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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug, wobei das Bremssystem einen Hauptbremszylinder, einen Bremskraftsimulator, eine Bremsdruckquelle und wenigstens eine Radbremse aufweist, wobei in dem Hauptbremszylinder wenigstens ein von einem mit einem Bedienelement gekoppelten Hauptbremskolben begrenztes Bremsfluidvolumen vorliegt, das in einer ersten Betriebsart des Bremssystems mit einem von einem federkraftbeaufschlagten Simulatorkolben begrenzten Simulatorfluidvolumen des Bremskraftsimulators strömungsverbunden ist, wobei bei einer Betätigung des Bedienelements ein Sollbremsdruck mittels wenigstens eines dem Bedienelement und/oder dem Hauptbremszylinder zugeordneten Sensors ermittelt und an der Radbremse mittels der Bremsdruckquelle ein dem Sollbremsdruck entsprechender Istbremsdruck angelegt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
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Das Bremssystem dient dem Verzögern des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen einer auf wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs wirkenden Bremskraft. Die Bremskraft wird mithilfe der Radbremse auf das Rad aufgeprägt. Verfügt das Kraftfahrzeug über mehrere Räder, so weist das Bremssystem vorzugsweise für mehrere dieser Räder oder alle dieser Räder jeweils eine Radbremse auf, an welcher bei der Betätigung des Bedienelements ein Istbremsdruck angelegt wird. Das Bremssystem liegt insoweit als Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs vor oder bildet zumindest einen Bestandteil der Betriebsbremse.
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Das Bremssystem verfügt über den Hauptbremszylinder, in welchem der Hauptbremskolben verlagerbar angeordnet ist. Der Hauptbremskolben begrenzt zusammen mit dem Hauptbremszylinder das Bremsfluidvolumen, welches variabel ist, wobei seine Größe von der Stellung des Hauptbremskolbens abhängt. Der Hauptbremskolben ist mit dem Bedienelement gekoppelt, welches beispielsweise als Bremspedal vorliegt. Über das Bedienelement kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs eine gewünschte Bremskraft einstellen, welche nachfolgend als Vorgabekraft bezeichnet wird und in vorzugsweise in festem Zusammenhang mit einem Vorgabebremsdruck steht.
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Das Bremssystem liegt als elektrohydraulisches Bremssystem vor. Das bedeutet, dass während eines Normalbetriebs des Bremssystems das in dem Bremsfluidvolumen vorliegende Bremsfluid bei einer Betätigung des Bedienelements nicht unmittelbar den an der Radbremse anliegende Istbremsdruck bereitstellt oder allenfalls einen Teil von diesem bereitstellt. Vielmehr ist vorgesehen, bei der Betätigung des Bedienelements den Sollbremsdruck zu ermitteln, wobei dies mithilfe des Sensors vorgesehen ist, welcher dem Bedienelement und/oder dem Hauptbremselement und/oder Hauptbremszylinder und/oder einem Simulatorzylinder, in welchem der Simulatorkolben verlagerbar angeordnet ist, zugeordnet ist.
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Der Sensor kann beispielsweise als Wegsensor oder als Drucksensor ausgestaltet sein. In ersterem Fall wird mithilfe des Sensors die Betätigungsstrecke des Bedienelements ermittelt, um welche das Bedienelement bei seiner Betätigung verlagert wird. Zusätzlich oder alternativ kann selbstverständlich der in dem Hauptzylinder vorliegende Druck mittels des Sensors ermittelt werden. Aus den mithilfe des Sensors ermessenen Größen, also beispielsweise dem Weg und/oder dem Druck, wird anschließend der Sollbremsdruck ermittelt. Nachfolgend wird an der Radbremse ein Istbremsdruck angelegt beziehungsweise eingestellt, welche dem Sollbremsdruck entspricht.
