Elektrohydraulisches Steuermodul

Die Erfindung betrifft ein zur Verwendung in einer regenerativ arbeitenden Kraftfahrzeugbremsanlage vorgesehenes elektrohydraulisches Steuermodul sowie eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage, die mit einem derartigen elektro- hydraulischen Steuermodul ausgestattet ist.

Moderne Hybridfahrzeuge umfassen neben einem Verbrennungsmotor einen als zweite Antriebquelle für das Hybridfahrzeug dienenden Elektromotor. Beim Abbremsen des Fahrzeugs kann der Elektromotor als Generator betrieben werden, der eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt und gleichzeitig die bei der Verzögerung des Fahrzeugs abgebaute kinetische Energie in speicherbare elektrische Energie umwandelt. Eine Bremsanlage eines Hybridfahrzeugs, die neben einer primären Verzögerungseinrichtung, die beispielsweise durch konventionelle, auf die Räder des

Fahrzeugs wirkende Reibungsbremsen gebildet sein kann, eine durch einen elektrischen Generator gebildete sekundäre Verzögerungseinrichtung umfasst, ermöglicht somit einen regenerativen Bremsbetrieb.

Im Betrieb einer derartigen regenerativ arbeitenden Kraftfahrzeugbremsanlage ist es üblicherweise erwünscht, bei Erfassung eines Fahrerbremswunschs zur Erzielung kleiner bis mittlerer Fahrzeugverzögerungswerte zunächst die Bremswirkung des Generators zu nutzen. Der Fahrerbremswunsch kann beispielsweise aus der vom Fahrer auf ein Bremspedal aufgebrachten Betätigungskraft und/oder der Bremspe- dalbetätigungsgeschwindigkeit abgeleitet werden. Wenn die von dem Generator bereitgestellte Bremswirkung jedoch nicht ausreicht, um eine dem Fahrerbremswunsch entsprechende Fahrzeug Verzögerung zu bewirken, muss zusätzlich die primäre Verzögerungseinrichtung angesteuert werden, um die erforderlichen hohen bis sehr hohen Fahrzeugverzögerungswerte erzielen zu können. In einem vorab festge- legten übergangsbereich findet somit eine als "Brake Blending" bezeichnete übernahme der Bremseingriffe durch die primäre Verzögerungseinrichtung statt. Diese übernahme der Bremseingriffe durch die primäre Verzögerungseinrichtung muss so gesteuert werden, dass sie vom Fahrer nicht bemerkt wird, d.h. während der übernahme der Bremseingriffe durch die primäre Verzögerungseinrichtung dürfen keine sprunghaften änderungen der Fahrzeugverzögerung auftreten.

Eine zum Einsatz in einem Hybridfahrzeug geeignete regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2006 009 960 Al bekannt. Diese bekannte Bremsanlage hat jedoch den Nachteil, dass die einzelnen Systemkomponenten hochintegriert und verhältnismäßig aufwändig aufgebaut sind.

Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, ein elektrohydraulisches Steuermodul bereitzustellen, das eine ordnungsgemäße Steuerung einer mit einer primären sowie einer sekundären Verzögerungseinrichtung ausgestatteten regenerativ arbeitenden Kraftfahrzeugbremsanlage ermöglicht und mit bestehenden konventionellen Brems- Systemkomponenten kombiniert werden kann. Die Erfindung ist ferner auf die Aufgabe gerichtet, eine mit einem derartigen elektrohydraulischen Steuermodul ausgestattete regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrohydraulisches Steuermodul mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.

Ein erfindungsgemäßes elektrohydraulisches Steuermodul zur Verwendung in einer regenerativ arbeitenden Kraftfahrzeugbremsanlage umfasst eine erste Fluidleitung, die an einem ersten Ende mit einem Hauptbremszylinder und an einem zweiten Ende mit mindestens einer Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage verbindbar ist. Die erste Fluidleitung kann somit einen Teil eines ersten Bremskreises der Kraftfahrzeugbremsanlage bilden und an ihrem ersten Ende mit einer Druckkammer eines konventionellen Hauptbremszylinders verbindbar sein. An ihrem zweiten Ende ist die erste Fluidleitung vorzugsweise über eine konventionelle Radschlupfregeleinrichtung mit zwei entweder den Vorderrädern oder den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs zugeordneten Radbremseinheiten verbindbar.

Das elektrohydraulische Steuermodul umfasst ferner einen Fluidzwischenspeicher, der eine mit der ersten Fluidleitung verbundene erste Druckkammer sowie eine durch einen ersten Kolben von der ersten Druckkammer getrennte zweite Druckkammer umfasst. Eine zweite Fluidleitung ist an einem ersten Ende mit der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers verbunden und an einem zweiten Ende mit einem Fluidspeicher verbindbar. Der Fluidspeicher kann ein externer, nicht zu dem elektrohydraulischen Steuermodul gehöriger Fluidspeicher sein. Alternativ dazu kann der Fluidspeicher jedoch auch integriert mit dem elektrohydraulischen Steuermodul ausgebildet sein.

