CN113573959A - 失效安全制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的制动系统，该制动系统包括具有主缸的液压制动踏板系统，该主缸具有至少一个压力室，液压输出部从所述至少一个压力室经由进给切换阀联接至至少一个制动回路，并且其中，主缸经由液压连接经由至少一个开口联接至储存部。根据本发明，主缸的至少一个压力室的压力室密封件的失效由至少一个冗余来保护并且主缸的至少一个压力室的压力室密封件或冗余的失效可以被进行诊断。

Description

失效安全制动系统
技术领域
本发明涉及被保护防止失效的液压制动系统。
背景技术
要求、特别是安全要求(例如两回路制动系统的安全要求)对制动系统的设计具有主要影响并且随着机动车辆的自动化程度(SAE J3016标准的零级至五级)而变得更加严格。例如，在一级或更高级的自动驾驶的情况下(例如对于自适应巡航控制系统)，即使车辆驾驶员没有致动制动踏板也必须确保制动力。这需要液压制动系统中的至少一个压力供给单元以及对应构造的电子传感器和控制单元。对故障的接受同样取决于自动化水平。在2级中，如果可以进行至少约0.3g的制动操作，则允许单个故障，而在3级中，即使在单个故障的情况下也应确保至少约0.5g的制动操作。对于三级和更高级，即使在发生单个故障的情况下，也同样必须确保ABS/ESP功能。通常，如果基于ppm和FIT数据的失效的可能性较低，则接受双重故障。期望的是不出现完全制动失效的双重故障。
发明内容
本发明涉及具有两个制动回路的制动系统。优选地满足根据SAE J3016标准的至少二级要求，其中，通过冗余和诊断可以及时识别单个故障，并且双重故障具有极低的失效可能性。
根据第一方面，本发明涉及一种用于车辆的制动系统，所述制动系统包括以下部件：
-至少一个液压制动回路(BK1、BK2)，所述至少一个液压制动回路(BK1、BK2)具有至少一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)；
-至少一个压力供应装置(DV)，所述压力供应装置(DV)经由液压管路连接至制动回路(BK1、BK2)；
-以及液压制动踏板系统，所述液压制动踏板系统具有带至少一个压力室的主缸，所述至少一个压力室的液压输出部借助于进给切换阀(FV)以可切换的方式连接至所述至少一个制动回路(BK1、BK2)，并且其中，所述主缸通过至少一个开口借助于液压连接而联接至储存部(VB)；
可选地，其中，
主缸的所述至少一个压力室的压力室密封件的失效借助于至少一个冗余来保护，并且
其中，所述主缸的所述至少一个压力室的压力室密封件或压力室密封件的冗余的失效是能够诊断的。
方面2：根据方面1的制动系统，还包括用于每个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)的切换阀(AV、SV1、SV2、SV3、SV4)，所述切换阀各自以可切换地方式将一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)连接至两个制动回路(BK1、BK2)中的一个制动回路。
方面3：根据方面1或2所述的制动系统，还包括在所述两个制动回路(BK1和BK2)之间能够借助于至少一个旁通切换阀(BP1)进行切换的至少一个液压连接。
方面4：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述制动系统具有单个主缸(SHZ)。
方面5：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述制动系统具有开环和闭环控制单元(ECU)。
方面6：根据前述方面中的任一方面的所述制动系统，其中，所述主缸具有用于确定踏板力的力-行程传感器(KWS)，并且/或者其中，所述主缸具有用于对主缸的所述至少一个压力室中的压力进行检测的压力传感器，其中，所述制动系统可选地具有至少一个踏板行程传感器(Sp1、Sp2)。
方面7：根据前述方面中的任一方面的所述制动系统，其中，所述液压制动踏板系统的至少一个压力室借助于液压阀回路连接至行程模拟器(WS)。
方面8：根据方面7的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)的压力室的压力室密封件的失效借助于至少一个另一冗余来保护，并且所述行程模拟器(WS)的至少一个压力室的压力室密封件的失效是能够诊断的。
方面9：根据方面7或8所述的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)的压力室借助于行程模拟器密封件(D3)来密封。
方面10：根据方面9所述的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)的压力室具有至少一个第二行程模拟器密封件(D3r)，所述第二行程模拟器密封件(D3r)相对于所述行程模拟器密封件(D3)是冗余的并且用于行程模拟器(WS)的至少一个压力室的压力室密封。
方面11：根据方面10所述的制动系统，其中，行程模拟器(WS)在行程模拟器密封件(D3)与冗余行程模拟器密封件(D3r)之间具有行程模拟器开口，所述行程模拟器开口经由第三节流阀(Dr3)连接至所述储存部(VB)。
方面12：根据方面9至11中的任一方面所述的制动系统，其中，所述行程模拟器密封件(D3)是所述行程模拟器(WS)的压力室的压力室密封件。
方面13：根据方面12所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述行程模拟器密封件(D3)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断行程模拟器密封件(D3)的失效。
方面14：根据方面13所述的制动系统，其中，所述力-行程传感器(KWS)不用于诊断。
方面15：根据方面12的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)和/或所述压力传感器诊断所述行程模拟器密封件(D3)的失效。
方面16：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述开口由至少一个主密封件(D2)和可选的至少一个辅助密封件(D1)密封。
方面17：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述液压连接具有由节流阀(Dr1)和在所述储存部(VB)的方向上关闭的止回阀(RV1)构成的并联回路。
方面18：根据方面16或17所述的制动系统，其中，所述主密封件(D2)是所述主缸的至少一个压力室的压力室密封件。
方面19：根据方面18所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)和/或所述压力传感器诊断所述主密封件(D2)的失效。
方面20：根据方面17所述的制动系统，其中，所述节流阀(Dr1)和在所述储存部(VB)的方向上关闭的所述止回阀(RV1)是所述主缸的至少一个压力室的压力室密封件的冗余。
方面21：根据方面20所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述压力室密封件的冗余的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述压力室密封件的冗余的失效。
方面22：根据方面16至21中的任一方面所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述辅助密封件(D1)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述辅助密封件(D1)的失效。
方面23：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述储存部(VB)具有液位传感器，所述储存部的填充液位可以借助所述液位传感器进行检测。
方面24：根据方面23所述的制动系统，其中，所述辅助密封件(D1)的失效能够借助于所述储存部(VB)的所述液位传感器进行诊断，特别是在维护过程期间进行诊断，在这种诊断情况下，在所述储存部(VB)中产生例如大约5bar的压力。
方面25：根据方面21至24中的任一方面所述的制动系统，其中，所述力-行程传感器(KWS)不用于诊断。
方面26：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述主缸具有至少一个辅助密封件(D1r)，所述至少一个辅助密封件(D1r)相对于所述辅助密封件(D1)是冗余的。
方面27：根据方面26所述的制动系统，其中，所述主缸在所述辅助密封件(D1)与所述冗余辅助密封件(D1r)之间具有另一开口，所述另一开口经由另一节流阀(Dr4)连接至所述储存部(VB)。
方面28：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述主缸具有至少一个主密封件(D2r)，所述至少一个主密封件(D2r)相对于所述主密封件(D2)是冗余的并且用于所述压力室的密封。
方面29：根据方面26所述的制动系统，其中，所述液压连接具有阀(VD)，当超过沿从所述主缸至所述储存部(VB)的流动方向的预定阈值体积流量时，所述阀(VD)关闭，并且所述阀(VD)在相反的流动方向上始终打开。
方面30：根据方面28或29所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)和/或所述压力传感器诊断所述冗余主密封件(D2r)的失效。
方面31：根据方面29或30的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述阀(VD)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述阀(VD)的失效。
方面32：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述液压连接具有能够切换的电磁阀(17)。
方面33：根据方面32所述的制动系统，其中，所述主缸具有至少一个冗余主密封件(D2r)，其中，所述主缸在所述至少一个冗余主密封件(D2r)与所述至少一个主密封件(D2)之间具有至少一个另一开口，该另一开口同样借助于所述能够切换的电磁阀(17)以可切换的方式连接至所述储存部(VB)。
方面34：根据方面32或33所述的制动系统，其中，所述主缸在所述至少一个冗余辅助密封件(D1r)与所述至少一个辅助密封件(D1)之间具有至少一个另一开口，该另一开口经由另一节流阀(Dr4)连接至所述储存部(VB)。