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Der Istbremsdruck wird dabei von der Bremsdruckquelle bereitgestellt, welche beispielsweise in Form einer Pumpe vorliegt, insbesondere einer elektrisch betriebenen Pumpe. In dem Normalbetrieb des Bremssystems ist insoweit das Bremsfluidvolumen nicht oder zumindest nicht unmittelbar mit der Radbremse verbunden beziehungsweise strömungsverbunden. Um dennoch dem Fahrer des Kraftfahrzeugs bei der Betätigung des Bedienelements eine haptische Rückmeldung zu geben, ist dem Hauptbremszylinder der Bremskraftsimulator zugeordnet. Dieser verfügt über den Simulatorkolben, welcher in einem Simulatorzylinder verlagerbar angeordnet ist und sich über ein Federelement an einer Wandung des Simulatorzylinders abstützt und insoweit federkraftbeaufschlagt ist.
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Der Simulatorkolben begrenzt zusammen mit dem Simulatorzylinder das Simulatorfluidvolumen, welches analog zu dem Bremsfluidvolumen variabel ist, wobei die Größe des Simulatorfluidvolumens von der Stellung des Simulatorkolbens abhängt. Das Simulatorfluidvolumen ist mit dem Bremsfluidvolumen strömungsverbunden. Bei einer Betätigung des Bedienelements wird das Bremsfluidvolumen verkleinert und in dem Bremsfluidvolumen vorliegendes Bremsfluid dem Simulatorfluidvolumen zugeführt. Entsprechend vergrößert sich das Simulatorfluidvolumen, wodurch der Simulatorkolben entgegen der Federkraft ausgelenkt wird.
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In Abhängigkeit von der Federkraft, welche von der Auslenkung des Simulatorkolbens abhängen kann, wirkt in der ersten Betriebsart aufgrund der Strömungsverbindung zwischen dem Simulatorfluidvolumen und dem Bremsfluidvolumen auf das Bedienelement eine Gegenkraft, welche einer von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs auf das Bedienelement aufgebrachten Bedienkraft entgegengerichtet ist. Entsprechend erhält der Fahrer über das Bedienelement eine haptische Rückmeldung, welche im Wesentlichen von der Auslenkung des Bedienelements aus seiner Ausgangsstellung beziehungsweise Ruhestellung abhängig ist.
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Zur Bereitstellung einer Rückfallebene bei einem Defekt des Bremssystems, beispielsweise bei einem Ausfall der Bremsdruckquelle, liegt vorzugsweise eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Radbremse vor. Auf diese Art und Weise kann auch bei einem Defekt des Bremssystems bei der Betätigung des Bedienelements an der Radbremse ein Istbremsdruck aufgebaut werden. Hierdurch muss der Fahrer jedoch eine wesentlich größere Bedienkraft auf das Bedienelement aufbringen als üblich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einen sicheren autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass zum Bereitstellen eines Fluidvorrats in einer zweiten Betriebsart des Bremssystems dem Simulatorfluidvolumen entgegen der auf den Simulatorkolben wirkenden Federkraft mittels der Bremsdruckquelle Bremsfluid zugeführt wird, bis das Simulatorfluidvolumen eine bestimmte Größe erreicht hat.
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Im Rahmen des Verfahrens zum Betreiben des Bremssystems wird also zunächst die durchzuführende Betriebsart ausgewählt, nämlich zumindest aus der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart. In der ersten Betriebsart wird der Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer durchgeführt. Dieser zeigt insoweit dem Bremssystem über das Bedienelement an, dass mittels der Radbremse eine Bremskraft erzeugt werden soll. In einem Normalbetrieb in der ersten Betriebsart wird mittels des Sensors der Vorgabebremsdruck und aus diesem der Sollbremsdruck ermittelt und eingestellt, sodass der Istbremsdruck nachfolgend dem Sollbremsdruck entspricht. Bevorzugt entspricht der Sollbremsdruck unmittelbar dem Vorgabebremsdruck.
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Tritt ein Fehler des Bremssystems auf, beispielsweise ein Ausfall der Bremsdruckquelle, so wird in der ersten Betriebsart ein Notbetrieb durchgeführt. Dieser ermöglicht das Erzeugen einer Bremskraft mithilfe der Radbremse über die Strömungsverbindung zwischen dem Bremsfluidvolumen und der Radbremse, sodass die Betätigung des Bedienelements unmittelbar in eine Bremskraft umgesetzt wird.