In der ersten Fluidleitung des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Steuermoduls ist ein erstes Ventil angeordnet, dass dazu eingerichtet ist, in einer geöffneten Stellung die erste Druckkammer des Fluidzwischenspeichers mit der mindestens einen 5 Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage zu verbinden und in einer geschlossenen Stellung die erste Druckkammer des Fluidzwischenspeichers von der mindestens einen Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage zu trennen. In der zweiten Fluidleitung ist ein zweites Ventil angeordnet, dass dazu eingerichtet ist, in einer geöffneten Stellung die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers mit lo dem Fluidspeicher zu verbinden und in einer geschlossenen Stellung die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers von dem Fluidspeicher zu trennen.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Steuermodul ist der erste Kolben des Fluidzwischenspeichers wahlweise zwischen der ersten und der zweiten Druck- i5 kammer des Fluidzwischenspeichers verschiebbar oder hydraulisch blockierbar. Im rein regenerativen Betrieb der Fahrzeugbremsanlage kann das in der ersten Fluidleitung angeordnete erste Ventil des Steuermoduls geschlossen und das in der zweiten Fluidleitung angeordnete zweite Ventil geöffnet werden. Durch das geschlossene erste Ventil wird die Fluidverbindung zwischen der Druckkammer des Hauptbremszy-

2o linders und der mindestens einen Radbremseinheit der Bremsanlage unterbrochen.

Infolge der Bremspedalbetätigung durch den Fahrer in der Druckkammer des Hauptbremszylinders unter Druck gesetztes Hydraulikfluid wird somit in die erste Druckkammer des Fluidzwischenspeichers geleitet und bewirkt dort eine Verschiebung des 5 ersten Kolbens in Richtung der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers. In der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers enthaltenes Fluid wird dagegen durch das geöffnete zweite Ventil und die zweite Fluidleitung in den Fluidspeicher abgeführt. Im regenerativen Betrieb der Fahrzeugbremsanlage wirkt der Fluidzwischenspeicher somit als Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung, während die jo vom Fahrer durch die Bremspedalbetätigung angeforderte Fahrzeugverzögerung ausschließlich durch einen mit dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs gekoppelten elektrischen Generator bewirkt wird.

Wenn die von dem elektrischen Generator bereitgestellte Bremswirkung nicht aus- i5 reicht, um eine dem Fahrerbremswunsch entsprechende Fahrzeugverzögerung zu bewirken, muss eine zusätzliche hydraulische Aktivierung der mindestens einen Radbremseinheit erfolgen. Zu diesem Zweck kann das erste Ventil des erfindungsgemä-

ßen elektrohydraulischen Steuermoduls geöffnet und dadurch eine Fluidverbindung zwischen der Druckkammer des Hauptbremszylinders und der mindestens einen Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage hergestellt werden.

Während der "Brake Blending"-Phase, das heißt während der Phase, in der die

Bremseingriffe durch die mindestens eine hydraulisch betätigte Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage übernommen werden, wird das in der ersten Fluidleitung angeordnete erste Ventil wahlweise derart in seine geöffnete bzw. seine geschlossene Stellung gesteuert, dass in der ersten Fluidleitung ein gewünschter Hydraulikdruck aufgebaut wird, der dann der mindestens einen Radbremseinheit der Fahrzeugbremsanlage zugeführt werden kann. Gleichzeitig wird das in der zweiten Fluidleitung angeordnete zweite Ventil wahlweise derart in seine geöffnete bzw. seine geschlossene Stellung gesteuert, dass das in den Fluidspeicher überführte Fluid in die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers zurückgeleitet wird, wo es eine gewünsch- te Verschiebung des ersten Kolbens in Richtung der ersten Druckkammer bewirkt. Während der "Brake Blending"-Phase wird das im regenerativen Betrieb der Fahrzeugbremsanlage in den Fluidzwischenspeicher und den Fluidspeicher geleitete Fluid in den ersten Bremskreis zurückgeführt, wobei der Hydraulikdruckaufbau in der ersten Fluidleitung vorzugsweise an die Rücknahme der Generatorbremseingriffe ange- passt wird.

Im rein hydraulischen Bremsbetrieb, in dem der Generator vom Antriebsstrang des Fahrzeugs abgekoppelt werden kann, ist das erste Ventil des elektrohydraulischen Steuermoduls geöffnet, so dass ungehindert Fluid aus der Druckkammer des Haupt- bremszylinders in die Radbremseinheiten gefördert werden kann. Gleichzeitig befindet sich das zweite Ventil des elektrohydraulischen Steuermoduls in seiner geschlossenen Stellung, wodurch eine hydraulische Blockierung des ersten Kolbens des Fluidzwischenspeichers und somit eine Wirkungslosschaltung des Fluidzwischenspeichers bewirkt wird.

Das erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuermodul ermöglicht somit eine ordnungsgemäße Steuerung einer regenerativ arbeitenden Kraftfahrzeugbremsanlage. Insbesondere kann eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage mit Hilfe des erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Steuermoduls während einer "Brake Blending"-Phase so gesteuert werden, dass während der übernahme der Bremseingriffe durch eine hydraulische Radbremseinheit keine sprunghaften änderungen der

Fahrzeugverzögerung auftreten, die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs bemerkt werden könnten.