方面35：根据方面32至34中的任一方面所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)诊断所述能够切换的电磁阀(17)的失效。
方面36：根据方面32至34中的任一方面的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述能够切换的电磁阀(17)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述能够切换的电磁阀(17)的失效，其中，所述力-行程传感器(KWS)不用于诊断。
方面37：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，每个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)分配有能够切换的入口阀(EV)，并且其中，每个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)的切换阀(AV)连接至所述储存部(VB)。
方面38：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述制动系统还具有在所述制动回路(BK1、BK2)中的至少一个制动回路与所述储存部(VB)之间能够借助于至少一个出口切换阀(ZAV)进行切换的至少一个液压连接。
方面39：根据方面38所述的制动系统，其中，至少一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)中的压力降低通过打开所述出口切换阀(ZAV)和相关联的切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)来执行。
方面40：根据方面38或39所述的制动系统，其中，两个液压制动回路(BK1、BK2)经由串联连接的所述旁通切换阀(BP1)和另一旁通切换阀(BP2)连接至彼此，其中，所述出口切换阀(ZAV)连接至这两个旁通切换阀(BP1、BP2)之间的管路部分。
方面41：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，至少一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)中的所述压力降低能够借助于所述主缸来执行。
方面42：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述制动系统具有第一复位弹簧(RF1)和可选的第二复位弹簧(RF2)，其中，所述第二复位弹簧(RF2)抵抗可能的踏板塌陷。
方面43：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述主缸的所述至少一个压力室经由插入的背压阀(19)连接至所述进给切换阀(FV)。
方面44：根据方面43所述的制动系统，其中，所述背压阀(19)在于进给切换阀(FV)的方向上存在比源自主缸的预定压力高的压力时在进给切换阀(FV)的方向上用作节流阀，并且在相反的方向上不会产生实质性的节流作用。
方面45：根据前述方面中的任一方面所述的制动系统，其中，所述制动系统具有至少两个液压制动回路(BK1、BK2)。
附图说明
图1a示出了根据本发明的制动系统的第一可能实施方式，其中，在HCU中的最小化阀布置中具有旁通阀(BP1)和中央出口阀(ZAV)。
图1b示出了根据本发明的制动系统的第二可能实施方式，其中，在HCU中的扩展阀布置中具有两个旁通阀(BP1和BP2)、两个(中央)出口阀(ZAV1、ZAV2)以及隔离阀(TV)。
图2示出了诊断阀(VD)的结构。
图3a示出了根据本发明的利用两个节流阀(Dr1、Dr4)和止回阀(RV1)以及冗余辅助密封件(D1r)实现单个主缸与储存部(VB)之间的连接的实施方式。
图3b示出了根据本发明的利用诊断阀(VD)和冗余主密封件(D2r)实现单个主缸与储存部(VB)之间的连接的实施方式。
图3c示出了根据本发明的利用储存部截止阀(17)、节流阀(Dr4)和在每种情况下一个冗余主密封件(D2r)和辅助密封件(D1r)实现单个主缸与储存部(VB)之间的连接的实施方式。
图3d示出了具有另一复位弹簧(RF2)和行程模拟器(WS)的单个主缸的示例性踏板力-行程特性。
图4a示出了根据本发明的具有单个主缸单元(SHZ)和具有带四个止回阀(RV3、RV4、RV5、RV6)的双回路双作用活塞泵的实施方式。
图4b示出了根据本发明的具有单个主缸单元(SHZ)和具有带三个止回阀(RV4、RV5、RV6)并且带有电磁阀(PD1)的双回路双作用活塞泵的实施方式。
图4c示出了具有单个主缸单元(SHZ)和具有带四个电磁阀(PD1、PD2、PD3、PD4)的双回路双作用活塞泵的实施方式。
图5a示出了根据本发明的具有常规的串联主缸单元(THZ)和具有带四个止回阀(RV3、RV4、RV5、RV6)的双回路双作用活塞泵的实施方式。
图5b示出了根据本发明具有带柱塞的串联主缸单元(THZ)和具有带四个止回阀(RV3、RV4、RV5、RV6)的双回路双作用活塞泵的实施方式。
具体实施方式
图1a示出了液压制动系统的元件，该液压制动系统包括：单个主缸单元(SHZ)，该单个主缸单元具有制动踏板(1)、单个主缸和储存部(VB)；压力供应装置(DV)；电子控制单元(ECU)；以及针对每个车轮的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)(未示出)，车轮制动器在每种情况下具有一个轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)。压力供应装置(DV)和压力供给单元在此同义地使用。两个轮缸(RZ1、RZ2)在每种情况下经由切换阀(SV1、SV2)连接至第一制动回路(BK1)，并且另外两个轮缸(RZ3、RZ4)在每种情况下经由切换阀连接(SV3、SV4)连接至第二制动回路(BK2)。代替每个轮缸一个切换阀地，也可以每个轮缸两个或更多个切换阀。压力供给单元(DV)包括泵和无刷直流马达，该无刷直流马达可选地具有冗余绕组和/或经由2x3相绕组连接至电子控制单元(ECU)。泵可以是带有主轴驱动器的柱塞泵(未示出)或旋转泵，其中，该旋转泵又可以设计为多活塞泵(例如，三活塞泵)或齿轮泵。在可以沿两个方向旋转的齿轮泵的情况下，压力供给单元(DV)可以经由朝向压力供给单元(DV)关闭的止回阀(RV3)连接至第一制动回路(BK1)。在只能够沿一个方向递送体积的多活塞泵的情况下，压力供给单元(DV)可以直接连接至第一制动回路(BK1)(没有RV3的情况下)。一个或更多个止回阀可以集成在多活塞泵中。在柱塞泵的情况下，需要电磁阀(未示出)而不是止回阀RV3。另外，柱塞泵或旋转泵可以连接至储存部(VB)。这两个制动回路(BK1和BK2)经由能够切换的旁通阀(BP1)进行连接。第二制动回路(BK2)经由能够切换的中央出口阀(ZAV)连接至储存部(VB)，并且经由能够切换的进给切换阀(FV)连接至单个主缸的压力室的液压输出部。作为单个主缸的替代性方案，例如图5a或图5b中所示，也可以使用具有对应连接的双主缸来额外增加安全性。两个制动回路中的一个制动回路(例如BK2)中的压力可以借助于所述制动回路(例如BK2)上的压力传感器(例如DG)来测量并被传送至ECU。可选地，制动回路(例如BK1)中的其他压力也可以借助于其他压力传感器(例如DG2)来测量并被传送至ECU。具有轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)、切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)、两个制动回路(BK1、BK2)、压力传感器(DG1、DG2)、旁通阀(BP1)、中央出口阀(ZAV)、压力供给单元(DV)以及止回阀(RV3)——如果存在止回阀(RV3)的话——的液压布置结构可以组合在所谓的液压控制单元(HCU)中。在优选实施方式中，液压控制单元(HCU)仅具有恰好一个压力供应部(DV)。
在单个主缸单元(SHZ)中，还可以将带有或不带有能够切换的行程模拟器隔离阀(14)的行程模拟器(WS)连接至单个主缸的另一液压输出部(或连接至进给切换阀(FV)与单个主缸之间的液压管路)。行程模拟器可以将特定踏板行程-力特性借助于从动活塞传送至制动踏板(1)，其中，该从动活塞可以例如由于脚对制动踏板(1)的致动而逆着复位弹簧的布置移位。可以如图1a中所图示的那样例如借助于与节流阀(Dr2)和止回阀(RV2)的并联连接或以一些其他方式来实现行程模拟器(WS)与单个主缸的液压连接。随着穿过节流阀Dr2压力增大，踏板运动可以减小，并且在行程模拟器(WS)的疏散期间，节流阀Dr2可以经由止回阀RV2被绕过。
在正常情况下，特别是当存在电源和功能压力源DV时，通过驾驶员借助于制动踏板致动来执行制动操作，其中，在制动踏板致动期间，进给切换阀(FV)关闭并且只要制动踏板(1)保持被踩下就保持关闭。踏板系统因此与液压控制单元(HCU)液压地断开联接。相反，联接借助于冗余地构造的踏板行程传感器、ECU以及压力供给单元DV以“线控制动”形式发生，当切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)打开、旁通阀(BP1)打开并且中央出口阀(ZAV)关闭时，压力供给单元DV可以将制动流体体积从储存部(VB)递送到两个制动回路(BK1、BK2)的轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)中并且由此建立制动压力。根据所需的制动力和其他边界条件，如果仅借助于第一制动回路(BK1)中的轮缸(RZ1、RZ2)执行制动，则旁通阀(BP1)在正常制动操作期间也可以关闭。借助于制动回路(BK1、BK2)中的一者中的至少一个压力传感器(DG)以及/或者切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)和/或旁通阀(BP1)的脉宽调制，目标压力可以以取决于踏板行程的方式通过闭环控制设定。借助于单个主缸中的行程模拟器(WS)和复位弹簧(RF)，为驾驶员提供有特定的踏板行程-力特性，该踏板行程-力特性优选地始终尽可能恒定并且独立于制动回路(BK1、BK2)中的制动压力。特别地，“线控制动”系统中的行程模拟器(WS)和复位弹簧(RF)的组合抵抗制动踏板的塌陷，并且在脚致动后将踏板带回到限定的起始位置中。特别地，在电动车辆或混合动力车辆的情况下，电力牵引马达中的制动能量的回收(再生)因此可以与制动踏板(1)断开联接。特别地，即使在非正常情况下、例如在制动回路失效的情况下，踏板行程-力特性也不会受到影响。
