DE102005055751B4

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage, eine Betätigungseinrichtung, insbesondere ein Bremspedal, und eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweisend, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung anhand der Bewegung und/oder Position der Betätigungseinrichtung eine elektromotorische Antriebsvorrichtung steuert, wobei die Antriebsvorrichtung einen Kolben eines Kolben-Zylinder-Systems über eine nicht-hydraulische Getriebevorrichtung verstellt, so dass sich im Arbeitsraum des Zylinders ein Druck einstellt, wobei der Arbeitsraum über eine Druckleitung mit einer Radbremse in Verbindung ist.
Stand der Technik:

[0002] Moderne Bremsanlagen bestehen aus Bremskraftverstärkung, d. h. Umsetzung der Pedalkraft in ein entsprechendes verstärktes Bremsmoment an den Radbremsen und Bremskraftregelung über offene oder geschlossene Regel- und Steuerkreise. Als Übertragungsmittel zur Erzeugung des Bremsdruckes aus der Pedalkraft wird bis auf wenige Ausnahmen im PKW-Bereich die hydraulische Leitung eingesetzt.

[0003] Weit verbreitet ist eine Aufteilung in Baueinheiten zwischen Bremskraftverstärkung (BKV) oder Bremskraftsteuerung und Bremskraftregelung in einer Hydraulikeinheit (HE). Diese Konfiguration wird vorwiegend eingesetzt bei Systemen wie Antiblockiersystem (ABS), Antischlupfsystem (ASR), Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder auch elektrohydraulischer Bremse (EHB).

[0004] Die Hydraulikeinheit (HE) besteht aus Magnetventilen, Mehrkolbenpumpen für 2-Kreis-Bremssyteme, Elektromotor zum Pumpenantrieb, hydraulischem Speicher und mehreren Druckgebern. Die Druckregelung erfolgt in der Weise, dass zur Bremsmomentreduzierung Druckmittel über Magnetventile aus den Radbremsen in einen Speicher abgelassen wird und von der Pumpe in den Hauptbremszylinder zurückgepumpt wird, was eine Pedalbewegung bewirkt. Sowohl Druckanstieg als auch -abfall wird über Magnetventile gesteuert, bei der teilweise Druckgeber für die Magnetventilsteuerung verwendet werden. Außer bei der EHB erfolgt  die Bremskraftverstärkung mit dem Vakuum-BKV, welcher teilweise Schaltmittel und Sensoren beinhaltet zur sog. Bremsassistentfunktion und auch zur Erkennung des sog. Ansteuerpunktes. Als Energiequelle für das Vakuum wird bei Ottomotoren der Verbrennungsmotor genutzt, der aber als Direkteinspritzer, insbesondere bei größerer Höhe, nur noch ein schwaches Vakuum liefert. Bei Dieselmotoren wird eine mechanische oder elektrisch angetriebene Vakuumpumpe eingesetzt. Neueste ESP-Systeme sind in der Lage, durch Schaltung der Magnetventile und Pumpe eine zusätzliche Bremskraftverstärkung oder bei Ausfall des BKV eine Bremskraftverstärkung mit größerer Zeitkonstante zu erzielen. Die Beschreibung dieser Systeme und Funktionen ist ausführlich im Bremsenhandbuch Vieweg Verlag, Ausgabe 2003, beschrieben.

[0005] Mitte der 1980er Jahre wurde von Teves das sog. Mark II und von Bosch das ABS3 eingesetzt, welche als integrierte Einheiten alle Komponenten für Bremskraftverstärkung und Regelung beinhalteten mit hydraulischem BKV, s. Kraftfahrtechnisches Handbuch Bosch 1986, 20. Auflage. Aus Kostengründen haben sich diese Systeme nicht durchgesetzt, bis auf die Anwendung bei Sonderschutzfahrzeugen. Dasselbe gilt für voll elektrische Bremssysteme, sog. EMB, mit E-Motoren an den Radbremsen, die intensiv in Verbindung mit dem 42-V-Bordnetz entwickelt wurden. Neben den Mehrkosten ist hier ein neues redundantes Bordnetz für die Energieversorgung notwendig, um im Fehlerfall die Bremsfähigkeit eines Bremskreises sicherzustellen.

