DE102012210809A1

DE102012210809A1 - Bremsanlage für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage

Info

Publication number: DE102012210809A1
Application number: DE201210210809
Authority: DE
Inventors: Andreas Strecker
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-01-31

Abstract

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „Brake-by-wire”-Betriebsart ansteuerbar ist, mit einem Hauptbremszylinder (2), einem elektrisch betätigbaren Trennventil (23a, 23b) je Bremskreis (I, II), einem Bremspedal (1) zum Betätigen des Hauptbremszylinders (2), einer mit dem Hauptbremszylinder (2) hydraulisch verbundenen, an- und abschaltbar ausgeführten Simulationseinrichtung (3), einer ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), welche mit den Bremskreisen (I, II) hydraulisch verbindbar oder verbunden (38) ist, und einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (12) zur Ansteuerung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5), wobei die Bremsanlage eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49), welche mit den Bremskreisen (I, II) hydraulisch verbindbar ist, und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (53) zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49) umfasst, wobei die Trennventile (23a, 23b) von der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und von der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) ansteuerbar sind, sowie Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage.
Es sind hydraulische Fahrzeugbremsanlagen bekannt, welche als Fremdkraftbremsanlagen ausgebildet sind und neben einem muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder, an den Radbremsen hydraulisch angeschlossen sind und welcher Druck und Volumen zum Betätigen der Radbremsen bereitstellt, eine weitere, elektrisch steuerbare Druck- und Volumenbereitstellungseinrichtung umfassen, die in einer „Brake-by-wire”-Betriebsart die Radbremsen ansteuert. Bei Ausfall der elektrisch steuerbaren Druck- und Volumenbereitstellungseinrichtung erfolgt eine Betätigung der Radbremsen allein durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers (unverstärkte Rückfallbetriebsart). In der „Brake-by-wire”-Betriebsart ist der Fahrzeugführer üblicherweise von den Radbremsen hydraulisch entkoppelt und die Bremsanlage umfasst eine Bremspedalgefühl-Simulationseinrichtung, um dem Fahrzeugführer in der „Brake-by-wire”-Betriebsart ein angenehmes Pedalgefühl zu vermitteln.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2011/029812 A1 ist eine „Brake-by-wire”-Bremsanlage mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, einem Wegsimulator, einer Druckbereitstellungseinrichtung und einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit, welche der Ansteuerung der elektrisch ansteuerbaren Komponenten der Bremsanlage dient, bekannt. Die Radbremsen werden in der „Brake-by-wire”-Betriebsart durch die Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck beaufschlagt, wobei der Wegsimulator dem Fahrzeugführer das gewohnte Pedalgefühl vermittelt. In der Rückfallbetriebsart ist der Wegsimulator abgeschaltet und die Radbremsen werden mittels des Hauptbremszylinders durch den Fahrzeugführer mit Druck beaufschlagt, wobei keine Bremskraftverstärkung stattfindet und z. B. keine Antiblockier-Regelung möglich ist. Bei dieser Bremsanlage führen die meisten Einfach-Fehler in der Druckbereitstellungseinrichtung, der Sensorik oder der Steuer- und Regeleinheit bereits zu einer Stilllegung der Bremskraftverstärkungsfunktion, der Regelfunktionen und der „Brake-by-Wire”-Funktion, d. h. der Entkopplung der Fahrzeugführers von den Radbremsen und dem Zuschalten des Wegsimulators.
In der unveröffentlichten DE 10 2012 205 862.1 wird eine „Brake-by-wire”-Bremsanlage mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, einem Wegsimulator, einer ersten Druckbereitstellungseinrichtung, einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und einer zusätzlichen zweiten Druckbereitstellungseinrichtung beschrieben, wobei die zweite Druckbereitstellungseinrichtung durch eine zweite Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird. Die dem Hauptbremszylinder zugeordneten Trennventile, das Simulatorfreigabeventil, die erste Druckbereitstellungseinrichtung und die ihr zugeordneten Zuschaltventile werden nur von der zentralen ersten Steuer- und Regeleinheit angesteuert. Auch bei dieser Bremsanlage führen viele Einfach-Fehler in der Druckbereitstellungseinrichtung, der Sensorik oder der ersten Steuer- und Regeleinheit zu einem Verlust von Regelfunktionen, der Vollbremsfunktion und der „Brake-by-Wire”-Funktion, wenn auch eine Bremskraftverstärkung teilweise durch die zweite Druckbereitstellungseinrichtung möglich bleibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage und ein Verfahren zu deren Betrieb bereitzustellen, welche(s) eine erhöhte Systemverfügbarkeit gewährleistet. Insbesondere soll eine erhöhte Verfügbarkeit einer „Brake-by-Wire”-Betriebsart erzielt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, neben einer ersten Druckbereitstellungseinrichtung zur Beaufschlagung der Radbremsen und einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit zu deren Ansteuerung eine zweite Druckbereitstellungseinrichtung zur Beaufschlagung der Radbremsen und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit zu deren Ansteuerung vorzusehen, wobei die Trennventile, mittels welcher der Hauptbremszylinder von der Radbremsen trennbar ist, von jeder der beiden Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbar sind.
Die erste und die zweite Steuer- und Regeleinheit können dabei als zwei räumlich getrennte Steuer- und Regeleinheiten ausgebildet sein. Die erste und die zweite Steuer- und Regeleinheit können aber auch als eine einzige Steuer- und Regeleinheit ausgebildet sein, die elektrisch zweikreisig ausgeführt ist.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass im Falle eines Ausfalls einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten durch die andere Steuer- und Regeleinheit mittels der zugehörigen Druckbereitstellungseinrichtung eine bremskraftverstärkte Bremsung in einer „Brake-by-wire”-Betriebsart, in welcher der Fahrzeugführer mittels der Trennventile von den Radbremsen getrennt ist, durchgeführt werden kann.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit ist vorteilhafterweise zur Ansteuerung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung im Sinne einer Regelung oder Steuerung des von ihr abgegebenen hydraulischen Druckes ausgebildet.