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Die zweite Betriebsart dient dagegen insbesondere dem Durchführen eines autonomen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs. In diesem kann nicht davon ausgegangen werden, dass im Fehlerfall der Fahrer zum Erzeugen der Bremskraft bereitsteht. Im Normalbetrieb wird die Bremskraft in der zweiten Betriebsart allein mithilfe der Bremsdruckquelle erzeugt, nämlich aufgrund einer Vorgabe des Sollbremsdrucks, beispielsweise durch ein Steuergerät. In der zweiten Betriebsart wird im Normalbetrieb also der Vorgabebremsdruck beziehungsweise der Sollbremsdruck vorgegeben und mittels der Bremsdruckquelle an der der Radbremse der dem Sollbremsdruck entsprechende Istbremsdruck angelegt.
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Im Fehlerfall, also beispielsweise im Falle des Ausfalls der Bremsdruckquelle, steht diese Möglichkeit zum Aufbau des Istbremsdrucks jedoch nicht zur Verfügung. Um dennoch eine zuverlässige Rückfallebene in dem Notbetrieb der zweiten Betriebsart zur Verfügung zu stellen, wird Bremsfluid in dem Simulatorfluidvolumen zwischengespeichert, wobei dieses zwischengespeicherte Fluid nachfolgend im Notbetrieb zum Erzeugen der Bremskraft mithilfe der Radbremse herangezogen werden kann. Es soll also zunächst der Fluidvorrat angelegt beziehungsweise bereitgestellt werden. Hierzu wird dem Simulatorfluidvolumen entgegen der auf den Simulatorkolben wirkenden Federkraft Bremsfluid zugeführt, bis das Simulatorfluidvolumen eine bestimmte Größe erreicht hat. Das Zuführen des Bremsfluids erfolgt mithilfe der Bremsdruckquelle.
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Das Bereitstellen des Fluidvorrats wird beispielsweise zu Beginn der zweiten Betriebsart des Bremssystems vorgenommen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Bremssystem noch vollständig funktionsfähig, wird also im Normalbetrieb betrieben. In der zweiten Betriebsart wird das Bedienelement üblicherweise nicht von dem Fahrer zum Erzeugen der Bremskraft betätigt. Das Bevorraten des Bremsfluids in dem Simulatorfluidvolumen wirkt sich insoweit nicht negativ auf das Fahrempfinden des Fahrers aus. Im Notbetrieb wird das Bremsfluid bei Vorliegen einer Strömungsverbindung zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse aufgrund der Federkraft aus dem Simulatorfluidvolumen in Richtung der Radbremse beziehungsweise in die Radbremse gedrängt, sodass diese die bestimmte Bremskraft erzeugt. Soll ohne Auftreten des Notbetriebs, also bei funktionsfähigem Bremssystem, die zweite Betriebsart beendet, beispielsweise aus der zweiten Betriebsart in die erste Betriebsart gewechselt werden, so wird am Ende der zweiten Betriebsart, als beim Beenden oder Wechseln, der Fluidvorrat abgebaut, beispielsweise indem das Bremsfluid des Fluidvorrats einem Ausgleichsbehälter zugeführt wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Größe derart gewählt wird, dass die in dem Simulatorfluidvolumen enthaltene Bremsfluidmenge bei Zufuhr zu der Radbremse eine bestimmte Bremskraft erzeugt. Der Fluidvorrat wird insoweit derart bemessen, die Größe des Simulatorfluidvolumens also derart festgelegt, dass das bevorratete Bremsfluid zur Erzeugung der bestimmten Bremskraft ausreicht. Sind mehrere Radbremsen vorgesehen, so wird bevorzugt berücksichtigt, dass das bevorratete Bremsfluid üblicherweise mehreren dieser Radbremsen, insbesondere allen der Radbremsen, zugeführt wird. Die Größe des Simulatorfluidvolumens soll nun derart festgelegt werden, dass mit allen mit dem Bremsfluid beaufschlagten Radbremsen jeweils die bestimmte Bremskraft erzeugt wird, sobald ihnen das Bremsfluid aus dem Simulatorfluidvolumen zugeführt wird.