当制动踏板力被释放时，中央出口阀(ZAV)可以打开，特别地在使用旋转泵的情况下。另外，切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)和/或旁通阀(BP1、BP2)完全打开，或者借助于脉宽调制(PWM)或短暂停止(例如在一段时间Δt或压差Δp之后)或以一些其他方式以取决于所需的压力降低梯度的方式打开。结果，制动流体体积可以返回到储存部(VB)中并且可以降低制动压力。如果单个主缸的活塞(3)在脚对制动踏板(1)的致动已经结束后返回到限定的起始位置中，则单个主缸的压力室与储存部(VB)之间的制动流体的交换可以通过例如活塞(3)和单个主缸中的径向通气开口并且经由液压连接发生。该液压连接可以如图1a中所示那样借助于节流阀(Dr1)和止回阀(RV1)的并联连接或以一些其他方式实现。单个主缸中的压力室的密封可以借助于主密封件(D2)和辅助密封件(D1)以及其他的冗余密封件(未图示出)来实现，其中，特别地，主密封件(D2)可以附接在单个主缸中或附接在单个主缸的活塞(3)上。
在正常情况下，用于行驶动态干预、比如ABS或ESP的单独制动压力可以针对每个车轮通过闭环控制来设定。例如，用于ABS的闭环控制功能如下：如果在压力升高P升高期间闭环控制器发出信号表示车轮的制动缸(例如RZ1)满足例如制动压力过大的标准，那么，对车轮进行观察，可以停止压力升高P升高或(可能在这样的观察时间之后)可以通过压力降低P降低来降低制动压力。由于进给切换阀(FV)在此保持关闭，并且根据实施方式，压力供给单元(DV)中的泵不能允许来自制动回路的任何体积进入，在一种可能的构型中，中央出口阀(ZAV)的打开构成压力降低P降低唯一的选择。当中央出口阀(ZAV)打开时，不同的压力降低梯度然后可以通过闭环控制设定，优选地通过相关联的切换阀(例如SV1)的PWM控制设定。如果压力降低P降低通过闭环控制器停止，则中央出口阀(ZAV)再次关闭。还可以在压力降低P降低期间同时地并且在特定车轮的基础上控制两个、三个或四个轮缸。压力升高P升高同样可以根据需要在一个轮缸中或在两个、三个或四个轮缸中同时地并且在特定车轮的基础上进行控制。
在由部分自动驾驶(2级)中常用的驾驶员辅助系统进行干预的情况下、比如在自适应巡航控制系统或交通拥堵辅助系统的情况下，即使在不由驾驶员借助于压力供给单元(DV)进行踏板致动的情况下也可以执行制动操作，其中，制动踏板(1)通过随后关闭的进给切换阀(FV)与这种干预液压地断开联接。
基于所谓的常规三箱系统(具有ABS/ESP功能、真空制动助力器和电动或机械真空泵的制动系统)和所谓的常规两箱系统(具有ABS/ESP功能和电动制动助力器单元的制动系统)，具有行程模拟器(WS)、电动压力供给单元(DV)和ABS/ESP功能的根据本发明的“线控制动”制动系统可以被称为所谓的单箱系统。由于这种单箱系统的高度集成，可以减少整个结构单元的安装空间、重量和成本，并且另外还可以优化安装和物流。
阀FV、BP1、SV1、SV2、SV3、SV4可以设计为在断电时打开的电磁阀，而阀ZAV和行程模拟器隔离阀(14)——如果存在行程模拟器隔离阀(14)的话——优选地是断电时关闭的电磁阀。此外，切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)优选地经由它们的输出侧连接至相应的轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)，使得每个切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)在发生故障的情况下、例如在每个切换阀的电气连接失效的情况下由于相应轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)中的压力而自动打开。借助于这种阀构型，特别地可以确保的是，在没有电源的情况下，制动踏板(1)可以经由打开进给切换阀(FV)液压地联接至轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)并且可以升高制动压力。如果存在在断电时关闭的行程模拟器隔离阀(14)，则行程模拟器(WS)还可以与制动踏板(1)断开联接，从而例如可以节省大约40％的踏板行程。
所有电磁阀、特别是ZAV可以各自设计为冗余阀和/或设计成具有冗余线圈和/或冗余控制，由此可以降低阀失效的可能性。例如，在概率为每年1e-6的单个失效的情况下，具有相同失效概率的冗余可以将每年失效概率降低至1e-6 x 1e-6＝1e-12。
另外，如果存在电源并且压力供给单元(DV)出现故障，则可以打开阀FV、BP1、SV1、SV2、SV3、SV4，并且可以关闭阀ZAV以及行程模拟器隔离阀(14)，如果存在行程模拟器隔离阀(14)的话，使得制动压力可以通过制动踏板致动来升高。替代性地，旁通阀(BP1)可以关闭，并且仍然可以通过脚对制动踏板(1)的致动而在第二制动回路(BK2)中升高足够的制动压力。压力供给单元(DV)的电气控制的失效可以归类为是非常不可能的，特别是在具有(单)多活塞泵或齿轮泵并且借助于具有2x3相控制的冗余绕组的优选实施方式中。由于电源也不太可能失效，因此可以省去行程模拟器隔离阀(14)。
根据本发明，制动系统可以具有各种传感器，特别是压力传感器(DG、DG2)、用于确定踏板行程的冗余踏板行程传感器(Sp1和Sp2)、单个主缸的活塞中的用于确定力-踏板行程特性的力-行程传感器(KWS)、用于确定储存部(VB)中的制动流体的填充液位的填充液位传感器元件(6)、用于ESP干预的横摆角传感器(GWS)、例如或其传感器值可以传送至电子控制单元(ECU)的其他传感器(例如温度传感器)。替代性地或附加于力-行程传感器(KWS)地，压力传感器(未示出)可以集成到单个主缸中，该压力传感器可以检测压力室中的压力并且将该压力传送至ECU。此外，所有电磁阀、特别是阀SV1、SV2、SV3、SV4、BP1、ZAV、FV、14还可以由电子控制单元(ECU)、优选地通过冗余电子控制或借助于冗余线圈进行切换。在具有ABS/ESP的单箱装置中，电子控制单元(ECU)可以附接至液压控制单元(HCU)，并且优选地借助于插头连接器(13)连接至车辆的车载电气系统，其中，总线通信可以例如通过FlexRay或控制器局域网(CAN)或以一些其他形式实现。
冗余踏板行程传感器(Sp1和Sp2)可以以不同的方式实现。在图1a中，两个传感器杆通过单个主缸活塞(3)的突出部移动，这些传感器杆作用在冗余踏板行程传感器(Sp1和Sp2)上。为了防止杆的阻塞，可以在活塞(3)的突出部中容纳有止动元件。冗余踏板行程传感器(Sp1和Sp2)还可以联接至两个活塞和这两个活塞之间的弹簧。这具有的优点是，力-行程测量因此可以在故障分析、例如关于堵塞活塞(3)方面以附加优点来实现，另外参见DE102010050132。
下面将讨论进一步的故障情况、故障的后果以及通过诊断对故障对其进行的检测。
由轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)中的一个轮缸中的密封件泄漏引起的制动力的损失可以通过与压力升高P升高的预定压力-体积特性进行比较、通过压力供给装置(DV)额外接纳的损失体积或额外递送的体积来识别，其中，预定压力-体积特性可以取决于各种边界条件，比如阀位置、温度、制动系统的通风、车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)的间隙等。发生制动力损失的轮缸可以使用以下诊断进行定位：在发生压力升高P升高后，所有切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)都打开并且如果制动回路(BK1、BK2)中存在残余压力，则压力供给单元(DV)不再通电。在旁通阀(BP1)关闭后，可以检查在第二制动回路(BK2)中由压力传感器(DG)测量的压力。如果压力下降，则轮缸RZ3和/或RZ4应该泄漏。例如，通过关闭切换阀SV3，然后可以在压力降低的情况下识别出轮缸RZ4中的泄漏或者在压力恒定的情况下识别出轮缸RZ3中的泄漏。另一方面，如果在旁通阀(BP1)已经关闭后压力保持恒定，则轮缸RZ3和RZ4可以识别为是密封的。在这种情况下，旁通阀(BP1)打开并且切换阀SV1、SV3和SV4关闭。如果压力降低，则泄漏可以被识别为在轮缸RZ2中，而在压力恒定的情况下，泄漏可以被识别为在轮缸RZ1中。在已经定位具有制动力损失的轮缸(例如RZ1)后，可以在每次制动操作之前关闭相关的切换阀(例如SV1)，直到在维修工作期间更换该单元，使得减速可以借助于两个或三个轮缸(例如RZ2、RZ3、RZ4)以降低但对于二级自动驾驶足够的制动力得以保持。如果如上所述在轮缸中识别出小的泄漏，则作为关闭轮缸的替代性方案，可以通过借助于压力供给单元(DV)补给来补偿泄漏。
在已经关闭所有切换阀SV1、SV2、SV3、SV4后，可以通过交替地关闭和打开阀ZAV和FV、优选地在借助于压力供给单元(DV)进行体积递送或不进行体积递送的静止状态下来检查中央出口阀ZAV和进给切换阀FV的密封性。如果可能的泄漏可以例如通过来自压力供给单元(DV)的压力振荡以及通过储存部(VB)中的填充液位传感器元件(6)与踏板运动之间的相互作用而定位在ZAV或FV中，则可以区分出以下措施：如果中央出口阀(ZAV)被例如脏物颗粒堵塞并且不再密封、或者如果中央出口阀(ZAV)在电气控制失效后无法再关闭，则旁通阀(BP1)可以被关闭，其中，然后仍然可以借助于压力供给单元(DV)至少在第一制动回路中升高足够的制动压力。另一方面，在进给切换阀(FV)被例如脏物颗粒堵塞并且不再密封的情况下，旁通阀(BP1)、第二制动回路(BK2)中的切换阀SV3和SV4以及中央出口阀(ZAV)可以被关闭，从而可以防止原则上由于进给切换阀(FV)泄漏可能导致的单个主缸中的踏板特性的中断，并且仍然可以借助于压力供给单元(DV)在第一制动回路(BK1)中升高足够的制动压力。在泄漏不可能定位在ZAV或FV中的情况下，则可以使用与FV中存在泄漏情况相同的程序。此外，如果这种泄漏流较小，则如上所述，泄漏可以借助于通过压力供给单元(DV)的体积递送来补偿。
如果中央出口阀(ZAV)在其无法再打开的方面上出现故障，则制动压力可以通过借助于单个主缸和储存部(VB)打开进给切换阀(FV)来降低。在替代性地使用的双主缸的情况下，如图5a和图5b中，该双主缸的其他压力室经由其他的进给切换阀(FV2)连接至液压控制单元，两个进给切换阀(FV、FV2)可以打开以用于压力降低P降低。