Die zweite Steuer- und Regeleinheit ist bevorzugt zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung im Sinne einer Regelung oder Steuerung des von ihr abgegebenen hydraulischen Druckes ausgebildet.
Die Trennventile sind bevorzugt stromlos offen ausgeführt, damit die Bremskreisabschnitte in einer stromlosen Rückfallbetriebsart hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind und so vom Fahrzeugführer mit Druck beaufschlagt werden können.
Damit der Fahrzeugführer unabhängig davon, ob die „Brake-by-wire”-Bremsung von der ersten oder zweiten Steuer- und Regeleinheiten gesteuert wird, ein angenehmes Bremspedalgefühl erfährt, ist die Simulationseinrichtung bevorzugt von der ersten Steuer- und Regeleinheit und von der zweiten Steuer- und Regeleinheit an- und abschaltbar. Besonders bevorzugt ist die Simulationseinrichtung über ein elektromagnetisch betätigbares Simulatorfreigabeventil an- oder abschaltbar, wobei das Simulatorfreigabeventil von der ersten Steuer- und Regeleinheit und von der zweiten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar ist.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage eine Druckmodulationseinrichtung mit zumindest einem Einlassventil je Radbremse zur Einstellung radindividueller Bremsdrücke, wobei die Druckmodulationseinrichtung von der zweiten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar ist. Die zweite Steuer- und Regeleinheit ist bevorzugt zur Ansteuerung der Druckmodulationseinrichtung im Sinne einer Regelung oder Steuerung der Radbremsdrücke der Radbremsen ausgebildet. Dadurch, dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung und die Druckmodulationseinrichtung von derselben (der zweiten) Steuer- und Regeleinheit angesteuert werden, kann auf eine dritte Steuer- und Regeleinheit verzichtet werden. Um die Redundanz und damit die Herstellungskosten für die Steuer- und Regeleinheiten gering zu halten, ist die Druckmodulationseinrichtung vorteilhafterweise nur von der zweiten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar, d. h. die Druckmodulationseinrichtung ist von der zweiten Steuer- und Regeleinheit, nicht aber von der ersten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar. Besonders bevorzugt umfasst die Druckmodulationseinrichtung je Radbremse ein elektromagnetisch betätigbares Einlassventil und ein elektromagnetisch betätigbares Auslassventil. Mittels der Ein- und Auslassventile kann der Radbremsdruck jeder Radbremse besonders einfach radindividuell geregelt werden.
Damit möglichst zu jedem Zeitpunkt ein die bremspedalbetätigung-charakterisierendes Signal für die „Brake-by-wire”-Bremsfunktion verfügbar ist, umfasst die Bremsanlage bevorzugt einen Drucksensor zur Erfassung eines Druckes des Hauptbremszylinders, wobei das Signal des Drucksensors der ersten Steuer- und Regeleinheit und der zweiten Steuer- und Regeleinheit zugeführt wird.
Aus demselben Grund ist es alternativ oder zusätzlich bevorzugt, dass die Bremsanlage einen Wegsensor zur Erfassung einer Bremspedalbetätigung umfasst, wobei das Signal des Wegsensors der ersten Steuer- und Regeleinheit und der zweiten Steuer- und Regeleinheit zugeführt wird.
Bevorzugt ist je Bremskreis ein Zuschaltventil vorgesehen, welches zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung und dem Bremskreisabschnitt angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Zuschaltventil stromlos geschlossen ausgeführt, damit der Bremskreisabschnitt in einer stromlosen Rückfallbetriebsart hydraulisch von der ersten Druckbereitstellungseinrichtung getrennt ist.
Vorteilhafterweise sind die Zuschaltventile von der ersten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar, damit Zuschaltventile und erste Druckbereitstellungseinrichtung von derselben Steuer- und Regeleinheit angesteuert werden. Um die Redundanz und damit die Herstellungskosten für die Steuer- und Regeleinheiten gering zu halten, sind die Zuschaltventile besonders bevorzugt nur von der ersten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar, d. h. die Zuschaltventile können von der ersten Steuer- und Regeleinheit, nicht aber von der zweiten Steuer- und Regeleinheit angesteuert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Bremsanlage einen Raddrehzahlsensor je Radbremse, wobei die Signale der Raddrehzahlsensoren der ersten Steuer- und Regeleinheit und der zweiten Steuer- und Regeleinheit zugeführt werden. Im Falle eines Ausfalls der zweiten Steuer- und Regeleinheit kann so über die Zuschaltventile dennoch eine kreisweise Antiblockierfunktion mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit durchgeführt werden.
Bevorzugt sind die Radbremsen eines Bremskreises derselben Fahrzeugachse zugeordnet (Schwarz/Weiß-Aufteilung). So kann im Falle eines Ausfalls der zweiten Steuer- und Regeleinheit mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit eine achsweise Bremskraftverteilungsfunktion oder Antiblockierfunktion über die Zuschaltventile durchgeführt werden.
