbarer/steuerbarer Bremskraftverstärker, der abhängig und/oder unabhängig vom Fahrer betrieben werden kann. Insbesondere kann die Unterstützungskraft des Bremskraftverstärkers 14 abhängig und/oder unabhängig von der vom Fahrer aufgebrachten Betätigungskraft eingestellt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform eines steuerbaren/regelbaren Bremskraftverstärkers beschränkt, ebenso ist ein pneumatischer oder ein hydraulischer steuerbarer Bremskraftverstärker denkbar. Der in 1 dargestellte elektromechanische Bremskraftverstärker 14 umfasst ein Ausgangselement 15 welches die von der Betätigungseinheit 4 zur Betätigung des Bremssystems 1 aufgebrachte Kraft auf das Kraft-Druck-Umwandlungselement überträgt. Dies Ausgangselement 15 ist entweder einteilig oder verbunden mit einem Verstärkerkörper 18 des Bremskraftverstärkers 14. Das Verstärkerkörper 18 weist ein Getriebe 19 auf, welches eine Rotation eines Motors 16 des Bremskraftverstärkers 14 über eine Getriebestange 17 in eine Translation des Verstärkerkörpers 18 umsetzt. Andere Getriebearten sind denkbar, wie beispielsweise ein Kugel-Gewindetrieb oder auch ein Schneckenantrieb. Über die Drehrichtung des Motors 16 kann der Bremskraftverstärker 14 insbesondere der Verstärkerkörper sowohl vor, als auch zurück bewegt werden. Der Motor wird ebenfalls durch das Steuergerät 7 angesteuert. Das Steuergerät ist in der Lage sowohl den Motor zu steuern, als auch eine Regelung des Motors 16 durchzuführen. Dazu ist der Motor 16 über eine Leitung, insbesondere über eine Datenleitung 20 mit der Steuereinheit 7 verbunden.
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Funktion des BFS (brake force sensor):
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Das Stützteil 12 weist, wie bereits geschildert eine Anlage für die Feder 10 auf. Des Weiteren umfasst das Stützteil zumindest anteilig ein Dämpfungselement 22, welches sich zwischen Stützteil 12 – insbesondere zwischen der der Eingangsstange 9 abgewandten Seite der Anlage des Stützteils – und dem Ausgangselement befindet. Bei einer Bremsung betätigt der Fahrer die Eingangsstange 9 indem er sie mit einer Betätigungskraft beaufschlagt, dadurch verschiebt er die Eingangsstange gegen das Stützteil 12 und komprimiert dadurch das elastische Element 10.
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Mittels der Feder 10 sowie der Sensoreinrichtung 13, und gegebenenfalls zusätzlich mittels des Dämpfungselements, kann der Fahrerbremswunsch wie folgt detektiert werden. Dazu wird mittels der Sensoreinrichtung 13 eine Verschiebung der Eingangsstange 9 relativ zum Stützteil 12 bestimmt. Die Feder 10 sowie das Dämpfungselement 22 weisen jeweils eine Kennlinie auf, über welche eine Deformation von Feder 10, beziehungsweise von Dämpfungselement 22 in Relation mit einer resultierenden Rückstellkraft, oder auch Gegenkraft steht, die auf das Eingangselement 9 wirkt. Insbesondere kann die Feder 10 eine lineare Kennlinie aufweisen. In einem ersten Betriebsbereich befindet sich das Eingangselement 9 nicht in Anlage mit dem Dämpfungselement 22. In diesem Betriebsbereich kann aus der Federkennlinie der Feder 10 sehr exakt mittels der Sensoreinrichtung 13 die vom Fahrer eingebrachte Kraft bestimmt werden. Befindet sich in einem zweiten Betriebsbereich, der weiter unten erläutert wird das Eingangselement 9 in Anlage mit dem Dämpfungselement 22, so ist hierbei eine kombinierte Kennlinie aus der Wirkung von Dämpfungselement 22 und Feder 10 zu berücksichtigen. Bei starker Eingangskraft und/oder großer Verschiebung zwischen Eingangsstange 9 und Stützteil 12 bei einer Bremsbetätigung kann es zur Anlage von Eingangselement 9, genauer gesagt des Ansatzes 11 und des Stützteils 12 kommen. Bei einer solchen Situation wird das Ausgangselement 15 zumindest anteilig auch direkt mit der Betätigungskraft des Fahrers beaufschlagt. Ebenso anteilig geht ein Teil der Betätigungskraft des Fahrers in Deformation der Feder 10 sowie in die Deformation des Dämpfungselements 22. Bei Deformation des Dämpfungselements 22 kann eine Auswölbung des Dämpfungselements 22 in die angedeutete Aufnahme am Ausgangselement 15 hineinragen, oder diese sogar Ausfüllen. Somit kann auch über Feder 10 und Dämpfungselement 22 ein zumindest anteiliger Kraftübertrag von Eingangselement 9 auf das Ausgangselement 15 stattfinden.