如果第二制动回路中的切换阀(SV3、SV4)中的一个切换阀(例如SV3)例如由于脏物颗粒而在其无法再关闭的方面上出现故障，则旁通阀(BP1)可以关闭，并且仍然可以借助于压力供给单元(DV)在第一制动回路(BK1)中升高特别是对于二级自动驾驶而言的足够的制动力。在两个制动回路(BK1、BK2)中的一个制动回路失效的情况下，特别有利的是制动力至车辆的四个车轮的所谓对角分布与制动回路(BK1、BK2)在车辆的前桥与后桥之间的分布相比可以产生更大的制动作用(例如，如果前部驱动电路出现故障，与在前桥/后桥分布的情况下制动作用为大约30％相比，在对角线分布的情况下制动作用为大约50％)。制动力的对角分部是指车辆的一个侧部上的前轮制动器和车辆的另一侧部上的后轮制动器被分配给制动回路。另一对角上的车轮制动器对应地分配给第二制动回路。
如果第一制动回路中的切换阀(SV1、SV2)中的一个切换阀(例如SV1)例如由于脏物颗粒而在其无法再关闭的方面上出现故障，则旁通阀(BP1)可以关闭并且进给切换阀(FV)可以打开，使得仍然可以通过脚对制动踏板(1)的致动而在第二制动回路(BK2)中升高足够的制动压力。如果存在行程模拟器隔离阀(14)，则可以将其额外地关闭，由此例如可以节省大约40％的踏板行程。
如果进给切换阀(FV)例如由于脏物颗粒而在其无法再关闭的方面上出现故障，则第二制动回路可以通过关闭切换阀SV3和SV4、中央出口阀(ZAV)以及旁通阀(BP1)来断开联接。由于以这种方式可以防止单个主缸中踏板行程特性的中断，因而仍然可以借助于压力供给单元(DV)在第一制动回路(BK1)中进一步升高足够的制动压力。在紧急制动的情况下，车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)中的制动力还可以在打开第二制动回路(BK2)中的切换阀(SV3、SV4)后通过脚对制动踏板(1)的致动来进一步升高。如果进给切换阀(FV)中的泄漏流较小并且在紧急制动期间发生车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)中的一个车轮制动器的阻塞，则可以借助于中央出口阀(ZAV)和压力供给单元(DV)来执行ABS控制。
如果制动回路(BK1、BK2)中的一个制动回路中的压力传感器(例如DG)出现故障，则可以使用制动回路(BK1、BK2)中的一个制动回路中的另一压力传感器(例如DG2)，如果存在该另一压力传感器的话。如果制动系统中只存在一个压力传感器(DG)，则制动回路(BK1、BK2)中的压力还可以根据存储在ECU中的预定电流-压力关系(例如特性映射)借助于压力供给单元(DV)的马达中的电流通过闭环控制进行设置，其中，这些电流-压力关系可以包括与各种边界条件例如压力升高P升高或压力降低P降低、电磁阀位置、温度等的相关性。
如果主缸的压力室中的主密封件(D2)出现故障，也就是说如果主密封件(D2)泄漏，则可能发生主缸中的制动流体的泄漏，这会以不受控制的方式影响(在这种情况下：增加)踏板行程，并且通过“线控制动”可能会产生过大的制动压力，并且因此产生不期望的强烈制动操作。在下文中，主缸将被假定为单个主缸，其中，串联主缸的使用同样是可能的。为避免主缸可能完全失效，比如图1a中，可以借助于止回阀(RV1)和节流阀(Dr1)的并联连接实现单个主缸与储存部(VB)的连接，其中，止回阀(RV1)朝向储存部关闭。在主密封件(D2)和防泄漏辅助密封件(D1)泄漏的情况下，泄漏流通过止回阀(RV1)被阻挡并且通过节流阀(Dr1)被节流，使得只产生不显著的、小的活塞或踏板运动，这只会轻微地中断“线控制动”制动操作。节流阀(Dr1)例如可以设计成使得由泄漏引起的踏板运动为大约0.2mm/s。在平均制动时间为大约3s以使处于100km/h的车辆以1g减速的情况下，因此可能会发生0.6mm的踏板行程中断，这相对于整个踏板冲程来说很小且能够忽略不计。止回阀(RV1)可以允许经由轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)上打开的排气螺钉使用制动流体快速填充制动系统并且快速通风。节流阀(Dr1)还允许在温度变化的情况下进行体积补偿。
由主密封件(D2)泄漏和辅助密封件(D1)泄漏的附加休眠单个故障构成的严重双重故障在泄漏无法再通过节流阀(Dr1)节流的情况下可以借助于其他冗余的主密封件和/或辅助密封件(未示出)来避免。根据本发明，如图1a中，辅助密封件(D1)的密封性可以通过定期地诊断(例如在每次停车时)来监测。在没有行程模拟器(WS)或行程模拟器(WS)借助于行程模拟器隔离阀(14)以可切换的方式连接的情况下，泄漏在这种情况下可以唯一地分配给辅助密封件(D1)。在这些情况中的一者中的程序例如可以如下实施：如果制动系统中的残余压力在车辆已经关闭后借助于对应的阀切换经由打开的进给切换阀(FV)进入到单个主缸中，则能够在例如10秒的时间期间内基于由压力传感器(DG)检测到的压力变化来检查整个制动系统的密封性，其中，识别的压力下降可以表示泄漏。如果识别到这种泄漏，则可以在关闭切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)以及行程模拟器隔离阀(14)——如果存在行程模拟器隔离阀(14)的话——之后，可以借助于压力供给单元(DV)向单个主缸充入一定时间段的例如20bar的恒定压力。在此，递送量可以例如借助于压力供给单元(DV)的马达中的由转子位置传感器检测到的角度变化来确定。如果该递送量大于例如20bar处的节流阀(Dr1)的已知递送率，则辅助密封件(D1)可以被评估为泄漏。因此，只有在不太可能发生两个密封件(D1、D2)在行程期间同时故障的情况下，才会发生主密封件(D2)和辅助密封件(D1)泄漏的双重故障。在没有行程模拟器隔离阀(14)的行程模拟器(WS)的情况下，在某些情况下可能是这样的情况，类似于刚刚描述的诊断，检测到的泄漏不能唯一地分配给单个主缸的辅助密封件(D1)，因为泄漏也可能是由行程模拟器(WS)的行程模拟器密封件(D3)泄漏引起的，由于通过泄漏的行程模拟器密封件(D3)以及借助于行程模拟器密封件(D3)与行程模拟器(WS)的另一冗余密封件(D3r)之间的另一节流阀(Dr3)进行的节流，行程模拟器密封件(D3)泄漏同样可以导致泄漏流经由连接部(未示出)流动到储存部(VB)中。在这种情况下，如果D1或D3中发生泄漏，由于节流阀Dr1和Dr3的液压阻力的不同构型，在一定程度上可能会出现通过Dr1和/或Dr3的不同泄漏流，由此刚才描述的诊断然后可以定位D1或D3处的泄漏。另一方面，即使没有定位D1或D3处的泄漏，也可以通过同时更换两个密封件(D1、D3)来避免D1或D3中的潜在故障，并且可以确保制动系统的安全性。冗余主密封件(D3r)的额外故障可以归类为不太可能的双重故障。
储存部(VB)可以具有两个相互冗余的流体室。储存部(VB)在至少一个流体室中具有带传感器目标(7)的浮子(8)，与电子控制单元(ECU)的PCB(5)上的填充液位传感器元件(6)一起附接至储存部(VB)的浮子(8)可以以几乎连续可变的方式测量储存部(VB)中的制动流体的填充液位。以此方式，同样可以在制动回路中冗余地检测小的泄漏，例如D1或轮缸RZ1至RZ4中的一个轮缸的泄漏。将填充液位传感器元件(6)集成到电子控制单元(ECU)中可以降低成本。
图1b示出了制动系统的另一实施方式，相对于图1a，该制动系统具有另一旁通阀(BP2)、隔离阀(TV)以及另一(中央)出口阀(ZAV2)。以此方式，可以提高制动系统中的安全性，尤其是在双重故障方面的安全性。
另一旁通阀(BP2)可以结合到第二制动回路(BK2)中，使得第二制动回路(BK2)与轮缸RZ3和RZ4可以在第二制动回路(BK2)中发生故障的情况下与制动系统的其余部分断开联接。如图1b中所示，例如可以将第二旁通阀(BP2)结合到第一旁通阀(BP1)与第二制动回路(BK2)中的压力传感器(DG)之间的液压管路中，其中，中央出口阀(ZAV)然后可以经由第二旁通阀(BP2)连接至第二制动回路(BK2)。两个旁通阀(BP1、BP2)的组合可以称为安全门(SIG)，也可以通过隔离阀(TV)进行扩展。
隔离阀(TV)可以结合到第一制动回路(BK1)中，使得第一制动回路(BK1)与轮缸RZ1和RZ2可以在第一制动回路(BK1)中发生故障的情况下(例如，RZ和SV的双重故障)与制动系统的其余部分断开联接。如图1b中所示，例如，可以将隔离阀(TV)结合到压力供给单元(DV)或止回阀(RV3)——如果存在止回阀(RV3)的话——或压力供给单元(DV)上的电磁阀与第一制动回路(BK1)的切换阀(SV1、SV2)之间的液压管路中。此外，冗余压力传感器(DG2)(未示出)可以联接至第一制动回路(BK1)。
另一中央出口阀(ZAV2)可以结合到制动系统中，使得制动系统中的压力可以相对于中央出口阀(ZAV)冗余地降低。如图1b中所图示的，所述另一中央出口阀可以例如连接至隔离阀(TV)与压力供给单元(DV)或止回阀(RV3)——如果存在止回阀(RV3)的话——或压力供给单元(DV)上的电磁阀之间的液压管线。出于安全原因，中央出口阀ZAV和ZAV2应当连接至储存部(VB)的单独部分。例如如图1b中所图示的，中央出口阀ZAV2也可以经由主缸中的另一开口和活塞(3)中的环形通气开口连接至储存部(VB)。
第二旁通阀(BP2)和隔离阀(TV)可以设计为在断电时打开的电磁阀，而另一中央出口阀(ZAV2)可以设计为在断电时关闭的电磁阀。此外，第二旁通阀(BP2)和隔离阀(TV)可以各自通过它们的输出侧分别连接至第二制动回路(BK2)和第一制动回路(BK1)，使得第二旁通阀(BP2)和隔离阀(TV)可以在阀控制失效的情况下(例如在没有通电的情况下)通过制动回路(BK1、BK2)中的残余压力而打开。因此，与图1a中的制动系统中的情况一样，即使在没有通电的情况下，也可以通过脚对制动踏板(1)的致动来执行制动操作。
如果两个(中央)出口阀(ZAV、ZAV2)中的一个出口阀(例如ZAV)在其无法再打开的方面上出现故障，则压力降低P降低可以借助于另一中央出口阀(ZAV2)来执行。通过与图1a中的情况相比，再此不必打开进给切换阀(FV)，从而可以保持“线控制动”功能，并且特别地可以避免踏板行程特性的中断以及因此对踏板运动的影响。
在根据本发明的一个实施方式中，另一中央出口阀(ZAV2)还具有的优点是，在行驶动态干预(例如ABS)期间，压力降低P降低在每种情况下可以通过每个制动回路(BK1、BK2)的两个轮缸(分别为RZ1、RZ2和RZ3、RZ4)中的闭环控制独立地设定。
借助于第二旁通阀(BP2)，在进给切换阀(FV)无法再关闭(例如，由于脏物颗粒或电气连接中的故障无法再关闭)的情况下可以提高安全性。在这种情况下，单个主缸可以借助于关闭两个旁通阀(BP1、BP2)而与制动系统断开联接，并且仍然可以借助于压力供给单元(DV)在第一制动回路(BK1)中升高足够的制动压力。在这种情况下，例如，压力降低P降低可以借助于另一(中央)出口阀ZAV2来执行。此外，在紧急制动的情况下，在打开第二旁通阀(BP2)之后，制动力还可以通过在第二制动回路(BK2)中脚对制动踏板(1)的致动来升高。以这种方式，例如可以实现完全正常制动作用的大约75％的制动作用。如果由于无法再关闭的进给切换阀(FV)造成的泄漏较小，则例如仍然可以借助于切换阀(SV3、SV4)和中央出口阀(ZAV)中的一个中央出口阀执行针对ABS干预的降低压力P降低(和压力升高P升高)。