Die Bremsanlage umfasst bevorzugt je Bremskreis einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes in dem Bremskreisabschnitt, wobei die Signale der Drucksensoren der ersten Steuer- und Regeleinheit und der zweiten Steuer- und Regeleinheit zugeführt werden. Anhand der so ermittelten Bremskreisdrücke für die einzelnen Bremskreise ist z. B. eine verbesserte Bremskraftverteilungsregelung oder Antiblockierregelung möglich.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die erste und die zweite Steuer- und Regeleinheit über ein Kommunikationsverbindung miteinander verbunden. So können die Steuer- und Regeleinheiten untereinander Informationen, insbesondere Sensorsignale und/oder Steuersignale, austauschen. Auch kann, z. B. im Falle eines Fehlers in einem Teil der einen Steuer- und Regeleinheit, diese Steuer- und Regeleinheit die andere Steuer- und Regeleinheit auffordern, eine Ansteuerung eines von beiden Steuer- und Regeleinheit ansteuerbaren Ventils zu übernehmen.
Zur Begrenzung der Redundanz ist die zweite Druckbereitstellungseinrichtung bevorzugt von der zweiten Steuer- und Regeleinheit, nicht aber von der ersten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar.
Entsprechend ist bevorzugt die erste Druckbereitstellungseinrichtung von der ersten Steuer- und Regeleinheit, nicht aber von der zweiten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar.
Die erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung wird bevorzugt durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator betätigbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage umfasst die zweite Druckbereitstellungseinrichtung zumindest zwei, von einem Elektromotor gemeinsam angetriebene Pumpen, wobei die Sauganschlüsse der Pumpen mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter verbunden sind. Hierdurch steht der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung praktisch unbegrenzt Druckmittel zur Verfügung.
Bevorzugt sind die Druckanschlüsse der Pumpen jeweils mit einem der Bremskreisabschnitte verbindbar oder verbunden, so dass die Einlassventile eines Bremskreises direkt von der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck beaufschlagt werden.
Je Pumpe ist bevorzugt ein elektromagnetisch betätigbares Überströmventil vorgesehen, welches der Pumpe parallel geschaltet ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage nach Anspruch 14.
Dem Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, dass eine „Brake-by-wire”-Bremsung durch die erste Steuer- und Regeleinheit mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung oder durch die zweite Steuer- und Regeleinheit mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung durchgeführt wird. Bei der „Brake-by-wire”-Bremsung sind die Trennventile geschlossen, so dass der Fahrzeugführer von den Radbremsen getrennt ist.
Vorteilhafterweise ist bei der „Brake-by-wire”-Bremsung auch die Simulationseinrichtung angeschaltet, um dem Fahrzeugführer das gewohnte Bremspedalgefühl bereitzustellen. Bevorzugt ist die „Brake-by-wire”-Bremsung bremskraftverstärkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle eines Fehlers der Bremslage in Abhängigkeit von der Art des Fehlers die „Brake-by-wire”-Bremsung entweder durch die erste Steuer- und Regeleinheit mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung oder durch die zweite Steuer- und Regeleinheit mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung durchgeführt.
Bevorzugt werden im Falle eines Fehlers in der zweiten Steuer- und Regeleinheit mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit die Zuschaltventile, welche zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung und den Bremskreisabschnitten angeordnet sind, derart angesteuert, dass eine Bremskraftverteilung im Sinne einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktion durchgeführt wird.
Im Falle eines Fehlers in einer Ventilansteuerschaltung einer der Steuer- und Regeleinheiten, welche zur Ansteuerung eines von beiden Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbaren Ventils ausgebildet ist, übernimmt bevorzugt die andere Steuer- und Regeleinheit die Ansteuerung des entsprechenden Ventils, um eine vollwertige „Brake-by-wire”-Bremsung durchzuführen.
Im Falle eines Fehlers in einer Sensorauswerteschaltung einer der Steuer- und Regeleinheiten, welche zur Auswertung eines mit beiden Steuer- und Regeleinheiten verbundenen Sensors ausgebildet ist, führt bevorzugt die andere Steuer- und Regeleinheit der fehlerhaften Steuer- und Regeleinheit die, z. B. ausgewerteten, Signale des entsprechenden Sensors zu, damit die fehlerhafte Steuer- und Regeleinheit ihre sonstigen Aufgaben durchführen kann.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Figur.
Es zeigt schematisch
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage schematisch dargestellt. Die Bremsanlage umfasst im Wesentlichen eine mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbare hydraulische Betätigungseinheit 2, einen mit der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zusammen wirkenden Wegsimulator bzw. Simulationseinrichtung 3, einen der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4 mit einem elektrischen Füllstandsensor 48, eine erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 (ECU 1), insbesondere zur Ansteuerung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5, eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49, eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit 53 (ECU 2), insbesondere zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49, und eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung 33 zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke.
Die gestrichelt gekennzeichnete Druckmodulationseinrichtung 33 umfasst beispielsgemäß je Radbremse 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges ein Einlassventil 6a–6d und ein Auslassventil 7a–7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremsen 8, 9, 10, 11 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a–6d werden über Bremskreisabschnitte 13a, 13b mit Drücken versorgt, die in einer ersten „Brake-by-Wire”-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an einen Druckraum 37 der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 angeschlossenen Systemdruckleitung 38 vorliegt. Den Einlassventilen 6a–6d ist jeweils ein zu den Bremskreisabschnitten 13a, 13b hin öffnendes, nicht näher bezeichnetes Rückschlagventil parallel geschaltet. In einer unverstärkten Rückfallbetriebsart werden die Bremskreisabschnitte 13a, 13b über hydraulische Leitungen 22a, 22b mit den Drücken der Druckräume 17, 18 der Betätigungseinheit 2 beaufschlagt. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a–7d sind über Rücklaufleitung 14a mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden.