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Anhand der Vorgabe des Bremswunsches durch den Fahrer insbesondere anhand wenigstens eines Signals der Sensoreinheit 13 steuert die Steuereinheit 7 den Motor des Bremskraftverstärkers derart an, dass durch Betreiben des Motors 16 der Verstärkerkörper 18 eine neue Position einnimmt. Das Stützeil 12, welches in Bezug auf den Verstärkerkörper 18 gleitend gelagert ist, folgt der Positionsänderung des Verstärkerkörpers 18. Die vom Verstärkerkörper 18 einzunehmende Position kann mit Hilfe der Sensoreinheit 13 eingeregelt werden. Die vom Fahrer für diese Bremsung aufzubringende Pedalkraft, also die Kraft, die bei der Bremsung aufzubringen ist um das Pedal an dieser Position zu halten hängt von der Feder 10, insbesondere von der Deformation der Feder 10 durch die Eingangsstange ab. Eine festgehaltene Relativauslenkung von Eingangsstange 9 und Stützteil 12 entspricht einer festen Pedalkraft. Für den Fall eines Ausfalls des Bremskraftverstärkers, oder für den Fall, dass die Unterstützungskraft des Bremskraftverstärkers nicht mehr für eine Bremsung ausreicht, kann der Fahrer die Feder 10 übertreten wobei die Eingangsstange 9 mit dem Dämpfungselement 22 in Anlage gelangt. Wie oben geschildert kann der Fahrer das Ausgangselement 15, entweder über das Stützteil 12 oder über Feder 10 und Dämpfungsteil 22 selber mit der Betätigungskraft beaufschlagen und so bei Ausfall des Bremskraftverstärkers immer noch eine Bremsung durchführen, beziehungsweise den Bremsdruck erhöhen, für den Fall, dass die Unterstützungskraft des Bremskraftverstärkers nicht mehr für eine Bremsung ausreicht, beides jedoch unter erhöhtem Kraftaufwand.
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Das Kraft-Druck-Umwandlungselement, wie es in 1 gezeigt ist entspricht einem Hauptbremszylinder, hier gezeigt als Tandem-Hauptbremszylinder. Das Gehäuse 23 weist in bekannter Manier zwei Kammern 24a und 24b auf, welche beide in hydraulischer Verbindung mit einem Bremsflüssigkeitsreservoir stehen. Die Kammern werden dabei durch einen ersten Kolben 25b einen zweiten Kolben 25a und das Gehäuse 23 gebildet. Der erste Kolben 25b dient der Aufnahme der von der Betätigungseinheit aufgebrachten Betätigungskraft. Des Weiteren weist jede Kammer eine vorgespannte Feder auf, die der Rückstellung des Hauptbremszylinders 2 dient. Jede der Kammern 24a und 24b weisen einen Ausgang auf, an den jeweils eine Hydraulikleitung 26a und 26b angeschlossen ist. In bekannter Weise führt jede dieser Leitungen zu einem angeschlossenen Bremskreis. Jedem dieser Bremskreise kann wenigstens eine Radbremse mit wenigstens einem Radbremszylinder 5a, 5b, 5c, 5d an wenigstens einem Rad 6a, 6b, 6c, 6d zugeordnet sein. Die Zuordnung der Räder sowie die Anzahl der Räder hängt von der vorliegenden Bremskreisaufteilung ab und kann von Fahrzeug zu Fahrzeug variieren. Ebenso kann die Anzahl der Räder pro an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossenen Bremskreis variieren. So kann beispielsweise vorgesehen sein, pro Bremskreis nur je ein Rad, insbesondere ein Rad derselben Achse anzuschließen. Die Funktionsweise des Hauptbremszylinders wird im Folgenden als bekannt vorausgesetzt. Die Hydraulikeinheit 8 ist wie bereits geschildert über wenigstens eine Hydraulikleitung 26a, 26b an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen, also hydraulisch mit diesem verbunden. Die Hydraulikeinrichtung 8 wie in 1 dargestellt umfasst zwei Bremskreise. Hydraulikleitung 26a verzweigt in einem Punkt 27a. An der Verzweigung 27a sind zwei Ventile 28a und 28b angeschlossen. Die Ventile dienen der Unterbrechung der hydraulischen Leitungen, die zu den jeweils angeschlossenen Radbremsen führen. Je nach Ausführung der Ventile können die Ventile auch zur Steuerung des Zuflusses und/oder Abflusses, insbesondere der Durchflussmenge an Bremsflüssigkeit genutzt werden. Die Ventile können dabei beispielsweise Stellventile oder Schaltventile sein.
