DE4229041A1 - Fahrzeug-bremssteuersystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein ausfallsicheres System und eine Bremsbetätigungsvorrichtung einer Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung. Insbesondere ist die Erfindung auf ein ausfallsicheres System für eine Fahrzeugbremssteuervorrichtung gerichtet, die sowohl ein elektrisches Bremssystem (sogenannte Kabeltypbremsvorrichtung) als auch ein mechanisches Hilfsbremssystem aufweist und in der Lage ist, das mechanische Bremssystem unverzüglich zu betätigen, wenn bei der elektrischen Bremsvorrichtung ein unerwarteter Fehler auftritt. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Bremsbetätigungsvorrichtung, bei der das obenerwähnte ausfallsichere System angewandt wird.

Eine konventionelle Bremssteuervorrichtung mit einem Kabelsystem, in dem elektrische Signale angewandt werden, um das Bremssystem zu betätigen, ist aus US-PS 48 02 562 und JP-Hei-2-2 67 056 bekannt. In dieser konventionellen Bremsvorrichtung wird eine auf das Bremspedal ausgeübte Niederdrückkraft oder der Hub des Bremspedals durch einen Sensor abgetastet. Ein elektrischer Steuerteil steuert eine Bremsbetätigungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Sensors, so daß die an den Fahrzeugrädern angeordneten Radzylinder mit einem gewünschten Bremsdruck beaufschlagt werden. Das durch Kabel gesteuerte System der Bremsvorrichtung dieser Art ist tatsächlich vor allem deshalb vorteilhaft, weil es leicht auf ein Anti-Blockier-Bremssystem und/oder ein Traktionsüberwachungssystem anwendbar ist, da sich die elektrischen Signale für verschiedene Steuerarten benutzen lassen. Weiterhin ist zu erwarten daß der Verwendungsbedarf solcher elektrischer Bremssteuerapparate zunimmt, da die Steuerung der Bremskraft relativ einfach ist im Vergleich zur Steuerung bei anderen herkömmlichen Bremsvorrichtungen. Die elektrische Steuerung führt jedoch zu dem Problem, daß keine Steuerung mehr möglich ist, wenn ein unerwarteter elektrischer Defekt auftritt, beispielsweise beim Sensor, oder ein Zusammenbruch in den elektrischen Leitungen, da in einem über Kabel gesteuerten Bremssystem die gesamte Operation des Bremssteuerapparats nur von dem elektrischen Signal abhängt, das der Sensor abgibt, der die Niederdrückkraft am Bremspedal oder den Hub des Bremspedals abtastet. Dies ist verschieden von früheren konventionellen mechanischen Bremsbetätigungsstrukturen, die den hydraulischen Druck oder ein mechanisches Lenkersystem für diese Funktion benutzen. Demzufolge ist bei den konventionellen elektrisch betätigten Bremsbetätigungsapparaten ein ernsthaftes Sicherheitsproblem gegeben.

Weiterhin ist bei den aus den beiden vorerwähnten Entgegenhaltungen bekannten Bremsbetätigungsvorrichtungen, die einen über Kabel gesteuerten Bremsapparat benutzen, ein Bremsventil oder dgl. vorgesehen, das zur Betätigung anspricht und einen anderen Kolben beaufschlagt, um den Bremsdruck zu erzeugen. Ein solcher Aufbau ist jedoch kompliziert.

Die vorliegende Erfindung ist auf die vorerwähnten Schwierigkeiten oder Probleme abgestellt, die bei konventionellen Bremsvorrichtungen unvermeidbar sind. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein ausfallsicheres Bremssystem zu schaffen, das sowohl ein über Kabel gesteuertes System als auch ein mechanisches Bremssystem enthält, wobei die beiden Systeme zusammengebaut und in der Lage sind, einen gewünschten Bremsdruck zu erzeugen, auch wenn ein unerwarteter elektrischer Defekt im elektrischen Bremssystem aufgetreten ist.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen im Aufbau einfachen Bremsbetätigungsapparat zu schaffen, der sich zweckmäßig in dem ausfallsicheren Bremssteuersystem verwenden läßt und eine erhebliche Sicherheitserhöhung erbringt.