Gleichzeitig kann das separat ausgebildete elektrohydraulische Steuermodul mit bestehenden Bremssystemkomponenten kombiniert werden. Beispielsweise kann das Steuermodul mit einem konventionellen Hauptbremszylinder bzw. einem den konventionellen Hauptbremszylinder sowie einen konventionellen Bremskraftverstärker umfassenden Bremsgerät kombiniert werden. Ferner ist die Verbindung des Steuermoduls mit konventionellen hydraulischen Radbremseinheiten bzw. einer kon- ventionellen Radschlupfregeleinrichtung möglich.

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuermodul einen Wegsensor zur Erfassung des von dem ersten Kolben des Fluidzwischenspeichers zurückgelegten Wegs. Anhand des bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer von dem ersten Kolben des Fluidzwischenspeichers zurückgelegten Wegs können Rückschlüsse auf die vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverzögerung gezogen werden. Von dem Wegsensor ausgegebene Signale können daher entweder an eine in das elektrohydraulische Steuermodul integrierte elektronische Steuereinheit oder eine übergeordnete elektronische Steuereinheit ausgegeben werden. Die elektronische Steuereinheit kann darüber hinaus Signale von einem weiteren Sensor erfassen, der die vom Fahrer auf das Bremspedal aufgebrachte Betätigungskraft erfasst. Die elektronische Steuereinheit kann dann die vom Fahrer angeforderte Verzögerungswirkung anhand der von dem Wegsensor und dem Betätigungskraftsensor ausgegebenen Signale ermitteln. Die Steuerung des elektrischen Generators und des elektrohydrau- lischen Steuermoduls erfolgt in Abhängigkeit der aus den Sensorsignalen ermittelten Fahrerbremsanforderung.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuermodul einen ersten Drucksensor zur Erfassung des Drucks in der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers aufweisen. Von dem ersten Drucksensor ausgegebene Signale können ebenfalls der elektronischen Steuereinheit zugeführt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des elektrohydraulischen Steuermoduls ist ein zweiter Drucksensor zur Erfassung des Drucks in der ersten Fluidleitung vorgese- hen. Von dem zweiten Drucksensor ausgegebene Signale können ebenfalls der elektronischen Steuereinheit zugeführt werden. Die elektronische Steuereinheit kann dann anhand dieser Signale im Betrieb des Steuermoduls, insbesondere während der "Bra-

ke Blending"-Phasen den Druckanstieg in der ersten Fluidleitung überwachen. Diese Informationen können dann von der elektronischen Steuereinheit zur weiteren Ansteuerung der Komponenten des elektrohydraulischen Steuermoduls genutzt werden, um während der "Brake Blending"-Phasen eine sprunghafte änderung der Fahrzeug- 5 Verzögerung sicher zu vermeiden.

Wenn das erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuermodul mit einem Tandem- hauptbremszylinder kombiniert werden soll, der eine mit einem ersten Bremskreis verbindbare erste Druckkammer sowie eine mit einem zweiten Bremskreis verbindba- lo re zweite Druckkammer umfasst, umfasst das Steuermodul vorzugsweise ferner eine dritte Fluidleitung, die an einem ersten Ende mit dem Hauptbremszylinder, insbesondere einer der beiden Druckkammern des Hauptbremszylinders und an einem zweiten Ende mit mindestens einer Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage verbindbar ist. An ihrem zweiten Ende ist die dritte Fluidleitung vorzugsweise über i5 eine konventionelle Radschlupfregeleinrichtung mit zwei entweder den Vorderrädern oder den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs zugeordneten Radbremseinheiten verbindbar. Die dritte Fluidleitung kann somit einen Teil eines zweiten Bremskreises der Kraftfahrzeugbremsanlage bilden.

2o Die dritte Fluidleitung ist vorzugsweise mit einer dritten Druckkammer des Fluidzwi- schenspeichers verbunden, die durch einen zweiten Kolben von der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers getrennt ist. Das erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuermodul weist somit vorzugsweise lediglich einen einzigen Fluidzwischenspeicher mit drei Druckkammern auf, dessen erste und dritte Druck- 5 kammer jeweils mit der ersten bzw. der dritten Fluidleitung verbunden sind. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, in dem elektrohydraulischen Steuermodul zwei Fluidzwischenspeicher vorzusehen, von denen ein erster mit der ersten Fluidleitung und ein zweiter mit der dritten Fluidleitung in Verbindung steht.

0 Vorzugsweise ist in der dritten Fluidleitung ein drittes Ventil angeordnet, das dazu eingerichtet ist, in einer geöffneten Stellung die dritte Druckkammer des Fluidzwischenspeichers mit der mindestens einen Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage zu verbinden und in einer geschlossenen Stellung die dritte Druckkammer des Fluidzwischenspeichers von der mindestens einen Radbremseinheit der Kraftfahr- 5 zeugbremsanlage zu trennen. Das dritte Ventil erfüllt demnach eine ähnliche Funktion wie das in der ersten Fluidleitung angeordnete, oben beschriebene erste Ventil.

