Vermeidung der hydraulischen Rückfallebene

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs aufweisend einen Linearaktuator als fahrerunabhängige Druckbereitstellungseinrichtung, und eine hydraulische Ventilanordnung zwischen dem Linearaktuator und Radbremsen der hydraulischen Bremsanlage.

Durch den fahrerunabhängigen Druckaufbau mittels eines Linearaktuators ist es möglich eine Vielzahl komplexer Regelungen umzusetzen, welche den Komfort und die Sicherheit einer Bremsanlage verbessern. Jedoch besitzt ein Motor des Linearaktuators mechanische und insbesondere thermische Grenzen, die einer Dauerbelastung entgegenstehen. Bei einer festgestellten Überlastung und einer damit verbundenen eingeschränkten Verfügbarkeit muss der Linearaktuator daher degradiert werden, bis hin zu einer vollständigen Abschaltung, um eine irreversible Beschädigung zu verhindern. Hierzu wird das Bremssystem in eine hydraulische Rückfallebene geschaltet, in welche der Fahrer allein mittels Muskelkraft eine Bremskraft aufbringen muss.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein frühzeitiges Umschalten in die hydraulische Rückfallebene zu vermeiden.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Regelung einer hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs aufweisend einen Linearaktuator als fahrerunabhängige Druckbereitstellungseinrichtung, und eine hydraulische Ventilanordnung zwischen dem Linearaktuator und Radbremsen der hydraulischen Bremsanlage, wobei bei einer reduzierten Verfügbarkeit des Linearaktuators ein Haltemodus durchgeführt wird, bei dem der hydraulische Druck in den Radbremsen mittels der Ventilanordnung eingesperrt wird und eine Leistung des Linearaktuators, insbesondere auf null, reduziert wird. Dabei wird der Systemdruckverlauf, das heißt der hydraulische Druck in einem Bereich der mit den Radbremsen in Verbindung steht und daher Informationen über die Bremskraft angibt, im Haltemodus gemessen und basierend auf dem Systemdruckverlauf ein Übergang von dem Haltemodus in einen Ersatzmodus durchgeführt.

Als Starbedingung für den Haltemodus kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Linearaktuator eine reduzierte Verfügbarkeit, beispielsweise eine thermische Überlast, anzeigt, das Fahrzeug im Stillstand ist und ein festgestellter Fahrerbremswunsch einer Druckanforderung größer als 5 bis 10 bar entspricht. Als Abbruchbedingung für den Haltemodus kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug rollt, also eine Geschwindigkeit größer als null aufweist, der Fahrerwunsch um einen vorbestimmten absoluten oder prozentualen Betrag absinkt, oder der Fahrer mit mehr als 500N das Bremspedal betätigt.