Diese und weitere Ziele der Erfindung werden dadurch erreicht, daß eine Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung vorgeschlagen wird, in der ein Bremsdruck in Abhängigkeit von einem Signal einer elektronischen Steuereinheit erzeugt wird, mit der der Bremsdruck in den Fahrzeugrädern zur Wirkung kommt, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß erfindungsgemäß ein mechanisches Bremssteuersystem automatisch betätigt wird, sobald ein unerwarteter elektrischer Fehler in einem elektrischen Bremssteuersystem aufgetreten ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die vorerwähnten Ziele durch ein Bremssteuersystem für ein Fahrzeug, bei dem der Bremsdruck durch einen Bremsbetätigungsapparat in Abhängigkeit von einem Signal einer elektronischen Steuereinheit erzeugt wird, mit dem der Bremsdruck auf die Fahrzeugräder zur Wirkung gebracht wird, dadurch erreicht werden, daß ein Magnetventil zwischen einer hydraulischen druckerzeugenden Vorrichtung und einem Fluiddurchgang vorgesehen ist, der sich zwischen dem Bremsbetätiger und den Radzylindern der Fahrzeugräder befindet. In einem Notfall wird das Magnetventil umgeschaltet, so daß der hydraulische Druck, der im den hydraulischen Druck erzeugenden Apparat aufgebaut worden ist, zu den Fahrzeugrädern gelangt.

Während des Normalbetriebes mit ordnungsgemäß arbeitender Bremsvorrichtung, in die das Kabelsystem integriert ist, verharrt das Magnetventil in einer ersten Schaltstellung. In dieser Schaltstellung ist der Fluiddurchgang abgesperrt, der eine Verbindung zwischen einem Hauptzylinder und den Fahrzeugrädern herstellt. Sobald eine abnormale Betriebssituation in dem Kabelsystem aufgetreten ist, schaltet das Magnetventil jedoch in eine zweite Schaltstellung um, in der der Hauptzylinder mit den Fahrzeugrädern in Strömungsverbindung steht, so daß der hydraulische Druck aus dem Hauptzylinder den Radzylindern bei den Fahrzeugrädern zugeführt wird. Konsequenterweise wird, während das Magnetventil seine erste Schaltstellung hält, die Bremsbetätigungsvorrichtung durch ein Signal einer elektronischen Steuereinheit betätigt, damit die Fahrzeugräder gebremst werden. Hingegen wird in einem Notfall das Magnetventil umgeschaltet in seine zweite Schaltstellung, damit der hydraulische Druck, der im Hauptzylinder aufgebaut wurde, die Fahrzeugräder zu bremsen vermag.

Zweckmäßige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Konzepts eines ausfallsicheren Systems eines Fahrzeug-Bremssteuer­ apparats gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Brems­ betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Schaltbild eines Konzepts des ausfallsicheren Systems einer Fahrzeug-Bremssteuervor­ richtung gemäß eines zweiten Aus­ führungsbeispiels der vorliegen­ den Erfindung; und

Fig. 4 ein Schaltbild eines Konzepts des ausfallsicheren Systems einer Fahrzeug-Bremssteuervor­ richtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das ausfallsichere System der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 weist ein Bremspedal 1, einen Hauptzylinder 2 und einen Sensor 3 zum Abtasten der Niederdrückkraft auf, die auf das Bremspedal 1 ausgeübt wird. Der Hauptzylinder 2 dient als einen hydraulischen Druck erzeugende Vorrichtung. Der Hauptzylinder 2 ist mit einer Hydraulikleitung 10 zu den Radzylindern 9 (aller Fahrzeugräder bei dieser Ausführungsform) über ein Magnetventil 8 verbunden, das zwischen einer ersten Schaltstellung A und einer zweiten Schaltstellung B umschaltbar ist und die nachfolgend erläuterten Funktionen hat. Die Hydraulikleitung 10 ist ferner über das Magnetventil 8 mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung 6 verbunden, die in der Lage ist, einen Bremsdruck über ein elektrisches Kabelsystem zu erzeugen. Der Aufbau der Bremsbetätigungsvorrichtung 6 wird nachstehend erläutert.