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Die bestimmte Bremskraft kann grundsätzlich beliebig festgelegt sein. Beispielsweise reicht die Bremskraft aus, um das Kraftfahrzeug aus einer in der zweiten Betriebsart maximal zulässigen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sicher zum Stehen zu bringen. Dabei kann ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden, sodass also die Bremskraft größer ist als die mindestens zum Anhalten des Kraftfahrzeugs benötigte Bremskraft.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen dem Bremsfluidvolumen und dem Simulatorfluidvolumen ein erstes Schaltventil vorliegt, das in der ersten Betriebsart geöffnet und in der zweiten Betriebsart bis zum Erreichen der bestimmten Größe des Simulatorfluidvolumens geöffnet und anschließend geschlossen wird. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von einem Öffnen beziehungsweise Schließen von Ventilen, insbesondere Schaltventilen gesprochen wird, so ist darunter vorzugsweise stets ein Öffnen und anschließendes Offenhalten beziehungsweise ein Schließen und anschließendes Geschlossenhalten zu verstehen. Ist das Ventil bereits geöffnet, so entfällt das Öffnen, sodass das Ventil schlichtweg offengehalten wird. Analog verhält es sich für das Schließen, sodass bei bereits geschlossenem Ventil dieses geschlossen gehalten wird, während das eigentliche Schließen entfällt. Dies sei jedoch lediglich zur Klarstellung angemerkt.
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Das erste Schaltventil liegt strömungstechnisch zwischen dem Bremsfluidvolumen und dem Simulatorfluidvolumen vor. Bei geöffnetem erstem Schaltventil stehen das Bremsfluidvolumen und das Simulatorfluidvolumen entsprechend miteinander in Strömungsverbindung, während die Strömungsverbindung bei geschlossenem erstem Schaltventil unterbrochen ist. Es ist nun vorgesehen, dass das erste Schaltventil in der ersten Betriebsart geöffnet und offengehalten wird. In der zweiten Betriebsart ist dagegen das Schaltventil während des Bereitstellens des Fluidvorrats geöffnet. Anschließend wird es geschlossen und geschlossen gehalten.
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Die angegebenen Zustände des ersten Schaltventils gelten für den Normalbetrieb. Im Fehlerfall kann ein anderer Schaltzustand des ersten Schaltventils auftreten. So ist beispielsweise das erste Schaltventil als stromlos geschlossenes Schaltventil ausgeführt. Tritt daher in der ersten Betriebsart der Notbetrieb auf, so kann sich das erste Schaltventil schließen. Insoweit ist das erste Schaltventil in der ersten Betriebsart im Normalbetrieb geöffnet und im Notbetrieb geschlossen.
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Derartige Überlegungen erübrigen sich für die zweite Betriebsart, weil in dieser das erste Schaltventil nur bis zum Erreichen der bestimmten Größe des Simulatorfluidvolumens geöffnet ist. Anschließend wird es ohnehin geschlossen. In der zweiten Betriebsart ist das erste Schaltventil nach dem Erreichen der bestimmten Größe des Simulatorfluidvolumens daher sowohl im Normalbetrieb als auch im Notbetrieb geschlossen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse ein in Richtung der Radbremse öffnendes Rückschlagventil in Reihe mit einem zweiten Schaltventil vorliegt, wobei das zweite Schaltventil in der ersten Betriebsart geschlossen oder zum Durchführen eines Druckausgleichs geöffnet wird. Das Rückschlagventil liegt strömungstechnisch in Reihe mit dem zweiten Schaltventil vor. Beide sind sie strömungstechnisch zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse angeordnet. Auch bei geöffnetem zweitem Schaltventil kann das Bremsfluid insoweit lediglich in Richtung der Radbremse strömen.