Durch den Übergang in den Ersatzmodus wird vermieden, dass die Bremsanlage direkt in eine vollständige hydraulische Rückfalleben degradiert werden muss.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bestimmt, wie weit der Systemdruck im Haltemodus abgefallen ist, wobei in den Ersatzmodus übergegangen wird, wenn der Systemdruck unterhalb eines Schwellwerts abgefallen ist. Der Schwellwert kann insbesondere prozentual vom Ursprungswert bei Beginn des Haltemodus gewählt sein. Alternativ kann der Systemdruckverlauf auch anderweitig analysiert werden, beispielsweise kann überprüft werden, wie schnell der Systemdruck abfällt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Schwellwert basierend auf der Fahrbahnneigung festgelegt. Dabei sind an einem steilen Hang nur kleinere Abweichung vom Ursprungswert erlaubt als in der Ebene. Beispielsweise können zwei Schwellwerte vorgesehen sein. Ist die Fahrzeugneigung kleiner als eine Neigungsgrenze a und der gemessene Systemdruck während des Haltemodus sinkt um einen ersten prozentualen Schwellwert dann wird die Stillstandssicherung an den Ersatzmodus übergeben. Ist die Fahrzeugneigung hingegen größer gleich der Neigungsgrenze a wird die Stillstandssicherung bereits an den Ersatzmodus übergeben, wenn der gemessene Systemdruck während des Haltemodus um einen zweiten prozentualen Schwellwert sinkt, der kleiner ist als der erste Schwellwert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die reduzierte Verfügbarkeit des Linearaktuators erkannt, wenn eine dem Linearaktuator zugeordnete Temperatur einen Schwellwert übersteigt. Die Temperatur kann am Linearaktuator mittels eines Temperatursensors bestimmt werden oder aus Größen wie dem elektrischen Widerstand von Motorspulen berechnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Temperatur mittels Temperaturmodellen bestimmt werden. Bei den Temperaturmodellen wird von einer Starttemperatur von Bauteilen ausgegangen. Diese Starttemperatur kann beispielsweise durch eine sensierte Umgebungstemperatur ermittelt werden. Anschließend wird der elektrische Energieeintrag des Motors, also die Bestromungshöhe und Bestromungsdauer dazugerechnet. Dieser Energieeintrag wird zur Starttemperatur der Bauteile dazugerechnet und somit die neue Ist-Temperatur bestimmt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird basierend auf dem Systemdruckverlauf und der Verfügbarkeit des Linearaktuators ein Nachpumpmodus durchgeführt, bei dem der eingesperrte Druck durch den Linearaktuator erhöht wird und nachfolgend wieder in den Haltemodus umgeschaltet wird. Der Nachpumpmodus kann insbesondere durchgeführt werden, sobald der Systemdruck einen zweiten Schwellwert unterschreitet der oberhalb des ersten Schwellwerts liegt. Gleichzeitig muss der Linearaktuator zumindest das kurzzeitige Nachpumpen ermöglichen. Dazu kann beispielsweise ein zweiter Temperaturschwellwert vorgesehen sein. Durch das Nachpumpen kann die Gesamtzeit, für die ein Bremsdruck aufrechterhalten werden kann, stark erhöht werden, da der Linearaktuator jeweils nur kurzzeitig für einen Druckaufbau elektrisch betätigt wird und während des Druckhaltens jeweils wieder abkühlen kann.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Haltemodus durchgeführt, wenn sich das Kraftfahrzeug im Stillstand befindet. Im Stillstand sind die Sicherheitsanforderungen geringer, sodass das Aufrechterhalten eines Drucks ausreichend für den Betrieb der Bremsanlage ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ersatzmodus gerade nicht die hydraulische Rückfallebene, in der alleine der Fahrer eine Bremskraft ausüben kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ersatzmodus ein Parkbremsmodus, bei dem eine elektromechanische Parkbremse des Kraftfahrzeugs angespannt wird und die hydraulische Bremsanlage deaktiviert wird, wodurch das Fahrzeug durch die Parkbremse gehalten wird. So können neben dem Linearaktuator auch die elektrohydraulischen Ventile in einen stromlosen Zustand versetzt werden, indem eine Abkühlung möglich wird. Die hydraulische Bremsanlage kann auch bedarfsgerecht nur teilweise abgeschaltet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ersatzmodus ein Kooperativmodus, bei dem eine zusätzliche hydraulische Druckbereitstellungseinrichtung angesteuert wird, den eingesperrten Druck zu erhöhen und nachfolgend wieder in den Haltemodus umgeschaltet wird. Durch den Einsatz der weiteren Druckbereitstellungseinrichtung kann somit der Linearaktuator entlastet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ersatzmodus ein Halbmodus, bei dem die Ventilanordnung angesteuert wird, die Radbremsen einer ersten Achse strömungsoffen mit einem durch den Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder zu verbinden und den hydraulischen Druck der Radbremsen einer zweiten Achse einzusperren. Es erfolgt somit eine Trennung der beiden Kreise durch ein Kreistrennventil.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird beim Umschalten in den Halbmodus der Druck der Radbremsen an den Druck des Hauptbremszylinders angeglichen, bevor die Ventilanordnung eine strömungsoffene Verbindung herstellt. Dazu können beispielsweise kurzzeitig die Auslassventile geöffnet werden. Damit wird vermieden, dass Druckpulse an das Bremspedal und somit zum Fahrer übertragen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zu Beginn des Haltemodus durch ein Linearaktuator ein Druck aufgebaut, der größer als der angeforderte Druck ist, und der größere Druck eingesperrt. Es wird daher bereits mit einem gewissen Druckabfall über die Zeit kalkuliert, der beispielsweise über bekannte Leckagewerte der einzelnen Ventile ermittelt werden kann. Durch den überhöhten Ursprungswert zu Beginn des Haltemodus, kann der Schwellwert prozentual niedriger gewählt werden und ein Mindestdruck zum Halten des Fahrzeugs im Stillstand kann länger aufrechterhalten werden.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine hydraulische Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug aufweisend einen Linearaktuator als fahrerunabhängige Druckbereitstellungseinrichtung, eine hydraulische Ventilanordnung zwischen dem Linearaktuator und Radbremsen der hydraulischen Bremsanlage und eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein vorstehendes Verfahren durchzuführen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Ablauf der Übergabe in den Haltemodus; Das in Fig. 1 dargestellte Bremssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst vier hydraulisch betätigbare Radbremsen 8a-8d. Die Bremsanlage umfasst einen mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbaren Hauptbremszylinder 2, einen mit dem Hauptbremszylinder 2 zusammenwirkenden Wegsimulator bzw. eine Simulationseinrichtung 3, einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, und eine Ventilanordnung umfassend radindividuelle Bremsdruckmodulationsventile, welche beispielsgemäß als Einlassventile 6a-6d und Auslassventile 7a-7d ausgeführt sind. Weiterhin umfasst das Bremssystem zumindest eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des Bremssystems.