Die hydraulische Betätigungseinheit 2 weist in einem Gehäuse 21 zwei hintereinander angeordnete Kolben 15, 16 auf, die hydraulische Kammern bzw. Druckräume 17, 18 begrenzen, die zusammen mit den Kolben 15, 16 einen zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. einen Tandemhauptzylinder bilden. Die Druckräume 17, 18 stehen einerseits über in den Kolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei die Verbindungen durch eine Relativbewegung der Kolben 17, 18 im Gehäuse 21 absperrbar sind, und andererseits mittels der hydraulischen Leitungen 22a, 22b mit den bereits genannten Bremskreisabschnitten 13a, 13b in Verbindung. Dabei ist in der Druckausgleichsleitung 41a eine Parallelschaltung eines stromlos offenen (SO-) Diagnoseventils 28 mit einem zum Druckmittelvorratsbehälter 4 hin schließenden Rückschlagventil 27 enthalten. Die Druckräume 17, 18 nehmen nicht näher bezeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 15, 16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des ersten (Hauptzylinder-)Kolbens 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.
Je ein Trennventil 23a, 23b trennt die Bremskreise I, II in einen vom Hauptbremszylinder 2 druckbeaufschlagbaren Bremskreis- oder Leitungsabschnitt 22a, 22b und den bereits genannten, in der „Brake-by-wire”-Betriebsart von der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 druckbeaufschlagbaren Bremskreisabschnitt 13a, 13b. Die Trennventile 23a, 23b sind als elektrisch betätigbare, vorzugsweise stromlos offene (SO-), 2/2-Wegeventil ausgebildet. Durch die Trennventile 23a, 23b kann die hydraulische Verbindung zwischen den Druckräumen 17, 18 und den Bremskreisabschnitten 13a, 13b abgesperrt werden. Ein an den Leitungsabschnitt 22b angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den im Druckraum 18 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 16 aufgebauten Druck.
Wegsimulator 3 ist hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt und beispielsweise als eine eigenständige Baugruppe ausgebildet, die im Wesentlichen aus einer Simulatorkammer 29, einer Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31 besteht. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in Simulatorfederkammer 30 angeordnetes elastisches Element (z. B. eine Feder), welches vorteilhafterweise vorgespannt ist, am Gehäuse 21 ab. Die Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß mittels eines elektrisch betätigbaren, vorteilhafterweise stromlos geschlossenen, Simulatorfreigabeventils 32 mit dem ersten Druckraum 17 des Tandemhauptbremszylinders 2 verbindbar. Mittels des Simulatorfreigabeventils 32 kann die Simulationseinrichtung 3 zu- bzw. abgeschaltet werden. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und aktiviertem Simulatorfreigabeventil 32 strömt Druckmittel vom Hauptbremszylinder-Druckraum 17 in die Simulatorkammer 29. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorfreigabeventil 32 angeordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Simulatorfreigabeventils 32 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zum Hauptbremszylinder-Druckraum 17. Beispielsgemäß ist der Druckraum 17 des Hauptbremszylinders 2 mit der Simulationseinrichtung 3 hydraulisch verbunden. Es ist aber auch möglich, dass die beiden Druckräume 17, 18 des Hauptbremszylinders 2 mit der Simulationseinrichtung 3 hydraulisch verbunden sind oder dass jeweils eine Simulationseinrichtung an die Druckräume angeschlossen ist.
Die erste elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden. Vorteilhafterweise ist der Rotorlagesensor 44 nicht-redundant ausgeführt. Auf einen kostenintensiven redundanten Rotorlagesensor 44 kann verzichtet werden, da im Falle eines Ausfalls des Sensors 44 eine „Brake-by-wire”-Bremsfunktion und/oder eine Bremskraftverstärkung mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 möglich ist, wie weiter unten noch genauer beschrieben werden wird.
Der Kolben 36 begrenzt einen Druckraum 37. Zur Abdichtung des Spalts zwischen Kolben 36 und Druckraumwandung dienen zwei Elastomerdichtringe, wobei ein mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbundener Anschluss 46 für eine niederdruckseitige Benetzung des drucktragenden und eine hydraulikseitige Benetzung des medientrennenden Elastomerdichtrings sorgt. Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das im Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 38 eingespeist. In der ersten „Brake-by-Wire”-Betriebsart wird die Systemdruckleitung 38 über die Zuschaltventile 26a, 26b mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b verbunden. Auf diesem Weg kann bei einer Normalbremsung ein Radbremsdruckauf- und -abbau für alle Radbremsen 8, 9, 10, 11 erfolgen. Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 37 des Aktuators 5 in die Radbremsen 8, 9, 10, 11 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 des Aktuators 5 zurück. Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unterschiedlich, mit Hilfe der Modulationsventile 6a–6d, 7a–7d geregelten Radbremsdrücken der über die Auslassventile 7a–7d abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorratsbehälter 4. Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenen Zuschaltventilen 26a, 26b möglich, indem Druckmittel aus dem Behälter 4 über ein als in Strömungsrichtung zum Aktuator öffnendes Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaugventil 52 in den Akuatordruckraum 37 strömt.
Weiterhin umfasst die Bremsanlage eine zweite elektronisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 49, welche beispielsgemäß in einem eigenständigen Modul (sog. Verstärkungsmodul) 40 ausgeführt ist. Im Falle eines Ausfalls der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 kann durch Aktivierung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 eine bremskraftverstärkte „Brake-by-wire”-Betriebsart aufrechterhalten werden. Verstärkungsmodul 40 bzw. Druckbereitstellungseinrichtung 49 ist beispielsgemäß hydraulisch zwischen den Druckausgleichsleitungen 41a, 41b zum Druckmittelvorratsbehälter 4 und den Bremskreisabschnitten 13a, 13b eingefügt. Die Druckbereitstellungseinrichtung 49 saugt also Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 4 an und speist das von ihr abgegebene Druckmittel in die Bremskreisabschnitte 13a, 13b ein. Druckbereitstellungseinrichtung 5 hingegen speist das von ihr abgegebene Druckmittel in die Systemdruckleitung 38 ein, welche von den Bremskreisabschnitten 13a, 13b durch die Zuschaltventile 26a, 26b getrennt bzw. trennbar ist. Hauptbremszylinder 2 speist das von ihm abgegebene Druckmittel in die Leitungen 22a, 22b ein, welche von den Bremskreisabschnitten 13a, 13b durch die Trennventile 26a, 26b trennbar sind.