[0006] Zur Gattung der EMB-Systeme zählt auch die Keilbremse mit elektromotorischem Antrieb. Hierfür ist ebenfalls ein redundantes Bordnetz trotz des geringeren Energiebedarfes notwendig. Die konstruktive Realisierung der Keilbremse, welche aus Hysteresegründen zusätzliche Rollen benötigt, welche eine Integration in den Bremssattel erfordern, ist im Augenblick nicht gelöst. Die Keilbremse mit ihren elektromotorischen Antrieben mit Sensoren muss den harten Umgebungsbedingungen (Staub, Wasser, hohe Temperaturen) standhalten.

[0007] Die Systeme für BKV und HE sind sehr weit entwickelt, insbesondere die Steuer- und Regelfunktionen für ABS bis ESP. Z. B. ist durch die druckgeführte Steuerung der Magnetventile eine sehr feine Dosierung des Bremsdruckes möglich, mit dem auch eine variable Bremskraftabstimmung EBV möglich ist. Die Druckabbaugeschwindigkeit ist noch nicht optimal, da sie stark nichtlinear ist. Außerdem wird bei einem µ-Sprung oder bei kleinem Reibbeiwert die Druckabbaugeschwingkeit durch die relative geringe Pumpleistung bestimmt, was zu großen Regelabweichungen führt und damit einen Bremswegverlust zur Folge hat.

[0008] Ein gattungsgemäßes Bremssystem ist aus der DE 33 42 552 A1 bekannt. Bei diesem Bremssystem dient der Hauptbremszylinder zur Erzeugung eines pedalabhängigen Drucks, der als Führungsgröße für eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung dient, welche den Ausgangsdruck einer unmittelbar mit dem Bremskreis verbundenen elektrohydraulischen Servoeinrichtung auf einen durch die Führungsgröße bestimmten Wert regelt. Bei Ausfall der Regeleinrichtung oder der Servoeinrichtung selbst wird der Druck im Bremskreis vom Hauptzylinder erzeugt. Anstelle der im Normalbetrieb mittels des Hauptbremszylinders erzeugten Führungsgröße, ist es möglich, eine im Rahmen eines Antiblockiersystems oder im Rahmen einer Schlupfregelung der Antriebsregelung des Kraftfahrzeuges erzeugte Führungsgröße auf die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung und somit auf die elektrohydraulische Servoeinrichtung einwirken lassen. Die Servoeinrichtung weist eine elektrisch betätigte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit auf, deren Arbeitsraum mit dem Bremskreis in Verbindung steht und deren Kolben mittels eines Elektromotors axial verstellbar ist. Die Drehbewegung des Elektromotors wird dabei über eine mit dem Kolben verbundene Spindel in eine Längsbewegung des Kolbens umgesetzt.

[0009] Aus WO2004/005095 A1 ist eine Bremsanlage vorbekannt, bei der ein Elektromotor über einen Spindelantrieb die Kolben eines Kolbenzylindersystems antreibt. Die Kolben sind dabei nicht mit der Spindel fest gekoppelt, so dass die maximale Kolbengeschwindigkeit beim Zurückfahren der Spindel und damit die maximale Druckabbaugeschwindigkeit von der Stärke der Druckfedern im Kolbenzylindersystem bestimmt ist. Der einzustellende Bremsdruck in den Radbremsen wird mittels eines Drucksensors ermittelt, wobei der Druck die Regelgröße der Bremsdruckregelung ist.

[0010] Die DE 3723916 A1 zeigt eine Bremsanlage mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker, welcher neben der reinen Bremskraftverstärkung auch die ABS-Funktion realisiert. In der Druckleitung, welche das Kolbenzylindersystem und die jeweilige Radbremse verbindet, ist jeweils nur ein Ventil angeordnet, welches zum Ändern des Druckes in der Radbremse geöffnet und zum Halten des Radbremsendruckes geschlossen ist. Auch bei dieser Bremsdruckregelung ist der Druck die Regelgröße.