Das Magnetventil 8 ist elektrisch mit einer Batterie 7 über ein Relais 4 und einen Zündschalter 5 verbunden. Die Batterie 7 ist im Fahrzeug angebracht. Sobald der Zündschalter 5 eingeschaltet wird, springt das Relais 4 an, so daß das Magnetventil 8 in seine Schaltstellung B schaltet, in der die Bremsbetätigungsvorrichtung 6 mit der Hydraulikleitung 10 verbunden ist. Sobald ein abnormaler Zustand im vorerwähnten elektrischen Kreis auftritt, wird jedoch das Relais 4 nicht betätigt, so daß das Magnetventil 8 in seiner Schaltstellung A mangels eines Erregerstromes zum Magnetventil 8 verharrt oder die Schaltstellung A einnimmt, so daß der Hauptzylinder 2 in der Lage ist, die Hydraulikleitung 10 mit Druck zu versorgen. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 11 ist mit dem Sensor 3 verbunden, der die Niederdrückkraft des Bremspedals 1 abtastet, ferner mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 6 und dem Relais 4. Sobald der Sensor 3 ein Signal abgibt, das der Niederdrückkraft des Bremspedals 1 entspricht und dieses Signal an die elektronische Steuereinheit 11 übertragen wird, erzeugt die elektronische Steuereinheit 11 eine elektrische Spannung, die dem Ausgangssignal des Sensors 3 proportional ist und überträgt diese Spannung an die Bremsbetätigungsvorrichtung 6. Daraufhin beginnt die Bremsbetätigungsvorrichtung 6 mit der Erzeugung des gewünschten Bremsdrucks, der dann an die Radzylinder 9 übertragen wird.

Wie oben erwähnt, hält das Magnetventil 8 seine Schaltstellung B, wenn die Bremsvorrichtung normal mit dem elektrischen Kabelsystem arbeitet. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 6 steht dann mit der Hydraulikleitung 10 in Verbindung, während die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 2 und der Hydraulikleitung 10 abgesperrt ist. Auf diese Weise wird der Bremsdruck, der in der Bremsbetätigungsvorrichtung erzeugt wird, den Radzylindern 9 zugeführt, um die Fahrzeugräder zu bremsen. Hingegen wird, sobald das Kabelbremssystem fehlerhaft wird, keine elektrische Spannung von der elektronischen Steuereinheit 11 an das Relais 4 geliefert, so daß das Magnetventil 8 in seine Schaltstellung A schaltet, in der der Hauptzylinder 2 mit der Hydraulikleitung 10 verbunden ist, so daß der im Hauptzylinder 2 erzeugte hydraulische Druck auf die Radzylinder 9 der Fahrzeugräder übertragen wird.

Bei der vorerwähnten ersten Ausführungsform tastet der Sensor 3 die Niederdrückkraft am Bremspedal ab. Jedoch soll die Erfindung darauf oder dadurch nicht beschränkt sein. Beispielsweise könnte auch ein anderer Sensor benutzt werden, der mittels eines Potentiometers, das mit dem Bremspedal vereinigt ist, die Position des Bremspedals abtastet, oder einen bestimmten Hubweg des Bremspedals feststellt und dazu ein Foto-Zwischenelement benutzt.

Der Aufbau der Bremsbetätigungsvorrichtung 6 wird nachstehend anhand der Fig. 2 erläutert.

Fig. 2 ist ein Schnitt der Bremsbetätigungsvorrichtung 6 gemäß vorliegender Erfindung. Gemäß Fig. 2 ist in der Bremsbetätigungsvorrichtung 6 ein Motor 20 enthalten, der über ein Ritzel 21 ein Zahnrad 22 treibt, an dem eine Schraube 23 befestigt ist, die als Schraubantriebsglied dient. Mit der Schraube 23 ist ein Kolben 24 über eine Schraubverbindung verbunden, der in einer Kammer 28 zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks enthalten ist. Oberhalb der Kammer 28 ist ein Reservoir 27 in einem Gehäuse 29 enthalten, das die vorerwähnten Komponenten enthält. Der Kolben 24 ist verschiebbar in einem Zylinderabschnitt im Inneren des Gehäuses 29 geführt. Die Schraube 23 greift in eine verschraubbare Mutter 30 ein, die mit dem Kolben 24 verbunden ist. In der Mutter 30 ist eine Längsnut 25 vorgesehen, die sich in Längsrichtung der Schraube 23 erstreckt. In die Längsnut 25 greift ein Drehsicherungselement 26 ein, das die Mutter 30 gegen ein Mitdrehen mit der Schraube 23 hindert. Eine Feder 31 in der Kammer 28 beaufschlagt den Kolben 24 ständig in Fig. 2 nach rechts.

