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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen, einem mit einem Bremspedal betätigbaren Hauptbremszylinder mit wenigstens einer Druckkammer, mit einer Hydraulikeinheit umfassend ein erstes Untermodul und ein zweites Untermodul, wobei jedes Untermodul eine elektronische Steuer- und Regeleinheit und eine elektrohydraulischen Druckquelle umfasst.
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In der Kraftfahrzeugtechnik finden „Brake-by-Wire“-Bremsanlagen eine immer größere Verbreitung. Derartige Bremsanlagen umfassen oftmals neben einem durch den Fahrzeugführer betätigbaren Hauptbremszylinder eine elektrisch („by-Wire“) ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, mittels welcher in der Betriebsart „Brake-by-Wire“ eine Betätigung der Radbremsen stattfindet.
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Bei diesen Bremssystemen, insbesondere elektrohydraulischen Bremssystemen mit der Betriebsart „Brake-by-Wire“, ist der Fahrer von dem direkten Zugriff auf die Bremsen entkoppelt. Bei Betätigung des Pedals werden gewöhnlich eine Pedalentkopplungseinheit und ein Simulator betätigt, wobei durch eine Sensorik der Bremswunsch des Fahrers erfasst wird. Der Pedalsimulator dient dazu, dem Fahrer ein möglichst vertrautes Bremspedalgefühl zu vermitteln. Der erfasste Bremswunsch führt zu der Bestimmung eines Sollbremsmomentes, woraus dann der Sollbremsdruck für die Bremsen ermittelt wird. Der Bremsdruck wird dann aktiv von einer Druckbereitstellungseinrichtung in den Bremsen aufgebaut.
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Das tatsächliche Bremsen erfolgt also durch aktiven Druckaufbau in den Bremskreisen mit Hilfe einer Druckbereitstellungseinrichtung, die von einer Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird. Durch die hydraulische Entkopplung der Bremspedalbetätigung von dem Druckaufbau lassen sich in derartigen Bremssystemen viele Funktionalitäten wie ABS, ESC, TCS, Hanganfahrhilfe etc. für den Fahrer komfortabel verwirklichen.
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Die Druckbereitstellungseinrichtung in oben beschriebenen Bremssystemen wird auch als Aktuator bzw. hydraulischer Aktuator bezeichnet. Insbesondere werden Aktuatoren als Linearaktuatoren ausgebildet, bei denen zum Druckaufbau ein Kolben axial in einen hydraulischen Druckraum verschoben wird, der in Reihe mit einem Rotations-Translationsgetriebe gebaut ist. Die Motorwelle eines Elektromotors wird durch das Rotations-Translationsgetriebe in eine axiale Verschiebung des Kolbens umgewandelt.
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Aus der
DE 10 2013 204 778 A1 ist eine „Brake-by-Wire“-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, welche einen bremspedalbetätigbaren Tandemhauptbremszylinder, dessen Druckräume jeweils über ein elektrisch betätigbares Trennventil trennbar mit einem Bremskreis mit zwei Radbremsen verbunden sind, eine mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch verbundene, zu- und abschaltbare Simulationseinrichtung, und eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum gebildet wird, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator verschiebbar ist, umfasst, wobei die Druckbereitstellungseinrichtung über zwei elektrisch betätigbare Zuschaltventile mit den Einlassventilen der Radbremsen verbunden ist.
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In derartigen Bremssystemen ist gewöhnlich eine mechanische bzw. hydraulische Rückfallebene vorgesehen, durch die der Fahrer durch Muskelkraft bei Betätigung des Bremspedals das Fahrzeug abbremsen bzw. zum Stehen bringen kann, wenn die „By-Wire“-Betriebsart ausfällt oder gestört ist. Während im Normalbetrieb durch eine Pedalentkopplungseinheit die oben beschriebene hydraulische Entkopplung zwischen Bremspedalbetätigung und Bremsdruckaufbau erfolgt, wird in der Rückfallebene diese Entkopplung aufgehoben, so dass der Fahrer direkt Bremsmittel in die Bremskreise verschieben kann. In die Rückfallebene wird geschaltet, wenn mit Hilfe der Druckbereitstellungseinrichtung kein Druckaufbau mehr möglich ist.
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Im Normalbetrieb betätigt bei einer derartigen Fremdkraftbremsanlage der Fahrer einen Pedalsimulator, wobei diese Pedalbetätigung durch Pedalsensoren erfasst wird und ein entsprechender Drucksollwert für den Linearaktuator zu Betätigung der Radbremsen ermittelt wird. Eine Bewegung des Linearaktuators aus seiner Ruhelage nach vorn in den Druckraum hinein verschiebt Bremsflüssigkeitsvolumen vom Linearaktuator über die geöffneten Ventile in die Radbremsen und bewirkt somit einen Druckaufbau. Im umgekehrten Fall führt die Bewegung des Linearaktuators zurück in Richtung seiner Ruhelage zu einem Druckabbau in den Radbremsen. Die Einstellung eines geforderten Systemdruckes erfolgt mit Hilfe eines geeigneten Druckreglers bzw. eines geeigneten Druckregelsystems, bei dem beispielsweise dem Druckregler ein Drehzahlregler unterlagert ist. Zur bedarfsweisen und präzisen Einstellung der geforderten Drücke ist im Bremssystem eine Druck-Volumen-Kennlinie hinterlegt, die das Verhältnis von Volumen und Druck abbildet, so dass zu jedem Volumen der zugehörige Druck ermittelt werden kann und umgekehrt.
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Nachteilig bei einem derartigen Bremssystem ist, dass bei einem Ausfall der Druckbereitstellungseinrichtung die By-Wire-Betriebsart nicht mehr zur Verfügung steht und in eine mechanisch-hydraulische Rückfallebene geschaltet werden muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Bremssystem dahingehend zu verbessern, dass es eine höhere Verfügbarkeit der By-Wire-Betriebsart aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Druckquelle des ersten Untermoduls als Linearaktuator ausgebildet ist und dass die Druckquelle des zweiten Untermoduls als Pumpeneinheit ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass in elektrisch verstärkten Systemen, insbesondere aus Sicherheitsgründen, ein besonderes Augenmerk auf die Verfügbarkeit gelegt werden muss. Eine möglichst hohe Verfügbarkeit kann dadurch erreicht werden, dass das Bremssystem aus mindestens zwei voneinander unabhängigen elektrischen Energiequellen versorgt wird und außerdem die durch mögliche Ausfälle gefährdeten Komponenten wie ECUs und Aktuatoren mehrfach ausgeführt sind.
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Wie nunmehr erkannt wurde, kann die Verfügbarkeit eines derartigen Bremssystems besonders vorteilhaft bereitgestellt werden, indem zwei unterschiedliche Druckquellen verwendet werden, nämlich ein Linearaktuator und eine Pumpe. Die beiden Druckquellen können dabei ergänzend miteinander wirken. Eine Kolbenpumpe, wie sie in ABS/ESP-Anlagen heute üblich ist, bietet die Möglichkeit, auch mit relativ geringer Motorleistung sehr hohe Drücke zu erzeugen. Darüber hinaus kann eine Pumpe kontinuierlich Volumen fördern. Die Pumpe kann während einer Druckregelung wie beispielsweise ABS das abgelassene Bremsflüssigkeitsvolumen wieder in den Systemdruckkreis zurückfördern, so dass ein Nachsaugen von Bremsflüssigkeit des Linearaktuators nicht mehr notwendig ist.
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Bevorzugt umfasst das Bremssystem vier hydraulisch betätigbare Radbremsen.
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Vorteilhafterweise umfasst jedes der beiden Untermodule jeweils einen Fahrerdrucksensor, welcher den Fahrereingangsdruck misst, und/oder jedes der beiden Untermodule umfasst jeweils einen Aktuatordrucksensor, welcher den vom Linearaktuator bereitgestellten Systemdruck misst und/oder jedes der beiden Untermodule umfasst jeweils einen Pumpendrucksensor umfasst, welcher den von der Pumpeneinheit bereitgestellten Druck misst. Dadurch wird ermöglicht, dass bei einem Ausfall eines der beiden Untermodule das Bremssystem weiterhin im By-Wire-Modus betrieben werden kann.
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Der Linearaktuator ist bevorzugt durch jeweils eine Aktuatorradbremsleitung mit zwei Radbremsen hydraulisch verbunden, wobei die Pumpeneinheit durch jeweils eine Pumpeneinheitradbremsleitung mit zwei Radbremsen hydraulisch verbunden ist, und wobei jede der beiden Aktuatorradbremsleitungen jeweils hydraulisch trennbar durch eine Verbindungsleitung mit einer der beiden Pumpeneinheitradbremsleitungen verbunden ist. Auf diese Weise kann bei einem Ausfall einer der beiden Druckquellen die noch intakte über die entsprechenden Verbindungsleitungen in den Radbremsen Druck aufbauen, in denen im Normalfall und bei getrennter Verbindung die jetzt defekte Druckquelle Bremsdruck aufgebaut hätte.
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Vorteilhafterweise ist in der jeweiligen Verbindungsleitung ein stromlos offenes Trennventil geschaltet, wodurch die hydraulische Trennbarkeit erreicht wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind jeder Radbremse jeweils ein Einlassventil und ein Auslassventil zugeordnet, wobei alle Einlassventile und alle Auslassventile von beiden Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbar sind. Bei Ausfall einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten kann von der anderen Steuer- und Regeleinheit noch radindividuell der Druck in allen Radbremsen auf- und abgebaut werden, so dass auch Regelvorgänge wie beispielsweise ABS noch durchgeführt werden können.
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Die jeweilige Druckkammer des Hauptbremszylinders ist bevorzugt jeweils durch ein Trennventil von den Radbremsen hydraulisch abtrennbar, wobei das jeweilige Trennventil von beiden Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbar ist. Dadurch können auch bei dem Ausfall einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten die Druckräume des Hauptbremszylinders von der noch intakten Steuer- und Regeleinheit hydraulisch von den Radbremsen getrennt werden, so dass das Bremssystem weiterhin im By-Wire-Modus betrieben werden kann.
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Der Hauptbremszylinder ist vorteilhafterweise als Tandemhauptbremszylinder ausgebildet mit einem ersten Druckraum bzw. einer Primärdruckkammer und einem zweiten Druckraum bzw. einer Sekundärdruckkammer. Während die Bewegung des Primärkolbens bevorzugt über eine Kolbenstange mit der Bewegung des Bremspedals gekoppelt ist, ist der Sekundärkolben bevorzugt schwimmend gelagert.
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Vorteilhafterweise ist ein Simulator vorgesehen mit einer hydraulischen Simulatorkammer, welche trennbar hydraulisch durch ein Simulatorventil mit einer Druckkammer des Hauptbremszylinders verbunden ist, und wobei das Simulatorventil von beiden Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbar ist. Dadurch kann auch bei Ausfall einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten noch von der intakten Steuer- und Regeleinheit der Simulator hydraulisch mit dem Hauptbremszylinder verbunden werden. Die Simulatorkammer ist bevorzugt mit der Primärkammer eines Tandemhauptbremszylinders hydraulisch verbunden.
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Zur Steuerung des Druckaufbaus durch die Pumpeneinheit ist bevorzugt wenigstens ein stromlos geschlossenes Ventil auf der Saugseite der Pumpeneinheit vorgesehen.
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Bevorzugt sind zwei Auslassventile vorgesehen welche zwei Radbremsen zugeordnet sind und die analog ausgebildet sind, so dass das Auslassen bzw. Abführen von Druckmittel stufenlos eingestellt werden kann.
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In Pumpeneinheitradbremsleitungen, die die Pumpeneinheit mit den Radbremsen verbinden, sind vorteilhafterweise Druckbegrenzungsventile angeordnet.
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Die Pumpeneinheit ist bevorzugt als Mehrkolbenpumpe ausgebildet. Insbesondere umfasst sie bevorzugt zwei Pumpen, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden.
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Das Untermodul mit der Pumpeneinheit kann als optionale Erweiterung eines Bremssystems vorgesehen sein oder auch in ein Bremssystem integriert sein. In einer ersten bevorzugten Variante ist die Pumpeneinheit in einem separaten Hydraulikblock integriert und beispielsweise mechanisch an das Hauptmodul angeflanscht oder mit Hydraulikleitungen verbunden. In einer zweiten bevorzugten Variante ist die Pumpeneinheit direkt im Hydraulikblock der Haupteinheit verbaut.
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Die Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere wie folgt. Die funktionalen Stärken eines Linearaktuators sind stufenlose, geräuscharme und bedarfsweise hoch dynamische Druckstellung. Nachteilig ist jedoch die Volumenerschöpfbarkeit bei einfachwirkender Ausführung. Die Nutzung einer Pumpeneinheit bietet den Vorteil, dass hierzu kostengünstige Standard ABS/ESP-Pumpenmodule verwendet werden können.
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Eine Kombination der Stärken der beiden Druckquellen führt zu folgenden Vorteilen des Bremssystems. Der Linearaktuator kann auf geringe Maximaldrücke ausgelegt werden, da Bremsdrücke, die über bei der normalen Komfortbremsung bzw. Nutzung benötigten Drücke hinausgehen mit der Pumpe erzeugt bzw. angehoben werden können. Die Nutzung der beiden Druckquellen im Zusammenspiel mit jeweils einer getrennten ECU stellt eine hohe Redundanz der Bremsdruckerzeugung bereit mit geringem konstruktiven Aufwand im Verhältnis zur umfassenden Funktionalität. Durch doppelt ansteuerbare Modulatorventile wird eine redundante, radindividuelle Druckstellung zur Verfügung gestellt. Wenn die Trennventile und das Simulatorventil von beiden ECUs ansteuerbar sind, kann bei Ausfall einer ECU durch die noch intakte ECU die By-Wire-Betriebsart des Bremssystems aufrechterhalten werden. Dadurch wird eine Redundanz der By-Wire-Bremsfunktion mit radindividueller Druckregelung bereitgestellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
- 1 ein Bremssystem in einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
- 2 ein Bremssystem in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
- 3 ein Bremssystem in einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
- 4 ein Bremssystem in einer vierten bevorzugten Ausführungsform;
- 5 ein Bremssystem in einer fünften bevorzugten Ausführungsform;
- 6 ein Bremssystem in einer sechsten bevorzugten Ausführungsform; und
- 7 ein Bremssystem in einer siebten bevorzugten Ausführungsform.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage bzw. erfindungsgemäßen Bremssystems 2 dargestellt. Die Bremsanlage umfasst einen mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 6 betätigbaren Hauptbremszylinder 10, eine mit dem Hauptbremszylinder 10 zusammenwirkende Simulationseinrichtung 14, einen dem Hauptbremszylinder 10 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 18. Das Bremssystem 2 weist ein erstes Untermodul 12 und ein zweites Untermodul 16 auf.
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Das erste Untermodul 12 umfasst eine elektrisch steuerbare und als Linearaktuator ausgebildete Druckbereitstellungseinrichtung 20, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum 26 gebildet wird, deren Kolben 32 durch einen elektromechanischen Aktuator verschiebbar ist, eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke und eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 40.
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Eine nicht näher bezeichnete Druckmodulationseinrichtung umfasst beispielsgemäß hydraulisch betätigbare Radbremsen 42, 44, 46 ,48 und je betätigbarer Radbremse 42 bis 48 ein, bevorzugt stromlos offenes, Einlassventil 50, 52, 54, 56 und ein, bevorzugt stromlos geschlossenes Auslassventil 60, 62, 64, 66, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremsen 42 bis 48 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 50, 52 werden mittels Bremskreisversorgungsleitung 70 mit Drücken versorgt, die in einer „Brake-by-Wire“-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an den Druckraum 26 der Druckbereitstellungseinrichtung 20 angeschlossenen Systemdruckleitung 80 vorliegt und dem von der Druckbereitstellungseinrichtung bereitgestellten Druck entspricht.
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In einer Rückfallebenenbetriebsart werden die Radbremsen 42-48 über hydraulische Leitungen 100, 102 mit den Drücken des Bremsmittels aus Druckräumen 120, 122 des Hauptbremszylinders 10 beaufschlagt. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 60 bis 66 sind über eine Rücklaufleitung (nicht dargestellt) mit dem Druckmittelvorratsbehälter 18 verbunden.
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Der Hauptbremszylinder 10 weist in einem Gehäuse 136 zwei hintereinander angeordnete Kolben 140, 142 auf, die jeweils die hydraulischen Druckräume 120, 122 begrenzen. Die Druckräume 120, 122 stehen einerseits über in den Kolben 140, 142 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 150, 152 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 18 in Verbindung, wobei die Verbindungen durch eine Relativbewegung der Kolben 140, 42 in dem Gehäuse 136 absperrbar sind. Die Druckräume 120, 122 stehen andererseits mittels der hydraulischen Leitungen 100, 102 mit den Radbremsen 42-48 in Verbindung.
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Die Druckräume 120, 122 nehmen nicht näher bezeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 140, 142 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 10 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 166 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 6 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des ersten Hauptbremszylinderkolbens 140 bzw. Primärkolbens, dessen Betätigungsweg von einem, vorzugsweise redundant ausgeführten, Wegsensor 170 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch des Fahrzeugführers bzw. dient als Größe zur Bestimmung des Bremswunsches des Fahrzeugführers. Es ist weiterhin ein, bevorzugt redundant ausgeführter, zweiter Pedalwegsensor 172 vorgesehen.
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In den an die Druckräume 120, 122 angeschlossenen Leitungsabschnitten 100, 102 ist je ein Trennventil 180, 182 angeordnet, welches als ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes, 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Durch die Trennventile 180, 182 kann die hydraulische Verbindung zwischen den Druckräumen 120, 122 des Hauptbremszylinders 10 und den Radbremsen 42-48 abgesperrt werden. Ein an den Leitungsabschnitt 100 angeschlossener Drucksensor 188 erfasst den im Druckraum 120 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 140 aufgebauten Druck.
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Die Simulationseinrichtung 14 ist hydraulisch an den Hauptbremszylinder 10 ankoppelbar und umfasst beispielsgemäß im Wesentlichen eine Simulatorkammer 190, eine Simulatorfederkammer 194 sowie einen die beiden Kammern 190, 194 voneinander trennenden Simulatorkolben 198. Der Simulatorkolben 198 stützt sich durch ein in der Simulatorfederkammer 194 angeordnetes elastisches Element (z. B. eine Feder), welches vorteilhafterweise vorgespannt ist, am Gehäuse der Simulationseinrichtung 14 ab. Die Simulatorkammer 190 ist mittels eines elektrisch betätigbaren Simulatorventils 200 mit dem ersten Druckraum 120 des Hauptbremszylinders 10 verbindbar. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und geöffnetem Simulatorventil 200 strömt Druckmittel vom Hauptbremszylinder-Druckraum 120 bzw. der Primärdruckkammer in die Simulatorkammer 190. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorventil 200 angeordnetes Rückschlagventil 210 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Simulatorventils 200 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 190 zum Hauptbremszylinder-Druckraum 120. Andere Ausführungen und Anbindungen der Simulationseinrichtung 14 an den Hauptbremszylinder 10 sind denkbar.
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Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 20 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, deren/ dessen Druckkolben 32, welcher den Druckraum 26 begrenzt, von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 220 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes (beide bilden zusammen einen Aktuator), welches bevorzugt als Kugelgewindetrieb (KGT) ausgebildet ist, betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 220 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagesensor ist mit dem Bezugszeichen 226 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor 228 zum Sensieren der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden.
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Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 32 auf das in dem Druckraum 26 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 80 eingespeist und mit einem vorzugsweise redundant ausgeführten Drucksensor 230 erfasst. Bei geöffneten Druckzuschaltventilen 240, 242 gelangt das Druckmittel in die Radbremsen 42 bis 48 zu deren Betätigung. Durch Vor- und Zurückschieben des Kolbens 32 erfolgt so bei geöffneten Druckzuschaltventilen 240, 242 bei einer Normalbremsung in der „Brake-by-Wire“-Betriebsart ein Radbremsdruckaufbau und -abbau für alle Radbremsen 42 bis 48.
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Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 26 in die Radbremsen 42 bis 48 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 26 zurück. Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unterschiedlichen, mit Hilfe der Einlass- und Auslassventile 50 bis 56, 60 bis 66 geregelten Radbremsdrücken (z. B. bei einer Antiblockierregelung (ABS-Regelung) ) der über die Auslassventile 60 bis 66 abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorratsbehälter 18 und steht somit zunächst der Druckbereitstellungseinrichtung 20 zur Betätigung der Radbremsen 42 bis 48 nicht mehr zur Verfügung.
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Das Bremssystem 2 weist das zweite Untermodul 16 auf, welches eine Pumpeneinheit 270 umfasst, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Pumpen 272, 274 bzw. zwei Kolben aufweist, die durch einen gemeinsamen Motor 280 bedarfsweise angetrieben werden. Bevorzugt ist die Pumpeneinheit 270 als Zweikolbenpumpe ausgebildet. In anderen bevorzugten Ausführungsformen ist die Pumpeneinheit 270 als Ein- oder Dreikolbenpumpe ausgebildet. Das zweite Untermodul 16 weist eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 284 auf. Der von der Pumpeneinheit 270 bereitgestellte Druck wird von einem, bevorzugt redundant ausgeführten, Drucksensor 290 gemessen. Über Druckzufuhrleitungen 300, 302 werden die Radbremsen 46, 48 mit Druck von der Pumpeneinheit 270 beaufschlagt, wobei in die jeweilige Druckzufuhrleitung 300, 302 jeweils ein Pumpenzuschaltventil 304, 306 geschaltet ist. Das Untermodul 16 weist eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 284 auf, sie signaleingangsseitig mit dem Pedalwegsensor 172 verbunden ist.
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Eine erste Verbindungsleitung 310 verbindet eine Radbremsleitung 312 der Radbremse 48 mit einer Radbremsleitung 314 der Radbremse 44, wobei die Verbindungsleitung 310 jeweils von der Radbremse 44, 48 aus gesehen hinter dem jeweiligen Einlassventil 52, 56 mit der jeweiligen Radbremsleitung 312, 314 hydraulisch verbunden ist bzw. von ihr abzweigt. In die Verbindungsleitung 310 ist ein stromlos offenes Trennventil 320 geschaltet.
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Eine zweite Verbindungsleitung 326 verbindet eine Radbremsleitung 330 der Radbremse 46 mit einer Radbremsleitung 334 der Radbremse 42, wobei die Verbindungsleitung 326 jeweils von der Radbremse 44, 46 aus gesehen hinter dem jeweiligen Einlassventil 50, 54 mit der jeweiligen Radbremsleitung 330, 334 hydraulisch verbunden ist bzw. von ihr abzweigt. In die Verbindungsleitung 326 ist ein stromlos offenes Trennventil 340 geschaltet.
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Die Einlassventile 50-56 und die Auslassventile 60-66 sind von beiden Steuer- und Regeleinheiten 40, 284 bzw. beiden ECUs ansteuerbar. Im Falle des Ausfalles einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten 40, 284 kann die noch intakte Steuer- und Regeleinheit 40, 284 alle diese Ventile 50-56, 60-66 schalten und auf diese Weise radindividuelle Bremsdrücke einstellen.
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Die Pumpeneinheit 270 ist saugseitig über eine Saugleitung 350 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 18 hydraulisch verbunden. Zwischen Druckseite der Pumpeneinheit 270 und Saugleitung 350 ist eine Leitung 360 angeordnet, in die ein Druckregelventil 364 geschaltet ist.
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Bevorzugt ist der Pedalwegsensor 170 signaleingangsseitig mit der Steuer- und Regeleinheit 40 verbunden, während der Pedalwegsensor 172 signaleingangsseitig mit der Steuer- und Regeleinheit 284 verbunden ist (oder umgekehrt).
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Das Bremssystem 2 weist pro Radbremse 42-48 jeweils wenigstens einen Raddrehzahlsensor 380, 382, 384, 386 auf, der jeweils bevorzugt redundant ausgebildet ist. Bevorzugt sind die Raddrehzahlsensoren 380-386 signaleingangsseitig mit beiden Steuer- und Regeleinheiten 40, 284 verbunden. Auf diese Weise können Regelvorgänge wie beispielsweise ABS-Regelvorgänge von jeder der beiden ECUs durchgeführt werden. Alternativ sind alle oder eine Auswahl der Raddrehzahlsensoren 380-386 mit nur einer ECU signaleingangsseitig verbunden.
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Die Druckregelung des Pumpenmoduls erfolgt mit Hilfe des analogen Druckregelventils 364 und dem Drucksensor 290. Zur Abtrennung des Pumpenmoduls bzw. der Pumpeneinheit 270 und Kreistrennung in der Rückfallebene ist das Pumpenmodul über zwei stromlos geschlossene Pumpenzuschaltventile 304, 306 an die Bremskreise angeschlossen.
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Der Hydraulikeinheit bzw. bevorzugt Untermodul 12 sind die vier Radbremsen 42-48 zugeordnet. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Bremssystem 2 eine Betätigungseinheit in der der Hauptbremszylinder 10 und ein Bremsflüssigkeitsbehälter bzw. Druckmittelvorratsbehälter 18 mit entsprechendem Bremsflüssigkeitslevelsensor, welcher optional an eine oder beide ECUs angebunden sein kann, angeordnet sind. Außerdem sind in der Betätigungseinheit Pedalwegsensoren 170 und 172 angeordnet die jeweils mit einer der ECUs elektrisch verbunden sind. Die Pedalwegsensoren sind vorzugsweise jeweils redundant ausgeführt. Des Weiteren sind mindestens einer der ECUs die Raddrehzahlsensoren 380-386 zugeordnet. Vorzugsweise stehen die Raddrehzahlinformationen beiden ECUs zur Verfügung.
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Vorzugsweise ist die Betätigungseinheit von der Hydraulikeinheit baulich getrennt und mit Hydraulikleitungen und entsprechenden elektrischen Sensorverbindungen verbunden. Die Betätigungseinheit kann wie bei konventionellen Bremsbetätigungen üblich am Pedal 6 angebunden werden und entsprechend wie üblich an der Fahrzeug Trennwand zwischen Fahrgast und Motorraum befestigt werden.
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Die Hydraulikeinheit kann durch die vorzugsweise bauliche Trennung beliebig an einem geeigneten freien Raum im Fahrzeug angeordnet werden, dies bietet u. a. Vorteile für NVH und flexible Integration in das Fahrzeugpackage. Bei geschickter Anordnung der Hydraulikeinheit im Fahrzeug bzw. Motorraum und ggf. geeigneter Entkopplung bzw. Dämpfung können wahrnehmbare oder störende Geräusche der Aktuatoren, wie Ventile oder Druckerzeuger, im Fahrgastraum vermieden werden. Optional ist eine Integration in ein Ein-Box-System natürlich auch möglich. Außerdem wäre es denkbar die in 1 beispielhaft dargestellte Pumpeneinheit 270 baulich zu trennen, um eine Geräuschübertragung zu verhindern bzw. zu mindern. Die optionalen Trennventile 320, 340 dienen zur achsweisen Kreistrennung und ermöglichen eine achsweise Druckstellung.
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2 zeigt ein Bremssystem 2 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, das im Wesentlichen mit dem in 1 gezeigten Bremssystem 2 übereinstimmt. Abweichen von dem in 1 gezeigten Bremssystem 2 ist kein Druckregelventil 364 vorgesehen. Stattdessen ist bei jeder Pumpe 272, 274 jeweils ein stromlos geschlossenes Saugpfadventil 390, 392 vorgesehen, das jeweils zwischen Saugseite der jeweiligen Pumpe 272, 274 und Druckmittelvorratsbehälter in die Saugleitung 350 geschaltet ist.
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Eine in 3 dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines Bremssystems 2 entspricht im Wesentlichen der in 2 dargestellten Ausführungsform. Sie unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Ausführungsform dahingehend, dass die beiden Saugpfadventile 390, 392 nicht vorgesehen sind. Zwischen Saugseite der jeweiligen Pumpe 272, 274 und Druckmittelvorratsbehälter 18 ist somit kein Ventil angeordnet. Die Auslassventile 60, 62, 64, 66 sind in dieser Ausführung als analoge Ventile ausgebildet, so dass der Pumpendruck abgebaut werden kann.
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Bei der in 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform eines Bremssystems 2 sind keine Zuschaltventile 304, 306 vorgesehen. Die Auslassventile 64, 66 sind als analoge stromlos geschlossene Radauslassventile ausgebildet.
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Eine Druckmittelvolumenförderung der Pumpeneinheit zu den Radbremsen 46, 48 der Hinterachse wird jeweils durch ein Rückschlagventil 400, 402 ermöglicht, welches Druckmittelfluss von der der Pumpeneinheit 270 in Richtung der Radbremsen 36, 48 ermöglicht und in entgegengesetzter Richtung sperrt. Durch ein gezieltes Öffnen der Auslassventile 64, 66 kann Druckmittel, welches aus Richtung der Pumpeneinheit 270 in Richtung der Radbremsen 46, 48 strömt, gezielt und bedarfsweise in den Druckmittelvorratsbehälter 18 abgelassen werden. Dazu kann aufgrund der analogen Ausführung der Auslassventile 46, 48 gezielt der Volumenstrom der in den Druckmittelvorratsbehälter 18 abfließenden Bremsflüssigkeit dosiert werden.
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Bei der in 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform eines Bremssystems 2 sind die Auslassventile 64, 66 analog ausgeführt. In die jeweilige Druckzufuhrleitung 300, 302 ist jeweils ein Druckbegrenzungsventil (DBV) geschaltet. Die DBVs dienen dabei als Berstschutz für die Bremsanlage.
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Bei der in 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsform eines Bremssystems 2 ist in einer Verbindungsleitung 336 zwischen Druckzufuhrleitung 300 und Saugleitung 350 ein analoges, stromlos geschlossenes Pumpendruckregelventil 440 angeordnet. In einer Verbindungsleitung 338 zwischen Druckzufuhrleitung 302 und Saugleitung 350 ist ein analoges, stromlos geschlossenes Pumpendruckregelventil 442 angeordnet. Die Pumpendruckregelventile 440, 442, sind bevorzugt von der Steuer- und Regeleinheit 284 ansteuerbar.
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Bei der in 7 dargestellten bevorzugten Ausführungsform eines Bremssystems 2 verbindet eine Verbindungsleitung 502 die Druckzufuhrleitung 300 mit der Saugleitung 350, wobei in die Verbindungsleitung 502 ein analoges, stromlos offenes Druckregelventil 504 geschaltet, zu dem ein Rückschlagventil 506 seriell geschaltet ist, welches den Druckmittelfluss von der Druckzufuhrleitung 300 in Richtung der Saugleitung 350 erlaubt und in entgegengesetzter Richtung sperrt. Eine Verbindungsleitung 510 verbindet die Druckzufuhrleitung 302 mit der Saugleitung 350, wobei in die Verbindungsleitung 510 ein analoges, stromlos offenes Druckregelventil 512 geschaltet ist, zu dem ein Rückschlagventil 514 seriell geschaltet ist, welches den Druckmittelfluss von der Druckzufuhrleitung 302 in Richtung der Saugleitung 350 erlaubt und in entgegengesetzter Richtung sperrt. Zwischen dem jeweiligen Rückschlagventil 506, 514 und der Saugleitung 350 ist ein stromlos geschlossenes Kreistrennventil 520 angeordnet, welches in der hydraulischen Rückfallebene bei einer Fahrerbetätigung des Bremspedals verhindert, dass Druckmittelvolumen aus den Druckzufuhrleitungen 300, 302 zum Druckmittelvorratsbehälter abströmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013204778 A1 [0006]