Der erste und/oder der zweite Kolben des Fluidzwischenspeichers ist/sind vorzugsweise durch die Kraft einer Feder in Richtung der ersten und/oder der dritten Druckkammer vorgespannt. Vorzugsweise ist in der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers eine Rückstellfeder angeordnet, deren erstes Ende sich an

5 dem ersten Kolben und deren zweites Ende sich an dem zweiten Kolben abstützt. Die Kraft der Rückstellfeder ist dabei so gewählt, dass der Fluidzwischenspeicher im regenerativen Betrieb der Kraftfahrzeugbremsanlage in ordnungsgemäßer Weise als Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung wirkt. Darüber hinaus sorgt die Kraft der Feder während der "Brake Blending"-Phasen für eine Rückstellung des ersten lo und/oder des zweiten Kolbens und damit zu einer Rückförderung des im regenerativen Bremsbetrieb in dem Fluidzwischenspeicher aufgenommenen Bremsfluids in den ersten und/oder den zweiten Bremskreis.

Der mit der zweiten Fluidleitung verbindbare Fluidspeicher kann ein druckloser Fluid- i5 vorratsbehälter sein, der in das elektrohydraulische Steuermodul integriert oder außerhalb des elektrohydraulischen Steuermoduls angeordnet ist.

Alternativ dazu kann der Fluidspeicher auch eine Expanderkammer mit einem federnd vorgespannten Kolben sein. Die Expanderkammer ermöglicht die Fluidspeiche- o rung unter erhöhtem Druck und sorgt somit im Betrieb des elektrohydraulischen

Steuermoduls, insbesondere während der "Brake Blending"-Phasen für einen raschen Rücktransport des während des regenerativen Bremsens in der Expanderkammer aufgenommenen Fluids in die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers. Dadurch wird gewährleistet, dass während des regenerativen Bremsens in dem FIu- 5 idzwischenspeicher zwischengespeichertes Fluid rascher in den Bremskreis oder die Bremskreise der Kraftfahrzeugbremsanlage zurückgeführt und dort zum Druckaufbau in den hydraulischen Radbremseinheiten genutzt werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des elektrohydraulischen Steuermo- 0 duls ist in einer vierten Fluidleitung, die an einem ersten Ende mit der zweiten

Druckkammer des Fluidzwischenspeichers verbunden und an einem zweiten Ende mit dem Fluidspeicher verbindbar ist, ein Druckerzeuger angeordnet, der dazu eingerichtet ist, Fluid unter Druck aus dem Fluidspeicher in die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers zu fördern. Der Druckerzeuger kann beispielsweise in Form einer 5 Motor/Pumpenanordnung ausgebildet sein und ermöglicht insbesondere bei der Verwendung eines drucklosen Fluidvorratsbehälters als Fluidspeicher eine rasche Rückführung des während des regenerativen Bremsens in dem Fluidspeicher

aufgenommen-en Fluids in die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers und somit auch eine rasche Rückführung des in der ersten bzw. der dritten Druckkammer des

Fluidzwischenspeichers aufgenommenen Fluids in den ersten bzw. den zweiten s Bremskreis.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann/können die erste und/oder die dritte Fluidleitung mit einer Saugseite eines in eine Radschlupfregeleinrichtung der Kraftfahrzeugbremsanlage integrierten Druckerzeugers verbindbar sein. Ein elektrohydraulisches lo Steuermodul, bei dem auf die vierte Fluidleitung sowie den in der vierten Fluidleitung angeordneten zusätzlichen Druckerzeuger verzichtet wird, ist besonders einfach und kostengünstig aufgebaut. Während der "Brake Blending"-Phasen wird mit Hilfe des in die Radschlupfregeleinrichtung integrierten Druckerzeugers das während des regenerativen Bremsens in der ersten bzw. dritten Druckkammer des Fluidzwischenspei- i5 chers zwischengespeicherte Fluid in den ersten bzw. zweiten Bremskreis zurückgefördert. Die Rückstellung des ersten und/oder des zweiten Kolbens des Fluidzwischenspeichers erfolgt vorzugsweise durch die Kraft der in der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers angeordneten Rückstellfeder.

20 Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße elektrohydraulische Steuermodul eine fünfte Fluidleitung, die an einem ersten Ende mit der zweiten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers und an einem zweiten Ende mit einem Druckspeicher verbunden ist. Ein in der fünften Fluidleitung angeordnetes viertes Ventil ist vorzugsweise dazu eingerichtet, in einer geöffneten Stellung die zweite Druckkammer des 5 Fluidzwischenspeichers mit dem Druckspeicher zu verbinden und in einer geschlossenen Stellung die zweite Druckkammer des Fluidzwischenspeichers von dem Druckspeicher zu trennen. Der Druckspeicher kann beispielsweise eine Expanderkammer mit einem federnd vorgespannten Kolben sein. Während der "Brake Blending"- Phasen kann in dem Druckspeicher gespeichertes Fluid besonders rasch in die zweite 0 Druckkammer des Fluidzwischenspeichers zurückgeführt werden. Dadurch wird auch eine besonders rasche Rückführung des während des regenerativen Bremsens in der ersten bzw. dritten Druckkammer des Fluidzwischenspeichers zwischengespeicherten Fluids in den ersten bzw. zweiten Bremskreis und damit ein besonders rasches Ansprechen der hydraulischen Radbremseinheiten ermöglicht. 5