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Bei geschlossenem zweitem Schaltventil ist die Strömungsverbindung zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse vollständig unterbrochen, also auch in Richtung der Radbremse. Bevorzugt liegt die Anordnung aus Rückschlagventil und zweitem Schaltventil strömungstechnisch parallel zu dem ersten Schaltventil vor. Im Normalbetrieb der ersten Betriebsart ist die Stellung des zweiten Schaltventils üblicherweise unerheblich. Beispielsweise ist es im Normalbetrieb der ersten Betriebsart zum Durchführen eines Druckausgleichs geöffnet. Bevorzugt wird das zweite Schaltventil im Normalbetrieb jedoch sowohl in der ersten Betriebsart als auch in der zweiten Betriebsart geschlossen. Im Fehlerfall soll das zweite Schaltventil dagegen geöffnet werden. Hierzu ist es beispielsweise als stromlos geöffnetes Schaltventil ausgestaltet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Schaltventil in der zweiten Betriebsart geöffnet wird, wenn mittels der Radbremse die Bremskraft bereitgestellt werden soll. Wird das zweite Schaltventil in der zweiten Betriebsart geöffnet, so kann das in dem Simulatorfluidvolumen bevorratete Bremsfluid aus dem Simulatorfluidvolumen in Richtung der Radbremse strömen, sodass diese die Bremskraft bereitstellt. Entsprechend wird das zweite Schaltventil in der zweiten Betriebsart, insbesondere im Notbetrieb, dann, bevorzugt nur dann geöffnet, wenn die Bremskraft mithilfe der Radbremse bereitgestellt werden soll.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass als erstes Schaltventil ein stromlos geschlossenes Schaltventil und/oder als zweites Schaltventil ein stromlos geöffnetes Schaltventil verwendet wird. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Die Ausführungen als stromlos geschlossenes beziehungsweise stromlos geöffnetes Schaltventil ermöglicht die Realisierung der Rückfallebene im Notbetrieb, sodass sowohl in der ersten Betriebsart als auch in der zweiten Betriebsart stets im Fehlerfall ein zuverlässiges Verzögern des Kraftfahrzeugs möglich ist, weil in jedem Fall mithilfe der Radbremse eine Bremskraft erzeugt werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass in einem Notbetrieb das zweite Schaltventil mit elektrischer Energie aus einem Energiespeicher betrieben wird, insbesondere geschlossen gehalten wird, bis die Bremskraft bereitgestellt werden soll. In dem Notbetrieb ist beispielsweise die Bremsdruckquelle funktionslos, insbesondere aufgrund einer ausgefallenen Stromversorgung des Bremssystems. Aufgrund seiner bevorzugten Ausgestaltung als stromlos geöffnetes Schaltventil wird das zweite Schaltventil insoweit im Notbetrieb öffnen und die Strömungsverbindung zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse in Richtung der Radbremse freigeben.
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Bevorzugt ist dem zweiten Schaltventil jedoch der Energiespeicher zugeordnet, mittels welchem es im Notbetrieb betrieben beziehungsweise angesteuert werden kann. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das zweite Schaltventil mit der dem Energiespeicher entnommenen elektrischen Energie zunächst geschlossen zu halten, bis die Bremskraft bereitgestellt werden soll, beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs und/oder dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs angefordert wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Energie auch zum Durchführen eines pulsierenden Betriebs des zweiten Schaltventils verwendet werden. Dies ermöglicht zum Beispiel eine Art Antiblockierregelung der Bremskraft. Anderenfalls, also falls der Energiespeicher nicht vorhanden ist, öffnet das zweite Schaltventil aufgrund seiner Ausgestaltung als stromlos geöffnetes Schaltventil im Notbetrieb unmittelbar, sodass das Kraftfahrzeug bei Auftreten des Fehlers unmittelbar verzögert wird, bevorzugt bis in den Stillstand.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen der Bremsdruckquelle und der Radbremse ein drittes Schaltventil angeordnet ist, wobei als drittes Schaltventil ein stromlos geschlossenes Schaltventil verwendet wird. Über das dritte Schaltventil kann insoweit die Strömungsverbindung zwischen der Bremsdruckquelle und der Radbremse freigegeben werden. Diese Strömungsverbindung ist im Fehlerfall beziehungsweise im Notbetrieb nicht notwendig, sodass bevorzugt das dritte Schaltventil als stromlos geschlossenes Schaltventil ausgestaltet ist. Entsprechend wird die Strömungsverbindung zwischen der Bremsdruckquelle und der Radbremse im Notbetrieb unterbrochen.
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Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass strömungstechnisch zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse, insbesondere zwischen dem ersten Schaltventil und/oder dem zweiten Schaltventil einerseits und der Radbremse andererseits, ein viertes Schaltventil angeordnet ist, wobei als viertes Schaltventil ein stromlos geöffnetes Schaltventil verwendet wird. Über das vierte Schaltventil kann das Simulatorfluidvolumen mit der Radbremse und/oder der Bremsdruckquelle in Strömungsverbindung gebracht werden. Das vierte Schaltventil liegt hierzu strömungstechnisch zwischen dem Simulatorfluidvolumen und der Radbremse vor.