Bei der Ausbildung der Bremsbetätigungsvorrichtung 6 wird der Motor 20 über ein Signal von der elektronischen Steuereinheit 11 gesteuert. Über das Ritzel 21 und das Zahnrad 22 wird die Schraube 23 verdreht. Die Drehbewegung der Schraube 23 wird auf die Mutter 30 übertragen, die geradlinig entlang der Schraube 23 in Fig. 2 nach links gleitet, wobei sie wegen des Eingriffs des Elements 26 keine Drehbewegung ausführen kann. Durch die Gleitbewegung der Mutter 30 wird der damit verbundene Kolben 24 in Fig. 2 nach links gegen die elastische Kraft der Feder 31 verschoben, worauf in der Kammer 28 ein gewünschter hydraulischer Druck aufgebaut wird. Der hydraulische Druck, der in der Kammer 28 erzeugt wird, wird auf die Radzylinder 9 der Räder zu deren Bremsung übertragen. Sobald der Motor 20 anhält, wird keine Antriebskraft mehr vom Motor 20 auf die Schraube 23 übertragen. Der Kolben 24 kehrt unter der elastischen Kraft der Feder 31 in seine Ausgangslage zurück. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 6 gemäß der Erfindung kann demzufolge die Fahrzeugräder bremsen, sobald der Motor über das elektrische System betätigt wird, wobei die Vorrichtung aber auch einen mechanischen Aufbau mit dem Hauptzylinder 2 aufweist.

Der Betrieb der Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend im Detail erläutert, und zwar sowohl die Betriebsweise mit dem elektrischen Kabelsystem als auch die Betriebsweise mit dem mechanischen System.

Bremssteuerung mit dem Kabelsystem:

Wenn die Bremsvorrichtung mit dem elektrischen Kabelsystem normal arbeitet, nimmt das Magnetventil 8 seine Schaltstellung B ein, da das Relais 4 aktiviert ist. Der Bremsdruck wird durch ein Signal von der elektronischen Steuereinheit 11 gesteuert. Wird das Bremspedal 1 niedergedrückt, so daß der Sensor 3 eine Niederdrückkraft oder einen bestimmten Hubweg des Bremspedals 1 abtasten kann, wird die Bremsbetätigungsvorrichtung 6 durch das Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 11 betrieben, so daß die Fahrzeugräder über die Radzylinder 9 entsprechend gebremst werden. Bei dieser Betriebsweise wird der Bremsdruck elektrisch durch ein Signal des Sensors 3 gesteuert. Jedoch schaltet das Bremssystem mit dem elektrischen Kabelsystem das Magnetventil 8 sofort aus seiner Schaltstellung B in die Schaltstellung A, wenn ein Defekt auftritt in den Signalen des Sensors 3 oder der Batterie 8, so daß das Steuersystem von dem elektrischen Kabelsystem auf ein mechanisches System überwechselt.

Bremssteuerung mit dem mechanischen System:

Sobald im elektrischen Kabelsystem ein Defekt aufgetreten ist, wechselt das Magnetventil 8 in seine Schaltstellung A, z. B., weil wie üblich sein Ventilglied durch eine Rückstellfeder beaufschlagt oder gegebenenfalls ein Vorsteuerdruck aus dem Hauptzylinder 2 für diese rückstellende Funktion eingesetzt wird. In der Schaltstellung A des Magnetventils 8 beaufschlagt der hydraulische Druck, der im Hauptzylinder 2 erzeugt wurde, die Radzylinder 9 in den Fahrzeugrädern, um diese zu bremsen.