Eine erfindungsgemäße regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage umfasst einen Hauptbremszylinder sowie eine Mehrzahl von hydraulisch betätigbaren Rad-

bremseinheiten, die als primäre Verzögerungseinrichtung der Bremsanlage wirken. Ferner ist ein als sekundäre Verzögerungseinrichtung wirkender elektrischer Generator vorhanden, der mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, um im Betrieb eine Bremswirkung bereitzustellen. Schließlich umfasst die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbremsanlage ein oben beschriebenes elektrohydraulisches Steuermodul. In der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsanlage können konventionelle Bremssystemkomponenten in vorteilhafter Weise mit dem elektrohydraulischen Steuermodul kombiniert werden. Die Kraftfahrzeugbremsanlage ist daher einfach, flexibel und kostengünstig aufgebaut.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, von denen

Fig.l eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem elektrohyd- raulischen Steuermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Lösestellung zeigt,

Fig.2 die in der Fig.l dargestellte Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem elektrohydraulischen Steuermodul in einer regenerativen Bremsphase mittels ei- nes elektrischen Generators zeigt,

Fig.3 die in der Fig.l dargestellte Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem elektrohydraulischen Steuermodul in einer "Brake Blending"-Phase zeigt,

Fig.4 eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem elektrohydraulischen Steuermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer Lösestellung zeigt,

Fig.5 eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem elektrohyd- raulischen Steuermodul gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung in einer Lösestellung zeigt, und

Fig.6 eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem elektrohydraulischen Steuermodul gemäß einer vierten Ausführungsform der Er- findung in einer Lösestellung zeigt.

Figur 1 zeigt eine regenerativ arbeitende Kraftfahrzeugbremsanlage 10 mit einem konventionellen Bremsgerät 12, das einen Bremskraftverstärker 14 sowie einen dem Bremskraftverstärker 14 nachgeschalteten Hauptbremszylinder 16 umfasst. Das Bremsgerät 12 ist durch eine über ein Bremspedal in das Bremsgerät 12 eingeleitete Betätigungskraft F betätigbar.

Der Hauptbremszylinder 16 des Bremsgeräts 12 ist in Form eines Tandem- Hauptbremszylinders aufgebaut und weist in den Figuren nicht gezeigte erste und zweite Druckkammern auf. Die erste Druckkammer des Hauptbremszylinders 12 ist über einen ersten Bremskreis I und eine konventionelle Radschlupfregeleinrichtung 18 mit den Vorderrädern eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Radbremseinheiten 20a, 20b verbunden. Die zweite Druckkammer des Hauptbremszylinders 16 ist über einen zweiten Bremskreis II und die Radschlupfregeleinrichtung 18 mit den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs zugeordneten Radbremseinheiten 20c, 2Od verbunden.

Die modular aufgebaute Kraftfahrzeugbremsanlage 10 umfasst ferner ein zwischen dem Bremsgerät 12 und der Radschlupfregeleinrichtung 18 angeordnetes elektrohyd- raulisches Steuermodul 22. Darüber hinaus ist in der Bremsanlage 10 neben den eine primäre Verzögerungseinrichtung bildenden hydraulisch betätigbaren Radbremsein- heiten 20a, 20b, 20c, 2Od eine in den Figuren nicht gezeigte sekundäre Verzögerungseinrichtung vorgesehen, die durch einen mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs koppelbaren elektrischen Generator gebildet wird. Mit Hilfe des elekt- rohydraulischen Steuermoduls 22 kann die Bremsanlage 10 entweder rein regenerativ, rein hydraulisch oder in einem "Brake Blending"-Betrieb arbeiten, in dem die Bremseingriffe schrittweise durch die primäre Verzögerungseinrichtung, das heißt die hydraulischen Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od übernommen werden.

Das elektrohydraulische Steuermodul 22 umfasst eine in den ersten Bremskreis I integrierte erste Fluidleitung 24. Die erste Fluidleitung 24 ist mit einer ersten Druck- kammer 26 eines Fluidzwischenspeichers 28 verbunden. Die erste Druckkammer 26 des Fluidzwischenspeichers 28 ist durch einen ersten Kolben 30 von einer zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 getrennt. In der ersten Fluidleitung 24 ist ferner ein erstes elektromagentisches Umschaltventil 34 angeordnet, das in einer geöffneten Stellung die erste Druckkammer 26 des Fluidzwischenspeichers 28 über die Radschlupfregeleinrichtung 18 mit den Radbremseinheiten 20a, 20b verbindet und in einer geschlossenen Stellung die erste Druckkammer 26 des Fluidzwi-

schen-speichers 28 von der Radschlupfregeleinrichtung 18 und damit von den Radbremseinheiten 20a, 20b trennt.