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In der gezeigten Ausführungsform liegen die Ventile 28a und 28b als stromlos offene Schaltventile vor. Die Ventile 28a und 28b sind den Radbremsen 5a und 5b zugeordnet. In gleicher Weise weist die Hydraulikeinheit 8 zwei Ventile 28c und 28d auf, welche mit der Hydraulikeitung 26b verbunden sind und den Radbremsen 5c und 5d zuzuordnen sind. Die Ventile 28c und 28d sind ebenfalls stromlos geöffnete Ventile. Zur Ansteuerung der Ventile 28a, 28b, 28c, und 28d sind diese mit der Steuereinheit 7 verbunden, insbesondere über eine Datenleitung 29 und/oder über eine Leitung 29 zur Übermittelung von Stellsignalen. In 1 ist die Leitung 29 als eine einzelne Leitung gezeichnet, ebenso ist es denkbar, das jeweils eine einzelne Leitung zu den Ventilen führt.
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Des Weiteren weist das hydraulische Bremssystem 1 eine Volumen-Anpassungseinheit 3 auf. Unter einer Volumen-Anpassungseinheit 3 wird eine Einheit verstanden, mittels derer das in einem Teil des hydraulischen Bremssystems vorhandene Volumen an Bremsmedium erhöht und/oder reduziert wird. Dabei ist der Teil des hydraulischen Bremssystems aus dem/dem Volumen an Bremsmedium entnommen und/oder hinzugefügt wird das hydraulische Bremssystem abzüglich des der Volumen-Anpassungs-Einheit 3. Gegebenenfalls sind dabei hydraulische Zu- oder Ableitungsstrecken, im Sinne von Hydraulikleitungen zu berücksichtigen, insbesondere wenn Sie zwischen weiter unten diskutierten Ventilen und der Volumen-Anpassungseinheit 3 liegen. Durch Volumenentnahme und oder Volumenabgabe aus dem, beziehungsweise in den, besagten Teil des hydraulischen Bremssystems kann der Druck in besagtem Teil des hydraulischen Bremssystems angepasst werden. Die Volumen-Anpassungseinheit 3 ist hier in Form eines Plungers vorgesehen. Eine Ausführungsform des Plungers, wie in 1 dargestellt, umfasst einen Zylinder 30 mit einem im Zylinder gleitend gelagerten Teller 31. Der Teller 31 teilt den Zylinder 30 in einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Im ersten Teil des Zylinders 30 kann Bremsflüssigkeit aufgenommen werden und/oder aus diesem abgegeben werden. Im zweiten Teil des Zylinders 30 befindet sich eine Rückstellfeder 32 sowie eine Kolbenstange 33. Die Kolbenstange ragt in den zweiten Teil des Zylinders 30 und ist dafür vorgesehen, den Teller 30 abzustützen oder diesen mit einer Kraft zu beaufschlagen. An dem dem Zylinder 30 abgewandten Teil der Kolbenstange kann ein Getriebe angeordnet sein. Ein Motor 34 kann über dieses Getriebe die Kolbenstange 33 in Bezug auf den Zylinder 30 verschieben. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Kolbenstange 33 parallel zur Achse des Zylinders zu bewegen, insbesondere konzentrisch mit dieser. Der Motor wird von der Steuereinrichtung 7 angesteuert und/oder geregelt. Der erste Teil des Zylinders, insbesondere die Kammer 35 dient der Aufnahme oder Abgabe von Bremsflüssigkeit. Zu diesem Zweck ist die Kammer 35 mit wenigstens einer der Leitungen 26a und 26b über wenigstens eine Leitung 36a, 36b verbunden. Die wenigstens eine hydraulische Leitung 36a, 36b mündet in die hydraulische Leitung 26a, 26b entweder oberhalb oder unterhalb des jeweiligen Verzweigungspunktes 27a, 27b. Eine unterschiedliche Einmündung der Leitungen 36a und 36b in die Leitungen 26a und 26b in Bezug auf den Verzweigungspunkt 27a und 27b, also einmal oberhalb, einmal unterhalb des Verzweigungspunktes, ist ohne weiteres möglich. Diese Situation ist in 1 skizziert. Die wenigstens eine Leitung 36a, 36b kann durch wenigstens jeweils ein Ventil 37a, 37b unterbrochen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Hydraulikleitung 36a, 36b nicht nur unterbrochen wird, sondern dass eine variable Öffnung des Ventils 37a, 37b einstellbar ist. Mittels des Ventils 37a, 37b ist der Zufluss und/oder Abfluss an Bremsflüssigkeit aus dem Plunger 3, insbesondere aus der Kammer 35 geregelt beziehungsweise