Beispielsgemäß ist die Radbremse 8a dem linken Vorderrad (FL), die Radbremse 8b dem rechten Vorderrad (FR), die Radbremse 8c dem linken Hinterrad (RL) und die Radbremse 8d dem rechten Hinterrad (RR) zugeordnet.

Der Hauptbremszylinder 2 weist in einem Gehäuse 16 einen Hauptbremszylinderkolben 15 auf, der eine hydraulische Druckkammer 17 begrenzt, und stellt einen einkreisigen Hauptbremszylinder 2 dar. Die Druckkammer 17 nimmt eine Rückstellfeder 9 auf, die den Kolben 15 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positioniert. Die Druckkammer 17 steht einerseits über in dem Kolben 15 ausgebildete radiale Bohrungen sowie eine entsprechende Druckausgleichsleitung 41 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung des Kolbens 15 im Gehäuse 16 absperrbar sind. Die Druckkammer 17 steht andererseits mittels eines hydraulischen Leitungsabschnitts (auch als erste Zufuhrleitung bezeichnet) 22 mit einer Bremsversorgungsleitung 13 in Verbindung, an welche die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d angeschlossen sind. So ist die Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 mit allen Einlassventilen 6a-6d verbunden. In der Druckausgleichsleitung 41 bzw. in der Verbindung zwischen der Druckkammer 17 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ist beispielsgemäß kein hydraulisches Ventil, insbesondere kein elektrisch oder hydraulisch betätigbares Ventil und kein Rückschlagventil, angeordnet.

Alternativ kann in der Druckausgleichsleitung 41 bzw. zwischen dem Hauptbremszylinder 2 und dem Druckmittelvorratsbehälter 4 ein, insbesondere stromlos offenes, Diagnoseventil, bevorzugt eine Parallelschaltung eines stromlos offenen Diagnoseventils mit einem zum Druckmittelvorratsbehälter 4 hin schließenden Rückschlagventil, enthalten sein.