除了主密封件(D2)和辅助密封件(D1)之外，单个主缸可以具有其他的冗余主密封件和/或辅助密封件、特别是图1b中所图示的冗余主密封件(D2r)。
单个主缸中的在主密封件(D2)与辅助密封件(D1)之间的通气开口可以经由所谓的诊断阀(VD)连接至储存部(VB)，诊断阀(VD)在图2中图示出并且将在下面进一步描述。如果出现制动回路(BK1、BK2)中的压力降低P降低不能借助于(中央)出口阀(ZAV和ZAV2，如果存在ZAV2的话)进行执行的故障，则压力可以通过经由打开进给切换阀(FV)和单个主缸散逸到储存部(VB)中来降低。由于在单个主缸与储存部的液压连接中的节流阀(Dr1)与止回阀(RV1)并联连接，图1a中的压力降低P降低只能够通过非常小的体积流进行执行，而在图1b中的压力降低P降低的情况下，相对较大的体积流量可以流回到储存部(VB)中，只要这些体积流量小于由VD的构型预先定确的关闭体积流量。借助于对相关电磁阀(例如SV1、SV2、SV3、SV4、BP1、BP2、FV)通过脉宽调制(PWM)进行的适当控制，压力降低P降低可以执行成使得不超过诊断阀(VD)的极限体积流量，并且因此诊断阀(VD)在压力降低期间保持打开。另一方面，图1a中描述的用于借助于诊断阀(VD)监测主缸的密封、即辅助密封件(D1)的密封性的诊断可以以类似的方式执行，其中，高于VD的关闭容体积流量的体积流量借助于压力供给单元(DV)被有意地输送到主缸中，因为当诊断阀(VD)关闭时，密封性可以通过借助于压力传感器(DG)检测到的压力曲线来确定。为了增加利用仅一个中央出口阀(ZAV)的图1a中的安全性，单个主缸与储存部(VB)之间的液压连接也可以由图1b中与诊断阀(VD)的连接代替。
为了保护主缸中的主密封件(D2)——与图1a相比该主密封件(D2)不受节流止回阀组合(Dr1、RV1)的保护，可以使用冗余主密封件(D2r)。对主密封件的诊断可以在制动操作期间借助于力-行程传感器(KWS)和踏板行程传感器(Sp1、Sp2)来执行。替代性地，对主密封件的诊断可以借助于单个主缸中的压力传感器以及踏板行程传感器(Sp1、Sp2)来执行。
图2示出了背压阀的可能实施方式，该背压阀可以用作例如图1b中的诊断阀(VD)。背压阀可以具有两个开口，其中，两个开口中的一个开口可以具有阀座并且优选地具有比另一开口大的开口横截面。此外，所述背压阀可以具有带密封球(18)的柱塞，其中，在没有流体流的情况下，柱塞可以通过弹簧(F)支撑在阀壳体中，使得密封球(18))不能关闭优选地较大开口的阀座。相反，如果流体经由没有阀座的开口流动穿过具有阀座的开口，则由于开口、阀座和密封球(18)的预定几何形状，高于所谓的关闭体积流量时会产生背压，该背压将密封球(18)压入到阀座中并且因此沿该方向关闭阀。如果诊断阀(VD)在体积流量高于关闭体积流量时关闭，则在低于由VD的构型预先确定的另一开口体积流量的情况下，诊断阀可以沿相同的流动方向再次打开。在另一流动方向上，制动流体可以被输送通过阀而没有关闭动作。
图3a至图3c示出了用于根据本发明的制动系统中的所谓的失效安全单个主缸单元(SHZ)的根据本发明的各种实施方式，其中，下面描述的保护措施同样可以用于串联主缸单元(THZ)中。结合图3a至图3c描述的各个单个主缸单元(SHZ)可以用于根据图1a至图1b、图4a至图4c和图5a至图5b的系统中。
图3a示出了单个主缸单元(SHZ)的实施方式，与图1a中的主缸单元相比，该单个主缸单元具有另一冗余的辅助密封件(D1r)以便保护主缸相对于外部的密封。主缸还具有位于辅助密封件(D1)与冗余辅助密封件(D1r)之间的另一开口，该另一开口经由节流阀(Dr4)连接至储存部(VB)。辅助密封件(D1)的密封性也可以借助于该连接进行诊断。
图3b示出了单个主缸单元(SHZ)的实施方式，该单个主缸单元关于主缸与储存部(VB)的连接对应于图1b中的主缸与储存部(VB)的连接。
图3c示出了单个主缸单元(SHZ)的实施方式，该单个主缸单元具有冗余主密封件(D2r)和可选的冗余辅助密封件(D1r)。除了主密封件(D2)与辅助密封件(D1)之间的通气开口外，主缸可以在主密封件(D2)与冗余主密封件(D2r)之间具有另一开口，其中，这两个开口可以借助于液压管路连接，液压管路又经由可切换的储存部截止阀(17)连接至储存部(VB)。储存部截止阀(17)可以被视为压力室密封的冗余，因为储存部截止阀(17)可以在主密封件(D2、D2r)中的一个主密封件泄漏的情况下关闭。图3c中的储存部截止阀(17)可以设计为电磁阀，该电磁阀在断电时打开。以此方式，即使在断电的状态下，制动系统也可以进行填充和排气。
与图1a和图3a中的节流阀-止回阀组合的情况类似，还可以在静止状态下并且在储存部截止阀(17)关闭的情况下借助于残余压力或压力供给单元(DV)执行对主缸相对于外部的密封、即辅助密封件(D1)的密封的诊断。在另一冗余辅助密封件(D1r)和主缸的在辅助密封件(D1)与冗余辅助密封件(D1r)之间的另一开口——该另一开口经由节流阀(Dr4)连接至储存部(VB)——的情况下，在此可以在诊断中考虑通过Dr4的泄漏流。
可以在其他冗余主密封件之间提供其他开口，这些其他开口同样可以经由储存部截止阀(17)连接至储存部(VB)。
失效-安全性在此一般意味着制动系统的元件的单个失效由冗余保护，并且制动系统的元件的失效或冗余的失效可以通过诊断来确定。单个失效(或单个故障)是制动系统的仅一个元件的失效(或故障)。另一方面，双重失效(或双重故障)或多重失效(或多重故障)是指制动系统的两个或更多个元件的失效(或故障)。一般来说，如果出现双重或多重故障的发生的可能性很小则是可以接受的。但是，在失效-安全系统中应当避免可能导致制动系统的完全失效的双重故障。如果所谓的休眠单个故障通过附加诊断的冗余来保护或识别，则可以避免失效-安全系统中的双重故障，其中，每个单个故障与另一单个故障一起会导致双重故障。
如果主缸的压力室密封是失效-安全的，则单个主缸是失效-安全的。在正常情况下，也就是说在没有故障的情况下，单个主缸的压力室密封例如通过单个主缸的主密封件(D2)来实现。例如由主密封件(D2)泄漏引起的单个主缸压力室的密封件的单个失效会导致制动系统的完全失效。因此，期望的失效安全性需要对压力室密封件的至少一个冗余和对压力室密封件或压力室密封件的冗余的至少一种诊断。根据SAE J3016标准，失效-安全主缸可以在三级至四级中使用。
例如，可以实现压力室密封的至少一个冗余的需要，
-如图1a和图3a中，借助于主缸与储存部(VB)的连接中通过节流阀(Dr1)与止回阀(RV1)的组合进行上述节流，在这种情况下，踏板行程中的变化能够忽略不计，
-或者，如图1b、图3b和图3c中，借助于第二冗余主密封件(D2r)，
-或者，如图3c中，通过关闭能够切换的储存部截止阀(17)，单个主缸的通气开口经由储存部截止阀(17)连接至储存部(VB)。
尽管(除了仍然需要的至少一个诊断之外)一个冗余对于主缸的失效安全性来说是足够的，但冗余可以以适宜的方式组合以提高安全性。例如，独立于主缸与储存部(VB)的连接中的冗余(组合Dr1/RV1或储存部截止阀17)，可以使用其他的冗余主密封件(例如D2r)。原则上，组合Dr1/RV1和储存部截止阀17的组合也是可以设想的。
对压力室密封件或压力室密封件的冗余的至少一种诊断可以实现为对压力室密封件的诊断，例如：
-如图1b、图3b和图3c所示，其中，借助于主缸的活塞中的力-行程传感器(KWS)或借助于主缸的压力室中的压力传感器，力-行程传感器或压力传感器分别测量踏板力(Fp)或压力室中的压力，在制动操作期间监测主密封件(D2)的密封性，原因在于，在脚施加致动期间，踏板力(Fp)或压力分别以取决于活塞(3)的运动的方式进行分析，活塞(3)的运动借助于踏板行程传感器(Sp1、Sp2)来检测；
或者实现为对压力室密封件的冗余的诊断，例如：
-如图1a和图3a中，其中，节流阀-止回阀组合(Dr3、RV1)可以在车辆的静止状态下、优选地在停车时如上所述地通过制动系统中的残余压力或借助于压力供给单元(DV)进行诊断，由于返回至储存部(VB)，因而这可以例如通过压力供给单元(DV)的递送体积和/或通过储存部(VB)中的填充液位上的变化与通过止回阀(RV1)的能够预期的阻挡和通过节流阀(Dr1)的节流相比较来确定；
-或者如图3c中，其中，借助于压力供给单元(DV)和对应的阀位置(例如，关闭SV1、SV2、SV3、SV4、ZAV、14并且打开BP1、FV)，可以检查能够切换的储存部截止阀(17)的密封性，可能地考虑储存部(VB)中的填充液位传感器。
关于在车辆的静止状态下、优选地在停车时执行的诊断，安全性可以借助于在制动操作期间并且因此特别地在行进期间多次执行的诊断来提高。主缸中的其他冗余主密封件(例如D2r)同样可以借助于力-行程传感器(KWS)和/或主缸的压力室中的压力传感器进行诊断。
如果制动系统如“线控制动”系统中常规那样联接至行程模拟器(WS)，则行程模拟器(WS)也应当具有失效安全设计。如果行程模拟器(WS)的压力室密封件是失效安全的，则行程模拟器(WS)也是失效安全的。在正常情况下，也就是说在没有故障的情况下，行程模拟器(WS)的压力室密封件例如通过行程模拟器(WS)的行程模拟器密封件(D3)来实现。例如由泄漏的行程模拟器密封件(D3)引起的行程模拟器压力室的密封件的单个失效同样可以导致制动系统的完全失效。因此，期望的失效安全性需要压力室密封件的至少一个冗余和对压力室密封件或压力室密封件的冗余的至少一种诊断。
例如，可以通过下述各者实现压力室密封件的至少一个冗余的需要：
-借助于第二冗余行程模拟器密封件(D3r)；
-或者，如在图1a、图1b、图3a、图3b和图3c中，借助于第二冗余行程模拟器密封件(D3r)和上述借助于行程模拟器密封件(D3)与冗余行程模拟器密封件(D3r)之间的节流阀(Dr3)对泄漏进行节流，在这种情况下，踏板行程上的变化较慢。
对行程模拟器的压力室密封件或压力室密封件的冗余的至少一种诊断可以实现为对压力室密封件的诊断，例如：
-如图1b、图3b和图3c中，其中，借助于主缸的活塞中的力-行程传感器(KWS)或借助于主缸的压力室中的压力传感器，力-行程传感器或压力传感器分别测量踏板力(Fp)或压力，在制动操作期间监测行程模拟器密封件(D3)(和主密封件(D2))的密封性，原因在于，在脚施加致动期间，踏板力(Fp)或压力分别以取决于活塞(3)的运动的方式进行分析，活塞(3)的运动借助于踏板行程传感器(Sp1、Sp2)来检测；