eingestellt werden. Durch die Aufnahme und/oder Abgabe an Bremsflüssigkeit aus der ersten Kammer 35 beziehungsweise in die selbige kann der Druck in dem mit der Kammer 35 gerade verbundenen Teil des hydraulischen Bremssystems verändert/eingestellt werden. Welcher Teil des hydraulischen Bremssystems gerade an die Kammer angeschlossen ist, hängt von der momentanen Stellung der Ventile 28a–d und 37a, b ab. Eine Auswahl des an die Kammer gerade angeschlossenen Teils des Bremssystems ist somit durch Ansteuern der Ventile mittels der Steuereinheit 7 möglich. Die Ventile 37a, 37b sind stromlos geschlossene Ventile. Insbesondere sind die Ventile 37a, 37b Schaltventile oder Stellventile. Insbesondere sind die Stellventile stetig stellbare Stellventile. Die Ventile 37a, 37b sind über eine Daten- und/oder Signalverbindung 38 mit der Steuereinheit 7 verbunden. Dabei kann die Daten- und/oder Signalverbindung 38 dieselbe Verbindung sein, wie die Verbindung zur Ansteuerung des Motors 34. An wenigstens einer Stelle des hydraulischen Bremssystems, insbesondere einer Stelle in wenigstens einer der Bremsleitungen 27a oder 27b, kann ein Drucksensor 39 zur Erfassung des Drucks in demjenigen Teil des hydraulischen Bremssystems welches an den Drucksensor angeschlossen ist, vorgesehen sein. Die Signale des wenigstens einen Drucksensors können zur Steuerung des Bremssystems herangezogen werden. Zu diesem Zweck ist der Drucksensor mit der Steuereinheit 7 über eine Daten- und/oder Signalleitung verbunden.
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Die Steuereinheit 7 des hydraulischen Bremssystems weist wenigstens ein Aufnahmesegment 209 zur Aufnahme von Signalen und/oder Daten sowie wenigstens ein Ausgabesegment 210 zur Ausgabe von Signalen und/oder Daten auf. Das Aufnahmesegment 209 kann dabei Untersegmente aufweisen, unter anderem Untersegmente zur Aufnahme von Signalen und/oder Daten des Wegsensors 201 und des wenigstens einen Drucksensors 202. Des Weiteren können Signale und/oder Daten der Steuereinrichtung zugeführt werden, die die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs darstellen. So können beispielsweise Signale und/oder Daten 203 in die Steuereinheit aufgenommen werden, welche einen Bedarf für eine ABS-Bremsung signalisieren, insbesondere welche(s) Rad/Räder gerade blockiert. Ebenso denkbar sind Signale, die einen Bedarf für einen aktiven Druckaufbau an wenigstens einer Radbremse anzeigen, wie bei einem Fahrstabilitätsprogramm, einer automatischen Notbremsung oder einer automatischen Folgefahrt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, Daten und/oder Signale 204 in die Steuereinheit 7 aufzunehmen, die den Zustand eines regenerativen Bremssystems des Fahrzeugs darstellen, insbesondere das aktuell wirkende Bremsmoment. Ferner weist die Steuereinrichtung ein Datensegment 211 auf, in dem spezifische Größen des Bremssystems hinterlegt sind. So kann dort beispielsweise die Kennlinie hinterlegt sein, mit der der steuerbare Bremskraftverstärker 14 angesteuert wird. In einem Auswertesegment 212 der Steuereinheit 7 werden die Daten- und/oder Signale des Eingangsegments und/oder des Datensegments, zumindest anteilig ausgewertet und an das Ausgangssegment weitergeleitet beziehungsweise diesem zur Verfügung gestellt, gegebenenfalls wieder über das Datensegment 211. Über das Ausgabesegment 210 können dann Steuergrößen, Signale und/oder Daten ausgegeben werden, beispielsweise Größen 205 zur Steuerung des Motors 16 des Bremskraftverstärkers 14, Größen 206 zur Steuerung wenigstens eines der Ventile 28a–d, Größen 207 zur Steuerung wenigstens eines der Ventile 37a, b und/oder Größen zur Steuerung des Motors 34 des Plungers. Die Darstellung der Steuergrößen 206 und 207 als eine Ausgangsgröße bedeutet nicht, dass die betreffenden Ventile in die gleiche Stellung geschaltet werden, eine selektive Ansteuerung der Ventile über die Steuereinheit 7, insbesondere über die Ausgabeeinheit 210 ist vorgesehen und möglich.