Wenn das elektrische Kabelsystem betätigt wird, d. h., wenn das Bremssteuersystem im Normalbetrieb arbeitet, erzeugt der Hauptzylinder 2 ebenfalls einen hydraulischen Druck, weil das Bremspedal niedergedrückt wird. Jedoch kann dieser hydraulische Druck durch ein nicht-gezeigtes Rückschlagventil in das Reservoir 27 rückgeführt werden. Denkbar ist es auch, das System so auszubilden, daß der hydraulische Druck nur dann erzeugt wird, wenn das Bremspedal einen vorbestimmten Hubweg überschritten hat. Denkbar ist es auch, einen zusätzlichen Druckspeicher zwischen dem Magnetventil 8 und dem Hauptzylinder 2 vorzusehen. Mit einer dieser vorerwähnten Maßnahmen wird in dem Bremssteuerapparat vermieden, daß durch den unerwünschten hydraulischen Druck des Hauptzylinders bei normalem Betrieb mittels der elektrischen Ansteuerung Probleme auftreten. Wird ein Druckspeicher benutzt, läßt sich der hydraulische Druck für eine Traktionskontrolle einsetzen, während das Magnetventil 8 erregt ist.

Im Schaubild von Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines ausfallsicheren Systems einer Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung entsprechend der Erfindung dargestellt. Gleiche Teile und Komponenten dieser zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.

In dem ausfallsicheren System der Fig. 3 ist der Hauptzylinder 2 mit einer Hydraulikleitung 110 zu den Radzylindern eines Paars 109 von Fahrzeugrädern (den Vorderrädern in diesem Fall) über ein Magnetventil 108 verbindbar. Das Magnetventil 8 ist zwischen den Schaltstellungen A und B umschaltbar und hat die nachstehend erläuterten Funktionen.

Die Hydraulikleitung 110 ist über das Magnetventil 108 ferner mit einer ersten Bremsbetätigungsvorrichtung 106a verbindbar, mit der ein Bremsdruck über ein elektrisches Kabelsystem erzeugbar ist. Ein anderes Paar von Fahrzeugrädern 111 (in diesem Fall die Hinterräder) sind über eine Hydraulikleitung 112 mit einer zweiten Bremsbetätigungsvorrichtung 106B verbunden. Der Aufbau der ersten und der zweiten Bremsbetätigungsvorrichtungen 106a und 106b dieser Ausführungsform ist gleich wie bei der ersten Ausführungsform von Fig. 2. Eine spezielle Beschreibung dieser Bremsbetätigungsvorrichtungen ist deshalb entbehrlich.

Bei normalen Betriebsbedingungen, bei denen die Bremsvorrichtung mit dem elektrischen Kabelsystem gesteuert wird, nimmt das Magnetventil 108 seine Schaltstellung A ein. Die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 2 und der Hydraulikleitung 110 ist unterbrochen. Sobald eine abnormale Kondition in dem elektrischen Kreis auftritt, wird jedoch das Magnetventil 108 in seine Schaltstellung B umgeschaltet, so daß der Hauptzylinder 2 mit der Hydraulikleitung 110 verbunden ist und der in ihm erzeugte hydraulische Druck der Hydraulikleitung 110 zugeführt wird. Wenn hingegen die Bremsvorrichtung normal mit dem elektrischen Kabelsystem arbeitet, hält das Magnetventil 108 seine Schaltstellung A gemäß Fig. 3 ein. Die Bremsbetätigungsvorrichtungen 106A und 106B werden durch ein Signal einer elektronischen Steuereinheit 105 (ECU) gesteuert, so daß der Bremsdruck zu den Fahrzeugrädern 109 und 111 gelangt, um diese zu bremsen. Wenn jedoch das elektrische Kabelbremssystem fehlerhaft wird, schaltet das Magnetventil 108 in seine Schaltstellung B, in der der Hauptzylinder 2 mit der Hydraulikleitung 110 verbunden ist, so daß der im Hauptzylinder 2 erzeugte hydraulische Druck zu den Bremsen der Fahrzeugräder 109 geführt wird.

Die elektronische Steuereinheit 105 ist mit dem Sensor 3 verbunden, der eine Niederdrückkraft am Bremspedal 1 oder den Hubweg des Bremspedals 1 abtastet, und ferner mit den Bremsbetätigungsvorrichtungen 106A und 106B sowie mit einem hydraulischen Drucksensor 107. Die elektronische Steuereinheit 105 führt dabei folgende Funktionen aus.