Die Ventilanordnung kann außerdem noch weitere hydraulische Ventile umfassen. Zwischen der an die Druckkammer 17 angeschlossenen Zufuhrleitung 22 und der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein Trennventil 23 angeordnet bzw. Druckkammer 17 ist mit der Bremsversorgungsleitung 13 über die erste Zufuhrleitung 22 mit einem Trennventil 23 verbunden. Das Trennventil 23 ist als ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO-), 2/2-Wegeventil ausgebildet. Durch das Trennventil 23 kann die hydraulische Verbindung zwischen der Druckkammer 17 und der Bremsversorgungsleitung 13 abgesperrt werden.

Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des Hauptbremszylinderkolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem vorzugsweise redundant ausgeführten Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel.

Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrzeugführers.

Ein an die erste Zufuhrleitung 22 angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den in der Druckkammer 17 durch ein Verschieben des Kolbens 15 aufgebauten Druck. Dieser Druckwert kann ebenso zur Charakterisierung oder Bestimmung des Bremswunschs des Fahrzeugführers ausgewertet werden. Alternativ zu einem Drucksensor 20 kann auch ein Kraftsensor 20 zur Bestimmung des Bremswunschs des Fahrzeugführers verwendet werden. Die Simulationseinrichtung 3 ist beispielsgemäß hydraulisch ausgeführt und hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt. Die Simulationseinrichtung 3 weist beispielsweise im Wesentlichen eine Simulatorkammer 29, eine Simulatorrückkammer 30 sowie einen die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31 auf. Der Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in der (beispielsgemäß trockenen) Simulatorrückkammer 30 angeordnetes elastisches Element 33 (z. B. Simulatorfeder) an einem Gehäuse ab. Die hydraulische Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen Simulatorfreigabeventils 32 mit der Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 verbunden.

Das Bremssystem bzw. die Bremsanlage umfasst je hydraulisch betätigbarer Radbremse 8a-8d ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremse 8a-8d angeschlossen sind. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu der Bremsversorgungsleitung 13 hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallelgeschaltet. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a-7d sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung 14 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden.

Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger, elektrohydraulischer Aktuator) oder Linearaktuator ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes 39 betätigbar ist. Der Kolben 36 begrenzt den einzigen Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. An den Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist ein Leitungsabschnitt (auch als zweite Zufuhrleitung bezeichnet) 38 angeschlossen. Die Zufuhrleitung 38 ist über ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos geschlossenes, Zuschaltventil 26 als Teil der Ventilanordnung mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Durch das Zuschaltventil 26 kann die hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 und der Bremsversorgungsleitung 13 (und damit den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) gesteuert geöffnet und abgesperrt werden.

Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das im Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die zweite Zufuhrleitung 38 eingespeist. In einer „Brake-by-Wire“-Betriebsart, insbesondere in einem fehlerfreien Zustand der Bremsanlage, wird die Zufuhrleitung 38 über das Zuschaltventil 26 mit der Bremsversorgungsleitung 13 verbunden. Auf diesem Weg erfolgt bei einer Normalbremsung ein Radbremsdruckauf- und -abbau für alle Radbremsen 8a-8d durch Vor- und Zurückfahren der Kolbens 36.

Bei einem Druckabbau durch Zurückfahren des Kolbens 36 strömt das vorher aus dem Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 in die Radbremsen 8a-8d verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 zurück.

Alternativ können radindividuell unterschiedliche Radbremsdrücken einfach mittels der Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d eingestellt werden. Bei einem entsprechenden Druckabbau strömt der über die Auslassventile 7a-7d abgelassene Druckmittelanteil über die Rücklaufleitung 14 in den Druckmittelvorratsbehälter 4.

Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenem Zuschaltventil 26 möglich, indem Druckmittel aus dem Behälter 4 über die Leitung 42 mit einem in Strömungsrichtung zum Aktuator 5 öffnenden Rückschlagventil 53 in den Aktuatordruckraum bzw. Druckraum 37 strömen kann. Beispielsgemäß ist Druckraum 37 außerdem in einem unbetätigten Zustand des Kolbens 36 über ein oder mehrere Schnüffellöcher mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Diese Verbindung zwischen Druckraum 37 und Druckmittelvorratsbehälter 4 wird bei einer (ausreichenden) Betätigung des Kolbens 36 in Betätigungsrichtung 27 getrennt.

In der Bremsversorgungsleitung 13 ist ein elektrisch betätigbares, stromlos offenes Kreistrennventil 40 angeordnet, durch welches das Bremssystem in zwei hydraulische Teilkreise aufgeteilt ist. Die Bremsversorgungsleitung 13 ist aufgeteilt in einen ersten Leitungsabschnitt 13a, welcher (über das Trennventil 23) mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt 13b im zweiten hydraulischen Teilkreis, welcher (über das Zuschaltventil 26) mit der Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden ist. Der erste Leitungsabschnitt 13a ist mit den Einlassventilen 6a, 6b der Radbremsen 8a, 8b verbunden und der zweite Leitungsabschnitt 13b ist mit den Einlassventilen 6c, 6d der Radbremsen 8c, 8d verbunden.

Bei geöffnetem Kreistrennventil 40 ist die Bremsanlage einkreisig ausgeführt. Durch Schließen des Kreistrennventils 40 kann die Bremsanlage, insbesondere situationsgerecht gesteuert, in zwei hydraulische Teilkreise, die Bremskreise I und II aufgetrennt oder aufgeteilt werden. Dabei ist im ersten Bremskreis I der Hauptbremszylinder 2 (über das Trennventil 23) mit nur noch den Einlassventilen 6a, 6b der Radbremsen 8a, 8b der Vorderachse VA verbunden, und im zweiten Bremskreis II die Druckbereitstellungseinrichtung 5 (bei geöffnetem Zuschaltventil 26) mit nur noch den Radbremsen 8c und 8d der Hinterachse HA verbunden.

Die Eingangsanschlüsse aller Einlassventile 6a-6d können bei offenem Kreistrennventil 40 mittels der Bremsversorgungsleitung 13 mit einem Druck versorgt werden, der in einer ersten Betriebsart (z. B. ,,Brake-by-Wire“-Betriebsart) dem Bremsdruck entspricht, der von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 bereitgestellt wird. Die Bremsversorgungsleitung 13 kann in einer zweiten Betriebsart (z. B. in einer stromlosen Rückfallbetriebsart) mit dem Druck der Druckkammer 17 des Hauptbremszylinders 2 beaufschlagt werden. Vorteilhafterweise umfasst die Bremsanlage eine Pegelmesseinrichtung 50 zur Bestimmung eines Druckmittelpegels/-standes in dem Druckmittelvorratsbehälter 4.

Beispielsgemäß sind die hydraulischen Komponenten, nämlich der Hauptbremszylinder 2, die Simulationseinrichtung 3, die Druckbereitstellungseinrichtung 5, die Ventilanordnung mit den hydraulischen Ventilen 6a-6d, 7a-7d, 23, 26, 40 und 32 sowie die hydraulischen Verbindungen inklusive der Bremsversorgungsleitung 13, zusammen in einer hydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 (HCU) angeordnet. Der hydraulischen Steuer- und Regeleinheit 60 ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) 12 zugeordnet. Bevorzugt sind hydraulische und elektronische Steuer und Regeleinheit 60, 12 als eine Einheit (HECU) ausgeführt

Das Bremssystem umfasst einen Drucksensor 19 bzw. Systemdrucksensor zur Erfassung des von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 bereitgestellten Druckes. Der Drucksensor 19 ist hierbei von der Druckkammer 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 gesehen hinter dem Zuschaltventil 26 angeordnet.

Die beiden Hinterradbremsen 8c, 8d sind zusätzlich zu der hydraulischen Aktuation mit je einer integrierten Parkbremsen 48c, 48d ausgestattet, welche als elektromechanische Parkbremsen ausgeführt sind.