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Im Folgenden wird das Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen hydraulischen Bremssystems beschrieben. Dabei lassen sich mehrere Betriebsmodi unterscheiden. Dazu wird nun von der in 1 dargestellten Ausführungsform ausgegangen.
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In einem Betriebsmodus findet eine reguläre Bremsung statt. In diesem Betriebsmodus sind alle Ventile 28a–d der Hydraulikeinheit 8 stromlos, und somit geöffnet. Die Ventile 37a und 37b sind stromlos und somit geschlossen. Somit besteht eine offene hydraulische Verbindung vom Hauptbremszylinder 2 zu den Radbremsen 5a–d der Räder 6a–d. Betätigt der Fahrer das Bremspedal und verschiebt somit die Eingangsstange 9, so kann mittels des Differenzwegsensors 13 und der Kennlinie der Feder 10 im Steuergerät 7 die Kraft ermittelt werden. Die Steuereinheit ermittelt die einzustellende Unterstützungskraft des Bremskraftverstärkers 14 und steuert den Motor 16 dementsprechend an. Es findet eine reguläre Bremsung des Fahrzeugs unter Nutzung aller Radbremsen statt. Ein Druckabbau findet dementsprechend nach Vorgabe des Fahrers über das Pedal, beziehungsweise die Eingangsstange 9 statt. Der Plunger 3 wird dabei nicht betrieben.
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In einer Ausführung eines weiteren Betriebsmodus liegt eine Bremssituation vor, in der wenigstens ein Rad 6a–6d blockiert, oder eine Blockiertendenz aufweist. Liegt eine solche Situation vor, ist es vorteilhaft in der Radbremse des betroffenen Rades den Bremsdruck zu reduzieren. Dies geschieht im vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren indem in einem ersten Schritt alle Ventile 28a–28d der Hydraulikeinheit 8 geschlossen werden. Dies geschieht durch Bestromen der Ventile 28a–d. Durch Schließen der Ventile 28a–d ist die Bremsflüssigkeit in den Radbremsen, insbesondere in den Radbremszylindern 5a-5d eingesperrt. Die Zuleitungen (nicht nummeriert in 1) zwischen Ventil 28a–d beinhalten ebenfalls eingesperrtes Volumen an Bremsflüssigkeit. Um nun den Bremsdruck in einem der Radbremszylinder 5a–5d der Räder zu reduzieren wird das dem entsprechenden Rad zugeordnete eine Ventil der Ventile 28a–d geöffnet. Außerdem wird durch Öffnen des entsprechenden Ventils 37a oder 37b eine hydraulische Verbindung zwischen der ersten Kammer 35 der Volumen-Anpassungseinheit 3 und dem entsprechenden Rad hergestellt. Soll beispielsweise der Druck im Radbremszylinder 5a des Rades 6a reduziert werden, so werden zuerst alle Ventile 28a–d geschlossen. In einem nächsten Schritt wird das Ventil 28a sowie das Ventil 37a geöffnet. Somit steht die Kammer 35 in Verbindung mit dem Radbremszylinder 5a. Da der ABS Bremsung normalerweise eine reguläre Bremsung vorhergeht, herrscht im Bremssystem, insbesondere im Radbremszylinder 5a um bei dem oben eingeführten Beispiel zu bleiben, ein höherer Druck als in der Kammer 35. Aus diesem Grund fließt die Bremsflüssigkeit aus dem Radbremszylinder 5a zurück in die Kammer 35. Dazu muss gegebenenfalls die Position der Kolbenstange 33 verändert werden, so dass der Teller 31 versetzt werden kann. Somit ist der Druck im Radbremszylinder 5a reduziert. Durch konsekutives Ausführen der beschriebenen Schritte kann so radindividuell der Druck in den Radbremsen reduziert werden. Ebenso ist es möglich durch Betätigen des Motors 34 den Teller 31 derart zu verschieben, dass das in der Kammer 35 enthaltene Volumen an Bremsflüssigkeit in Richtung der