[0011] Aus DE 195 00544 A1 ist ein elektronisch regelbares Bremsbetätigungssystem für blockiergeschützte Kraftfahrzeugbremsanlagen vorbekannt, bei dem mittels eines Bremspedals ein Hauptbremszylinder betätigbar ist. Mittels eines Sensors wird der Betätigungsweg des Bremspedals ermittelt, welcher eine Eingangsgröße für eine Steuereinheit darstellt, welche mehrere Bremsdruckgeber ansteuert, an welche die Fahrzeugbremsen direkt oder über Magnetventile mittels Hydraulikleitungen angeschlossen sind. Die Verbindung der Hydraulikleitungen zu dem Hauptbremszylinder ist durch eine Ventileinrichtung absperrbar. Um eine Erhöhung der Funktionssicherheit, insbesondere bei einem elektrischen Defekt bzw. Ausfall der Fahrzeugelektronik zu erreichen, kann der Kolben des Hauptbremszylinders in der Rückfallebene direkt mittels des Bremspedals zum Druckaufbau in den Radbremsen verstellt werden, wobei hierzu die Ventileinrichtung geöffnet ist. Die Bremsdruckgeber weisen jeweils einen elektrischen Antrieb auf, welcher einen Kolben in einem Zylinder verstellt, so dass sich im Bremskreis ein Druck einstellt, welcher mittels eines Drucksensors ermittelt wird und der Steuereinheit als Eingangsgröße zugeführt wird. Der Druck ist auch bei dieser Bremsdruckregelung die Regelgröße. Eine ähnlich arbeitende Bremsanlage ist aus DE 4239386 A1 vorbekannt.

[0012] Aus DE 4445975 A1 ist eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der der Bremsdruck in einer Radbremse mittels eines elektromotorisch angetriebenen Kolbens eines Kolben-Zylinder-Systems eingeregelt wird, wobei auch bei dieser Bremsanlage ein Drucksensor zur Messung der Regelgröße vorgesehen ist. Zum Halten des Bremsdruckes in der Radbremse dient ein 2/2-Wegventil, mittels dem die Hydraulikleitung zwischen dem Kolben-Zylinder-System und der Radbremse absperrbar ist.

[0013] DE 10318401 A1 offenbart eine motorgetriebene Fahrzeugbremsvorrichtung, bei der die Stellung des Bremspedals mittels eines Wegsensors ermittelt und an eine Steuereinheit übermittelt wird. Die Steuereinheit steuert in Abhängigkeit des Fahrzustandes und der Bremspedalstellung einen elektromotorischen Antrieb eines Kolben-Zylinder-Systems, welches zum Druckaufbau in den Bremskreisen dient. Eine mechanische Verbindung zwischen dem Kolben des Kolben-Zylinder-Systems und des Bremspedals ist nicht vorgesehen, so dass in der Rückfallebene kein Druck in den Radbremsen mittels des Bremspedals aufbaubar ist. Mittels den jeweiligen Radbremsen zugeordneten Ein- und Auslassventilen wird der Druck in den Radbremsen eingeregelt.

[0014] DE 19936433 A1 und DE 10057557 A1 offenbaren Bremsanlagen bei denen auf den von Bremspedal verstellbaren Kolben des Hauptbremszylinders mittels elektromagnetischer Antriebe eine unterstützende Kraft aufbringbar ist. Auch bei diesen Bremsanlagen ist der Druck im Hauptbremszylinder die Regelgröße des Bremsdruckregelvorganges.

[0015] Aus DE 42 29 041 A1 ist ein Bremssteuersystem für ein Fahrzeug bekannt, bei dem der Bremsdruck in Übereinstimmung mit einem Signal einer elektronischen Steuereinheit erzeugt wird, um den Bremsdruck an die Fahrzeugräder weiterzuleiten. Dabei ist ein mechanisches Bremssystem vorgesehen, das automatisch betätigt wird, wenn ein unerwarteter elektrischer Fehler in einem elektrischen Bremssystem aufgetreten ist.