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Bevorzugt ist das vierte Schaltventil strömungstechnisch zwischen der parallelen Anordnung aus erstem Schaltventil und zweiten Schaltventil sowie Rückschlagventil einerseits und der Radbremse andererseits angeordnet. Um im Notbetrieb in der zweiten Betriebsart das Zuführen von Bremsfluid aus dem Simulatorfluidvolumen zu der Radbremse zu ermöglichen, ist das vierte Schaltventil bevorzugt als stromlos geöffnetes Schaltventil ausgestaltet.
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Schließlich ist es im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass dem Simulatorfluidvolumen in der zweiten Betriebsart mittels der Bremsdruckquelle Bremsfluid über das erste Schaltventil, das dritte Schaltventil und das vierte Schaltventil zugeführt wird. Hierzu liegt beispielsweise eine von der Radbremse unabhängige unmittelbare Strömungsverbindung zwischen dem dritten Schaltventil und dem vierten Schaltventil auf der dem ersten Schaltventil strömungstechnisch abgewandten Seite vor. Zum Bereitstellen des Fluidvorrats beziehungsweise zum Vergrößern des Simulatorfluidvolumens durch das ihm zugeführte Bremsfluid werden insoweit das erste Schaltventil, das dritte Schaltventil und das vierte Schaltventil geöffnet, sodass eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen der Bremsdruckquelle und dem Simulatorfluidvolumen vorliegt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei das Bremssystem einen Hauptbremszylinder, einen Bremskraftsimulator, eine Bremsdruckquelle und wenigstens eine Radbremse aufweist, wobei in dem Hauptbremszylinder wenigstens ein von einem mit einem Bedienelement gekoppelten Hauptbremskolben begrenztes Bremsfluidvolumen vorliegt, das in einer ersten Betriebsart des Bremssystems mit einem von einem federkraftbeaufschlagten Simulatorkolben begrenzten Simulatorfluidvolumen des Bremskraftsimulators strömungsverbunden ist, wobei bei einer Betätigung des Bedienelements ein Sollbremsdruck mittels wenigstens eines dem Bedienelement und/oder dem Hauptbremszylinder zugeordneten Sensors ermittelt und an der Radbremse mittels der Bremsdruckquelle ein dem Sollbremsdruck entsprechender Istbremsdruck angelegt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Bremssystem dazu ausgebildet ist, zum Bereitstellen eines Fluidvorrats in einer zweiten Betriebsart des Bremssystems dem Simulatorfluidvolumen entgegen der auf den Simulatorkolben wirkenden Federkraft mittels der Bremsdruckquelle Bremsfluid zuzuführen, bis das Simulatorfluidvolumen eine bestimmte Größe erreicht hat.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Bremssystems beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits eingegangen. Sowohl das Bremssystem als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
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Figur eine schematische Darstellung des Bremssystems für ein Kraftfahrzeug.
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Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems 1 für ein Kraftfahrzeug, welchen eines Hauptbremszylinder 2, einen Bremskraftsimulator 3, eine Bremsdruckquelle 4 sowie Radbremsen 5, 6, 7 und 8 aufweist. Die Anzahl der Radbremsen ist selbstverständlich beliebig. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Radbremsen, 5, 6, 7 und 8 vorgesehen, es kann jedoch auch eine höhere oder niedrigere Anzahl an Radbremsen vorliegen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Radbremsen 5 und 7 an Rädern einer ersten Radachse, insbesondere einer Vorderachse, und die Radbremsen 6 und 8 an Rädern einer zweiten Radachse, insbesondere einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs, zugeordnet.
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Dem Hauptbremszylinder 2 ist ein Bedienungselement 9 zugeordnet, das hier als Bremspedal ausgeführt ist. Das Bedienelement 9 ist mit einem Hauptbremskolben 10 gekoppelt, beispielsweise über eine Hebelverbindung.
