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Stand der Technik
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Die Offenlegungsschrift
DE 102 33 196 offenbart ein Bremssystem, welches einen hydraulisch betätigbaren Bremszylinder zum Betätigen einer Bremse umfasst. Ferner umfasst das System einen Druckkontrollzylinder mit dem ein Druck in Radbremsen eingestellt werden kann. Der Druckkontrollzylinder kann mittels einer elektronischen Verstellvorrichtung beaufschlagt werden. Bei Ausfall des Druckkontrollzylinders kann keine Unterstützungskraft seitens eines Unterstützungssystems mehr zur Verfügung gestellt werden. Ein solcher Ausfall kann beispielsweise ein Ausfall des Motors sein wodurch keine Druckerhöhung mit einer Unterstützungskraft mehr möglich ist, sondern nur noch durch den Fahrer über Muskelkraft allein.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine redundante Auslegung eines hydraulischen Bremssystems zu gewährleisten, das bei Ausfall eines Motors, der eine Unterstützungskraft hervorbringt, immer noch in der Lage ist, mit elektrischer Unterstützung zu bremsen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß Patentanspruch 1 sowie dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren gelöst.
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Das erfindungsgemäße hydraulische Bremssystem umfasst einen Hauptbremszylinder, einen ersten Bremsdruckerzeuger sowie einen Radbremszylinder. Das Bremssystem weist einen zweiten Bremsdruckerzeuger auf der mit dem wenigstens einen Radbremszylinder verbunden ist. Erfindungsgemäß ist der Hauptbremszylinder über den zweiten Bremsdruckerzeuger mit dem wenigstens einen Radbremszylinder hydraulisch verbindbar. Dies hat zum Vorteil, dass ein sicheres Bremssystem zur Verfügung gestellt werden kann mit einer zusätzlichen Rückfallebene sowohl hydraulisch durch den Fahrer, als auch durch Vorsehen eines zweiten – zusätzlichen Bremsdruckerzeugers.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des hydraulischen Bremssystems sind der erste und zweite Bremsdruckerzeuger, sowie der Hauptbremszylinder über ein erstes Unterbrechungsmittel mit dem wenigstens einen Radbremszylinder verbindbar. Ein solches erstes Unterbrechungsmittel kann beispielsweise ein Ventil sein. Somit sind vorteilhaft sämtliche Bestandteile des Bremssystems, die in der Lage sind, Bremdruck an den Radbremszylinder hervorzurufen über ein Ventil an die Radbremszylinder anbindbar.
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In weiterer Ausgestaltung des hydraulischen Bremssystems umfasst der zweite Bremsdruckerzeuger wenigstens ein zweites Unterbrechungsmittel – also ein weiteres Ventil –, über das der Hauptbremszylinder hydraulisch mit dem wenigstens einen Radbremszylinder verbindbar ist. Dies hat zum Vorteil, dass die Wirkung des zweiten Bremsdruckerzeugers durch Schalten des weiteren Ventils einstellbar ist.
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Ferner kann der zweite Bremsdruckerzeuger des hydraulischen Bremssystems wenigstens eine Pumpe umfassen, die dem zweiten Unterbrechungsmittel parallel geschaltet ist und mittels derer der wenigstens eine Radbremszylinder mit Druck beaufschlagbar ist. Somit kann auch unabhängig vom Fahrer Druck am Radbremszylinder über den zweiten Bremsdruckerzeuger Druck aufgebaut werden, was die Sicherheit bei Ausfall des ersten Bremsdruckerzeugers erhöht.
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In vorteilhafter Ausgestaltung weißt der zweite Bremsdruckerzeuger wenigstens ein Rückschlagventil auf, welches der Pumpe und dem zweiten Unterbrechungsmittel parallel geschaltet ist. So ist stets eine hydraulische Verbindung zwischen Hauptbremszylinder, der durch den Fahrer betätigbar ist und den Radbremszylinder als hydraulische Rückfallebene gegeben. Dies ist beispielsweise wichtig, falls keine elektrische Energie zum Betrieb der beiden Bremsdruckerzeuger mehr verfügbar sein sollte.