[0016] Aus DE 42 29 042 A1 ist eine Bremsbetätigungsvorrichtung bekannt, mit einem an einem Bremselement angebrachten Motor, einem Antriebskolben, welcher mit einer Umsetzeinrichtung zum Umsetzen einer Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Linearbewegung verbunden ist, und einer Flüssigkeitskammer, welche zwischen dem Antriebskolben und einem Bremsbelag-Andrückkolben zum andrücken der Bremsbeläge gegen eine Bremsscheibe angeordnet ist, wobei vorzugsweise ein Durchmesser des Antriebskolbens kleiner als der des Bremsbelag-Andrückkolbens ist.

Aufgabe der Erfindung

[0017] Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine neuartige Bremsanlage bereitzustellen, die klein und kompakt in ihren Abmessungen ist.

[0018] Diese Aufgabe wird vorteilhaft durch eine Bremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst. Weitere vorteilhafte Aus- gestaltungen der Bremsanlage nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

[0019] Das erfindungsgemäße Bremssystem zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass es die Bremskraftverstärkung und die Servoeinrichtung auf kleinstem Raum pro Bremskreis mittels lediglich einer Kolben-Zylinder-Einheit realisiert. Die Kolben-Zylinder-Einheit dient gleichsam für den Bremsdruckaufbau und Bremsdruckabbau, zur Realisierung der ABS- und Antischlupfregelung sowie bei Ausfall der Energieversorgung oder Fehlfunktion der Antriebsvorrichtung. Somit ergibt sich vorteilhaft eine kleine integrierte und kostengünstige Baueinheit für die Bremskraftverstärkung (BKV) und Regelung, womit eine Einsparung von Bauraum, Montagekosten und zusätzlichen hydraulischen und Vakuum-Verbindungsleitungen einhergeht. Zudem wirkt aufgrund der kurzen Baulänge, vorteilhaft z.B. der Federdom bei einem Frontcrash nicht auf den Hauptzylinder und das Pedalwerk ein.

[0020] Durch das vorteilhafte Vorsehen einer Sensorik sowie eines Wegsimulators, kann eine variable Pedalcharakteristik wie Brake-bywire-Funktion, d.h. Bremsdruckanstieg unabhängig von Pedalbetätigung frei variabel, auch unter Berücksichtigung der Bremswirkung des Generators bei rekuperierbaren Bremsen, eingeregelt werden.

[0021] Ferner erfolgt bei der entsprechenden Ausführung kein nachteiliges Durchfallen des Bremspedals bei Ausfall des Antriebs, da das Pedal direkt auf den Kolben des Systems wirkt. Vorteilhaft ergeben sich hierdurch gleichfalls geringere Pedalkräfte bei Ausfall der Energieversorgung, da die Kolben eine kleinere Wirkfläche haben als konventionelle Hauptbremszylinder. Dies ist möglich durch Trennung des Kolbenweges bei intakter und ausgefallener Verstärkung. Man spricht hier von einem Übersetzungssprung, der die Pedalkraft für dieselbe Bremswirkung um bis zu 40 % reduziert. Durch die Reduzierung des Gesamtaufwandes einschließlich der elektrischen Anschlüsse ergibt sich zudem vorteilhaft eine Reduzierung der Ausfallrate.

[0022] Durch den elektromotorischen Antrieb ist weiterhin eine Verbesserung der ABS/ESP Regelung durch fein dosierte Drucksteuerung mit variablen Druckanstiegs- und insbesondere Druckabfallsgeschwindigkeiten realisierbar. Auch ist eine Druckabsenkung unter 1 bar im Bereich des Vakuums für Funktion bei kleinsten Reibkraftbeiwerten, z. B. nassem Eis, möglich. Ebenso ist ein schneller Druckanstieg bei Bremsbeginn z.B. 0
- 100 bar in weniger als 50 ms erzielbar, was eine erhebliche Bremswegverkürzung zur Folge hat.

[0023] Durch das vorteilhafte Vorsehen eines 2/2-Wegeventils für die Bremskraftverstärkung, Halten des eingeregelten Bremsdruckes und die Regelfunktion benötigt die erfindungsgemäße Bremsanlage erheblich weniger Energie.