In einem normalen Betriebsmodus ist das Trennventil 23 geschlossen und das Zuschaltventil 26 und das Kreistrennventil 40 geöffnet, sodass der hydraulische Druck in allen Radbremsen 8a bis 8d durch den Linearaktuator 5 gestellt wird. Wird nun im Stillstand des Kraftfahrzeugs für eine längere Zeitdauer ein Bremsdruck aufrechterhalten, so muss der Linearaktuator durchgegehend eine Gegenkraft zum hydraulischen Druck halten, wozu dieser mit einer von null verschiedenen elektrischen Leistung betrieben wird. Dies kann zu einer Überhitzung des Linearaktuators 5 führen. Wird das Überschreiten eines Temperaturschwellwerts festgestellt, wird erfindungsgemäß in den Haltemodus umgestellt. In der Figur 2 ist nun eine weitere Ausführungsform einer Bremsanlage dargestellt. Die Verbindung zu den Vorderradbremsen 8a, 8b ist durch eine weitere Bremseinheit 54 mit je einem Umschaltventil 59a, 59b geführt, welches im Normalbetrieb geöffnet ist. Die weitere Bremseinheit umfasst aus Redundanzgründen eine weitere Druckbeaufschlagungseinrichtung 57, welche als zwei hydraulische Pumpen 57a, 57b mit einem gemeinsamen Motor ausgeführt ist. Die hydraulische Pumpen 57a, 57b sind saugseitig über je ein normal geschlossenes Pumpentrennventil 58a, 58b mit einem zugehörigen Niederdruckspeicher 55a, 55b verbunden, welcher wiederum eine Verbindung an das Bremsflüssigkeitsreservoir 4 aufweist. Die Niederdruckspeicher 55a, 55b sind außerdem durch ein weiteres Ventil 56a, 56b jeweils mit der zugehörigen Radbremse 8a, 8b verbunden.

Die Ansteuerung der hydraulischen Pumpe 57 und des Linearaktuators 5 kann durch zwei getrennte Steuergeräte erfolgen.

Fig. 3 zeigt einen entsprechenden Ablauf mit dem Systemdruck 70 und dem Ventilstrom 60 des Zuschaltventils 26. Der Ventilstrom 60 des Zuschaltventils 26 wird kurzzeitig auf den Öffnungsstrom 61 erhöht, wodurch das Zuschaltventil 26 öffnet. Danach wird der Ventilstrom 60 auf einen Haltestrom 62 reduziert, der das Zuschaltventil 26 offenhält. Während das Zuschaltventil 26 geöffnet ist, wird durch den Linearaktuator 5 ein hydraulischer Druck aufgebaut und der Systemdruck 70 steigt entsprechend an.

Zum Umschalten in den Haltemodus wird nun das Zuschaltventil 26 geschlossen, wodurch der hydraulische Druck in den Radbremsen 8a bis 8d eingesperrt wird. Dazu wird der Ventilstrom 60 des Zuschaltventils 26 vom Haltestrom 62 auf einen Schließstrom 63 reduziert. Der elektrische Strom des Linearaktuators 5 kann entsprechend abgeschaltet werden, sodass sich der Linearaktuator abkühlen kann. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, verbleibt der eingesperrte hydraulische Druck jedoch nicht unverändert auf dem Anfangsniveau, da sämtliche hydraulische Einheiten, insbesondere die hydraulischen Ventile der Ventilanordnung einen gewissen Leckagestrom aufweisen.

Erfindungsgemäß wir daher der Systemdruck 70 überwacht. Zu einem Zeitpunkt 71 sinkt der Systemdruck 70 unterhalb eines Schwellwerts 73 ab, der bei 90% des Ursprungswerts 74 bei Übergang in den Haltemodus gelegt ist. Entsprechend wird erfindungsgemäß in einen Ersatzmodus umgeschaltet.