Druckbereitstellungseinrichtung 49 umfasst beispielsgemäß eine von einem Elektromotor 43 angetriebene Pumpe 42 und ist beispielsgemäß zweiflutig, mit zwei den Bremskreisen I, II zugeordneten Pumpen 42 ausgeführt. Die Saugseiten der Pumpen 42 sind über nicht näher bezeichnete Behälteranschlussleitungen, die beispielsgemäß stückweise mit den Druckausgleichsleitungen 41a, 41b zusammengefasst sind, mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 hydraulisch verbunden, während die Druckseiten der Pumpen 42 mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b und damit mit den eingangsseitigen Anschlüssen der Einlassventile 6a–6d hydraulisch verbunden sind.
Verstärkungsmodul 40 umfasst beispielsgemäß neben dem Motor-Pumpen-Aggregat 42, 43 je Bremskreis I, II ein der Pumpe 42 parallel geschaltetes, vorteilhafterweise analog ansteuerbares Überströmventil 47a, 47b, welches z. B. stromlos offen ausgeführt ist.
Das Motor-Pumpen-Aggregat 42, 43 ist vorzugsweise vom Typ einer vom Elektromotor 43 über einen Exzenter angetriebenen Kolbenpumpe 42 ausgebildet, einer Bauform, die in bekannten Bremssystemen als Rückförderpumpe bereits millionenfach eingesetzt wird. Diese kann besonders hohe Systemdrücke erzeugen und kann in sehr kompakter Baugröße realisiert werden.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 zur Ansteuerung der ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 im Sinne einer Regelung oder Steuerung des von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 abgegebenen hydraulischen Druckes sowie zur Ansteuerung der Zuschaltventile 26a, 26b, welche die Systemdruckleitung 38 mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b verbinden. Der Steuer- und Regeleinheit 12 wird daher das Signal des Rotorlagensensors 44 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 zugeführt. Beispielsgemäß wird auch das Diagnoseventil 28 von der ersten Steuer- und Regeleinheit 12 angesteuert. Beispielgemäß sind die Zuschaltventile 26a, 26b und das Diagnoseventil 28 eindeutig (ausschließlich) der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12 zugeordnet.
Die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit 53 dient zur Ansteuerung der Druckmodulationseinrichtung 33 (Ventile 6a–6d und 7a–7d) im Sinne einer Regelung oder Steuerung der Radbremsdrücke der Radbremsen 8, 9, 10, 11 sowie zur Ansteuerung der zweiten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 49, insbesondere des Elektromotors 43, im Sinne einer Regelung oder Steuerung des von der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 abgegebenen hydraulischen Druckes. Vorteilhafterweise übernimmt die zweite Steuer- und Regeleinheit 53 die Ansteuerung aller elektrisch ansteuerbarer Komponenten des Moduls 40, also z. B. auch die Ansteuerung der Überströmventile 47a, 47b. Um graphisch darzustellen, dass Steuer- und Regeleinheit 53 (ECU 2) neben der Ansteuerung der Druckmodulationseinrichtung 33 auch die Ansteuerung des Moduls 40 durchführt, ist Steuer- und Regeleinheit 53 in 1 zusätzlich gestrichelt neben Modul 40 abgebildet, es handelt sich jedoch bevorzugt um eine einzige Steuer- und Regeleinheit 53. Beispielgemäß sind also die Einlass- und Auslassventile 6a–6d, 7a–7d und das Moduls 40 eindeutig (ausschließlich) der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit 53 zugeordnet.
Beispielsgemäß sind die Trennventile 23a, 23b sowie das Simulatorfreigabeventil 32 redundant angebunden, d. h. die Trennventile 23a, 23b und das Simulatorfreigabeventil 32 sind sowohl von der ersten Steuer- und Regeleinheit 12 als auch von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit 53 ansteuerbar. Indem die Trennventile 23a, 23b bzw. das Simulatorfreigabeventil 32 sowohl durch Steuer- und Regeleinheit 12 als auch durch Steuer- und Regeleinheit 53 aktiviert werden können/kann (redundante Steuerung), wird der Verlust der „by-Wire”-Funktion durch einen Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 12 oder der Steuer- und Regeleinheit 53 vermieden.
Weiterhin sind die Drucksensoren 19a, 19b, 20, der Wegsensor 25 sowie der Füllstandsensor 48 redundant angebunden, d. h. ihre Signale werden sowohl der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit 12 als auch der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit zugeführt und dort ggf. verarbeitet. Bevorzugt ist auch die Energieversorgung der Sensoren redundant ausgelegt. Die Sensoren sind also bevorzugt derart, z. B. redundant oder doppelt, ausgeführt, dass sie auch bei Ausfall einer Steuer- und Regeleinheit 12 bzw. 53 ein Signal an die andere Steuer- und Regeleinheit 53 bzw. 12 liefern können. Dadurch, dass der Tandemhauptbremszylinder-Drucksensor 20 bzw. die Bremskreisdrucksensoren 19a, 19b bzw. der Pedalwegsensor 25 an die Steuer- und Regeleinheit 12 und die Steuer- und Regeleinheit 53 angeschlossen ist/sind und der entsprechende Druck von beiden Einheiten eingelesen werden kann, wird der Verlust der „by-Wire”-Funktion durch einen Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten vermieden.