Sobald der Sensor 3 ein Signal abgibt, das der Niederdrückkraft oder dem Hubweg des Bremspedals 1 entspricht und dieses Signal an die elektronische Steuereinheit 105 übertragen wird, erzeugt diese eine Spannung, die dem Ausgangssignal des Sensors 3 proportional ist. Diese Spannung wird den Bremsbetätigungsvorrichtungen 106A und 106B aufgegeben, die beginnen, den gewünschten Bremsdruck zu erzeugen und an die Fahrzeugräder 109 und 111 zu übertragen. Die elektronische Steuereinheit 105 steuert dabei die Bremsbetätigungsvorrichtungen 106A und 106B in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des hydraulischen Drucksensors 7 während der Steueroperation, die mittels des elektrischen Kabelsystems eingeleitet wird. Ferner schaltet die elektronische Steuereinheit das Steuersystem von dem elektrischen Kabelsystem auf das mechanische Bremssystem um, sobald eine abnormale Betriebsweise in dem Kabelsystem oder in den Signalen von einem Batteriesensor 104 auftritt.

Der Betrieb der Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachstehend erläutert, wobei sowohl die Betriebsweise mit dem elektrischen Kabelsystem als auch die Betriebsweise des mechanischen Systems erläutert werden.

Bremssteuerung mit dem elektrischen Kabelsystem:

Wenn das Bremssteuersystem mit dem elektrischen Kabelsystem normal arbeitet, wird der Bremsdruck durch ein Signal der elektronischen Steuereinheit 105 gesteuert. Dabei wird, sobald das Bremspedal 1 niedergedrückt wird und der Sensor 3 eine Niederdrückkraft oder einen bestimmten Hubweg des Bremspedals 1 feststellt, jede Bremsbetätigungsvorrichtung 106A und 106B in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 105 wie oben erläutert betätigt, so daß die Fahrzeugräder 109 und 111 entsprechend gebremst werden. Auf diese Weise wird der Bremsdruck durch ein Signal vom Sensor 3 oder vom hydraulischen Drucksensor 107 elektrisch gesteuert. Die Bremsvorrichtung des elektrischen Kabelsystems schaltet jedoch das Magnetventil 108 sofort um, wenn ein elektrischer Defekt in der Signalform des Sensors 3, des Batteriesensors 104 oder des hydraulischen Drucksensors 107 aufgetreten ist, um auf diese Weise das Steuersystem vom elektrischen Kabelsystem auf das mechanische System umzuschalten.

Bremssteuerung mit dem mechanischen System:

Sobald irgendein Defekt in dem elektrischen Kabelsystem aufgetreten ist, schaltet das Magnetventil 108 von seiner Schaltstellung A in die Schaltstellung B um. Der hydraulische Druck, der im Hauptzylinder 2 erzeugt wird, wird auf die Fahrzeugräder 109 gebracht, um diese zu bremsen.

Fig. 4 ist ein Schaltbild eines Konzepts eines ausfallsicheren Systems einer Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Teile und Komponenten der Ausführungsform von Fig. 4 sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 1 und 3.

Bei der dritten Ausführungsform ist der hauptsächliche Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, daß eine Hydraulikleitung 210, die mit dem Hauptzylinder 2 und den Radzylindern in den Rädern 109 verbindbar ist, stromauf zweier Magnetventile 281 und 282 in zwei Leitungen aufgeteilt ist, deren jede ein Bremsbetätigungsvorrichtung 206A1 und 206A2 enthält. Die anderen Bauteile und Komponenten sind gleich wie bei der zweiten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind dementsprechend die rechten und linken Fahrzeugräder 109 voneinander unabhängig steuerbar. Diese Anordnung führt zu einer Verbesserung der Sicherheit.

Wie oben beschrieben, wird die Bremssteuerung mit dem Fahrzeugbremssteuerapparat gemäß der Erfindung bei normalem Betrieb mittels des elektrischen Kabelsystems vorgenommen. Sobald jedoch ein unerwarteter elektrischer Defekt aufgetreten ist, z. B. ein Fehler der Sensoren oder ein Zusammenbruch der elektrischen Kabel, dann wird die Bremsbetätigungsvorrichtung über das mechanische Bremssteuersystem gesteuert. Auf diese Weise ist die Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung in ihrer Sicherheit außerordentlich verbessert.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird der Motor angetrieben, um den im Zylinder angeordneten Kolben zu verschieben und auf diese Weise einen gewünschten hydraulischen Druck zu übertragen, der in der hydraulischen Druckerzeugerkammer entsteht. Auf diese Weise kann die Bremsbetätigungsvorrichtung in ihrem Aufbau einfach ausgebildet sein.