Hydraulikleitungen 36a und gegebenenfalls 36b verschoben wird. Bei geöffneter hydraulischer Verbindung zu wenigstens einem der Radbremszylinder 5a–5d ist somit auch ein Druckaufbau möglich. Durch konsekutives Ausführen der beschriebenen Schritte kann so radindividuell der Druck in den Radbremsen erhöht werden. Ein konsekutives radindividuelles Einstellen des Drucks an jedem der Radbremszylinder 5a–5d einzeln wird auch als Multiplex-Verfahren bezeichnet. Dabei muss in der Kammer immer der Solldruck am momentan einzustellenden Radbremszylinder eingestellt werden. Das bedeutet, dass das Volumen der Kammer, beispielsweise bei konsekutivem radweisen Druckabbau wird nach konsekutiv vergrößert. Im Extremfall ist das nahezu das gesamte Volumen des hydraulischen Bremssysteme aufzunehmen, wenn in allen Radbremszylindern ein sehr niedriger Druck eingestellt werden soll.
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Sind die Ventile 28a-d als Schaltventile ausgeführt, so kann die Druckmodulation, beispielsweise im ABS-Fall durch die Volumenanpassungseinheit 3 bereitgestellt werden. Gegebenenfalls stellt dies eine hohe Anforderung an die Dynamik der Volumenanpassungseinheit. Ist der einzustellende Solldruck in wenigstens zwei Radbremszylindern der Räder 6a–6d der gleiche, so kann vorgesehen sein, dass der Druck in diesen Radbremszylindern dann simultan eingestellt wird.
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Sind die Ventile 28a–d als Regelventile (Stellventile) ausgeführt, so kann, z. B. bei Druckaufbau, der Druck auch in mehreren Radbremszylindern gleichzeitig eingestellt werden. Sowohl bei Druckaufbau, als auch bei Druckabbau kann zur Ansteuerung des Motors 34 des Plungers 3, als auch zur Ansteuerung der beteiligten Ventile 37a, b und 28a–d Signale des wenigstens einen Drucksensors 39 herangezogen werden. Insbesondere kann anhand des Drucksensors 39 festgelegt werden, wie lange die beteiligten Ventile offenzuhalten sind und welche Position der Teller 31 und die Kolbenstange 33 einzunehmen hat. Auf diese Weise ist ein geeigneter Zieldruck an jedem Rad kontrolliert einstellbar. Gegebenenfalls muss zu dieser Ansteuerung ein Zusammenhang zur Steuerung herangezogen werden, welcher das im Bremssystem vorhandene Volumen an Bremsflüssigkeit mit dem daraus resultierenden Druck verknüpft, beispielsweise eine p-V-Kennlinie, die in der Steuereinheit 7 hinterlegt sein kann. Gegebenenfalls ist auch eine radindividuelle p-V-Kennlinie von Nöten. Wie dem Hydraulikschaltbild in 1 zu entnehmen ist besteht bei einer Druckmodulation, als sowohl bei Druckaufbau als auch bei Druckaufbau stets eine hydraulische Verbindung zwischen Plunger 3 der jeweils gerade einzustellenden Radbremse 5a–5d und dem Hauptbremszylinder 2. Bei der geschilderten Druckmodulation wird der Motor 16 des Bremskraftverstärkers 14 auf derselben Position gehalten. Dies kann durch Steuerung/Regelung über das Steuergerät 7 erfolgen. Wird der Motor an dieser Position gehalten, so ändert sich auch die Relativverschiebung von Stützteil 12 und Eingangsstange 9 nicht. Dies führt zu einer konstanten Kompression der Feder 10, sowie gegebenenfalls des Dämpfungselements 22, und somit zu einer sich nicht ändernden Pedalkraft für den Fahrer. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Fahrer die Betätigungskraft und Betätigungsposition konstant hält. Der Fahrer spürt somit keine Veränderung der aufzubringenden Betätigungskraft die notwendig ist, um das Pedal an dieser Betätigungsposition zu halten.