-或者如图1a、图1b、图3a、图3b和图3c中，其中，行程模拟器密封件(D3)的密封性在车辆的静止状态下、优选地在停车时通过制动系统中的残余压力或借助于压力供给单元(DV)通过对应的阀位置来监测，由于返回至储存部(VB)，这例如可以通过压力供给单元(DV)的递送体积和/或通过储存部(VB)中的填充液位上的变化与通过止回阀(RV1)的能够预期的阻挡和通过节流阀(Dr1、Dr2)的节流进行比较来确定，可能地考虑储存部中的填充液位传感器(VB)；
-或如图3c中，其中，借助于压力供给单元(DV)和对应的阀位置(例如，关闭SV1、SV2、SV3、SV4、ZAV、17并且打开BP1、FV、14)，可以检查行程模拟器密封件(D3)的密封性，可能地考虑储存部(VB)中的填充液位传感器。
为了提高安全性，可以以适宜的方式组合诊断。
由于主缸的压力室和行程模拟器(WS)的液压联接，通常无法定位联接的压力室中的已诊断出的泄漏，因为这可能是例如由主缸的主密封件(D2)泄漏和行程模拟器密封件(D3)泄漏两者造成的。这对于失效安全性来说是足够的，因为在联接的压力室中诊断出的密封性意味着两个密封件(D2、D3)的密封性。如果存在行程模拟器隔离阀(14)，则可以定位行程模拟器(WS)或主缸中的任何泄漏。
在正常情况下，单个主缸相对于外部的密封上的安全性要求例如借助于辅助密封件(D1)执行，这可能不如主缸压力室的密封上的安全性要求严格，因为一方面，辅助密封件(D1)不受高压影响，并且另一方面，故障的后果不太严重。与对于故障安全性的更严格要求相比，如果可以诊断出元件的至少一个冗余和/或元件的失效，则确保到安全。
单个主缸相对于外部的密封的单个失效、例如可以导致制动流体的损失的辅助密封件(D1)的泄漏例如可以通过冗余来保护：
-如图3a和图3c中，借助于第二冗余辅助密封件(D1r)，
-或者如图3a和图3c中，通过借助于另一节流阀(Dr4)进行节流，单个主缸中的在辅助密封件(D1)与冗余辅助密封件(D1r)之间的另一开口经由该节流阀连接至储存部(VB)，在这种情况下，泄漏缓慢，而在车辆的静止状态下，泄漏例如又可以通过储存部(VB)中的制动流体液位上的变化来监测。
此外，在非制动操作期间，其中，非制动操作是指不发生制动过程的操作，并且特别是指车辆的静止状态(例如停车时)，可以对辅助密封件(D1)的密封性进行确定或诊断，原因在于，
-如图1a和图3a中以及如上面已经描述的，体积在第一步中借助于制动回路(BK1、BK2)中的残余压力并且在第二步中借助于压力供给单元(DV)并且在存在由闭环控制设定的压力的情况下经由主缸传送到储存部(VB)中，将压力供给单元(DV)的递送体积与正常并且能够预期的节流流量进行比较，
-或者如在图1b和图3b中以及如上面已经描述的，体积与高于诊断阀(VD)的关闭体积流量的流体流借助于压力供给单元(DV)经由主缸传送到储存部(VB)中，并且对借助于压力传感器(DG)检测到的压力曲线进行分析，
-或者如图3c中，体积与流体流借助于压力供给单元(DV)经由主缸传送到储存部(VB)中，其中，储存部截止阀(17)关闭并且在存在由闭环控制设定的压力的情况下将压力供给单元(DV)的递送体积与通过节流阀(Dr4)的正常并且能够预期的节流流量进行比较。
为了提高安全性，冗余和诊断可以以多种适宜的方式结合。在诊断中，储存部(VB)中的填充液位传感器(6)可以同样地或附加地用于泄漏识别。
对于处于关闭状态的进给切换阀(FV)的密封上的安全性要求，也就是说对于进给切换阀(FV)的密封上的安全性要求，在正常情况下，该安全性要求例如借助于阀座中的密封件来执行，这同样可能不如主缸压力室的密封上的安全性要求严格，因为故障的后果不太严重。与对失效安全性的更严格要求相比，如果可以诊断出元件的至少一个冗余和/或元件的失效，则确保到安全。
例如由脏物颗粒引起的进给切换阀(FV)的密封的单个失效会损害“线控制动”功能并且可能破坏制动踏板系统的力-行程特性，这例如借助于冗余来进行保护：
-借助于串联连接的另一电磁阀(图中未示出)，
-或者，如图1a、图1b、图3a、图3b、图3c中并且如已经描述的，通过关闭电磁阀ZAV、SV3、SV4、BP1或可能的ZAV、BP1、BP2来停用第二制动回路(BK2)，其中，借助于第一制动回路(BK1)仍然能够获得足够的制动力(例如，根据车轮分布仍然保持50％的制动作用)。
此外，如图1a、图1b、图3a、图3b和图3c中，优选地在非制动操作期间，关闭的进给切换阀(FV)的密封性可以借助于压力供给单元(DV)和通过踏板行程中的变化来确定。为了提高安全性，冗余和诊断可以以多种适宜的方式结合。
然而，在液压控制单元(HCU)中的(中央)出口阀(ZAV、ZAV2)无法再打开的情况下，则图1a和图3a中经由主缸进行的压力降低P降低只能以节流的方式(经由Dr1)进行。图1b、图3b和图3c中的压力降低P降低也可以经由主缸以较少的节流进行。
主缸的至少一个液压输出部与进给切换阀(FV)之间的液压连接可以如图3b和图3c中那样借助于背压阀(19)来实现，背压阀(19)构造并连接成使得：在存在过高踏板力(大于约500N)的情况下，背压阀会成为从主缸至液压控制单元的流体方向上的节流阀，例如凭借背压阀(19)内的穿孔阀板(20)由于背压效应而阻挡主输出，但通过阀板(20)中节流点的布置来保持第二节流输出。
图3d示出了图3c中单个主缸单元(SHZ)的制动踏板(1)的示例性踏板力-行程特性(21)，其中，踏板行程(Sp)是相对于总踏板行程指定的。制动踏板(1)的复位力由主缸中的复位弹簧(RF1)(图3d中的范围达10％)和行程模拟器(WS)中的可控弹性件(在图3d范围从40％开始)产生。为了防止制动踏板(1)在主缸或行程模拟器(WS)的压力室密封不良的情况下塌陷，可以将另一复位弹簧(RF2)结合在主缸中，该另一复位弹簧增加了例如从踏板行程的大约10％开始的制动踏板(1)的踏板力-行程特性的梯度。
根据本发明的制动系统的优选实施方式可以从图3b中得出，其中，省略了在主缸与储存部(VB)的连接中的诊断阀VD，也就是说主缸经由主密封件(D2)与辅助密封件(D1)之间的通气开口直接连接至储存部(VB)。由于根据以上限定的冗余主密封件(D2r)、冗余行程模拟器密封件(D3r)以及力-行程传感器(KWS)，该实施方式中的单个主缸是失效安全的。辅助密封件(D1)的泄漏可以在车辆静止状态下借助于储存部(VB)或PCB上的填充液位传感器元件(6)进行诊断。另外，可以在维修工作期间(例如，每两年到三年)通过在阀FV、ZAV和阀ZAV2、AV1-AV4——如果存在阀ZAV2、AV1-AV4的话——以及行程模拟器隔离阀关闭的情况下用例如5bar的压缩空气填充储存部(VB)来检查辅助密封件(D1)的密封性。
图4a示出了根据本发明的制动系统的另一实施方式，其中，与图1a和图1b相比，压力供给装置(DV)具有代替旋转泵的双回路双作用活塞泵，该双回路双作用活塞泵可以具有活塞、在每种情况下在活塞的前面和后面各一个的两个压力室、以及一个中心杆，其中，活塞可以经由中心杆和具有电动驱动器的传动装置沿两个方向移动。例如，传动装置可以实现为滚珠丝杠驱动器，并且电动驱动器可以实现为无刷直流马达或一些其他形式。结合图4a至图4c和图5a至图5b描述的压力供给装置(DV)的相应构型可以用于如图1a至图1b和图3a至图3c中每个根据本发明的系统或与根据本发明的系统一起使用。
轮缸(例如RZ1、RZ2)与制动回路(例如BK1)的连接可以如现有技术中已知的那样在每种情况下借助于一个能够切换的入口阀(例如EV1、EV2)来实现，其中，轮缸(例如RZ1、RZ2)然后可以在每种情况下借助于一个能够切换的出口阀(例如AV1、AV2)连接至储存部(VB)。入口阀或出口阀也可以被视为切换阀。替代性地，轮缸(例如，RZ3、RZ4)与制动回路(例如BK2)的连接如图1a和图1b中那样可以在每种情况下仅经由一个切换阀(例如SV3、SV4)来实现，在这种情况下，至少一个制动回路可以借助于中央出口阀(ZAV)和可能的其他阀以可切换地方式连接至储存部(VB)。这种连接可以减少电磁阀的数目，从而可以节省成本。
双作用活塞泵的两个压力室中的一个压力室可以经由泵的液压输出部并且经由朝向压力供给单元(DV)关闭的止回阀(RV3)并且经由可能的其他阀连接至第一制动回路(BK1)。此外，该压力室可以经由泵的抽吸补给输入部(通气开口或开口)和朝向储存部(VB)关闭的另一止回阀(RV6)并且经由可能的其他阀连接至储存部(VB)。另一压力室同样可以经由泵的另一液压输出部和朝向压力供给单元(DV)关闭的止回阀(RV4)并且经由可能的其他阀连接至第二制动回路。此外，所述压力室同样可以经由泵的另一抽吸补给输入部(通气开口或开口)和朝向储存部(VB)关闭的另一止回阀(RV5)并且经由可能的其他阀连接至储存部(VB)。具有两个抽吸补给输入部和两个液压输出部和活塞的泵可以设计成使得：在活塞运动的两个方向上、也就是说在向前冲程期间和返回冲程期间，制动流体可以被从储存部(VB)递送到两个制动回路(BK1、BK2)中的至少一个制动回路中，并且因此可以升高制动压力，其中，根据定义，向前冲程是指活塞的下述运动方向：在该运动方向上，制动流体(在图4a中经由RV3)被迫使离开避开活塞的中心杆的压力室。另一方面，返回冲程指的是活塞的下述运动方向：在该运动方向上，制动流体(在图4a中经由RV4)被迫使离开另一压力室，在该另一压力室中，活塞的有效活塞面积相对于向前冲程期间活塞的有效活塞面积可能较小。
根据实施方式，两个制动回路(BK1、BK2)可以如图1a中那样借助于旁通阀(BP1)或如图1b中那样借助于串联连接的两个旁通阀(BP1、BP2)并且借助于其他可能的阀以可切换的方式连接至彼此。以此方式，在压力供给单元(DV)中的活塞的向前冲程期间，制动压力可以在第一制动回路(BK1)或两个制动回路(BK1、BK2)中选择性地升高。类似地，在压力供给单元(DV)中的活塞的返回冲程期间，制动压力可以在第二制动回路(BK2)或两个制动回路(BK1、BK2)中选择性地升高。
关于在制动系统中同样常见但未图示并且只能够沿一个冲程方向(向前冲程)将体积递送到制动系统中的单作用活塞泵，具有双作用活塞泵和如图4a中的示例性连接的根据本发明的制动系统可以证明是有利的，因为可以节省在单作用活塞泵的情况下如果活塞必须全部或部分缩回并且在压力室的液压输出部关闭的情况下在执行补充递送额外所需的制动流体体积之前所花费的时间。在这种空转返回冲程期间，制动系统不能通过压力供给单元(DV)来充注压力。相比之下，在根据本发明的制动系统中，通过图4a中的双作用活塞泵，可以通过交替的向返回前冲程和返回冲程在制动回路(BK1、BK2)中连续提供制动压力。以此方式，特别是可以减小双作用活塞泵的结构长度。