Eine zweite Fluidleitung 36 ist an einem ersten Ende mit der zweiten Druckkammer 5 32 des Fluidzwischenspeichers 28 und an einem zweiten Ende mit einem drucklosen Fluidvorratsbehälter 38 verbunden. In der zweiten Fluidleitung 36 ist ein zweites elektromagnetisches Umschaltventil 40 angeordnet, das in einer geöffneten Stellung die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 mit dem Fluidvorratsbehälter 38 verbindet und in einer geschlossenen Stellung die zweite Druckkammer 32 lo des Fluidzwischenspeichers 28 von dem Fluidvorratsbehälter 38 trennt.

Eine dritte Fluidleitung 42 des elektrohydraulischen Steuermoduls 22 ist in den zweiten Bremskreis II integriert und mit einer dritten Druckkammer 44 des Fluidzwischenspeichers 28 verbunden. Die dritte Druckkammer 44 des i5 Fluidzwischenspeichers 28 ist durch einen zweiten Kolben 46 von der zwischen der ersten und der dritten Druckkammer 26, 44 angeordneten zweiten Druckkammer 32 getrennt. In der dritten Fluidleitung 42 ist ferner ein drittes elektromagnetisches Umschaltventil 48 angeordnet, dass in einer geöffneten Stellung die dritte Druckkammer 44 des Fluidzwischenspeichers 28 mit der Radschlupfregeleinrichtung 18

20 und somit den Radbremseinheiten 20c, 2Od verbindet und in einer geschlossenen Stellung die dritte Druckkammer 44 des Fluidzwischenspeichers 28 von der Radschlupfregeleinrichtung 18 und somit den Radbremseinheiten 20c, 2Od trennt.

In der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 ist eine Rückstellfe- 5 der 50 angeordnet, deren erstes Ende sich an dem ersten Kolben 30 und deren zweites Ende sich an dem zweiten Kolben 46 abstützt. Durch die Kraft der Rückstellfeder 50 werden der erste und der zweite Kolben 30, 46 des Fluidzwischenspeichers 28 in die in der Figur 1 gezeigte Ruhestellung vorgespannt.

o Ein Wegsensor 52 ist mit dem ersten Kolben 30 des Fluidzwischenspeichers 28 verbunden, um im Betrieb der Bremsanlage 10 eine Verschiebung des ersten Kolbens 30 in dem Fluidzwischenspeicher 28 zu erfassen. Ein erster Drucksensor 54 dient der Erfassung des Drucks in der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28. Ein zweiter Drucksensor 56 ist stromabwärts von dem ersten Umschaltventil 34 5 mit der ersten Fluidleitung 24 verbunden, um einen Hydraulikdruck in der ersten Fluidleitung 24 zu messen. Die Signale des Wegsensors 52 und der Drucksensoren

54, 56 werden einer in den Figuren nicht gezeigten übergeordneten elektronischen Steuereinheit zugeführt.

Das elektrohydraulische Steuermodul 22 umfasst ferner eine vierte Fluidleitung 58, in der eine Motor/Pumpenanordnung 60 angeordnet ist. Eine Saugseite der Motor/Pumpenanordnung 60 ist mit dem Fluidvorratsbehälter 38 verbunden, so dass die Motor/Pumpenanordnung 60 im Betrieb Hydraulikfluid aus dem Fluidvorratsbehälter 38 in die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 fördern kann.

Bei dem in der Figur 1 gezeigten Steuermodul 22 mündest die vierte Fluidleitung 58 zwischen der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 und dem zweiten Umschaltventil 40 in die zweite Fluidleitung 36. Dadurch kann auf eine separate Verbindung der vierten Fluidleitung 58 mit der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 verzichtet werden.

Schließlich ist eine zusätzliche Bypassleitung 62 zur Verbindung der vierten Fluidleitung 58 mit der zweiten Fluidleitung 36 vorgesehen. In der Bypassleitung 62 sowie stromabwärts von der Motor/Pumpenanordnung 60 in der vierten Fluidleitung 58 angeordnete Rückschlagventile 64, 66 stellen eine definierte Fluidstömung durch die zweite und die vierte Fluidleitung 36, 58 sicher und sorgen dafür, dass der gegebenenfalls in diesen Fluidleitungen 36, 58 vorliegende Druck nicht permanent auf der Motor/Pumpenanordnung 60 lastet.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Kraftfahrzeugbremsanlage 10 erläutert. Bei der regenerativ arbeitenden Kraftfahrzeugbremsanlage 10 ist es erwünscht, bei Erfassung eines Fahrerbremswunschs zur Erzielung kleiner bis mittlerer Fahrzeugverzögerungswerte zunächst die von dem elektrischen Generator aufgebrachte Bremswirkung zu nutzen. Der Ansteuerzustand des elektrohydraulischen Steuermoduls 22 während einer rein regenerativen Bremsphase ist in Figur 2 dargestellt.