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In vorteilhafter Weiterbildung weist die Hydraulikleitung, die das erste und das zweite Unterbrechungsmittel verbindet, ein drittes Unterbrechungsmittel zwischen dem ersten und zweiten Unterbrechungsmittel auf. Dadurch kann je nach Bedarf der zweite Bremsdruckerzeuger an die Radbremszylinder angekoppelt oder abgekoppelt werden. Eine solche Verbindung über Ventile bietet eine Entkopplung der Wirkung des ersten Bremsdruckerzeugers im Normalbetrieb und in der Rückfallebene vom zweiten Bremsdruckerzeuger, da jede Bremsdruckerzeugereinheit die ihr zugeordneten Ventile selbst steuert. Zusätzlich ist dadurch ein Schutz der Pumpe vor hohen Druckwerten gewährleistet, wenn die Pumpe nicht aktiv ist. Ferner kann durch Vorsehen der Unterbrechungsmittel gewährleistet werden, dass über die Pumpe nicht – zusätzlich zum Ventil und Rückschlagventil – vom Plunger erzeugter Druck zu einem Volumenabfluss über die Pumpe führen kann.
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In vorteilhafter Weise ist der erste Bremsdruckerzeuger zwischen dem ersten und dritten Unterbrechungsmittel hydraulisch angeschlossen, insbesondere über ein viertes Unterbrechungsmittel. Durch diese Anschlussmöglichkeit kann über die beteiligten Unterbrechungsmittel entweder der erste oder der zweite Bremsdruckerzeuger den Druckaufbau gewährleisten.
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In vorteilhafter Weise ist der Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem zweiten Bremsdruckerzeuger eine Simulatoreinheit parallel geschaltet ist, die insbesondere, ein fünftes Unterbrechungsmittel sowie ein Rückschlagventil aufweist. Mittels der Simulatoreinheit kann dem Fahrer im Normalbetrieb das von ihm erwartete Pedalgefühl vermittelt werden. Unter Pedalgefühl kann beispielsweise die aufzubringende Kraft verstanden werden um ein Bremspedal oder einen Bremshebel an eine bestimmte Betätigungsposition zu bringen und/oder dort zu halten.
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Vorteilhafterweise weist der zweite Bremsdruckerzeuger einen dem zweiten Bremsdruckerzeuger zugeordneten Motor sowie ein dem zweiten Bremsdruckerzeuger zugeordnetes Steuergerät auf, wobei das Steuergerät und/oder der Motor des zweiten Bremsdruckerzeugers eine eigene Stromversorgung aufweist. Somit ist sichergestellt, dass selbst bei Ausfall einer ersten Stromversorgung, die dem ersten Bremsdruckerzeuger zugeordnet ist, immer noch Fremdenergie vorhanden ist um eine Bremskraftunterstützung durch den zweiten Bremsdruckerzeuger und die weitere Energiequelle in Form der zweiten Stromversorgung sicherzustellen. Sofern die beiden Stromversorgungen unterschiedlichen elektrischen, unabhängigen Energiequellen zugeordnet sind, kann auch für hochautomatisierte Fahrfunktionen ein ausreichend sicherer Betrieb der Bremsanlage ermöglicht werden, bis der Fahrer in der Lage ist die Verantwortung für die Fahrzeugführung wieder zu übernehmen.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist der zweite Bremsdruckerzeuger eine Sensorik auf, mittels derer ein Fahrerbremswunsch ableitbar ist, insbesondere eine Drucksensorik. Somit kann auch mittels des zweiten Bremsdruckerzeugers der Fahrerbremswunsch, das bedeutet die Vorgabe der Intensität, mit der der Fahrer bremsen möchte, ermittelt werden. Vortelhaft ist dabei, dass mittels der unabhängigen Stromversorgung der zweiten Bremsdruckerzeugungseinrichtung der Fahrerbremswunsch auch bei Auftreten eines Fehlers in der ersten Bremsdruckerzeugungseinrichtung ermittelbar ist.
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In Vorteilhafter Weiterbildung ist der zweite Bremsdruckerzeuger als separates Bauteil vorgesehen.
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Der zweite Bremsdruckerzeuger kann über Hydraulikleitungen mit dem Bauteil verbunden werden, welches den ersten Bremsdruckerzeuger umfasst.
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Der zweite Bremsdruckerzeuger kann ebenso an ein Bauteil befestigt werden, insbesondere angeflanscht oder angeschraubt werden, welches den ersten Bremsdruckerzeuger umfasst.
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Ebenso kann der zweite Bremsdruckerzeuger in einem gemeinsamen Bauteil mit dem ersten Bremsdruckerzeuger integriert sein.
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Somit ist eine flexible Ausgestaltung der Verbauweise des zweiten Bremsdruckerzeugers möglich, wobei die Verbauweise an die vorliegenden Erfordernisse in Bezug auf Kompaktheit, Materialbedarf und verfügbarem Bauraum angepasst werden kann.
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In vorteilhafter Weise ist der Bremsdruck an dem wenigstens einen Radbremszylinder bei Ausfall des ersten Bremsdruckerzeugers mittels des zweiten Bremsdruckerzeugers einstellbar.