另一方面，具有双作用活塞泵并且具有如图4a中的示例性连接的根据本发明的制动系统可以证明是有利的，因为在活塞的向前冲程和返回冲程期间有效活塞面积的不同尺寸可以用于传动装置和电动驱动器的构型中，以实现所谓的小型化。关于制动系统中常见的两个压力范围、即一方面在车轮/地面系统中的高摩擦系数的情况下达所谓的锁定压力的压力、例如大约100bar至120bar的正常压力范围以及另一方面达例如大约200bar的压力的更高压力范围，双作用活塞泵的活塞的有效活塞面积、传动装置、以及电动马达可以优选地设计成使得正常压力范围内的压力在向前冲程期间仍能得到充分支承，而较高压力范围内的压力只能通过相对较小的活塞后侧部来支承。利用相对较大活塞后侧部的向前冲程可以证明是有利的，特别是如果在轮缸的填充期间，首先需要尽可能快地克服制动器的间隙，在该间隙中制动压力上升相对缓慢。利用相对较小活塞后侧部的返回冲程可以证明是有利的，特别是如果在克服制动器间隙之后压力显著升高，并且随着压力显著增加而必须递送较少的制动流体体积。
在小型化的设计中，在压力升高P升高期间，在较高压力范围内的返回冲程之后，可能需要空转预冲程，由此例如在关闭的切换阀(例如，SV3、SV4)和入口阀(例如，EV1、EV2)、关闭的进给切换阀(FV)、如果存在的优选地关闭的第二旁通阀(BP2)、打开的第一旁通阀(BP1)以及打开的中央出口阀(ZAV)的情况下，制动流体可以被从具有较大有效活塞面积的压力室传送到储存部(VB)中。这种空转预冲程可以持续达大约100ms，但只需要使用的很少。随后，压力升高P升高可以通过进一步的返回冲程在更高的压力范围内继续进行。
与图1a和图1b中的旋转泵的情况一样，制动回路(BK1、BK2)中的压力降低P降低在正常情况下可以经由中央出口阀(ZAV)或其他(中央)出口阀(ZAV2)实现或者在发生故障的情况下经由进给切换阀(FV)和单个主缸实现。与经由每个制动缸(例如RZ1、RZ2)处的出口阀(例如AV1、AV2)进行的诸如ABS干预之类的压力降低P降低相比，经由切换阀(例如，SV3、SV4)和中央出口阀(ZAV)的压力降低P降低可以在各个轮缸(RZ1、RZ2、RZ3、RZ4)和/或制动回路(BK1、BK2)之间的压力差的精度方面认为是有利的，其中，切换阀和/或旁通阀(BP1、BP2)可以借助于脉宽调制(PWM)进行控制。通过这种方式还可以将产生的噪声减少到某一最低程度。在完全压力降低P降低的情况下，双作用活塞泵的活塞可以借助于双作用活塞泵的电动驱动器经由返回冲程回到活塞的初始位置中，其中，制动流体体积被从具有较小活塞有效面积的压力室同样经由旁通阀(BP1、BP2)中的至少一个旁通阀和中央出口阀(ZAV)递送到储存部(VB)中。
由于在双作用活塞泵与储存部(VB)的连接中朝向储存部(VB)关闭的止回阀(RV5、RV6)，特别地双作用活塞泵的两个压力室的(部分)疏散和排气在该实施方式中可以仅经由泵的液压输出部、相应的止回阀(RV3、RV4)以及相应的制动回路(BK1、BK2)来执行。
图4b示出了另一实施方式，与图4a相比，在该实施方式中，优选的情况是具有较大有效面积的压力室的泵输出部处的止回阀(RV3)被能够切换的电磁阀(PD1)代替。如图4a中，制动回路(BK1、BK2)可以借助于旁通阀(BP1)或借助于串联连接的两个旁通阀(BP1、BP2)来连接。此外，可以在第一制动回路(BK1)中使用另一能够切换的隔离阀(TV)。
如图4a中，在活塞的向前冲程期间，可以打开能够切换的电磁阀PD1，并且可以在制动回路(BK1、BK2)中升高压力。另一方面，在活塞的返回冲程期间，可以关闭能够切换的电磁阀PD1，使得在压力升高P升高期间，无需将制动流体体积从制动回路(BK1、BK2)递送回到具有较大有效活塞面积的压力室中。
与图4a中的实施方式相比，在图4b中的实施方式中，能够切换的电磁阀PD1可以在向前冲程之后打开以用于压力降低P降低的目的，由此，例如，制动流体体积可以经由第一制动回路(BK1)中打开的切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)、打开的旁通阀(BP1、BP2)以及打开的隔离阀(TV)——如果存在隔离阀(TV)的话——并且在中央出口阀(ZAV)关闭以及进给切换阀(FV)关闭的情况下从制动回路(BK1、BK2)流动回到双作用活塞泵的具有较大活塞有效面积的压力室中。在此，由于制动流体被同时从具有较小有效活塞面积的压力室递送到第二制动回路中，因此这种压力降低P降低可能是不完全的。
在图4a中的双作用活塞泵的液压连接中，泵输入部和输出部处的其他止回阀(RV3、RV4、RV5、RV6)可以在每种情况下由一个能够切换的电磁阀(PD1、PD2、PD3、PD4)代替。例如，图4c示出了另一实施方式，在该实施方式中，所有的止回阀(RV3、RV4、RV5、RV6)都由电磁阀代替。如图4a中，制动回路可以借助于旁通阀(BP1)或借助于串联连接的两个旁通阀(BP1、BP2)来连接。在图4c中的实施方式中，还可以在活塞中具有用于踏板力测量目的的力-行程传感器(KWS)的单个主缸也可以例如经由进给切换阀(FV)直接连接至第一制动回路(BK1)。在根据图4a的实施方式中，可以使用冗余中央出口阀(ZAV2)，冗余中央出口阀(ZAV2)例如连接至第一制动回路(BK1)。
借助于打开的和关闭的电磁阀(PD1、PD2、PD3、PD4)的不同组合，可以设定双作用活塞泵的不同操作状态。如图4b中，在压力降低P降低期间，制动流体可以从制动回路(BK1、BK2)例如经由PD1返回至双作用活塞泵。另外，通过打开泵输入部(例如PD3)并且关闭相关联的泵输出端部(例如PD1)，可以将制动流体从相应的压力室递送到储存部(VB)中。
图5a示出了另一实施方式，与图4a相比，该实施方式具有串联缸(THZ)而不是单个主缸(SHZ)。制动踏板装置的活塞(3)可以经由第一压力室和第一复位弹簧(RF)联接至所谓的第二浮动活塞(SK)，第二浮动活塞(SK)又可以在另一压力室中抵抗第二复位弹簧(RF3)而移动。如图4a中，例如，串联主缸(THZ)的活塞(3)与浮动活塞(SK)之间的第一压力室可以经由液压输出部和第一进给切换阀(FV)连接至第一旁通阀(BP1)与中央出口阀(ZAV)之间的液压管路。行程模拟器(WS)可以经由例如第一压力室的另一液压输出部和行程模拟器隔离阀(14)——如果存在行程模拟器隔离阀(14)的话——连接至串联主缸(THZ)。此外，根据本发明，串联主缸(THZ)的第二压力室可以经由另一液压输出部和第二进给切换阀(FV2)以及可能的其他阀连接至第二制动回路(BK2)，其中，对于回落水平，第二进给切换阀(FV2)可以优选地设计为在断电时打开的电磁阀。串联主缸(THZ)的两个压力室可以各自具有一个通气开口或开口，通气开口或开口可以各自通过至少一个主密封件(D2、D5)和辅助密封件(D1、D4)密封并且各自可以例如图1a中那样经由并联连接的节流阀和朝向储存部(VB)关闭的止回阀连接至储存部(VB)。可选地，串联主缸的压力室与储存部(VB)之间的液压连接也可以如图1b和图3b中那样经由诊断阀(VD)或如图3c中那样经由储存部截止阀(17)或者如果存在冗余主密封件(D2、D5)则经由液压管路来实现。
在正常情况下，第一进给阀(FV)和第二进给切换阀(FV2)可以在制动操作期间关闭，其中，然后压力供给单元(DV)可以通过“线控制动”和液压控制单元(HCU)中的对应阀切换在制动回路中升高制动压力(BK1、BK2)。
相对于单个主缸(SHZ)，串联主缸(THZ)的使用可以在即使没有其他冗余主密封件或辅助密封件的情况下降低主缸完全失效的可能性。
图5b示出了另一实施方式，与图5a相比，该实施方式具有带柱塞的串联主缸(THZ)。制动踏板装置的活塞(3)可以在活塞(3)与浮动活塞(SK)之间的第一压力室中移动并且联接至另一柱塞和另一活塞，该另一活塞又可以抵抗复位弹簧移动到第二压力室中。该串联主缸(THZ)的液压连接和功能如图5a中。止回阀RV3经由另一液压管路并且经由串联主缸中的另一开口连接至浮动活塞(SK)的后部室。
附图标记列表
RB1-4 车轮制动器
RZ1-4 轮缸
SV1-4 切换阀
EV1-4 入口阀
AV1-4 出口阀
BK1、BK2 制动回路
DG、DG2 压力传感器
SHZ 单个主缸单元
THZ、DHZ 串联主缸单元或同义的双主缸
KWS 力-行程传感器
GWS 横摆角传感器
Sp1、Sp2 踏板行程传感器
Sp 踏板行程
Fp 踏板力
BP1、BP2 旁通阀
ZAV、ZAV2 (中央)出口阀
FV、FV2 进给切换阀
TV 隔离阀
RV1-6 止回阀
DV 压力供给单元
HCU 液压控制单元
ECU 电子控制单元
VB 储存部
WS 行程模拟器
SK 串联主缸的浮动活塞
D1 主缸的辅助密封件
D2 主缸的主密封件
D3 行程模拟器的主密封件
D4 浮动活塞的辅助密封件
D5 浮动活塞的主密封件
D1r 主缸的冗余辅助密封件
D2r 主缸的冗余主密封件
D3r 行程模拟器的冗余主密封件
Dr1、Dr4 主缸与储存部之间的连接中的节流阀
Dr2 主缸与行程模拟器之间的连接中的节流阀
Dr3 行程模拟器中的节流阀
Dr5 背压阀19中的节流阀
VD 诊断阀
RF、RF1-3 复位弹簧
PD1-4 双回路双作用活塞泵的连接中的电磁阀
F 弹簧
1 制动踏板
2 踏板柱塞
3 主缸活塞
3a 主缸活塞的一部分
4 主缸壳体
5 印刷电路板
6 填充液位传感器元件
7 传感器目标
8 储存部中的浮子
9 用于力特性的行程模拟器的电子元件
10 进给切换阀的冗余电气连接
11 具有主轴驱动器的双作用活塞
12 用于2x3相绕组的马达的冗余连接
13 用于车载电气系统连接的电气插头连接器
14 行程模拟器隔离阀
15 止动球
16 传感器杆
17 储存部截止阀
18 球阀
19 背压阀
20 阀板
21 制动踏板的力-行程特性

Claims (45)

1.一种用于车辆的制动系统，所述制动系统包括以下部件：
-至少一个液压制动回路(BK1、BK2)，所述至少一个液压制动回路(BK1、BK2)具有至少一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)；
-至少一个压力供应装置(DV)，所述压力供应装置(DV)经由液压管路连接至制动回路(BK1、BK2)；
-以及液压制动踏板系统，所述液压制动踏板系统具有带至少一个压力室的主缸，所述至少一个压力室的液压输出部借助于进给切换阀(FV)以可切换的方式连接至所述至少一个制动回路(BK1、BK2)，并且其中，所述主缸通过至少一个开口借助于液压连接而联接至储存部(VB)；
其中，
所述主缸的所述至少一个压力室的压力室密封件的失效借助于至少一个冗余来保护，并且
其中，所述主缸的所述至少一个压力室的所述压力室密封件或所述压力室密封件的冗余的失效是能够诊断的。
2.根据权利要求1的所述制动系统，还包括用于每个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)的切换阀(AV、SV1、SV2、SV3、SV4)，所述切换阀各自以可切换地方式将一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)连接至两个所述制动回路(BK1、BK2)中的一个制动回路。