Die beispielsgemäße Anbindung der Ventile 23a, 23b, 32 und der Sensoren 19a, 19b, 20, 25, 48 an beide Steuer- und Regeleinheiten 12, 53 (gemeinsam genutzte Ressourcen) ist in 1 schematisch durch die strich-punktierten Umrandungen gekennzeichnet. Durch die beschriebene Anbindung an beide Steuer- und Regeleinheiten 12, 53 kann, z. B. bei einem Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit 12, eine bremskraftverstärkte „Brake-by-wire”-Bremsfunktion inklusive aller Regelfunktionen durch die zweite Steuer- und Regeleinheit 53 durchgeführt werden.
Steuer- und Regeleinheit 12 ist beispielsgemäß über zumindest eine Kommunikationsleitung 55 bzw. Kommunikationsschnittstelle mit Steuer- und Regeleinheit 53 verbunden. Die beiden Steuer- und Regeleinheiten 12, 53 können also miteinander kommunizieren und Daten, z. B. Sensorsignale oder -daten und/oder Steuersignale, austauschen. So kann die Steuer- und Regeleinheit 12 bzw. Steuer- und Regeleinheit 53 bei Ausfall einer Sensorauswertschaltung ersatzweise das entsprechende (ausgewertete) Signal von der anderen Steuer- und Regeleinheit anfordern und erhalten. Dies erhöht die Verfügbarkeit der Bremsanlage.
Auch kann eine der Steuer- und Regeleinheiten bei einem Ausfall einer Ventilansteuerschaltung eines der von beiden Steuer- und Regeleinheiten angesteuerten Ventils 23a, 23b, 32 die andere Steuer- und Regeleinheit über die Kommunikationsschnittstelle von dem Ausfall unterrichten, so dass die andere Steuer- und Regeleinheit die Ansteuerung des entsprechenden Ventils übernehmen kann. Auch dies erhöht die Systemverfügbarkeit.
In einer (verstärkten) Normalbremsfunktion der Bremsanlage (erste „Brake-by-wire”-Betriebsart) ist Hauptbremszylinder 2, und damit der Fahrzeugführer, von den Radbremsen 8, 9, 10, 11 durch die geschlossenen Trennventile 23a, 23b entkoppelt und die Bremskreisabschnitte 13a, 13b sind über die geöffneten Zuschaltventile 26a, 26b mit der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden, welche den Systemdruck zur Betätigung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 bereitstellt. Simulationseinrichtung 3 ist durch das geöffnete Simulatorfreigabeventil 32, angesteuert durch Steuer- und Regeleinheit 12, dem Hauptbremszylinder 2 zugeschaltet, so dass das durch die Betätigung des Bremspedals 1 durch den Fahrzeugführer im Hauptbremszylinder 2 verdrängte Druckmittelvolumen durch die Simulationseinrichtung 3 aufgenommen wird und die Simulationseinrichtung 3 dem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremspedalgefühl vermittelt. Steuer- und Regeleinheit 12 führt anhand zumindest der Signale der Sensoren 25, 44 die Einstellung des Druckes der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 durch. Radindividuelle Bremsdrücke können mittels der Druckmodulationseinrichtung 33 durch die Steuer- und Regeleinheit 53 eingestellt werden, wobei ein Informationsaustausch zwischen den Steuer- und Regeleinheiten 12, 53 über die Kommunikationsleitung 55 stattfinden kann.
Bei einem Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 53 kann durch die Steuer- und Regeleinheit 12 immer noch eine bremskraftverstärkte Bremsung bereitgestellt werden (jedoch „by-wire”), wie dies bisher in konventionellen Bremsanlagen mit Vakuum-Bremskraftverstärker bei Ausfall der Steuer- und Regeleinheit für die Druckmodulationseinrichtung (z. B. ABS (Antiblockierregelung) oder ESC (elektronische Stabilitätsregelung)) möglich ist.
In einer anderen (verstärkten) Bremsfunktion der Bremsanlage (zweite „Brake-by-wire”-Betriebsart), z. B. bei einem Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 12, ist Hauptbremszylinder 2, und damit der Fahrzeugführer, von den Radbremsen 8, 9, 10, 11 durch geschlossene Trennventile 23a, 23b entkoppelt, wobei die Ansteuerung (das Schließen) der Trennventile 23a, 23b durch die Steuer- und Regeleinheit 53 durchgeführt wird. Simulationseinrichtung 3 ist zugeschaltet, so dass die Simulationseinrichtung 3 dem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremspedalgefühl vermittelt, wobei die Ansteuerung (das Öffnen) des Simulatorfreigabeventils 32 ebenfalls durch die Steuer- und Regeleinheit 53 vorgenommen wird. Die Bremskreisabschnitte 13a, 13b sind über die geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 getrennt. Die Bremskreisabschnitte 13a, 13b werden über die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 bzw. das Modul 40 mit Systemdruck versorgt. Die Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung 49 bzw. des Moduls 40 und der Druckmodulationseinrichtung 33 wird ebenso durch die Steuer- und Regeleinheit 53 durchgeführt.