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Der Hauptbremskolben 10 ist verlagerbar in dem Hauptbremszylinder 2 angeordnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist neben dem Hauptbremskolben 10 ein weiterer Bremskolben 11 in dem Hauptbremszylinder 2 angeordnet. Dieser ist jedoch optional.
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Der Hauptbremskolben 10 schließt zusammen mit dem Hauptbremszylinder 2 ein Bremsfluidvolumen 12 ein. Dieses ist in einer ersten Betriebsart des Bremssystems 1 mit einem Simulatorfluidvolumen 13 des Bremskraftsimulators strömungsverbunden. Das Simulatorfluidvolumen 13 wird von einem Simulatorkolben 14 gemeinsam mit einem Simulatorzylinder 15 begrenzt, in welchem der Simulatorkolben 14 verlagerbar angeordnet ist. Der Simulatorkolben 14 ist vorzugsweise mittels wenigstens eines Federelements 16 federkraftbeaufschlagt. Das Federelement 16 bewirkt eine Federkraft auf den Simulator 14, welche einer Vergrößerung des Simulatorfluidvolumens 13 entgegengerichtet ist.
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Dem Hauptbremszylinder 2 und/oder dem Bedienelement 9 ist ein hier nicht dargestellter Sensor zugeordnet, mittels welchem bei einer Betätigung des Bedienelements 9 ein Sollbremsdruck ermittelt wird. Nachfolgend wird an der wenigstens einen Radbremse 5, 6, 7 und 8 ein mittels der Bremsdruckquelle 4 erzeugter Istbremsdruck angelegt, welcher dem Sollbremsdruck entspricht. Die Bremsdruckquelle 4 ist hier vorzugsweise als Pumpe ausgestaltet, welche mittels eines Elektromotors 17 angetrieben wird beziehungsweise antreibbar ist.
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Strömungstechnisch zwischen dem Bremsfluidvolumen 12 und dem Simulatorfluidvolumen 13 ist ein erstes Schaltventil 18 angeordnet. Strömungstechnisch parallel zu dem ersten Schaltventil 18 sind ein Rückschlagventil 19 sowie ein zweites Schaltventil 20 angeordnet. Das Rückschlagventil 19 ist derart ausgestaltet, dass es in Richtung der Radbremse 5, 6, 7 beziehungsweise 8 öffnet, also eine Strömung aus dem Simulatorfluidvolumen 13 zulässt, eine Strömung in das Simulatorfluidvolumen 13 hinein jedoch unterbindet.
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Weiterhin verfügt das Bremssystem 1 über ein drittes Schaltventil 21 und ein viertes Schaltventil 22. Zudem können ein fünftes Schaltventil 23 und ein sechstes Schaltventil 24 vorliegen. Es ist nun vorgesehen, dass das erste Schaltventil 18 als stromlos geschlossenes Schaltventil, das zweite Schaltventil 20 als stromlos geöffnetes Schaltventil, das dritte Schaltventil 21 sowie das fünfte Schaltventil 23 jeweils als stromlos geschlossenes Schaltventil und das vierte Schaltventil 22 sowie das sechste Schaltventil 24 jeweils als stromlos geöffnetes Schaltventil ausgestaltet sind.
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In einer ersten Betriebsart des Bremssystems 1 sind das erste Schaltventil 18, das dritte Schaltventil 21 und das fünfte Schaltventil 23 geöffnet. Das vierte Schaltventil 22 und das sechste Schaltventil 24 sind dagegen geschlossen. Bevorzugt ist das zweite Schaltventil 20 ebenfalls geschlossen. In einem Normalbetrieb kann nun durch Betätigung des Bedienelements 9 ein Bremsfluid aus dem Bremsfluidvolumen 12 durch das geöffnete erste Schaltventil 18 in das Simulatorfluidvolumen 13 einströmen, sodass einem Benutzer des Bedienelements 9, beispielsweise dem Fahrer des Kraftfahrzeugs, eine haptische Rückmeldung über die Betätigung gegeben wird.
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Aufgrund des geschlossenen vierten Schaltventils 22 und des geschlossenen sechsten Schaltventils 24 kann das Bremsfluid aus dem Bremsfluidvolumen 12 jedoch nicht unmittelbar zu den Radbremsen 5, 6, 7 und 8 gelangen. Vielmehr wird im Normalbetrieb in der ersten Betriebsart Bremsfluid entsprechend des Sollbremsdrucks von der Bremsdruckquelle 4 bereitgestellt und über das geöffnete dritte Schaltventil 21 und das geöffnete fünfte Schaltventil 23 den Radbremsen 5, 6, 7 und 8 zugeführt.