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Ferner ist von Vorteil, dass der Bremsdruck an dem wenigstens einen Radbremszylinder bei Ausfall sowohl des ersten Bremsdruckerzeugers als auch des zweiten Bremsdruckerzeugers mittels des Hauptbremszylinders einstellbar ist.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das hydraulische Bremssystem durch folgende Schritte verwendet:
- – Bereitstellen eines Signals seitens des ersten Bremsdurckerzeugers bezüglich einer Fehlfunktion des ersten Bremsdruckerzeugers
- – Empfangen des Signals bezüglich der Fehlfunktion des ersten Bremsdruckerzeugers seitens des zweiten Bremsdruckerzeugers
- – hydraulisches Entkoppeln des ersten Bremsdruckerzeugers von dem wenigstens einen Radbremszylinder durch die vierten Unterbrechungsmittel
- – hydraulisches Verbinden des zweiten Bremsdruckerzeugers mit dem wenigstens einen Radbremszylinder
- – Einstellen eines Bremsdrucks in dem wenigstens einen Radbremszylinder mittels des zweiten Bremsdruckerzeugers.
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Dabei wird mittels der vierten Unterbrechungsmittel die Entkopplung vorteilhaft durch eine unbestromte geschlossene Ruhestellung der verwendeten Ventile gewährleistet. Das Einstellen eines Bremsdrucks erfolgt anhand der Vorgabe durch den Fahrer oder auch anhand einer hochautomatisierten Fahrfunktion.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems.
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2 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bremssystems.
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3 stellt das erfindungsgemäße Verfahren dar.
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4 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren bei Ausfall der Kommunikation der zwei Bremsdruckerzeuger.
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5 zeigt eine alternative Anordnung des erfindungsgemäßen Bremssystems.
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6 zeigt eine weitere alternative Anordnung des erfindungsgemäßen Bremssystems.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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1 zeigt ein hydraulisches Bremssystem 1, welches in der Lage ist, hydraulischen Bremsdruck an Radbremszylindern 6 aufzubauen. Das hydraulische Bremssystem 1 umfasst dabei eine Druckaufbaueinheit 2 sowie eine Fail-Boost-Einheit 3. Mittels der Druckaufbaueinheit 2 kann an den Radbremsen 6 im Normalbetrieb des hydraulischen Bremssystems Bremsdruck aufgebaut werden. Mittels der Fail-Boost-Einheit 3 kann bei Ausfall der Druckaufbaueinheit 2 ebenfalls Bremsdruck an den Radbremsen 6 erzeugt werden. Unter einem Ausfall der Druckaufbaueinheit sind Fehler in der Elektronik der Druckaufbaueinheit sowie in den Stellmotoren der Druckaufbaueinheit zu verstehen. Weitere Fehler können ebenfalls berücksichtigt werden.
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Die Druckaufbaueinheit 2 umfasst einen Hauptbremszylinder 5 sowie einen ersten Bremsdruckerzeuger 4. Desweiteren umfasst die Druckaufbaueinheit eine Pedalsimulatoreinheit 14 und ist mechanisch mittels einer Betätigungseinheit 23 betätigbar. Eine Betätigungseinheit kann beispielsweise ein Bremspedal oder ein Bremshebel sein, welches vom Fahrzeugführer betätigt werden kann. Die Betätigungseinheit 23 ist mechanisch mit dem Hauptbremszylinder 5 verbindbar und kann so in bekannter Weise durch Druckaufbau in den Kammern 26 des Hauptbremszylinders 5 einen Druckaufbau bewirken.
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Die Kammern 26 des Hauptbremszylinders 5 weisen Hydraulikleitungen 27 auf, welche zur Fail-Boost-Einheit 3 führen. Die Kammern 26 des Hauptbremszylinders 5 sind zusätzlich mit einem Hydraulikfluidreservoir 24 hydraulisch verbunden. Wenigstens eine der Hydraulikleitungen 27 steht in hydraulischer Verbindung mit einer Pedalsimulatoreinheit 14. Die Pedalsimulatoreinheit 14 ist zwischen dem Anschluss für die Fail-Boost-Einheit 3 und der Kammer 26 des Hauptbremszylinders hydraulisch angeschlossen. Ebenso können die Hydraulikleitungen 27 einen Druckgeber 28 zur Anzeige des in der Hydraulikleitung vorherrschenden Drucks aufweisen.