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Mittels des oben beschriebenen Verfahrens ist auch ein aktiver Druckaufbau insbesondere radindividuell möglich. Dies entspricht einer weiteren Ausführung des weiteren Betriebsmodus. Eine solch aktiver Druckaufbau kann bei einem Fahrstabilitätsprogramm, einer automatischen Notbremsung oder einer automatischen Folgefahrt genutzt werden. Weiter Bedarfssituationen für einen aktiven Druckaufbau sind denkbar. Die Kammer 35 ist mit dem erforderlichen Volumen vorbefüllt um den einzustellenden Druck zu erreichen. Der Druckaufbau erfolgt analog zur oben beschriebenen Art und Weise durch passendes Stellen der jeweiligen Ventile und Betätigen des Plungers 3, so dass Bremsflüssigkeit aus der Kammer 35 in die Leitungen 36a und/oder 36b verschoben wird, und somit in die hydraulisch mit den Leitungen 36a und/oder 36b gerade verbundenen Radbremsen. Hierzu muss der Bremskraftverstärker 14 lediglich soweit betätigt werde, dass erster und zweiter Kolben 25a, b des Hauptbremszylinders die Öffnungen, insbesondere die Schnüffelbohrungen, im Gehäuse 23, die die Kammern 24a, b des Hauptbremszylinders mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir 40 verbinden, in bekannter Manier bereits überfahren hat. Sonst wäre kein Druckaufbau durch betätigen des Plungers 3 möglich. Der Fahrer bemerkt, wenn überhaupt nur einen sehr geringen Versatz des Bremspedals. Auf diese Weise werden keine weiteren Absperrventile bei einem aktiven Druckaufbau benötigt. Es ist auch möglich, den aktiven Druckaufbau nicht alleine mit dem Plunger 3 durchzuführen, ebenso kann der steuerbare Bremskraftverstärker zum aktiven Druckaufbau betrieben werden, gemeinsam mit dem Plunger 3 oder auch alleine.
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Mittels des beschriebenen Verfahrens der Druckmodulation, insbesondere der radindividuellen Druckmodulation mit Hilfe des Plungers 3 ist das hydraulische Bremssystems geeignet für den Betrieb als Teil einer Bremsanlage, die neben dem hydraulischen Bremssystem wenigstens ein weiteres Bremssystem umfasst, insbesondere eine regeneratives Bremssystem. In einem solchen regenerativen Bremssystem kann ein Generator an eine Achse des Fahrzeugs angeschlossen sein, der einen Verbraucher im Fahrzeug betreibt, insbesondere einen Energiespeicher lädt. Das Betreiben des Generators führt ebenfalls zu einer Bremswirkung für das Fahrzeug. Die regenerative Bremswirkung ist stark geschwindigkeitsabhängig und ändert sich während einer Bremsung. Außerdem wird die regenerative Bremswirkung teils hinzugeschaltet, oder abgeschalte, abhängig von der Fahrtsituation. Um eine solche sich ändernde regenerative Bremswirkung in geeigneter Weise mit der Bremswirkung des hydraulischen Bremssystems zu einer Gesamtbremswirkung für das Fahrzeug zu kombinieren muss die hydraulische Bremswirkung angepasst werden. Dabei kann vorgesehen sein, die Bremswirkung lediglich an der Fahrzeugachse in den der Achse zugeordneten Bremsen einzustellen, an der auch die regenerative Bremswirkung anliegt. Es können jedoch auch alle hydraulisch betätigten Radbremszylinder eingestellt werden. Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens kann der Druck, insbesondere radindividuell, und somit auch achsindividuell moduliert werden. Nimmt die regenerative Bremswirkung ab, so kann Druck in den gewünschten Radbremszylindern aufgebaut werden, nimmt die regenerative Bremswirkung zu, so kann der Druck abgebaut werden. Dabei wird der Motor 16 des Bremskraftverstärkers 14 wieder derart angesteuert, dass er seine Position hält. Somit ist für den Fahrer keine Veränderung des Drucks im hydraulischen Bremssystem spürbar, obgleich sich doch der Druck durch Betätigen des Plungers 3 verändert hat. Somit ist eine regenerative Bremsung, insbesondere mit einem veränderlichen Anteil der regenerativen Bremse möglich, ohne dass der Fahrer es merkt.