Bei einer Bremsbetätigung wird vom Fahrer über das Bremspedal eine Betätigungskraft F in das Bremsgerät 12 eingeleitet, woraufhin sich in den Druckkammern des Hauptbremszylinders 12 in bekannter und daher nicht näher erläuterter Art und Weise ein Hydraulikdruck aufbaut. In Folge des Druckaufbaus in den Druckkammern des Hauptbremszylinders 16 strömt Hydraulikfluid über die erste und die dritte Fluidleitung 24, 42 in der erste und die dritte Druckkammer 26, 44 des Fluidzwischenspeichers 28.

Im rein regenerativen Bremsbetrieb sind das erste und das dritte Umschaltventil 34, 48 geschlossen, so dass die Fluidverbindungen zwischen der ersten bzw. der dritten Druckkammer 26, 44 des Fluidzwischenspeichers 28 und der Radschlupfregeleinrich- tung 18 und somit den Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od unterbrochen sind. Das zweite Umschaltventil 40 ist dagegen geöffnet, so dass Hydraulikfluid aus der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 in den Fluidvorratsbehälter 38 abgeführt werden kann.

Infolge des Druckaufbaus in der ersten Druckkammer 26 verschiebt sich der erste Kolben 30 gegen die Rückstell kraft der Feder 50 in Richtung der zweiten Druckkammer 32, das heißt in den Figuren nach rechts. Der zweite Kolben 46 des Fluidzwischenspeichers 28 verschiebt sich infolge des Druckaufbaus in der dritten Druckkammer 44 gegen die Rückstell kraft der Feder 50 ebenfalls in Richtung der zweiten Druckkammer 32, das heißt in den Figuren nach links. Im rein regenerativen Betrieb der Kraftfahrzeugbremsanlage 10 wirkt der Fluidzwischenspeicher 28 somit als Pedalgegenkraft-Simulationseinrichtung, während die hydraulisch betätigbaren Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od unbetätigt bleiben.

Die vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverzögerung wird im regenerativen Betrieb der Bremsanlage 10 ausschließlich durch den elektrischen Generator bewirkt. Die Ansteuerung des elektrischen Generator erfolgt durch die elektronische Steuereinheit entsprechend dem Fahrerbremswunsch. Der Fahrerbremswunsch wird dabei aus der mittels eines Kraftsensors erfassten, bei einem Bremsvorgang vom Fahrer auf das Bremspedal aufgebrachten Betätigungskraft sowie der von dem Wegsensor 52 erfassten Verschiebung des ersten Kolbens 30 des Fluidzwischenspeichers 28 ermittelt.

Wenn von der elektronischen Steuereinheit ermittelt wird, dass die von dem elektrischen Generator bereitgestellte Bremswirkung nicht ausreicht, um eine dem Fahrer- bremswunsch entsprechende Fahrzeugverzögerung zu bewirken, steuert die elektronische Steuereinheit das Steuermodul 22 an, um zusätzlich die hydraulischen Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od zu aktivieren. Dabei ist es wichtig, dass während der "Brake Blending"-Phase, das heißt während der Phase, in der Bremseingriffe durch die Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od übernommen werden, keine vom Fahrer des Fahrzeugs feststellbaren sprunghaften änderungen der Fahrzeugverzögerung auftreten. Um dies zu erreichen, wird das elektrohydraulische Steuermodul 22

von der elektronischen Steuereinheit in den in Figur 3 gezeigten Betriebszustand versetzt.

Während der "Brake Blending"-Phase werden das erste und das dritte Umschaltventil 34, 48 wahlweise in ihre geöffneten bzw. ihre geschlossenen Stellungen gesteuert, so dass sich in der ersten und der dritten Fluidleitung 24, 42 ein gewünschter Hydraulikdruck aufbaut, der dann über die Radschlupfregeleinrichtung 18 den Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od zugeführt wird. Der Druckaufbau in der ersten Fluidleitung 24 wird dabei mit Hilfe des zweiten Drucksensors 56 überwacht, so dass die elektronische Steuereinheit die von dem zweiten Drucksensor 56 empfangenen Signale zur weiteren Ansteuerung des Steuermoduls 22 nutzen kann.

Das in der zweiten Fluidleitung 36 angeordnete zweite Umschaltventil 40 wird ebenfalls wahlweise in seine geöffnete bzw. seine geschlossene Stellung gesteuert, so dass Fluid aus dem Fluidvorratsbehälter 38 durch die zweite Fluidleitung 36 in die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 zurückgeführt werden kann. Die Kraft der Rückstellfeder 50 drängt dabei den ersten Kolben 30 des Fluidzwischenspeichers 28 in Richtung der ersten Druckkammer 26, das heißt in den Figuren nach links. Der zweite Kolben 46 des Fluidzwischenspeichers 28 wird dagegen durch die Kraft der Rückstellfeder 50 in Richtung der dritten Druckkammer 44 des Fluidzwischenspeichers 28, das heißt in den Figuren nach rechts verschoben.