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Die Druckaufbaueinheit 2 umfasst desweiteren einen ersten Druckerzeuger 4, welcher wenigstens eine Kammer aufweist, die in hydraulischer Verbindung mit dem Hydraulikreservoir 24 steht. Der Druckerzeuger 4 ist in der Lage, eigenständig, das bedeutet unabhängig vom Fahrer durch elektrische Betätigung des Druckerzeugers 4 einen Bremsdruck an den Radbremsen 6 hervorzurufen. Eine erste Ausführung eines solchen Bremsdruckerzeugers 4 kann beispielsweise eine motorisiert stellbare Kolben-Zylinder-Einheit sein, die auch als Plunger bezeichnet wird. Durch Verstellen des Kolbens in der Kolben-Zylinder-Einheit des Bremsdruckerzeugers 4 ist Hydraulikflüssigkeit in Richtung der Radbremsen versetzbar, was zu einer Drucksteigerung in den Radbremsen 6 führt. Zwischen dem ersten Bremsdruckerzeuger 4 und den Radbremsen 6 des Bremssystems befinden sich stromlos offene Ventile 13, mittels derer die hydraulische Verbindung zwischen dem Bremsdruckerzeuger 4 und den Radbremsen 6 unterbrechbar sind. Zwischen den hydraulischen Ventilen 13 und den Radbremsen 6 befinden sich weitere stromlos offene Ventile 7, die sogenannten Einlassventile 7 der Radbremsen 6. Zwischen den Unterbrechungsventilen 13 und den Einlassventilen der Radbremsen 7 können sich weitere Bremsdruckgeber 21 in Form von Drucksensoren befinden.
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Ebenfalls zwischen den Ventilen 13 sowie den Einlassventilen 7 befinden sich hydraulische Anknüpfungspunkte, über die die Fail-Boost-Einheit 3 an die Radbremsen 6 ankoppelbar ist. Die Verbindung der Fail-Boost-Einheit 3 an diese Radbremsen erfolgt ferner über Trennventile 11. Die Trennventile 11 sind stromlos geöffnete Ventile.
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Jede Radbremse weist des Weiteren ein Auslassventil 20 auf, welches in hydraulischer Verbindung mit dem Hydraulikfluidreservoir 24 steht zur Zurückführung von Hydraulikflüssigkeit. Die Auslassventile 20 sind beim Druckaufbau durch den ersten Bremsdruckerzeuger 4, dem Plunger 4, direkt durch den Fahrer über den Hauptbremszylinder 5, oder durch die Fail-Boost-Einheit 3, geschlossen. Die Auslassventile 20 sind im unbestromten Zustand geschlossen.
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Die Pedalsimulatoreinheit 14 umfasst beispielsweise einen Zylinder mit einem federbelasteten Kolben sowie einer Kammer –beispielsweise eine Zylinderkammer-, welche Hydraulikflüssigkeit aufnehmen kann, die durch den Fahrer über den Hauptbremszylinder 5 in Richtung der Pedalsimulatoreinheit 14 verschoben wird. Die Zuleitung zum Kolbenzylindersystem 17 der Pedalsimulatoreinheit 14 wird gebildet durch ein Drosselventil 15 sowie ein parallel geschaltetes Rückschlagventil 16. Somit kann der Pedalsimulator an- und abschaltet werden. Das Rückschlagventil 16 ist vorteilhaft bei schnellem Lösen des Bremspedals. Durch das Rückschlageventil 16 kann die Bremsflüssigkeit wenn der Fahrer die Bremsbetätigung zurücknimmt aus dem Pedalsimulator entweichen. Durch das erfolgte schnelle Entweichen der Bremsflüssigkeit aus dem Pedalsimulator tritt kein ungewollter und für den Fahrer wahrnehmbarer „Nachbremseffekt“ des Fahrzeugs auf.
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Im Folgenden wird die Fail-Boost-Einheit 3 beschrieben. Die Fail-Boost-Einheit 3 umfasst zwei Zuleitungen sowie zwei Ableitungen. Jeweils eine Zuleitung ist mit jeweils einer Ableitung verbunden. Die Zuleitungen sind mit den Leitungen 27 verbunden, die in hydraulischer Verbindung mit den Kammern 26 des Hauptbremszylinders 5 stehen. Der Aufbau der hydraulischen Bauteile der jeweiligen Zu- und Ableitungen ist identisch. In jeder hydraulischen Verbindung zwischen Zuleitung und Ableitung befinden sich parallel geschaltet eine Hydraulikpumpe 9, ein Rückschlagventil 10 sowie ein stromlos geöffnetes Trennventil 8. Ferner umfasst die Fail-Boost-Einheit 3 einen Pumpenmotor 18 zum Antreiben der Pumpen 9. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Nummern versehen. Das Rückschlagventil 10 ermöglicht Durchlass von Hydraulikflüssigkeit von dem Hauptbremszylinder 5 über die Leitung 27 kommend in Richtung der Radbremszylinder 6, wobei die Gegenrichtung durch das Rückschlagventil 10 nicht möglich ist. Der Auslass der Fail-Boost-Einheit 3 ist an die bereits genannten Ventile 11 der Druckaufbaueinheit anbindbar und somit über die Ventile 11 und die Einlassventile 7 mit den Radbremsen 6 verbindbar.