3.根据权利要求1或2的所述制动系统，还包括在所述两个制动回路(BK1和BK2)之间能够借助于至少一个旁通切换阀(BP1)进行切换的至少一个液压连接。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述制动系统具有单个主缸(SHZ)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述制动系统具有开环和闭环控制单元(ECU)。
6.根据前述权利要求中的任一项的所述制动系统，其中，所述主缸具有用于确定踏板力的力-行程传感器(KWS)，并且/或者其中，所述主缸具有用于对所述主缸的所述至少一个压力室中的压力进行检测的压力传感器，其中，所述制动系统可选地具有至少一个踏板行程传感器(Sp1、Sp2)。
7.根据前述权利要求中的任一项的所述制动系统，其中，所述液压制动踏板系统的至少一个压力室借助于液压阀回路连接至行程模拟器(WS)。
8.根据权利要求7的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)的压力室的压力室密封件的失效借助于至少一个另一冗余来保护，并且所述行程模拟器(WS)的至少一个压力室的压力室密封件的失效是能够诊断的。
9.根据权利要求7或8所述的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)的压力室借助于行程模拟器密封件(D3)来密封。
10.根据权利要求9所述的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)的压力室具有至少一个第二行程模拟器密封件(D3r)，所述第二行程模拟器密封件(D3r)相对于所述行程模拟器密封件(D3)是冗余的并且用于所述行程模拟器(WS)的至少一个压力室的压力室密封。
11.根据权利要求10所述的制动系统，其中，所述行程模拟器(WS)在所述行程模拟器密封件(D3)与冗余行程模拟器密封件(D3r)之间具有行程模拟器开口，所述行程模拟器开口经由第三节流阀(Dr3)连接至所述储存部(VB)。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的制动系统，其中，所述行程模拟器密封件(D3)是所述行程模拟器(WS)的压力室的压力室密封件。
13.根据权利要求12所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述行程模拟器密封件(D3)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述行程模拟器密封件(D3)的失效。
14.根据权利要求13所述的制动系统，其中，所述力-行程传感器(KWS)不用于诊断。
15.根据权利要求12的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)和/或所述压力传感器诊断所述行程模拟器密封件(D3)的失效。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述开口由至少一个主密封件(D2)和可选的至少一个辅助密封件(D1)密封。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述液压连接具有由节流阀(Dr1)和在所述储存部(VB)的方向上关闭的止回阀(RV1)构成的并联回路。
18.根据权利要求16或17所述的制动系统，其中，所述主密封件(D2)是所述主缸的所述至少一个压力室的压力室密封件。
19.根据权利要求18所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)和/或所述压力传感器诊断所述主密封件(D2)的失效。
20.根据权利要求17所述的制动系统，其中，所述节流阀(Dr1)和在所述储存部(VB)的方向上关闭的所述止回阀(RV1)是所述主缸的所述至少一个压力室的压力室密封件的冗余。
21.根据权利要求20所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述压力室密封件的冗余的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述压力室密封件的冗余的失效。
22.根据权利要求16至21中的任一项的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述辅助密封件(D1)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述辅助密封件(D1)的失效。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述储存部(VB)具有液位传感器，所述储存部的填充液位能够借助所述液位传感器进行检测。
24.根据权利要求23所述的制动系统，其中，所述辅助密封件(D1)的失效能够借助于所述储存部(VB)的所述液位传感器进行诊断，特别是在维护过程期间进行诊断，在这种诊断情况下，在所述储存部(VB)中产生例如大约5bar的压力。
25.根据权利要求21至24中的任一项所述的制动系统，其中，所述力-行程传感器(KWS)不用于诊断。
26.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述主缸具有至少一个辅助密封件(D1r)，所述至少一个辅助密封件(D1r)相对于所述辅助密封件(D1)是冗余的。
27.根据权利要求26的所述制动系统，其中，所述主缸在所述辅助密封件(D1)与所述冗余辅助密封件(D1r)之间具有另一开口，所述另一开口经由另一节流阀(Dr4)连接至所述储存部(VB)。
28.根据前述权利要求中的任一项的所述制动系统，其中，所述主缸具有至少一个主密封件(D2r)，所述至少一个主密封件(D2r)相对于所述主密封件(D2)是冗余的并且用于所述压力室的密封。
29.根据权利要求26的所述制动系统，其中，所述液压连接具有阀(VD)，当超过沿从所述主缸至所述储存部(VB)的流动方向的预定阈值体积流量时，所述阀(VD)关闭，并且所述阀(VD)在相反的流动方向上始终打开。
30.根据权利要求28或29的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)和/或所述压力传感器诊断所述冗余主密封件(D2r)的失效。
31.根据权利要求29或30的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述阀(VD)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述阀(VD)的失效。
32.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述液压连接具有能够切换的电磁阀(17)。
33.根据权利要求32的所述制动系统，其中，所述主缸具有至少一个冗余主密封件(D2r)，其中，所述主缸在所述至少一个冗余主密封件(D2r)与所述至少一个主密封件(D2)之间具有至少一个另一开口，该另一开口同样借助于所述能够切换的电磁阀(17)以可切换的方式连接至所述储存部(VB)。
34.根据权利要求32或33所述的制动系统，其中，所述主缸在所述至少一个冗余辅助密封件(D1r)与所述至少一个辅助密封件(D1)之间具有至少一个另一开口，该另一开口经由另一节流阀(Dr4)连接至所述储存部(VB)。
35.根据权利要求32至34中的任一项所述的制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于使用所述力-行程传感器(KWS)诊断所述能够切换的电磁阀(17)的失效。
36.根据权利要求32至34中的任一项的所述制动系统，其中，所述开环和闭环控制单元(ECU)适于诊断所述能够切换的电磁阀(17)的失效，可选地使用所述压力供应装置(DV)诊断所述能够切换的电磁阀(17)的失效，其中，所述力-行程传感器(KWS)不用于诊断。
37.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，每个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)分配有能够切换的入口阀(EV)，并且其中，每个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)的所述切换阀(AV)连接至所述储存部(VB)。
38.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述制动系统还具有在所述制动回路(BK1、BK2)中的至少一个制动回路与所述储存部(VB)之间能够借助于至少一个出口切换阀(ZAV)进行切换的至少一个液压连接。
39.根据权利要求38所述的制动系统，其中，所述至少一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)中的压力降低通过打开所述出口切换阀(ZAV)和相关联的切换阀(SV1、SV2、SV3、SV4)来执行。
40.根据权利要求38或39所述的制动系统，其中，所述两个液压制动回路(BK1、BK2)经由串联连接的旁通切换阀(BP1)和另一旁通切换阀(BP2)连接至彼此，其中，所述出口切换阀(ZAV)连接至这两个旁通切换阀(BP1、BP2)之间的管路部分。
41.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述至少一个液压作用的车轮制动器(RB1、RB2、RB3、RB4)中的所述压力降低能够借助于所述主缸来执行。
42.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述制动系统具有第一复位弹簧(RF1)和可选的第二复位弹簧(RF2)，其中，所述第二复位弹簧(RF2)抵抗可能的踏板塌陷。
43.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述主缸的所述至少一个压力室经由插入的背压阀(19)连接至所述进给切换阀(FV)。
44.根据权利要求43所述的制动系统，其中，所述背压阀(19)在于进给切换阀(FV)的方向上存在比源自主缸的预定压力高的压力时在所述进给切换阀(FV)的方向上用作节流阀，并且在相反的方向上不会产生实质性的节流作用。
45.根据前述权利要求中的任一项所述的制动系统，其中，所述制动系统具有至少两个液压制动回路(BK1、BK2)。
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