In einer ersten Ausführungsform wird in einen Parkbremsmodus als Ersatzmodus geschaltet. Dazu werden die elektromechanischen Parkbremsen 48c, 48d angezogen, wodurch das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird. Die hydraulische Bremsanlage kann daher abgeschaltet werden oder zumindest derart umgeschaltet werden, dass sämtliche Komponenten abkühlen können, um zu einem späteren Zeitpunkt wieder voll einsatzbereit zu sein.

In einer zweiten Ausführungsform wird in einen Kooperativmodus als Ersatzmodus geschaltet. Dies ist möglich bei der Bremsanlage der Fig. 2, welche neben dem Linearaktuator 5 noch eine weitere Druckbereitstellungseinrichtung 57 aufweist. Hierbei werden die elektrischen Pumpen 57a und 57b angesteuert den Bremsdruck in den Radbremsen 8a und 8b zu erhöhen. Sobald ein Zieldruck erreicht ist, kann der Druck wiederum eingesperrt werden. Der Kooperativmodus kann auch mit dem Parkbremsmodus kombiniert werden, indem gleichzeitig an der Hinterachse die elektromechanischen Parkbremsen 48c, 48d aktiviert werden.

In einer dritten Ausführungsform wird in den Halbmodus als Ersatzmodus geschaltet. Hierbei wird ein Kreistrennventil 40 geschlossen, um die Bremsanlage in zwei Teilkreise zu trennen. Die Radbremsen 8c und 8d der Hinterachse verbleiben dann in einem Zustand, indem der hydraulische Druck eingesperrt ist. An der Vorderachse wird der Raddruck der Radbremsen 8a und 8b durch kurzzeitiges Öffnen der Auslassventile an den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder 2 angepasst. Sobald im Wesentlichen Druckgleichheit herrscht, wird das Trennventil 23 geöffnet, wodurch der Hauptbremszylinder 2 mit den Radbremsen 8a, 8b strömungsoffen verbunden wird. Der Fahrer erlangt damit direkte Kontrolle über die Vorderradbremsen. Sollte die Bremskraft nicht genügen, um das Fahrzeug im Stillstand zu halten, kann dieser das Bremspedal nachtreten, um die Bremskraft zu erhöhen. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der Ersatzmodi wird somit verhindert, dass die Bremsanlage direkt in eine hydraulische Rückfallebene schalten muss, in welcher nur noch der Fahrer über den Flauptbremszylinder den erforderlichen Bremsdruck aufbauen muss.

Bezugszeichenliste:

1 Bremspedal

2 Hauptbremszylinder

3 Simulationseinrichtung

4 Druckmittelvorratsbehälter

5 Druckbereitstellungseinrichtung

6 a bis d Einlassventile

7 a bis d Auslassventile

8 a bis d Radbremse

9 Rückstellfeder

12 Steuersystem

13 Bremsversorgungsleitung

14 Rücklaufleitung

16 Gehäuse

17 Druckkammer

19 Systemdrucksensor

20 Hauptzylinderdrucksensor

22 erste Zufuhrleitung

23 Trennventil

24 Kolbenstange

25 Wegsensor

26 Zuschaltventil

29 Simulatorkammer

30 Simulatorrückkammer

31 Simulatorkolben

32 Simulatorfreigabeventils

33 Elastisches Element

35 Kolben

36 Elektromotor

37 Druckraum

38 Zufuhrleitung

39 Rotations-T ranslationsgetriebe 40 Kreistrennventil

41 Druckausgleichsleitung

42 Leitung

44 Rotorlagensensor 50 Füllstandssensor

53 Rückschlagventil

54 Umschaltventil

55 Niederdruckspeicher

56 Nachsaugventil 57 Hydraulische Pumpe

58 Pumpentrennventil

60 Ventilstrom

61 Öffnungsstrom

62 Haltestrom 63 Schließstrom

70 Systemdruck

71 Umschaltzeitpunkt

72 Schwellwert

73 Ursprungswert