[0024] Die Ventile sind zusammen mit den Hydraulikleitungen mit einem möglichst kleinen Strömungswiderstand, d.h. großen Strömungsquerschnitten, auszubilden, damit vorteilhaft ein möglichst schneller und auch variabler Druckaufbau bzw. Druckabbau mittels des (der) Kolben-Zylinder-Systems(e) realisierbar ist, da dann insbesondere die Ventile und auch die Verbindungskanäle und Rohrleitung keine Drosselwirkung mehr aufweisen. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Kolben-Zylinder-System alleine die Druckaufbau- bzw. Druckabbaugeschwindigkeit bestimmt.

[0025] Es ist ferner möglich, für jeden Bremskreis oder jede Radbremse ein eigenes Kolben-Zylinder-System mit jeweils dazugehörigem Antrieb vorzusehen. Ebenso ist es möglich, ein Kolben-Zylinder-System zu verwenden, bei dem zwei Kolben in einem Zylinder axial verschieblich angeordnet sind, wobei die Zylinder hydraulisch gekoppelt sind und lediglich ein Kolben mechanisch von der Antriebsvorrichtung elektromotorisch angetrieben ist.

[0026] Diese Ausführungen zeigen, dass das Konzept mit dem schnellen und variabel geregeltem elektromotorischen Kolbenantrieb und dem Magnetventil mit der Auswertung des Druckes und Kennfeldes ein hohes Potenzial für den Regler darstellt, was zusätzliche Bremswegverkürzungen und Fahrstabilität ermöglicht.

[0027] Vorteilhaft sind druckausgeglichene Sitzventile oder Schieberventile mit geringer Temperaturabhängigkeit und kleiner Schaltzeit vorzusehen, damit kleinere Totzeiten erzielbar und somit kurze Taktzeiten erzielbar sind.

[0028] Die Bremsanlage ist ferner mit einem regelungstechnischen Verfahren derart anzusteuern, dass sich möglichst kurze Umschaltzeiten ergeben, d.h. möglichst schnell auf einen anderen Regelungskanal bzw. eine andere Radbremse umgeschaltet werden kann, um diese anzusteuern. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn bereits während des Einregelns eines Druckes für eine Radbremse bereits die Signale für die nächste einzustellende Radbremse ausgewertet werden, so dass nach Beenden des Regelungsvorganges für die erste Radbremse unmittelbar auf die andere Radbremse umgeschaltet werden kann.

[0029] Die Erfindung zeigt ein spezielles Verfahren zur Steuerung von konstanten und variablen Gradienten durch Auswertung der Druckvolumenkennlinie der entsprechenden Bremse über Kolbenweg, Strom oder Druck auf.

[0030] Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, größere Bremsrohrdurchmesser sowie heizbare Bremsrohre vorzusehen.

[0031] Nachfolgend werden verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bremsanlage anhand von Zeichnungen näher erläutert.

[0032] Es zeigen:

• Fig. 1: Eine erste Ausführungsform einer Bremsanlage mit einem Bremskreis für zwei Radbremsen;
• Fig. 2: eine zweite Ausführungsform der Bremsanlage mit zwei Kolben-Zylinder-Systemen für zwei Bremskreise für jeweils zwei Radbremsen;
• Fig. 3: einen Wegsimulator für das erfindungsgemäße Bremssystem;
• Fig. 4: eine dritte Ausführungsform einer Bremsanlage, wobei das Kolben-Zylinder-System einen Zylinder und zwei Kolben aufweist;
• Fig. 5: prinzipieller Aufbau der erfindungsgemäßen Bremsanlage;
• Fig. 6: Druckverlauf beim Druckabbau von einem Niveau P0, welches z.B. der Blockiergrenze von trockener Straße entspricht für konventionelle und erfindungsgemäße Bremsanlage;
• Fig. 7: Druckabbau und Druckaufbau bei hohem und bei niedrigem µ für konventionelle Bremsanlage
• Fig. 7a: Druckabbau und Druckaufbau bei hohem und bei niedrigem µ für erfindungsgemäße Bremsanlage
• Fig. 8: zeitlichen Verlauf von Radgeschwindigkeit und Druck bei konventioneller und bei der erfindungsgemäßen Bremsanlage;
• Fig. 9 bis Fig. 10a: Druckverläufe und Ventilstellungen bei Druckabbau;
• Fig. 11: zeitlicher Ablauf mehrerer Regelzyklen.