Die Erfindung ist jedoch nicht darauf oder dadurch beschränkt. Es kann nämlich auch eine andere Art einer Bremsbetätigungsvorrichtung verwendet werden, in der ein Kolben durch die Betätigung eines Linearmotors verschoben wird. Ferner ist es denkbar, den Kolben durch ein piezo-elektrisches Element zu verstellen, wie dies aus der US-PS 48 02 562 bekannt ist. Weiterhin, obwohl das mechanische Bremssteuersystem zunächst nur für die Vorderräder benutzt wird, kann es für alle vorgesehenen Räder benutzt werden oder auch nur für die Hinterräder.

Wie vorstehend erläutert wurde, sind erfindungsgemäß in dem ausfallsicheren Bremssystem sowohl das elektrische Kabelbremssystem als auch das mechanische Bremssystem zusammengebaut. Auf diese Weise ist das Bremssteuersystem in der Lage, den gewünschten Bremsdruck auch dann zu erzeugen, wenn in dem elektrischen Bremssystem ein unerwarteter elektrischer Defekt auftritt.

Claims (20)

1. Fahrzeug-Bremssteuersystem mit einem Hauptzylinder (2) zum Erzeugen eines Bremsdrucks, gekennzeichnet durch

• - einen Sensor (3, 107) zum Erzeugen eines einen Betätigungszustand eines Bremspedals (1) des Fahrzeuges repräsentierenden elektrischen Signals,
• - einer Bremsbetätigungseinrichtung (6, 106A, 106B, 106A1, 106B1) zum Erzeugen eines Bremsdrucks mittels eines elektrischen Signals,
• - Einrichtungen zum Steuern der Bremsbetätigungsmittel (6, 106A, 106B, 106A1, 106B1) auf der Basis eines Ausgangssignals des Sensors (3, 107),
• - mit den Fahrzeugrädern (109, 111) verbundene Ventileinrichtungen, die zwischen einer ersten Schaltstellung (A) und einer zweiten Schaltstellung (B) umschaltbar sind, wobei die Ventileinrichtungen die erste Schaltstellung bei normalem Betrieb einnehmen, so daß der Bremsdruck, der in den Bremsbetätigungseinrichtungen erzeugt wird, an die Fahrzeugräder übertragen wird, und wobei die Ventileinrichtungen in die zweite Schaltstellung schaltbar sind, sobald ein elektrischer Defekt aufgetreten ist, wodurch die Verbindung zwischen den Bremsbetätigungseinrichtungen und den Fahrzeugrädern abgesperrt und der im Hauptzylinder (2) erzeugte Bremsdruck an die Fahrzeugräder bzw. deren Radzylinder (9) geleitet wird.

2. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen wenigstens ein Magnetventil (8, 108, 281, 282) aufweisen, das mittels eines elektrischen Signals schaltbar ist.

3. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (8, 108, 281, 282) durch ein Relais (4) ansteuerbar ist, das zwischen dem Magnetventil und einer im Fahrzeug angeordneten Batterie (7) angeordnet ist.

4. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (8, 108, 281, 282) durch die Steuereinrichtungen schaltbar ist.

5. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor (3) eine Niederdrückkraft abtastbar ist, die auf das Bremspedal (1) ausgeübt wird.

6. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor (3) ein Hubweg des Bremspedals (1) abtastbar ist.

7. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sensor (107) ein Fluiddruck in den Ventileinrichtungen abtastbar ist.

8. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen ein einzelnes Magnetventil (8) aufweisen, das mit beiden linken und rechten Vorderrädern (109) in Verbindung steht.

9. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen ein Paar Magnetventile (281, 282) aufweist, deren jedes mit einem der linken und rechten Vorderräder (109) in Verbindung steht.

10. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen ein einzelnes Magnetventil aufweisen, das mit beiden rechten und linken hinteren Rädern verbunden ist.

11. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen ein Paar Magnetventile aufweisen, deren jedes mit einem der rechten und linken hinteren Räder in Verbindung ist.

12. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elektrisch die Ventileinrichtungen und eine elektrische Spannungsquelle verbindendes Relais (4), wobei mit dem Relais (4) die Ventileinrichtungen während normaler Betriebsbedingungen in ihre erste Schaltstellung bringbar sind, und daß das Relais (4) bei Auftreten eines unerwarteten elektrischen Defektes abschaltbar ist, um die Ventileinrichtungen zu veranlassen, in ihre zweite Schaltstellung zu schalten.

13. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Bremsbetätigungseinrichtungen gekennzeichnet sind durch:

• - einen elektrischen Betätiger, der mittels eines Ausgangssignals der elektronischen Steuereinheit (11, 105) antreibbar ist,
• - einen Geschwindigkeitsuntersetzer (21, 22, 23), der mit dem Betätiger verbunden ist, um dessen Drehgeschwindigkeit zu reduzieren,
• - eine Schraube (23), die an dem Geschwindigkeitsuntersetzer (21, 22) befestigt ist und mit einer reduzierten Drehgeschwindigkeit drehbar ist,
• - eine auf der Schraube (23) angeordnete Mutter (30), die auf der Schraube (23) bei Drehung der Schraube (23) gleitverschieblich ist,
• - ein Glied (26) zum Ausschließen einer Drehbewegung der Mutter beim Verschieben,
• - einen an der Mutter (30) befestigten Kolben, der zusammen mit der Mutter (30) verschiebbar beweglich ist, und
• - eine Kammer (28) zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks mit einer Bewegung des Kolbens (24).

14. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger einen Linearmotor aufweist.

15. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger ein piezo-elektrisches Element aufweist.

16. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) ein Potentiometer aufweist, das mit dem Bremspedal (1) in Wirkungsverbindung steht.

17. Fahrzeug-Bremssteuersystem gekennzeichnet durch ein elektrisches Steuersystem mit:

• - einem Sensor (3) zum Abtasten eines Betriebszustandes eines Bremspedals (1) des Fahrzeuges,
• - einer elektronischen Steuereinheit (11, 105) zum Empfangen eines Ausgangssignals des Sensors (3), und
• - Bremsbetätigungseinrichtungen zum Erzeugen eines Bremsdrucks in Abhängigkeit von einem Antriebssignal der elektronischen Steuereinheit (11, 105),
• - ein mechanisches Steuersystem mit einem Hauptzylinder (2) zum Erzeugen eines Bremsdruckes durch Niederdrücken eines Bremspedals (1) des Fahrzeuges, und
• - Einrichtungen zum wahlweisen Verbinden der Bremsbetätigungseinrichtungen oder des Hauptzylinders (2) mit den Radzylindern (9) der Fahrzeugräder (109, 111) und zum Übertragen des jeweiligen Bremsdruckes, wobei die wahlweise betätigbaren Einrichtungen die Bremsbetätigungseinrichtungen mit den Fahrzeugrädern während einer normalen Betriebsbedingung verbinden, hingegen den Hauptzylinder (2) nur dann mit den Fahrzeugrädern verbinden, wenn eine abnormale Betriebsbedingung mit einem elektrischen Defekt in dem elektrischen Steuersystem aufgetreten ist.

18. Fahrzeug-Bremssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum wahlweisen Verbinden durch die elektronische Steuereinheit (11, 105) betätigbar oder schaltbar sind.

19. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise die Bremsbetätigungseinrichtungen oder den Hauptzylinder mit den Fahrzeugrädern verbindenden Mittel über ein Relais (4) betätigbar sind, das zwischen den wahlweise umschaltbaren Einrichtungen und einer Batterie (7) angeordnet ist, die im Fahrzeug vorgesehen ist.

20. Fahrzeug-Bremssteuersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (8, 108, 281, 282) bei Auftreten eines elektrischen Defekts selbsttätig in die Schaltstellung rückstellbar ist, in der der Hauptzylinder (2) mit wenigstens einem Radzylinder (9) eines Fährzeugrades verbunden ist.