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Tritt ein Fehler des Bremssystems 1 auf, so wird ein Notbetrieb durchgeführt. In diesem ist in der ersten Betriebsart das Aufbringen einer bestimmten Bremskraft mittels der Radbremsen 5, 6, 7 und 8 möglich. In dem Notbetrieb, welcher beispielsweise aufgrund eines Stromausfalls vorliegt, sind das erste Schaltventil 18, das dritte Schaltventil 21 und das fünfte Schaltventil 23 geschlossen, während das zweite Schaltventil 20, das vierte Schaltventil 22 und das sechste Schaltventil 24 geöffnet sind. Entsprechend kann das Bremsfluid aus dem Bremsfluidvolumen 12 bei einer Betätigung des Bedienelements 9 unmittelbar zu den Radbremsen 6, 7 und 8 gelangen.
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In einer zweiten Betriebsart ist es dagegen vorgesehen, zum Bereitstellen eines Fluidvorrats dem Simulatorfluidvolumen 13 entgegen der auf den Simulatorkolben 14 wirkenden Federkraft mittels der Bremsdruckquelle 4 Bremsfluid zuzuführen, bis das Simulatorfluidvolumen 13 eine bestimmte Größe erreicht hat. Hierzu sind das erste Schaltventil 18, das dritte Schaltventil 21 und das vierte Schaltventil 22 zunächst geöffnet, während das zweite Schaltventil 20, das dritte Schaltventil 21, das fünfte Schalventil 23 und das sechste Schaltventil 24 geschlossen sind. Wenigstens ein weiteres Schaltventil kann dazu vorgesehen sein, das Zuführen von Bremsfluid zu dem Radbremsen 5, 6, 7 und 8 zu verhindern, sodass während des Bereitstellens des Fluidvorrats keine Bremskraft aufgebaut wird.
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Das erste Schaltventil 18 wird offengehalten, bis das Simulatorfluidvolumen 13 die bestimmte Größe erreicht hat. Anschließend wird es geschlossen. In dem Simulatorfluidvolumen 13 liegt insoweit eine bestimmte Meine an Bremsfluid vor, welche von dem Federelement 16 druckbeaufschlagt ist. Aufgrund des in dem Normalbetrieb der zweiten Betriebsart nach dem Bereitstellen des Fluidvorrats geschlossenen ersten Schaltventil 18 und zweiten Schaltventil 20, verbleibt das Bremsfluid zunächst dauerhaft in dem Simulatorfluidvolumen 13.
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Tritt nun der Fehler des Bremssystems 1 auf, so wird im Notbetrieb der zweiten Betriebsart das zweite Schaltventil 20 geöffnet. Ebenfalls geöffnet werden das vierte Schaltventil 22 und das sechste Schaltventil 24. Das erste Schaltventil 18, das dritte Schaltventil 21 und das fünfte Schaltventil 23 werden dagegen geschlossen. Entsprechend kann das Bremsfluid aus dem Simulatorfluidvolumen 13 aufgrund seiner Druckbeaufschlagung durch das Federelement 16 zu den Radbremsen 5, 6, 7 und 8 strömen und dort dem Erzeugen einer bestimmten Bremskraft dienen. Die während des Bereitstellens des Fluidvorrats zu erreichende Größe des Simulatorfluidvolumens 13 wird anhand der zu erreichenden Bremskraft an den Radbremsen 5, 6, 7 und 8 ermittelt.
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Mit der hier dargestellten Ausgestaltung des Bremssystems 1 ist sowohl in der ersten Betriebsart als auch der zweiten Betriebsart eine zuverlässig funktionierende Rückfallebene bereitgestellt, auf welche im Fehlerfall des Bremssystems 1 zurückgegriffen werden kann. Die erste Betriebsart wird dabei beispielsweise herangezogen, während der Fahrer das Kraftfahrzeug führt, wohingegen die zweite Betriebsart in einem autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs herangezogen wird.