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Alternativ zu oben beschriebener Ausführungsform kann in einer ersten weiteren Ausführungsform anstelle der zwei Leitungen 36a und 36b welche vom Plunger, insbesondere von der Kammer 35 zu den Bremskreisen, respektive den Leitungen 26a und 26b führen, auch nur eine einzelne Hydraulikleitung vorgesehen sein. Das oben beschriebene Verfahren zur Modulation des Bremsdrucks an wenigstens einem Rad, zum aktiven Druckaufbau und/oder zur Rekuperation muss dann modifiziert werden. Ist in dieser Ausführungsform beispielsweise nur die Leitung 36a mit Ventil 37a vorgesehen, so kann der Druck in den Radbremsen 5a und 5b analog zum bereits beschriebenen Verfahren moduliert werden. Eine Druckmodulation in den Radbremsen 5c und/oder 5d muss auf andere Art und Weise geschehen. Da die Leitung 36b fehlt muss nun die Druckmodulation über den Hauptbremszylinder 2 erfolgen. Wird beispielsweise Volumen an Bremsflüssigkeit in die Kammer 35 aufgenommen, bei geschlossenen Ventilen 28a und 28b, so kann das zu einer Volumenentnahme aus der zweiten Kammer 24a des Hauptbremszylinders 2 führen. Die Bremsflüssigkeit fließt aus Kammer 24a in die Kammer 35 auf Grund des Druckunterschiedes. Dadurch verschiebt sich der zweite Kolben des Hauptbremszylinders dementsprechend, in 1 nach links, und somit kann Bremsflüssigkeit über eine entsprechend geöffnete hydraulische Verbindung zu den angeschlossenen Radbremsen 5c und 5d aus diesen in die erste Kammer 24b abfließen. Der Hauptbremszylinder 2 muss dazu als Schwimmkolben ausgeführt sein.
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Analog zu diesem Verfahren kann ein Druckaufbau an den Radbremszylindern 5c und 5d erfolgen. Somit kann auch in denjenigen Radbremsen, die nicht an die Leitung 36a angeschlossen sind, über den Hauptbremszylinder der Druck moduliert werden. Dieses Verfahren kann jedoch im Vergleich zum oben beschriebenen Verfahren eine Hysterese und/oder Reibungsverluste bei der Druckmodulation aufweisen.
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In einer zweiten weiteren Ausführungsform des hydraulischen Bremssystems sind die Ventile 37a und 37b in den Leitungen 36a und 36b nicht vorhanden. Um eine Druckmodulation an wenigstens einer Radbremse 5a–d durchzuführen ist ein Plunger 3 mit einem selbsthemmenden Getriebe am Motor 34 vorgesehen. Wird kein Beitrag des Plungers zu einer Bremsung gewünscht, also keine Druckmodulation, so wird der Plunger 3 einfach nicht betrieben. Aufgrund des selbsthemmenden Getriebes kann die hydraulische Verbindung, beispielsweise von Leitung 26a zu der Kammer 35 dennoch bestehen bleiben, ohne dass dadurch der Druck im Bremssystem beeinflusst wird.
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Die beschriebenen zusätzlichen Ausführungsformen des hydraulischen Bremssystems mit einem selbsthemmenden Plunger beziehungsweise nur einer Leitung 36a oder 36b von der Kammer 35 als Verbindung zu den Radbremsen, sind ebenso für einen aktiven Druckaufbau bei beispielsweise ACC oder ESP Situationen einsetzbar. Gleichermaßen kann mit den zwei weiteren Ausführungsformen ebenfalls eine Druckmodulation, insbesondere eine ABS Funktionalität dargestellt werden. Dabei werden die einzelnen Radbremsen ebenfalls im Multiplex Verfahren angesteuert. Eine regenerative Bremsung ist analog zur oben beschriebenen Vorgehensweise auch bei den zwei weiteren Ausführungsformen möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0292648 A2 [0002]
- DE 3317629 A1 [0003]