Falls erforderlich, wird zusätzlich die Motor/Pumpenanordnung 60 in Betrieb gesetzt, um Fluid aus dem Fluidvorratsbehälter 38 in die zweite Druckkammer 32 des FIu- idzwischenspeichers 28 zurückzufordern. Durch diese Steuerung des Steuermoduls 22 kann somit eine schrittweise übernahme der Bremseingriffe durch die hydraulischen Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od erfolgen. Um sprunghafte änderungen der Fahrzeugverzögerung zu vermeiden, wird dabei der Hydraulikdruck in den Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od entsprechend der Verringerung der Verzöge- rungsleistung des Generators erhöht. Dadurch wird ein kontinuierlicher und vom Fahrer nicht bemerkbarer übergang von einem rein regenerativen, ausschließlich durch den Generator bewirkten Bremsbetrieb zu einem hydraulischen Bremsbetrieb mit Hilfe der Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od ermöglicht.

Im rein hydraulischen Bremsbetrieb befindet sich das elektrohydraulische Steuermodul 22 in dem in Figur 1 gezeigten Betriebszustand, in dem das erste und das dritte Umschaltventil 34, 48 geöffnet sind, das zweite Umschaltventil 40 dagegen geschlos-

sen ist. In diesem Betriebszustand des Steuermoduls 22 sind der erste und der zweite Kolben 30, 46 des Fluidzwischenspeichers 28 hydraulisch blockiert, so dass keine Verschiebung der Kolben 30, 46 in Richtung der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 möglich ist.

Die in Figur 4 gezeigte Kraftfahrzeugbremsanlage 10 unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten System durch die Ausgestaltung des elektrohydrauli- schen Steuermoduls 22. Bei dem elektrohydraulischen Steuermodul 22 der in Figur 4 gezeigten Bremsanlage 10 wurde auf die Bereitstellung einer zusätzlichen Mo- tor/Pumpenanordnung zur Förderung von Hydraulikfluid aus dem Fluidvorratsbehäl- ter 38 in die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 verzichtet. Statt dessen sind die erste und die dritte Fluidleitung 24, 42 mit einem in die Radschlupfregeleinrichtung 18 integrierten und in der Figur 4 nicht gezeigten elektromotorischen Druckerzeuger verbunden. Mit Hilfe dieses Druckerzeugers kann bei Bedarf während der "Brake Blending"-Phase Fluid aus der ersten und der dritten Druckkammer 26, 44 des Fluidzwischenspeichers 28 in die Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od gefördert werden. Im übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der Kraftfahrzeugbremsanlage 10 gemäß Figur 4 dem Aufbau und der Funktionsweise des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Systems.

Die in Figur 5 gezeigte Kraftfahrzeugbremsanlage 10 unterscheidet sich von der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Anlage dadurch, dass das zweite Ende der zweiten Fluidleitung 36 nicht mit einem drucklosen Fluidvorratsbehälter sondern mit einer in das elektrohydraulische Steuermodul 22 integrierten Expanderkammer 68 verbunden ist. Die Expanderkammer 68 umfasst einen durch eine Rückstellfeder 70 vorgespannten Kolben 72 und ermöglicht die Speicherung von aus der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 abgeleiteten Fluids unter erhöhtem Druck. Das in der Expanderkammer 68 aufgenommene Fluid kann somit während der "Brake Blen- ding"-Phase besonders rasch in die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspei- chers 28 zurückgeführt werden. Im übrigen entsprechen der Aufbau und die

Funktionsweise der Kraftfahrzeugbremsanlage 10 gemäß Figur 5 dem Aufbau und der Funktionsweise des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Systems.

In Figur 6 ist schließlich eine Kraftfahrzeugbremsanlage 10 dargestellt, bei der das elektrohydraulische Steuermodul 22 eine fünfte Fluidleitung 74 umfasst. Ein erstes Ende der fünften Fluidleitung 74 mündet in die vierte Fluidleitung 58 und ist dadurch mit der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 verbunden. Ein

zweites Ende der fünften Fluidleitung 74 ist mit einem in Form einer Expanderkammer ausgebildeten Druckspeicher 76 verbunden. Der Druckspeicher 76 umfasst eine Rückstellfeder 78 sowie einen durch die Kraft der Rückstellfeder 78 vorgespannten Kolben 80.

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In der fünften Fluidleitung 74 ist ein viertes elektromagnetisches Umschaltventil 82 angeordnet, das in einer geöffneten Stellung die zweite Druckkammer 32 des FIu- idzwischenspeichers 28 mit dem Druckspeicher 76 verbindet und in einer geschlossenen Stellung die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 von dem lo Druckspeicher 76 trennt.

Während der "Brake Blending"-Phase kann das vierte Umschaltventil 82 geöffnet werden und dadurch eine Fluidverbindung zwischen dem Druckspeicher 76 und der zweiten Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 herstellen. Dadurch kann i5 besonders rasch Fluid in die zweite Druckkammer 32 des Fluidzwischenspeichers 28 zurückgeführt werden. Infolge dessen wird ein besonders rascher Druckaufbau in der ersten und der dritten Fluidleitung 24, 42 und damit ein besonders rasches Ansprechen der hydraulischen Radbremseinheiten 20a, 20b, 20c, 2Od ermöglicht. Im übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der Kraftfahrzeugbremsanlage

2o 10 gemäß Figur 6 dem Aufbau und der Funktionsweise des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Systems.