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Weitere Merkmale der Fail-Boost-Einheit 3 sind, dass sie einen eigenen Motor 18 mit der dazugehörigen Elektronik umfasst. Ferner umfasst die Fail-Boost-Einheit 3 ein eigenes, der Fail-Boost-Einheit 3 zugeordnetes Steuergerät mit einer eigenständigen Energieversorgung. Die Fail-Boost-Einheit 3 umfasst desweiteren einen Druckgeber 19, mittels dem der Fahrerbremswunsch, welcher den Druck seitens des Hauptbremszylinders entspricht, entnehmbar ist.
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Die Fail-Boost-Einheit umfasst des Weiteren eine Kommunikationsschnittstelle zur Verbindung der Fail-Boost-Einheit 3 mit der Druckaufbaueinheit 2 über welche Fehler der Druckaufbaueinheit 2 an die Fail-Boost-Einheit 3 übermittelt werden können. Über diese Kommunikationsschnittstelle können beispielsweise Statusinformationen der Druckaufbaueinheit 2 übermittelt werden. Ferner können Informationen über den Aktivierungszustand der Fail-Boost-Einheit 3 übermittelt werden. Die Steuergeräte der Druckaufbaueinheit 2, dort im Speziellen das Steuergerät des Bremsdruckerzeugers 4, sowie der Fail-Boost-Einheit 3 sind in der Lage ihre gegenseitige Kommunikation zu überprüfen. Die Steuergeräte von Fail-Boost-Einheit 3 und Druckaufbaueinheit 2 sind dazu ausgelegt, die Leistung des Bremsdruckerzeugers 4 oder der Pumpe 10 respektive einzustellen.
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Die Fail-Boost-Einheit 3 umfasst des Weiteren eine Kommunikationsschnittstelle mit dem Kombiinstrument des Fahrzeugs, um dem Fahrer gegebenenfalls Informationen über den Funktionszustand der Bremsdruckaufbaueinheit 2 darzustellen. Dies kann über visuelle, auditive oder auch taktive Rückmeldung erfolgen. Ebenso ist es möglich, dass die Fail-Boost-Einheit 3 eine Kommunikationsschnittstelle zum Antriebssteuergerät des Fahrzeugs hat, um gegebenenfalls die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beschränken der Leistung beispielsweise auf einen maximalen Wert zu begrenzen. Dies erhöht die Sicherheit des Systems.
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Die Fail-Boost-Einheit 3 kann baulich entweder direkt an die Druckaufbaueinheit 2 angeflanscht werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Fail-Boost-Einheit 3 entfernt von der Druckaufbaueinheit 2 angeordnet ist, und über Hydraulikleitungen mit dieser verbunden wird. Desweiteren ist es möglich, Druckaufbaueinheit 2 und Fail-Boost-Einheit 3 in ein und denselben Hydraulikblock zu integrieren.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Fail-Boost-Einheit 3 im Zusammenspiel mit der Druckaufbaueinheit 2 dargestellt. Bei Komplettausfall oder auch Teilausfall der Bremskraftunterstützung seitens des ersten Bremsdruckerzeugers 4, also des Plungers im Beispiel der 1, kann Druck über die Fail-Boost-Einheit 3 aufgebaut werden. Im fehlerfreien Fall des gezeigten Bremssystems befinden sich die Ventile 8 in geschlossenem Zustand, so dass eine Verbindung von Hauptbremszylinder 5 in Richtung der Radbremsen 6 unterbunden ist. Lediglich über die Rückschlagventile 10 ist eine Verbindung des Hauptbremszylinders mit den Radbremsen 6 möglich. Betätigt der Fahrer über das Betätigungselement 23 den Hauptbremszylinder 5, um eine Bremsung durchzuführen, so verschiebt er Hydraulikflüssigkeit aus einer Kammer 26 in die Pedalsimulatoreinheit 14, wobei das Simulatorventil 15 geöffnet wird. Die Pedalsimulatoreinheit vermittelt dem Fahrer das von ihm erwartete Pedalgefühl. Der Bremswunsch des Fahrers kann über eine Sensorik 22, beispielsweise eine Pedalwegsensorik detektiert werden. Ebenso kann mittels der Druckgeber 19 bzw. 28, die hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder 5 in Verbindung stehen, ein entsprechender Druck ermittelt werden, der dem aktuellen Fahrerbremswunsch entspricht.