[0033] Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus der integrierten Einheit, die für die Druckerzeugung bzw. Bremskraftverstärkung zuständig ist. Hierbei wird der Kolben 1 mit den üblichen Dichtungen 2 und 3 im Zylindergehäuse 4 parallel zum Kolben über eine speziell gestaltete Zahnstange 5a bewegt. Die Dichtung 2 ist so konzipiert, dass sie auch bei Unterdruck in der Kolbenkammer 4' abdichtet. Diese Zahnstange 5a überträgt die Kraft auf das vordere ballige Ende des Kolbens 1. Dieser hat an dieser Stelle einen Bundbolzen 1a, über den die Zahnstange 5a mit Rückstellfeder 9 den Kolben in die Ausgangsstellung bringt. Hier liegt die Zahnstange am Zylindergehäuse 4a an. Diese außenliegende Feder hat den Vorteil, dass der Zylinder kurz baut und wenig Totraum hat, was für die Entlüftung vorteilhaft ist. Die Zahnstange hat wegen der Querkräfte eine Lagerung in den Rollen 10 und 11 mit Gleitstück 12. Die Fig. 1 zeigt deutlich, dass die parallele Anordnung der Zahnstange zum Kolben eine kurze Baulänge bewirkt. Die Baueinheit muss sehr kurz bauen, um außerhalb der Crashzone zu sein. Die Zahnstange ist dazu insbesondere mittels eins sehr biegesteifen H-Profil auszubilden. Die Anordnung der Rollen ist so gewählt, dass die Zahnstange in der Endstellung 5b (gestrichelt dargestellt) mit der größten Biegekraft durch die versetzt angreifende Druckkraft eine relativ kleine Biegelänge hat. Die Zahnstange wird über Zahnprofil 5a' und Zahnrad 6 über das Getrieberad 7 vom Ritzel des Motors 8 angetrieben. Dieser Motor mit kleiner Zeitkonstante ist vorzugsweise ein bürstenloser Motor als Glockenläufer mit eisenloser Wicklung oder vorzugsweise ein Motor entsprechend der PCT-Patentanmeldungen PCT/EP2005/002440 und PCT/EP2005/002441. Dieser wird von den Endstufen 21 vorzugsweise über drei Stränge von einem Microcontroller (MC) 22 gesteuert. Hierfür misst ein Shunt 23 den Strom und ein Sensorsignal 24 und gibt die Position des Rotors und über entsprechende Zähler die Position des Kolbens an. Die Strom- und Positionsmessung wird neben der Motorsteuerung zur indirekten Druckmessung genutzt, da das Motormoment proportional zur Druckkraft ist. Hierfür muss im Fahrzeug bei Inbetriebnahme und auch während des Betriebs ein Kennfeld angelegt werden, in dem den verschiedenen Stromstärken die Position des Kolbens zugeordnet wird. Im Betrieb wird dann entsprechend der später beschriebenen Verstärkerkennlinie eine Position des Kolbens angefahren, die entsprechend dem Kennfeld einem bestimmten Druck entspricht. Stimmen Position und Motormoment nicht ganz überein, z. B. durch Temperatureinfluss, so wird das Kennfeld im Betrieb adaptiert. Dadurch wird das Kennfeld laufend adaptiert. Das Ausgangskennfeld wird gebildet aus vorzugsweise Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse, Motorkennwert, Getriebewirkungsgrad und Fahrzeugverzögerung. Mit letzterer kann eine pedalkraftproportionale Fahrzeugverzögerung erreicht werden, damit sich der Fahrer nicht auf unterschiedliche Bremswirkungen einstellen muss.

[0034] Der Kolben 1 erzeugt in der Leitung 13 einen entsprechenden Druck, der über das 2/2-Magnetventil (MV) 14 zur Radbremse 15 bzw. über Magnetventil MV 16 zur Radbremse 17 gelangt. Diese vorbeschriebene Anordnung hat mehrere Vorteile. Anstelle der zwei kostengünstigen kleinen Magnetventile könnte eine weitere Kolben-Motoreinheit eingesetzt werden wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Dies bedeutet jedoch erheblich mehr Kosten, Gewicht und Bauraum.