Dadurch, dass das Modul 40 der Steuer- und Regeleinheit 53, welche die Druckmodulationseinrichtung 33 ansteuert, zugeordnet ist, und dass die Saugkreise des Moduls 40 direkt vom Druckmittelvorratsbehälter 4 gespeist werden, kann durch die Steuer- und Regeleinheit 53 eine vollständige „By-Wire”-Bremsfunktion inklusive aller Regelfunktionen dargestellt werden.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage auch eine hydraulische Rückfallbetriebsart. In der Rückfallbetriebsart, z. B. bei einem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der gesamten Bremsanlage, ist Simulationseinrichtung 3 durch das stromlos geschlossene Simulatorfreigabeventil 32 abgeschaltet und die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist durch die stromlos geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von den Bremskreisabschnitten 13a, 13b getrennt. Hauptbremszylinder 2 ist über die Leitungen 22a, 22b mit den stromlos offenen Trennventilen 23a, 23b mit den Bremskreisabschnitten 13a, 13b und damit den Radbremsen 8, 9, 10, 11 verbunden, so dass der Fahrzeugführer durch Betätigung des Bremspedals 1 direkt Druck in den Radbremsen 8, 9, 10, 11 aufbauen kann. Ein Abfließen von Druckmittel in den Druckmittelvorratsbehälter wird durch die stromlos geschlossenen Auslassventile 7a–7d und die Rückschlagventile des Moduls 40 verhindert.
Eine Differenzierung der Funktionsdegradation ist durch entsprechende Kommunikation zwischen den Steuer- und Regeleinheiten 12, 53 möglich.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keine dritte elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung des Moduls 40 benötigt wird.
Vorteilhafterweise sind die Bremskreise I, II Schwarz/Weiß (und nicht diagonal) zugeordnet, d. h. die Radbremsen 8 bzw. 9 sind der Hinterachse (dem linken Hinterrad RL bzw. dem rechten Hinterrad RR) und die Radbremsen 10 bzw. 11 der Vorderachse (dem rechten Vorderrad FR bzw. dem linken Vorderrad FL) zugeordnet. Hierdurch kann bei Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit 53 mittels der (Kreis)Zuschaltventile 26a, 26b, welche von der ersten Steuer- und Regeleinheit 12 angesteuert werden, eine elektronische Bremskraftverteilungsfunktion (Vorderachse zu Hinterachse) durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise werden die Drücke in den Bremskreisabschnitten 13a, 13b durch zwei Drucksensoren 19a, 19b erfasst, um eine präzise elektronische Bremskraftverteilungsfunktion durchführen bzw. realisieren zu können.
Durch redundante Auslegung der Leistungs-Stromversorgung und/oder der Sensorstromversorgung und/oder der Kommunikationseinrichtungen und/oder des Füllstandsensors 48 können Common-Mode-Fehler (Ausfall in erster und zweiter „Brake-by-wire”-Betriebsart) minimiert werden. Hierdurch wird der Verlust der „By-Wire”-Bremsfunktion vermieden.
Zur Vermeidung einer Unterbrechung eines Bremsdruckaufbaus an den Radbremsen wird vorteilhafterweise bei einem Saugzyklus der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5 die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 zeitweise hinzugeschaltet.
Ebenso wird vorteilhafterweise in der ersten „Brake-by-wire”-Betriebsart bei einer sehr hohen Druckanforderungen (z. B. bei einer Notbremsung) die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 hinzugeschaltet, so dass diese einen Teil der hydraulischen Leistung übernimmt. Hierdurch kann die erste Druckbereitstellungseinrichtung 5, insbesondere der Motor 35 und seine Antriebselektronik, geringer dimensioniert werden.
Durch die Möglichkeit einer Durchführung einer zweiten verstärkten „Brake-by-wire”-Betriebsart der Bremsanlage mittels der Steuer- und Regeleinheit 53 sind extrem hohe Verfügbarkeitsforderungen an die erste Steuer- und Regeleinheit 53 und die erste Druckbereitstellungeinrichtung 5 vermeidbar, wodurch die Herstellungskosten für die Bremsanlage reduziert werden können.
Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Bremsanlage zumindest einen Raddrehzahlsensor je Bremskreis I, II, insbesondere je Rad, welcher redundant an die Steuer- und Regeleinheit 12 und die Steuer- und Regeleinheit 53 angeschlossen ist. So kann bei Ausfall der Steuer- und Regeleinheit 53 weiterhin eine achsweise Antiblockier-Funktion dargestellt werden. Sobald ein Rad blockiert, kann das Zuschaltventil 26a, 26b der entsprechenden Achse an- oder abgeschaltet werden und der Druck kann mittels des Signals des Bremskreisdrucksensors 19a, 19b geregelt werden.
Bevorzugt wird im Falle einer Initialisierung des Linearaktuators der ersten Druckbereitstellungseinrichtung 5, z. B. nach einem Reset oder nach einem Positionsverlust, die zweite Druckbereitstellungseinrichtung 49 angesteuert, um einen Druck bereitzustellen. Hierdurch wird eine Wartezeit zur Initialisierung des Linearaktuators vermieden.
Durch die höhere Verfügbarkeit einer bremskraftverstärkten Betriebsart aufgrund der echten Redundanz der Bremskraftverstärkung können die Radbremsen, z. B. die Bremsscheiben und andere Teile, kleiner ausgelegt werden, was zu Gewichts- und Platzeinsparungen führt. Die Radbremsen müssen nicht unbedingt auf die hydraulische Rückfallebene ausgelegt werden.
Durch die Realisierung der Funktion durch Steuer- und Regeleinheit 12 im fehlerfreien Fall kann die Pumpe 42 der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung 49 für eine – im Vergleich zu einer Pumpe eines konventionellen ESP-Bremssystems – geringere Lebensdauer ausgelegt sein.
Aufgrund der geringen Wahrscheinlichkeit der Pumpenansteuerung können Maßnahmen zur Komfortverbesserung, wie Dämpfer im Modul 40, weggelassen werden, wodurch Kosten eingespart werden können und die Komplexität verringert wird, wodurch wiederum die Verfügbarkeit der Bremsanlage erhöht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/029812 A1 [0003]
DE 102012205862 [0004]

Claims

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „Brake-by-wire”-Betriebsart ansteuerbar ist, mit • einem Hauptbremszylinder (2), dem zumindest zwei Bremskreise (I, II) zugeordnet sind, • einem elektrisch betätigbaren, insbesondere stromlos offenen, Trennventil (23a, 23b) je Bremskreis (I, II), mittels welchem eine hydraulische Verbindung (22a, 22b) zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und einem Bremskreisabschnitt (13a, 13b), der mit zumindest einer Radbremsen (8, 9, 10, 11) verbindbar oder verbunden ist, trennbar ist, • einem mit einem Kolben (15) des Hauptbremszylinders (2) gekoppelten Bremspedal (1) zum Betätigen des Hauptbremszylinders (2), • einer mit dem Hauptbremszylinder (2) hydraulisch verbundenen Simulationseinrichtung (3), welche an- und abschaltbar ausgeführt ist und welche in der „Brake-by-wire”-Betriebsart einem Fahrzeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl vermittelt, • einer ersten elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (5), welche mit den Bremskreisen (I, II), insbesondere den Bremskreisabschnitt (13a, 13b), hydraulisch verbindbar oder verbunden (38) ist, und • einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (12) zur Ansteuerung der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49), welche mit den Bremskreisen (I, II), insbesondere den Bremskreisabschnitt (13a, 13b), hydraulisch verbindbar ist, und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (53) zur Ansteuerung der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49) umfasst, wobei die Trennventile (23a, 23b) von der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und von der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) ansteuerbar sind.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationseinrichtung (3) von der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und von der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) an- und abschaltbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine Druckmodulationseinrichtung (33) mit zumindest einem Einlassventil (6a–6d), insbesondere einem Einlassventil (6a–6d) und einem Auslassventil (7a–7d), je Radbremse (8–11) umfasst, wobei die Druckmodulationseinrichtung (33), insbesondere nur, von der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) ansteuerbar ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage einen Drucksensor (20) zur Erfassung eines Druckes des Hauptbremszylinders (2) umfasst, wobei ein Signal des Drucksensors der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) zugeführt wird.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage, insbesondere je Bremskreis (I, II), einen Drucksensor (19a, 19b) zur Erfassung des Druckes in dem Bremskreisabschnitt (13a, 13b) umfasst, wobei ein Signal des Drucksensors der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) zugeführt wird.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage einen, insbesondere redundant ausgeführten, Wegsensor (25) zur Erfassung einer Bremspedalbetätigung umfasst, wobei ein Signal des Wegsensors der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) zugeführt wird, und/oder dass die Bremsanlage einen Raddrehzahlsensor je Radbremse umfasst, wobei die Signale der Raddrehzahlsensoren der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) und der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) zugeführt werden.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Steuer- und Regeleinheit (12, 53) über ein Kommunikationsverbindung (55) miteinander verbunden sind, so dass die Steuer- und Regeleinheiten untereinander Informationen, insbesondere Sensorsignale und/oder Steuersignale, austauschen können.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckbereitstellungseinrichtung (49) von der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53), nicht aber von der ersten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckbereitstellungseinrichtung (5) von der ersten Steuer- und Regeleinheit (12), nicht aber von der zweiten Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass je Bremskreis (I, II) ein Zuschaltventil (26a, 26b) in der hydraulischen Verbindung (38) zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) und den Bremskreisabschnitten (13a, 13b) angeordnet ist, wobei die Zuschaltventile (26a, 26b), insbesondere nur, von der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) ansteuerbar sind.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (49) zumindest zwei, von einem Elektromotor (43) gemeinsam angetriebene Pumpen (42) umfasst, wobei die Sauganschlüsse der Pumpen mit einem unter Atmosphärendruck stehenden, insbesondere dem Hauptbremszylinder zugeordneten, Druckmittelvorratsbehälter (4) verbunden sind.
Bremsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanschlüsse der Pumpen (42) jeweils mit einem der Bremskreisabschnitte (13a, 13b) verbindbar oder verbunden sind, und dass insbesondere ein elektromagnetisch betätigbares Überströmventil (47a, 47b) je Pumpe (42) vorgesehen ist, welches der Pumpe parallel geschaltet ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bremskreisabschnitt (13a, 13b) mit zwei Radbremsen (8, 9; 10, 11) verbindbar oder verbunden ist, wobei die Radbremsen eines Bremskreisabschnitts (13a, 13b) derselben Fahrzeugachse zugeordnet sind.
Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere im Falle eines Fehlers der Bremslage in Abhängigkeit von der Art des Fehlers, eine „Brake-by-wire”-Bremsung durch die erste Steuer- und Regeleinheit (12) mittels der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) oder durch die zweite Steuer- und Regeleinheit (53) mittels der zweiten Druckbereitstellungseinrichtung (49) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Fehlers in der zweiten Steuer- und Regeleinheit (53) mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit (12) Zuschaltventile (26a, 26b), welche in der hydraulischen Verbindung (38) zwischen der ersten Druckbereitstellungseinrichtung (5) und den Bremskreisabschnitten (13a, 13b) angeordnet sind, derart angesteuert werden, dass eine Bremskraftverteilung im Sinne einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktion durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Fehlers in einer Ventilansteuerschaltung einer der Steuer- und Regeleinheiten (12), welche zur Ansteuerung eines von beiden Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbaren Ventils (23a, 23b, 32) ausgebildet ist, die andere Steuer- und Regeleinheit (53) die Ansteuerung des entsprechenden Ventils durchführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Fehlers in einer Sensorauswerteschaltung einer der Steuer- und Regeleinheiten (12), welche zur Auswertung eines mit beiden Steuer- und Regeleinheiten verbundenen Sensors (19a, 19b, 20, 25) ausgebildet ist, die andere Steuer- und Regeleinheit (53) der fehlerhaften Steuer- und Regeleinheiten (12) die Signale des entsprechenden Sensors zuführt.