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Entsprechend der Fahrerbremswunschvorgabe erzeugt der erste Bremsdruckerzeuger 4 mittels seines Motors und der Steuereinheit einen Bremsdruck, welcher über die Ventile 13 sowie die Einlassventile 7 zu den Radbremsen 6 geleitet wird. Dadurch ist an den Radbremszylindern 6 ein dem Fahrerbremswunsch entsprechender Bremsdruck mittels des Bremsdruckerzeugers 4 erzeugbar.
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In einem zweiten Betriebsmodus kann der Bremsdruck an den Radbremszylindern 6 mittels der Fail-Boost-Einheit 3 eingestellt werden. Eine solche zweite Betriebssituation liegt beispielsweise vor, wenn der erste Bremsdruckerzeuger 4 defekt ist. Ein solcher Defekt kann wie bereits dargestellt als ein elektronischer Defekt beispielsweise im Steuergerät oder im Stellmotor des Bremsdruckerzeugers 4 vorliegen.
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In einem solchen fehlerhaften Zustand befindet sich das Ventil 7 im stromlosen Zustand und ist geöffnet. Das Ventil 8 ist bestromt und damit geschlossen, das Ventil 11 ist stromlos und somit offen. Auf diese Weise ist ein Druckaufbau durch die Pumpe 9 der Fail-Boost-Einheit 3 möglich. Das Rückschlagventil 10 der Fail-Boost-Einheit 3 stellt sicher, dass der Fahrer immer durch Pedalbetätigung in der Lage ist, den von der Pumpe 9 erzeugten Druck im Bremssystem noch zu erhöhen. Somit ist das Erfordernis erfüllt, dass der Fahrer in der Lage sein muss direkt mechanisch bzw. hydraulisch und mechanisch auf die Radbremsen einzuwirken und somit das Fahrzeug abzubremsen. Auch wenn nur noch die Fail-Boost-Einheit 3 mit Strom versorgt ist, und es beim zweiten Bremsdruckerzeuger, der Fail-Boost-Einheit 3, Schwierigkeiten mit der Stromversorgung gibt, funktioniert immer noch der Durchgriff des Fahrers über die Fail-Boost-Einheit 3.
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Durch Herstellen der hydraulischen Verbindung von Pumpe 9 über das Trennventil 11 sowie die Einlassventile 7 mit den Radbremszylindern 6 kann mittels der Pumpe 9, welche Teil der Fail-Boost-Einheit 3 ist, Bremsdruck in den Radbremszylindern 6 aufgebaut werden. Somit ist eine autarke Möglichkeit der Druckeinstellung unabhängig vom Betriebszustand des ersten Bremsdruckerzeugers 4 darstellbar. Die Fail-Boost-Einheit 3 stellt also eine redundante Möglichkeit zur Druckerzeugung in den Radbremszylindern dar.
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Die Auslegung des gezeigten Bremssystems der 1 zeigt deutlich, dass ein Bremssystem dargestellt wird, welches aus zwei Bremskreisen besteht. Aus diesem Grund weist die Fail-Boost-Einheit 3 auch die symmetrische Struktur mit zwei Pumpen 9, zwei Rückschlagventilen 10 und zwei Trennventilen 11 auf. Dadurch ist eine kreisweise Trennung der Druckverhältnisse möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung des hydraulischen Bremssystems kann mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden. Dazu wird ein Signal seitens des Bremsdruckerzeugers 4 bezüglich einer Fehlfunktion desselben in einem ersten Schritt 301 bereitgestellt. Dieses Signal wird seitens der Fail-Boost-Einheit 3 in Schritt 302 empfangen. Dann wird in Schritt 303 mittels der Stellventile 13 der erste Bremsdruckerzeuger vom Einlassventil 7 – und somit von den Radbremsen 6 – durch Schließen der Ventile 13 – hydraulisch entkoppelt. In Schritt 304 wird die Fail-Boost-Einheit 3 mit den Radbremszylindern 6 verbunden.
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Ferner wird in Schritt 305 durch Betreiben der Pumpen 9 der Fail-Boost-Einheit 3 ein Hydraulikbremsdruck über die geöffneten Ventile 11 und 7 in die Radbremsen 6 eingespeist. Die Trennventile 8 werden dabei geschlossen gehalten. Somit ist der Fahrerbremswunsch mittels der Pumpe 9 verstärkbar oder auch eine Druckanforderung einer hochautomatisierten Fahrfunktion umsetzbar.
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Ein möglicher weiterer oder zusätzlicher Fehlerfall entspricht einem Ausfall der Kommunikation zwischen Fail-Boost-Einheit 3 und Bremsdruckerzeuger 4. Unter einem Kommunikationsausfall kann der Ausfall der Daten-Verbindung zwischen den entsprechenden Steuergeräten des Bremsdruckerzeugers 4 und der Fail-Boost-Einheit 3 sein. Dadurch kennen der Bremsdruckerzeuger 4 sowie die Fail-Boost-Einheit 3 den Betriebszustand gegenseitig nicht mehr.
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Das im Folgenden beschriebene Verfahren regelt die für diesen Fall vorgesehene Vorgehensweise. Dabei umfasst das Verfahren, welches anhand von 4 erläutert wird die folgenden Schritte:
- – 401: Feststellen, ob die Kommunikation zwischen Fail-Boost-Einheit 3 und Bremsdruckerzeuger 4 intakt ist. Es erfolgt eine Entscheidung Ja (y) / Nein (n)
- – 402: Bei Entscheidung in Schritt 401 mit Ja (y) geht das Verfahren zurück zu Schritt 401 und wird erneut gestartet. Dabei kann das Verfahren in festen Intervallen erneut gestartet werden, oder auch als Dauerüberwachung laufen.
- – 403–403a: bei Entscheidung in Schritt 401 mit Nein (n) wird das Verfahren in Schritt 403 fortgeführt. In Schritt 403a wird der erste Bremsdruckerzeuger 4 in einen Stand-alone Betrieb versetzt. Darunter ist zu verstehen, dass der erste Bremsdruckerzeuger 4 mit einer Bremskraftverstärkung angesteuert wird, die unterhalb der maximalen Leistung des ersten Bremsdruckerzeugers liegt. Dies stellt eine Rückfallebene des ersten Bremsdruckerzeugers 4 dar. Dabei liegt der Bereich in dem die Bremskraftverstärkung des ersten Bremsdruckerzeugers eingestellt wird in einem vorgegebenen Leistungsintervall. Ein mögliches Leistungsintervall liegt zwischen 50% und 67% der ursprünglichen Leistung.
- – 403–403b: ebenfalls bei Entscheidung 401 Nein (n) wird das Verfahren in Schritt 403b fortgeführt, indem die Fail-boost-Einheit 3 in einen Stand-alone Betrieb versetzt wird. Darunter ist zu verstehen, dass die Fail-Boost-Einheit mit einer Leistung angesteuert wird, die unterhalb der maximalen Leistung der Fail-Boost-Einheit 3 liegt. Dies stellt eine entsprechende Rückfallebene der Fail-Boost-Einheit 3 dar. Dabei liegt auch hier der Bereich in dem die Leistung der Fail-Boost-Einheit 3 eingestellt wird in einem vorgegebenen Leistungsintervall. Ein mögliches Leistungsintervall liegt zwischen 50% und 67% der ursprünglichen Leistung.
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2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Bremsdruckerzeugers 4. Anstelle der Ausführung des ersten Bremsdruckerzeugers 4 mit einem Kolben und einem Zylinder in 1 liegt in 2 ein Zwei-Kolben-System vor. Durch den Zylinder und die zwei Kolben des Bremsdruckerzeugers 204 ist es möglich, jedem der Bremskreise des hydraulischen Bremssystems eine eigene Kammer zur Verfügung zu stellen.
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Dementsprechend sind die Ventile 13 jeweils einer Kammer des ersten Bremsdruckerzeugers 4 zugeordnet. Die Ventile 13 können – wie hier gezeichnet – als alleinstehende Ventile 13 vorliegen, die alleine die Verbindung zwischen den Einlassventilen 7 und den Plungerkammern herstellen. Ebenso ist es möglich – was hier nicht zeichnerisch dargestellt ist – den Ventilen 13 Rückschlagventile parallel zu schalten, die keinen Hydraulikfluss von den Einlassventilen in Richtung des Plungers zulassen, in der Gegenrichtung jedoch durchfließbar sind.
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Darüber hinaus sind die Kammern des ersten Bremsdruckerzeugers 204 über Rückschlagventile 205 mit dem Hydraulikfluidreservoir 24 verbunden, was anhand der zeichnerisch unterbrochenen Verbindung A angedeutet ist. Die Rückschlagventile 205 lassen lediglich einen Fluss an Hydraulikflüssigkeit in Richtung vom Reservoir 24 zum Plunger 204 zu. Diese Ausführung des ersten Bremsdruckerzeugers 204 ist zwischen Hauptbremszylinder und Radbremse angeordnet. Die Fail-Boost-Einheit 3 ist dem ersten Bremsruckerzeuger 204 wieder parallel geschaltet. Weitere Ausgestaltungen der Druckerzeugungseinheit 4, 204 sind denkbar.
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5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Anordnung des erfindungsgemäßen Bremssystems. Entsprechend 2 findet auch in der weiteren Ausführungsform der 5 ein zweikreisiger Plunger 504 Anwendung, der als erster Bremsdruckerzeuger fungiert. Im Gegensatz zum Plunger 204 aus 2 ist der Plunger 504 diesmal ein durchflossener Plunger 504. Der durchflossene Plunger 504 ist zwischen den Trennventilen 11 und einer Modulationseinheit 501 angeordnet. Die Trennventile befinden sich in der hydraulischen Verbindung zwischen Fail-Boost Einheit 3 und dem Plunger 504. Ausgehend von jeder Kammer des Plungers gehen hydraulische Verbindungen zur Modulationseinheit 501 und von dort zu den hydraulisch nachgeschalteten Radbremszylindern der Radbremsen 6. In den hydraulischen Verbindungen zwischen Plunger 504 und Modulationseinheit 501 befinden sich jeweils Drucksensoren 502.
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Die Modulationseinheit 501 stellt ein System dar, welches pro Rad jeweils ein Einlassventil sowie ein Auslassventil aufweist. Des Weiteren ist eine Rückförderpumpe vorgesehen, die Volumen ausgehend von Auslassventilen der Radbremszylindern zurück zum Einlass der Modulationseinheit 501 in Richtung Plunger 504 fördern kann.
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Die Modulationseinheit 501 entspricht im Wesentlichen einem ABS Hydraulikblock, und weist einen geschlossenen Hydraulikkreis auf. Die Funktionsweise des Bremssystems entspricht der Funktionsweise in den bereits beschriebenen Ausführungsformen und wird hier nicht weiter erläutert.
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Als weitere alternative Ausführungsform zeigt 6 wiederum den zweikreisigen Plunger 504 in identischer Anordnung hinter den Trennventilen 11, inklusive der Drucksensoren 502. Anstelle der Modulationseinheit mit geschlossenem Hydraulikkreis ist jedoch in 6 ein offenes System gezeigt entsprechend den Systemen der 1 und 2. Jede Radbremse weist wieder ein Einlassventil 7 und ein Auslassventil 20 auf. Die Auslassleitungen ausgehend von den Auslassventilen 20 werden in einem Punkt zusammengeführt der über ein Rückschlagventil 601, welches Hyydraulikfluss zu den Rädern über die Auslassventile 20 unterbindet, mit dem Reservoir 24 verbunden. Der Volumenausgleich beim Entbremsen kann somit direkt über das Reservoir 24 gewährleistet werden und es wird im Vergleich zur Ausführungsform von 5 keine Rückförderpumpe und kein Speicher benötigt. Die Verbindung des offenen Systems zum Reservoir wird in 6 durch das Symbol A als Leitungsverbindung gezeichnet.
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Der Plunger der 5 und 6 muss im Vergleich zu den nicht durchflossenen Plungern der 1 und 2 ein selbsthemmendes Getriebe im Antrieb aufweisen, um eine mechanische Rückfallebene bei Ausfall der Bordelektronik, des Plungerantriebs oder weiterer Defekte zu ermöglichen. Vor allem ist bei einer Selbsthemmung des Plungers von Vorteil, dass in der Rückfallebene bei rein mechanischem Bremsen durch den Fahrer, eine Fahrerbremskraft nicht erst den Plunger versetzt, bevor es zum Aufbau einer Bremswirkung kommt. Ebenso wäre es möglich den Plunger derart zu gestalten, dass er im stromlosen Zustand in einen verriegelten Zustand versetzt wird, und somit die Kolben des Plungers nicht mehr bewegbar sind.
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Als weitere Alternativen wären ebenso erste Bremsdruckerzeuger / Plunger denkbar, die in beide Verstellrichtungen zu einem Druckaufbau in der Lage ist. Zur jeweils vorhanden Druckerzeugungsrichtung wird stets der zweite Bremsdruckerzeuger in gezeigter Art parallel, in den Ausführungsformen der 5 und 6 seriell geschaltet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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