[0035] Es genügt, für jeden Bremskreis eine Kolben-Motoreinheit einzusetzen.

[0036] Der zweite Vorteil ist der sehr kleine Energiebedarf und auch die Auslegung des Motors nur für Impulsbetrieb. Dieser wird erreicht, indem bei Erreichen des Sollwertes des Druckes bzw. Motormoments die Magnetventile geschlossen werden und der Motor anschließend nur noch mit geringer Stromstärke betrieben wird, bis vom Bremspedal ein neuer Sollwert vorgegeben wird. Damit wird der Energiebedarf bzw. die mittlere Leistung extrem klein. Z.B. würde bei einer herkömmlichen Auslegung bei einer Vollbremsung aus 100 km/h der Motor 3 einen hohen Strom aufnehmen. Entsprechend der Erfindung benötigt der Motor für den Kolbenweg nur ca. 0,05 s Strom, was 1,7 % ausmacht. Wenn die Werte auf die Leistung bezogen werden, so würde im herkömmlichen Fall das Bordnetz mit >1000 W über mindestens 3s belastet und beim vorgeschlagenen Impulsbetrieb nur ca. 50 W mittlerer Leistung. Eine noch größere Energieeinsparung ergibt sich bei einer Vollbremsung aus 250 km/h mit Bremszeiten bis zu 10 s auf trockener Straße. Zur Entlastung der Impulsbelastung des Bordnetzes kann hier ein Speicherkondensator 27 in der Stromversorgung verwendet werden, der auch entsprechend der Linie mit Pfeil für die weiteren Elektromotoren verwendet werden kann.

[0037] In der Druckleitung 13 können vor oder nach dem Magnetventil Druckgeber eingesetzt werden, welche nicht dargestellt sind, da diese dem Stand der Technik entsprechen.

[0038] Der Kolben 1 wird über das Schnüffelloch mit Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 18 versorgt. In dieser Leitung ist ein Magnetventil 19 eingeschaltet. Erfolgt eine schnelle Kolbenbewegung zur Druckreduzierung, so könnte die Dichtung 3 insbesondere bei kleinen Drücken Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter nachschnüffeln, was bekannter weise nachteilig ist. Hierzu wird das Niederdruck-Magnetventil 19 eingeschaltet und die Verbindung zum Vorratsbehälter unterbrochen. Mit dieser Schaltung kann auch Unterdruck in den Radkreisen 15/17 erzielt werden, was der Radregelung bei sehr kleinen Reibbeiwerten z. B. auf nassem Eis zugutekommt, da in der Radbremse kein Bremsmoment erzeugt wird. Andererseits kann das Nachschnüffeln bei Dampfblasenbildung bewusst genutzt werden, bei der der Kolben bereits am Anschlag ist, ohne dass der entsprechende Druck erreicht ist. Hierbei werden die Kolben mit den Magnetventilen entsprechend gesteuert, so dass der oszillierende Kolben Druck aufbaut. Beim Verzicht auf diese Funktion kann an Stelle des Magnetventils 19 eine schnüffelfeste Dichtung 3 eingesetzt werden.

[0039] Die Magnetventile 14, 16, 19 werden über Endstufen 28 vom Microcontroller 22 gesteuert.

[0040] Bei Ausfall der Energieversorgung oder des Elektromotors wird der Kolben von einem Hebel 26 der Betätigungseinrichtung bewegt. Zwischen diesem und dem Kolben ist ein Spiel eingebaut, das verhindert, dass bei schneller Pedalbetätigung der Hebel auf den Kolben auftrifft, bevor der Motor den Kolben bewegt.

[0041] Die Regelfunktion bezüglich Radgeschwindigkeit und Raddruck bei ABS / ASR oder Gierrate und Raddruck bei ESP wurde in verschiedenen Publikationen dargestellt, so dass auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.

[0042] In einer Tabelle sollen die wesentlichen Funktionen des neuen Systems gezeigt werden: