DE102018003001A1

DE102018003001A1 - Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage und Verfahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE102018003001A1
Application number: DE102018003001.7A
Authority: DE
Inventors: Nicholas Alford; Andreas Marx
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-10-17
Also published as: CN111971213A; WO2019197550A1; US20210031741A1; US11820342B2; CN111971213B

Abstract

Es wird eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage beschrieben, die eine erste Sensoreinrichtung, eine erste Funktionseinheit, eine zweite Funktionseinheit sowie eine Schalteinrichtung umfasst. Die erste Funktionseinheit umfasst wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger, mittels dessen an Radbremsen jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist, und eine erste Steuerung, die ausgebildet ist, den wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger basierend auf einem Sensorsignal der Sensoreinrichtung anzusteuern. Die zweite Funktionseinheit umfasst wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger, mittels dessen an einer Untermenge der Radbremsen jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist, und eine zweite Steuerung, die ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit den wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern. Die Schalteinrichtung ist ausgebildet, die erste Sensoreinrichtung in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit wahlweise mit der ersten Steuerung oder der zweiten Steuerung zu koppeln.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Kraftfahrzeug-Bremsanlagen. Konkret werden eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage und ein Verfahren zum Betreiben derselben beschrieben.
Hintergrund
Herkömmliche hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen nach dem Brake-By-Wire-(BBW-) Prinzip umfassen einen elektrischen Bremsdruckerzeuger, der im Normalbremsbetrieb den Bremsdruck an den Radbremsen des Kraftfahrzeugs erzeugt. Eine vom Fahrer an einem Bremspedal angeforderte Fahrzeugverzögerung wird hierfür sensorisch erfasst und in ein Ansteuersignal für den elektrischen Bremsdruckerzeuger umgewandelt.
Um auch bei Ausfall des elektrischen Bremsdruckerzeugers noch einen Bremsdruck an den Radbremsen aufbauen zu können, umfassen hydraulische Bremsanlagen nach dem BBW-Prinzip in der Regel zusätzlich einen Hauptzylinder, über den ebenfalls Hydraulikfluid zu den Radbremsen gefördert werden kann. Im Normalbremsbetrieb ist das Bremspedal vom Hauptzylinder oder der Hauptzylinder von den Radbremsen entkoppelt. Ein Bremsdruck an den Radbremsen wird in diesem Fall ausschließlich mittels des elektrischen Bremsdruckerzeugers aufgebaut. Im Notbremsbetrieb hingegen, also beispielsweise bei Ausfall des elektrischen Bremsdruckerzeugers, wird die Entkoppelung aufgehoben. In diesem Fall wird vom Fahrer selbst mittels des auf den Hauptzylinder einwirkenden Bremspedals ein Bremsdruck an den Radbremsen erzeugt.
Der Notbremsbetrieb wird aufgrund der aufgehobenen Entkopplung von Bremspedal und Hauptzylinder oder Hauptzylinder und Radbremsen auch als Push-Through- (PT-) Betrieb bezeichnet. Die dem Fahrer eingeräumte Möglichkeit, über den Hauptzylinder im PT-Betrieb einen Bremsdruck an den Radbremsen aufbauen zu können, schafft eine aus Sicherheitsüberlegungen in vielen Fällen unabdingbare Redundanz.
Kraftfahrzeug-Bremsanlagen für autonomes oder teilautonomes Fahren müssen ebenfalls redundant ausgelegt sein. Allerdings kann in solchen Fällen nicht davon ausgegangen werden, dass sich der Fahrer auch im Fahrzeug befindet (z. B. in einem Remote Controlled Parking-, RCP-, Betrieb) oder dass der Fahrer unverzüglich ein Bremspedal für den PT-Betrieb betätigen kann (z. B. bei vom Fahrgeschehen abgewandtem Blick). Mit anderen Worten fällt der Fahrer als redundantes Glied für die Bremsdruckerzeugung aus.
Aus diesem Grund wird gefordert, dass eine Bremsanlage für autonomes oder teilautonomes Fahren neben einer Funktionseinheit, die eine elektrisch ansteuerbare Hauptbremsfunktion bereitstellt, noch eine weitere Funktionseinheit umfasst, die in redundanter Weise eine elektrisch ansteuerbare Hilfsbremsfunktion implementiert. Das Bremspedal und der diesem nachgelagerte Hauptbremszylinder können je nach Sicherheitsanforderungen dann beibehalten werden oder entfallen.
Kurzer Abriss
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage anzugeben, die in redundanter Weise zwei elektrische Bremsdruckerzeuger umfasst und hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird.
Gemäß einem Aspekt wird eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage angegeben, die eine erste Sensoreinrichtung, eine erste Funktionseinheit, eine zweite Funktionseinheit sowie eine erste Schalteinrichtung umfasst. Die erste Sensoreinrichtung ist ausgebildet, ein Sensorsignal zu erzeugen. Die zweite Funktionseinheit umfasst wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger, mittels dessen an Radbremsen jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist, sowie eine erste Steuerung, die ausgebildet ist, den wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern. Die zweite Funktionseinheit umfasst wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger, mittels dessen an einer Untermenge der Radbremsen jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist, und eine zweite Steuerung, die ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit den wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern. Die erste Schalteinrichtung ist ausgebildet, die erste Sensoreinrichtung in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit wahlweise mit der ersten Steuerung oder der zweiten Steuerung zu koppeln.
Die erste Schalteinrichtung kann ausgebildet sein, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit die erste Sensoreinrichtung mit der zweiten Steuerung zu koppeln. Die erste Schalteinrichtung kann ausgebildet sein, dann, wenn kein oder kein relevanter Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit vorliegt, die erste Sensoreinrichtung mit der ersten Steuerung zu koppeln. Die erste Schalteinrichtung kann demzufolge als Umschalteinrichtung ausgebildet sein, um zwischen einer Kopplung der ersten Sensoreinrichtung mit der ersten Steuerung und einer Kopplung der ersten Sensoreinrichtung mit der zweiten Steuerung umzuschalten. Das Umschalten kann in Abhängigkeit eines Schaltsignals erfolgen. Das Schaltsignal kann von der ersten Funktionseinheit und/oder der zweiten Funktionseinheit und/oder einer anderen Komponente der Bremsanlage erzeugt werden. Das Schaltsignal kann in Abhängigkeit einer von der ersten Funktionseinheit und/oder der zweiten Funktionseinheit erfassten Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit erzeugt werden.
Bei dem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit kann es sich um einen Totalausfall oder einen Teilausfall der ersten Funktionseinheit handeln. So kann beispielsweise der erste elektrische Bremsdruckerzeuger oder die erste Steuerung oder eine andere Komponente der ersten Funktionseinheit ausfallen. Auch ist es denkbar, dass sowohl der erste elektrische Bremsdruckerzeuger als auch die erste Steuerung gleichzeitig ausfallen. Der Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit kann von der ersten Funktionseinheit selbst erfasst und der zweiten Funktionseinheit signalisiert werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann auch die zweite Funktionseinheit ausgebildet sein, einen Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit zu erfassen.
Die zweite Funktionseinheit kann ausgelegt sein, eine, mehrere oder alle Bremsdruckregelfunktionen, welche die erste Funktionseinheit durchzuführen vermag, in redundanter Weise durchzuführen. Beispielhafte fahrzeugstabilisierende Bremsdruckregelfunktionen, die von der ersten und/oder zweiten Funktionseinheit durchgeführt werden können, umfassen eine oder mehrere der folgenden Funktionen: Antiblockiersystem, Antriebsschlupfregelung, Fahrdynamikregelung und automatische Abstandsregelung. Die zweite Funktionseinheit kann ferner dazu ausgelegt sein, im Fehlerfall der ersten Funktionseinheit den zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger im Rahmen einer insbesondere bremsdruckgeregelten Normalbremsung, auch Betriebsbremsung genannt, anzusteuern.
Die Radbremsen können Vorderradbremsen und Hinterradbremsen umfassen. Die Untermenge der Radbremsen, an welcher der zweite elektrische Bremsdruckerzeuger jeweils einen Bremsdruck zu erzeugen vermag, kann eine echte Teilmenge oder eine unechte Teilmenge der Radbremsen sein, an welchen der erste elektrische Bremsdruckerzeuger jeweils einen Bremsdruck zu erzeugen vermag. Im Fall einer unechten Teilmenge vermag der zweite elektrische Bremsdruckerzeuger an sämtlichen Radbremsen jeweils einen Bremsdruck zu erzeugen, an welchen auch der erste elektrische Bremsdruckerzeuger einen Bremsdruck zu erzeugen vermag. Gemäß einer beispielhaften echten Teilmenge umfasst die Untermenge der Radbremsen ausschließlich die Vorderradbremsen des Kraftfahrzeugs. In diesem Beispiel sind die Radbremsen der Hinterräder also nicht von der Untermenge der Radbremsen umfasst.
Die erste Funktionseinheit kann einen mit einem Bremspedal koppelbaren Bremszylinder umfassen. Des Weiteren kann die erste Funktionseinheit mit einer hydraulischen Umschalteinrichtung versehen sein, um wahlweise den ersten Bremsdruckerzeuger oder den Hauptzylinder mit wenigstens einer der Radbremsen zu koppeln.
Die beiden Funktionseinheiten können logisch und/oder physikalisch voneinander getrennt sein. Physikalisch voneinander getrennte Funktionseinheiten können zumindest im Umfang einiger ihrer Komponenten in unterschiedlichen Gehäusen oder Gehäuseteilen aufgenommen sein. Die unterschiedlichen Gehäuse oder Gehäuseteile können unmittelbar, also zumindest annähernd abstandslos, aneinander befestigt sein und somit als zwei Teilgehäuse eines übergeordneten Gesamtgehäuses betrachtet werden.
Die erste Steuerung und die zweite Steuerung können mittels redundanter Mikroprozessorik implementiert sein. Insbesondere können die erste Steuerung und die Steuerung in separaten Steuergeräten mit jeweils zugeordneter Mikroprozessorik implementiert werden.
Gemäß einer Variante umfassen die Radbremsen, an denen der erste elektrische Bremsdruckerzeuger einen Bremsdruck zu erzeugen vermag, die Vorderradbremsen und die Hinterradbremsen. Gemäß dieser Variante kann die Untermenge der Radbremsen, an denen der zweite elektrische Bremsdruckerzeuger einen Bremsdruck zu erzeugen vermag, ausschließlich die Vorderradbremsen (und nicht die Hinterradbremsen) umfassen. Zusätzlich oder alternativ hierzu sind wenigstens zwei elektrische Parkbremsaktuatoren vorhanden, die ausschließlich an Vorderrädern oder ausschließlich an Hinterrädern jeweils eine Bremskraft zu erzeugen vermögen.
Die erste Funktionseinheit kann eine erste Elektronikbaugruppe umfassen, in welche die erste Steuerung und die erste Schalteinrichtung integriert sind. Die erste Elektronikbaugruppe kann von einem Steuergerät und insbesondere einer Platine des Steuergeräts gebildet sein.
Die Bremsanlage kann ferner eine zweite Schalteinrichtung umfassen, die ausgebildet ist, die erste Schalteinrichtung in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit mit der zweiten Steuerung zu koppeln. Die zweite Schalteinrichtung kann insbesondere ausgebildet sein, bei gegebener Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit die erste Schalteinrichtung von der zweiten Steuerung zu entkoppeln. Die zweite Funktionseinheit kann eine zweite Elektronikbaugruppe umfassen, in welche die zweite Steuerung und die zweite Schalteinrichtung integriert sind. Die zweite Steuerung und die zweite Schalteinrichtung können in ein Steuergerät der zweiten Funktionseinheit, insbesondere eine Platine des Steuergeräts, integriert sein.
Ähnlich wie die erste Schalteinrichtung kann auch die zweite Schalteinrichtung eine Umschalteinrichtung sein. Die zweite Schalteinrichtung kann von der ersten Funktionseinheit oder der zweiten Funktionseinheit oder einer anderen Komponente der Bremsanlage betätigbar sein.
Die erste Schalteinrichtung und/oder eine dritte Schalteinrichtung können/kann ausgebildet sein, die erste Sensoreinrichtung wahlweise mit einer ersten Leistungsversorgung oder einer zweiten Leistungsversorgung zu koppeln. Die dritte Schalteinrichtung kann dabei in die zweite Elektronikbaugruppe integriert sein. Die dritte Schalteinrichtung kann mit der zweiten Schalteinrichtung identisch sein.
Es kann eine fest verdrahtete Leitung vorgesehen sein, welche die erste Schalteinrichtung mit der zweiten Funktionseinheit koppelt. Die fest verdrahtete Leitung kann insbesondere die erste Schalteinrichtung mit der als Teil der zweiten Funktionseinheit ausgebildeten zweiten Schalteinrichtung koppeln.
Die Sensoreinrichtung kann ausgebildet sein, einen mit einer Betätigung eines Bremspedals im Zusammenhang stehenden Parameter zu erfassen. So kann die erste Sensoreinrichtung insbesondere einen Bremspedalwegsensor umfassen. Alternativ hierzu kann die erste Sensoreinrichtung wenigstens einen Radsensor umfassen.
Die erste Steuerung kann ausgebildet sein, basierend auf dem Sensorsignal den ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger zur Verstärkung eines von einem Fahrer mittels eines Bremspedals in einem Hauptzylinder erzeugten Hydraulikdruck anzusteuern. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die zweite Steuerung ausgebildet sein, basierend auf dem Sensorsignal den zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger zur Verstärkung eines von einem Fahrer mittels eines Bremspedals in einem Hauptzylinder erzeugten Hydraulikdruck anzusteuern.
Die erste Steuerung kann ausgebildet sein, basierend auf den Sensorsignal den ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger für eine fahrzeugstabilisierende Bremsdruckregelung anzusteuern. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die zweite Steuerung ausgebildet sein, basierend auf den Sensorsignal den zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger für eine fahrzeugstabilisierende Bremsdruckregelung anzusteuern.
Allgemein kann die Bremsanlage ausgebildet sein, bei einem Funktionsausfall der ersten Schalteinrichtung anstatt des Sensorsignals der ersten Sensoreinrichtung ein Sensorsignal einer zweiten Sensoreinrichtung für eine Ansteuerung des ersten elektrischen Bremsdruckerzeugers oder des zweiten elektrischen Bremsdruckerzeugers zu verwenden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage angegeben. Die Bremsanlage umfasst eine Sensoreinrichtung, die ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen, sowie eine erste Funktionseinheit und eine zweite Funktionseinheit. Die erste Funktionseinheit umfasst wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger, mittels dessen an Radbremsen jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist, und eine erste Steuerung, die ausgebildet ist, den wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern. Die zweite Funktionseinheit umfasst wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger, mittels dessen an einer Untermenge der Radbremsen jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist, und eine zweite Steuerung, die ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit den wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern. Das Verfahren umfasst den Schritt des wahlweisen Koppelns der Sensoreinrichtung mit der ersten Steuerung oder der zweiten Steuerung in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit.
Das Verfahren kann einen oder mehrere weitere Schritte, wie oben und nachfolgend beschrieben, umfassen.
Ferner wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, das Programmcode zum Durchführen des hier vorgestellten Verfahrens umfasst, wenn der Programmcode auf einem Kraftfahrzeug-Steuergerät ausgeführt wird.
Ebenfalls angegeben wird ein Kraftfahrzeug-Steuergerät oder Steuergerätesystem (aus mehreren Steuergeräten), wobei das Steuergerät oder Steuergerätesystem wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher aufweist und wobei der Speicher Programmcode umfasst, der, wenn er von dem Prozessor ausgeführt wird, die Durchführung der Schritte des hier angegebenen Verfahrens bewirkt.
Figurenliste
Weitere Aspekte, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage;
2 eine Veranschaulichung von Ansteueraspekten im Zusammenhang mit der Bremsanlage gemäß 1; und
3 eine schematische Darstellung einer EPB-unterstützen Bremsung.

Detaillierte Beschreibung
In 1 ist das hydraulische Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage 100 gemäß dem BBW-Prinzip gezeigt. Die Bremsanlage 100 ist ausgebildet, um auch für einen autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb geeignet zu sein.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Bremsanlage 100 eine erste Funktionseinheit 110, die eine elektrisch ansteuerbare Hauptbremsfunktion bereitstellt, und eine zweite Funktionseinheit 120, die in redundanter Weise eine elektrisch ansteuerbare Hilfsbremsfunktion implementiert. Während die erste Funktionseinheit 110 ausgebildet ist, an zwei Vorderradbremsen VL, VR und zwei Hinterradbremsen HL, HR eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs einen Bremsdruck aufzubauen, ist die zweite Funktionseinheit 120 dazu ausgebildet, nur an den beiden Radbremsen VL, VR der Vorderräder einen Bremsdruck aufzubauen. In alternativen Ausführungsbeispielen könnte die zweite Funktionseinheit 120 dazu ausgebildet sein, nur an den beiden Radbremsen HL, HR der Hinterräder, an allen vier Radbremsen VL, VR, HL, HR oder an zwei diagonal gegenüberliegenden Radbremsen VL/HR oder VR/HL einen Bremsdruck aufzubauen.
Die erste Funktionseinheit 110 ist ausgelegt, eine von einem Fahrerbremswunsch entkoppelte Radbremsdruckregelung an einer oder mehreren der Radbremsen VL, VR, HL, HR durchzuführen. Die zweite Funktionseinheit 120 kann zumindest einige Radbremsdruck-Regelungsfunktionen der ersten Funktionseinheit 110 in redundanter Weise an den Radbremsen VL und VR durchführen.
Die beiden Funktionseinheiten 110, 120 können als separate Module in getrennten Gehäuseblöcken untergebracht sein. Je nach Erfordernis kann so die erste Funktionseinheit 110 entweder alleine oder in Kombination mit der zweiten Funktionseinheit 120 verbaut werden.
Wie 1 ebenfalls entnommen werden kann, umfasst die Bremsanlage 100 zwei elektrische Parkbremsaktuatoren EPB1, EBP2. Im Ausführungsbeispiel ist ein erster Parkbremsaktuator EPB1 dem linken Hinterrad und ein zweiter Parkbremsaktuator EPB2 dem rechten Hinterrad zugeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Parkbremsaktuatoren EPB1, EBP2 den Vorderrädern zugeordnet. Auch kann an allen vier Rädern jeweils ein Parkbremsaktuator vorgesehen sein. Die Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 können mit den Radbremsen HL, HR in einer Baueinheit integriert sein.
Jeder der Parkbremsaktuatoren EPB1, EBP2 umfasst einen Elektromotor sowie ein dem Elektromotor nachgeschaltetes Getriebe. Das Getriebe setzt eine Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Translationsbewegung eines Bremskolbens einer der Radbremsen HL, HR um. Auf diese Weise kann der Bremskolben zur Erzeugung einer Bremskraft in Anlage an eine zugeordnete Bremsscheibe gebracht werden.
Bezug nehmend auf 1 arbeitet die Bremsanlage 100 mittels eines Hydraulikfluids, das zum Teil in einem drucklosen Reservoir 122 bevorratet ist. Bremsdrücke an den Radbremsen VL, VR, HL, HR lassen sich mittels der ersten Funktionseinheit 110 und der zweiten Funktionseinheit 120 unabhängig voneinander durch unter Druck setzen des Hydraulikfluids erzeugen.
Die erste Funktionseinheit 110 umfasst zur autonomen, teilautonomen oder vom Fahrer an einem Bremspedal 130 angeforderten Bremsdruckerzeugung im BBW-Betrieb einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger 132. Dieser Bremsdruckerzeuger 132 umfasst im Ausführungsbeispiel eine doppelwirkende Zylinder-Kolben-Anordnung 134 nach dem Plunger-Prinzip mit zwei Zylinderkammern 136, 136' und einem darin beweglichen Kolben 138. Der Kolben 138 des Bremsdruckerzeugers 132 wird von einem Elektromotor 140 über ein Getriebe 142 angetrieben. Das Getriebe 142 ist im Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, eine Rotationsbewegung des Elektromotors 140 in eine Translationsbewegung des Kolbens 138 umzusetzen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte der Bremsdruckerzeuger 132 auch als einfach wirkende Zylinder-Kolben-Anordnung mit nur einer Zylinderkammer ausgebildet sein.
Die beiden Zylinderkammern 136, 136' sind sowohl mit dem Reservoir 122 als auch mit zwei Bremskreisen I. und II. koppelbar, wobei jeder Bremskreis I. und II. wiederum zwei Radbremsen VL, HL bzw. VR, HR versorgt. Auch eine anderweitige Zuweisung der vier Radbremsen VL, VR, HL, HR zu den beiden Bremskreisen I. und II. ist möglich (z. B. eine Diagonalaufteilung).
Dem elektrischen Bremsdruckerzeuger 132 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei durch Elektromagnete betätigte und parallel zueinander geschaltete Ventile 144, 146 zugeordnet. Das Ventil 144 dient gemäß dem Prinzip der Doppelwirkung dazu, jeweils eine der Kammern 136, 136' mit den beiden Bremskreisen I. und II. fluidisch zu koppeln, während die andere der Kammern 136, 136' Hydraulikfluid aus dem Reservoir 122 ansaugt. Das optionale Ventil 146 kann im Zusammenhang mit einer Entlüftung des Hydrauliksystems oder anderen Operationen angesteuert werden. Im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand nehmen die Ventile 144, 146 die in 1 dargestellten Grundstellungen ein. Dies bedeutet, dass das Ventil 144 seine Durchflussstellung und das Ventil 146 seine Sperrstellung einnimmt, so dass bei einem Vorwärtshub (in 1 nach links) der Kolben 138 Hydraulikfluid aus der vorderseitigen Kammer 136 in die beiden Bremskreise I. und II. verdrängt. Um bei einem Rückwärtshub (in 1 nach rechts) des Kolbens 138 Hydraulikfluid aus der rückseitigen Kammer 136' in die beiden Bremskreise I. und II. zu verdrängen, wird nur das Ventil 144 angesteuert, also in seine Sperrstellung überführt.
Zum Erzeugen von Bremsdruck im PT-Betrieb umfasst die erste Funktionseinheit 110 ferner einen Hauptzylinder 148, der vom Fahrer durch das Pedal 130 zu betätigen ist. Der Hauptzylinder 148 wiederum umfasst zwei Kammern 150, 150', wobei die erste Kammer 150 mit dem ersten Bremskreis I. und die zweite Kammer 150' mit dem zweiten Bremskreis II. gekoppelt ist.
Mittels des Hauptzylinders 148 können die beiden Bremskreise I. und II. (in redundanter Weise zum elektrischen Bremsdruckerzeuger 132) mit unter Druck gesetztem Hydraulikfluid versorgt werden. Dafür sind zwei durch Elektromagnete betätigte Ventile 152, 154 vorgesehen, die im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand die in 1 dargestellten Grundstellungen einnehmen. In diesen Grundstellungen koppeln die Ventile 152, 154 den Hauptzylinder 148 mit den Radbremsen VL, VR, HL, HR. So kann auch bei Ausfall der Energieversorgung (und einem damit einhergehenden Ausfall des elektrischen Bremsdruckerzeugers 132) noch immer vom Fahrer mittels des auf den Hauptzylinder 148 einwirkenden Bremspedals 130 ein Hydraulikdruck an den Radbremsen VL, VR, HL, HR aufgebaut werden (PT-Betrieb).
Im BBW-Betrieb sind die Ventile 152, 154 hingegen so geschaltet, dass der Hauptzylinder 148 fluidisch von den beiden Bremskreisen I. und II. entkoppelt wird, während der elektrische Bremsdruckerzeuger 132 mit den Bremskreisen I. und II. gekoppelt ist. Bei von den Bremskreisen I. und II. entkoppeltem Hauptzylinder 148 wird bei einer Betätigung des Bremspedals 130 das aus dem Hauptzylinder 148 verdrängte Hydraulikfluid somit nicht in die Bremskreise I. und II. gefördert, sondern über ein durch einen Elektromagneten betätigtes 2/2-Wegeventil 156 und eine Drosseleinrichtung 158 in einen Simulator 160. Das Ventil 156 nimmt in seiner elektrisch nicht angesteuerten Grundstellung im BBW-Betrieb die in 1 dargestellte Stellung ein, in der der Hauptzylinder 148 vom Simulator 160 abgekoppelt ist, damit Hydraulikfluid in die Bremskreise I. und II. gefördert werden kann.
Der Simulator 160 ist dazu vorgesehen, dem Fahrer bei hydraulischer Abkopplung des Hauptzylinders 148 von den Bremskreisen I. und II. das gewohnte Pedalrückwirkungsverhalten zu vermitteln. Um Hydraulikfluid aus dem Hauptzylinder 148 aufnehmen zu können, umfasst der Simulator 160 einen Zylinder 162, in dem ein Kolben 164 entgegen einer Federkraft verlagerbar ist.
Ein weiteres durch einen Elektromagneten betätigtes 2/2-Wegeventil 166 zwischen dem Hauptzylinder 148 und dem Reservoir 122 ermöglicht in seiner elektrisch nicht angesteuerten Grundstellung gemäß 1, dass im PT-Betrieb Hydraulikfluid aus dem Reservoir 122 in den Hauptzylinder 148 gelangen kann. In seiner elektrisch angesteuerten Stellung koppelt das Ventil 166 den Hauptzylinder 148 hingegen von dem Reservoir 122 ab.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die funktionale Entkopplung von Bremspedal 130 und Radbremsen VL, VR, HL, HR auch dadurch erzielt werden, dass dem Hauptzylinder 148 ein Zylinder vorgeschaltet wird, auf den das Bremspedal 130 einwirken kann. Dieser Zylinder ist im BBW-Betrieb über das Ventil 156 und die Drosseleinrichtung 158 mit dem Simulator 160 gekoppelt ist und im PT-Betrieb mit dem Hauptzylinder 148.
Die hydraulische Ankoppelung der Radbremsen VL und VR wird von durch Elektromagnete betätigte 2/2-Wegeventile 170, 172, 174, 176 bzw. 170', 172', 174', 176' bestimmt, die im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand die in 1 dargestellten Grundstellungen einnehmen. Dies bedeutet, dass die Ventile 170, 174 bzw. 170', 174' jeweils ihre Durchflussstellung und die Ventile 172, 176 bzw. 172', 176' jeweils ihre Sperrstellung einnehmen. Da die beiden Bremskreise I. und II. symmetrisch ausgebildet sind, wird hier und im Folgenden auf eine Beschreibung der dem zweiten Bremskreis II. bzw. den Radbremsen HL und HR zugeordneten Komponenten verzichtet.
Wie in 1 dargestellt, ist die zweite Funktionseinheit 120 im Fluidpfad zwischen den Ventilen 174, 176 und der Radbremse VL angeordnet (und aus Symmetriegründen gilt Entsprechendes für die Radbremse VR). Die zweite Funktionseinheit 120 nimmt bei voller Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit 110 und/oder im PT-Betrieb eine Durchlass-Stellung ein. Dies bedeutet, dass aus der ersten Funktionseinheit 110 austretendes Hydraulikfluid ungehindert zu den Radbremsen VL, VR gelangen kann. Zum Ausführen von Normalbremsungen besteht daher bei der in 1 dargestellten Grundstellung der Ventile 170, 172, 174, 176 eine unmittelbare hydraulische Verbindung zwischen dem elektrischen Bremsdruckerzeuger 132 (oder, je nach Stellung der Ventile 152, 154, dem Hauptzylinder 148) auf der einen Seite und andererseits den Radbremsen HL bzw. VL des ersten Bremskreises I. (und Entsprechendes gilt für die Radbremsen HR bzw. VR des zweiten Bremskreises II.).
Die beiden Ventile 170 und 172 bilden eine der Radbremse HL zugeordnete Ventilanordnung, während die beiden Ventile 174 und 176 eine der Radbremse VL zugeordnete Ventilanordnung bilden. Aus Sicht des elektrischen Bremsdruckerzeugers 132 ist die zweite Funktionseinheit 120 damit stromabwärts der Ventilanordnung 174, 176 vorgesehen und zwischen diese Ventilanordnung 174, 176 und die zugeordnete Radbremse VL geschaltet.
Wie nachfolgend erläutert werden wird, sind die beiden, den Radbremsen HL und VL zugeordneten Ventilanordnungen 170, 172 bzw. 174, 176 sowie der Bremsdruckerzeuger 132 jeweils dazu ausgebildet, um für Radbremsdruckregelvorgänge an der jeweiligen Radbremse HL bzw. VL angesteuert zu werden. Ein für die Ansteuerung der Ventilanordnungen 170, 172 bzw. 174, 176 und des Bremsdruckerzeugers 132 im Rahmen der Radbremsdruckregelvorgänge vorgesehenes Steuergerät 180 (auch als Electronic Control Unit, ECU, bezeichnet) ist ebenfalls schematisch in 1 dargestellt. Das Steuergerät 180 ist Teil der ersten Funktionseinheit 180 und implementiert beispielsweise die fahrzeugstabilisierenden Radbremsdruck-Regelungsfunktionen eines Antiblockiersystems (ABS), einer Fahrdynamikregelung (Electronic Stability Control, ESC), einer Antriebsschlupfregelung (ASR) oder einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC). Selbstverständlich kann anstelle eines einzigen Steuergeräts 180 auch eine Mehrzahl von solchen Steuergeräten vorgesehen sein, die für unterschiedliche Radbremsdruck-Regelungsfunktionen (ggf. in komplementärer oder in redundanter Weise) zuständig sind.
Die zweite Funktionseinheit 120 umfasst ebenfalls ein Steuergerät 180', das aus Redundanzgründen separat von dem Steuergerät 180 vorgesehen ist und ebenfalls eine oder mehrere (oder alle) der oben genannten fahrzeugstabilisierenden Bremsdruck-Regelungsfunktionen implementiert. Zusätzlich oder alternativ zum Vorsehen separater Steuergeräte 180, 180' könnten auch zwei redundante elektrische Leistungsversorgungen und/oder separate elektrische Leistungsversorgungen für die beiden Funktionseinheiten 110, 120 bereitgestellt werden. Diese Leistungsversorgungen können als zwei Akkumulatoren ausgebildet sein.
Bei einer Antiblockierregelung (ABS) gilt es, während einer Bremsung ein Blockieren der Räder zu verhindern. Dazu ist es erforderlich, den Bremsdruck in den Radbremsen VL, VR, HL, HR individuell zu modulieren. Dies geschieht durch Einstellen in zeitlicher Folge wechselnder Druckaufbau-, Druckhalte- und Druckabbauphasen, die sich durch geeignete Ansteuerung der den Radbremsen HL bzw. VL zugeordneten Ventilanordnungen 170, 172 bzw. 174, 176 sowie ggf. des Bremsdruckerzeugers 132 ergeben.
Während einer Druckaufbauphase nehmen die Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 jeweils ihre Grundstellung ein, so dass ein Erhöhen des Bremsdrucks in den Radbremsen HL bzw. VL (wie bei einer BBW-Bremsung) mittels des Bremsdruckerzeugers 132 erfolgt. Für eine Druckhaltephase wird nur das Ventil 170 bzw. 174 angesteuert, also in seine Sperrstellung überführt. Da ein Ansteuern des Ventils 172 bzw. 176 dabei nicht erfolgt, verbleibt es in seiner Sperrstellung. Dadurch ist die Radbremse HL bzw. VL hydraulisch abgekoppelt, so dass ein in der Radbremse HL bzw. VL anstehender Bremsdruck konstant gehalten wird. Bei einer Druckabbauphase wird sowohl das Ventil 170 bzw. 174 als auch das Ventil 172 bzw. 176 angesteuert, also das Ventil 170 bzw. 174 in seine Sperrstellung und das Ventil 172 bzw. 176 in seine Durchflussstellung überführt. Somit kann Hydraulikfluid aus der Radbremse HL bzw. VL in Richtung des Reservoirs 122 abfließen, um einen in der Radbremse HL bzw. VL anstehenden Bremsdruck zu erniedrigen.
Andere Bremsdruckregelvorgänge im Normalbremsbetrieb erfolgen automatisiert und typischerweise unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals 130 durch den Fahrer. Solche automatisierten Regelungen des Radbremsdrucks erfolgen beispielsweise im Zusammenhang mit einer Antriebsschlupfregelung (ASR), die ein Durchdrehen einzelner Räder bei einem Anfahrvorgang durch gezieltes Abbremsen verhindert, einer Fahrdynamikregelung (ESC), die das Fahrzeugverhalten im Grenzbereich durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder an den Fahrerwunsch und die Fahrbahnverhältnisse anpasst, oder einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ACC), die unter anderem durch selbsttätiges Bremsen einen Abstand des eigenen Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einhält.
Beim Ausführen einer automatischen Radbremsdruckregelung kann an wenigstens einer der Radbremsen HL bzw. VL durch Ansteuern des Bremsdruckerzeugers 132 durch das Steuergerät 180 ein Bremsdruck aufgebaut werden. Dabei nehmen die den Radbremsen HL bzw. VL zugeordneten Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 zunächst deren in 1 veranschaulichten Grundstellungen ein. Ein Feineinstellen oder Modulieren des Bremsdrucks kann durch entsprechende Ansteuerung des Bremsdruckerzeugers 132 sowie der den Radbremsen HL bzw. VL zugeordneten Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 vorgenommen werden, wie im Zusammenhang mit der ABS-Regelung oben beispielhaft erläutert.
Die Radbremsdruckregelung mittels des Steuergeräts 180 geschieht allgemein in Abhängigkeit von einer oder mehreren das Fahrzeugverhalten beschreibenden Messgrößen (z. B. Raddrehzahl, Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung, usw.) und/oder einer oder mehreren den Fahrerwunsch beschreibenden Messgrößen (z. B. Betätigung des Pedals 130, Lenkradwinkel, usw.). Ein Verzögerungswunsch des Fahrers kann beispielsweise mittels eines Wegsensors 182 ermittelt werden, der mit dem Bremspedal 130 oder einem Eingangsglied des Hauptbremszylinders 148 gekoppelt ist. Als den Fahrerwunsch beschreibende Messgröße kann alternativ oder zusätzlich hierzu der im Hauptbremszylinder 148 vom Fahrer erzeugte Bremsdruck herangezogen werden, der dann mittels wenigstens eines Sensors erfasst wird. In 1 ist jedem der Bremskreise I. und II. hierfür ein eigener Drucksensor 184, 184' zugeordnet.
Wie oben erläutert, ist aus Sicht des Bremsdruckerzeugers 132 die zweite Funktionseinheit 120 stromabwärts der Ventilanordnung 174, 176 vorgesehen und zwischen diese Ventilanordnung 174, 176 und die zugeordnete Radbremse VL geschaltet. Konkret ist ein Hydraulikfluideingang der zweiten Funktionseinheit 120 zwischen einen Ausgang des Ventils 174 und einen Eingang des Ventils 176 gekoppelt (in Flussrichtung vom Druckerzeuger 132 zum Reservoir 122 hin gesehen).
Wie in 1 gezeigt, umfasst die zweite Funktionseinheit 120 einen weiteren elektrischen Bremsdruckerzeuger 188. Der weitere Bremsdruckerzeuger 188 ist durch das Steuergerät 180' ansteuerbar und umfasst im Ausführungsbeispiel einen Elektromotor 190 sowie pro Bremskreis I. bzw. II. (hier: pro Radbremse VL bzw. VR) eine beispielsweise als Zahnrad- oder Radialkolbenpumpe ausgeführte Pumpe 192, 192'. Jede Pumpe 192, 192' ist im Ausführungsbeispiel entgegen ihrer Förderrichtung sperrend, wie anhand der (optionalen) Sperrventile am Ausgang und Eingang der Pumpen 192, 192' dargestellt. Die Pumpen 192, 192' sind jeweils konfiguriert, um Hydraulikfluid über die erste Funktionseinheit 110 aus dem Reservoir 122 anzusaugen. Da die Drehzahl des Elektromotors 192 einstellbar ist, kann auch die Fördermenge der Pumpen 192, 192' mittels entsprechender Ansteuerung des Elektromotors 192 eingestellt werden. In einer anderen Ausführungsform könnten die beiden Pumpen 192, 192' auch durch eine einzige, nach dem Plunger-Prinzip arbeitende Pumpe ersetzt werden (beispielsweise mit einer einfach- oder doppelwirkenden Zylinder-Kolben-Anordnung).
Auch die zweite Funktionseinheit 120 ist in Bezug auf die Bremskreise I. und II. symmetrisch ausgebildet. Daher werden im Folgenden wiederum nur die dem ersten Bremskreis I. (hier: der Radbremse VL) zugeordneten Komponenten der zweiten Funktionseinheit 120 näher erläutert. Diese Komponenten umfassen einen Drucksensor 196, der das Ansteuern des Druckerzeugers 188 (und damit der Pumpe 192) auf einen Zieldruckwert hin ermöglicht. Die Druckauswertung und die Ansteuerung des Druckerzeugers 188 erfolgen, wie oben dargelegt, durch das Steuergerät 180'. Ein optionaler, eingangsseitig der zweiten Funktionseinheit 120 vorgesehener Drucksensor (nicht dargestellt) könnte zur Erkennung eines Einbremsens des Fahrers (z. B. über den Hauptzylinder 148) in die aktive zweite Funktionseinheit 120 vorgesehen werden. Auf diese Weise ließe sich beispielsweise eine von der zweiten Funktionseinheit 120 gerade durchgeführte ACC-Regelung zugunsten einer Notbremsung des Fahrzeugs bis zum Stillstand abbrechen.
Wenn ein Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 erfasst wird (z. B. aufgrund eines Ausfalls des Druckerzeugers 132 oder einer Leckage im Bereich der ersten Funktionseinheit 110), kann die die zweite Funktionseinheit 120 in redundanter Weise zur ersten Funktionseinheit 110 die Bremsdruckerzeugung und insbesondere die Bremsdruckregelung an den Radbremsen VL und VR übernehmen. Beispielsweise lassen sich mittels der zweiten Funktionseinheit 120 bei Ausfall der ersten Funktionseinheit 110 eine oder mehrere der folgenden (oder andere) Bremsdruckregelfunktionalitäten autonom durchführen: Bremskraftverstärkung, ABS, ESC, ASR und ACC.
Die mit der zweiten Funktionseinheit 120 geschaffene Redundanz ermöglicht daher die Verwendung der in 1 dargestellten Kraftfahrzeug-Bremsanlage 100 auch für die Anwendungsfälle des teilautonomen oder autonomen Fahrens. Insbesondere in letzterem Anwendungsfall könnten der Hauptzylinder 148 und dessen begleitende Komponenten (wie das Bremspedal 130 und der Simulator 160) auch komplett entfallen.
Die beiden Funktionseinheiten 110, 120 teilen sich ein Hydrauliksystem (nämlich das der ersten Funktionseinheit 110 mit dem Reservoir 122). Damit wird auch die zweite Funktionseinheit 120 vollständig mit Hydraulikfluid aus dem Reservoir 122 betrieben und fördert das Hydraulikfluid in dieses Reservoir 122 zurück. Im Einsatzfall der zweiten Funktionseinheit 120 saugt die Pumpe 192 daher unmittelbar über den entsprechenden eingangsseitigen Anschluss zur ersten Funktionseinheit 110 über diese (und das entsprechend geöffnete Ventil 176) aus dem Reservoir 122 an.
Ein im Ausführungsbeispiel als durch einen Elektromagneten betätigtes 2/2-Wegeventil ausgebildetes Bypass-Ventil 302 ist parallel zur Pumpe 192 geschaltet. Dieses Ventil 302 nimmt im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand die in 1 dargestellte Grundstellung ein. Grundstellung heißt hier, dass das Ventil 302 seine Durchflussstellung einnimmt. Auf diese Weise kann Hydraulikfluid von der ersten Funktionseinheit 110 zur Radbremse VL gefördert werden und wieder zurück zur ersten Funktionseinheit 110 (und zum Reservoir 122) fließen. Das Ventil 302 wird von dem Steuergerät 180' angesteuert.
Im elektrisch angesteuerten Zustand nimmt das Ventil 302 eine Sperrstellung derart ein, dass von der Pumpe 192 gefördertes Hydraulikfluid zur Radbremse VL gelangt und nicht zur ersten Funktionseinheit 110 hin entweichen kann. Ein solches Entweichen (in der Durchlass-Stellung des Ventils 302) kann im Rahmen einer Druckregetung seitens der zweiten Funktionseinheit 120 allerdings dann gewünscht sein, wenn Bremsdruck an der Radbremse VL abgebaut werden muss (z. B. im Rahmen einer ABS-Regelung). Da das Ventil 302 in seiner Sperrstellung im Ausführungsbeispiel nur einseitig sperrt, kann der Bremsdruck an der Radbremse VL noch immer mittels der ersten Funktionseinheit 110 (z. B. bei Betätigen des Hauptzylinders 148 im PT-Betrieb) erhöht werden.
Des Weiteren umfasst die zweite Funktionseinheit 120 einen optionalen Speicher 402, der zusätzliches Hydraulikfluidvolumen zum Ansaugen durch die Pumpe 192 bereitstellt. Hintergrund dieser Speicherung von zusätzlichem Hydraulikvolumen ist der Sachverhalt, dass der Ansaugpfad der Pumpe 192 durch die erste Funktionseinheit 110 vor allem bei tiefen Temperaturen nicht ausreichend schnell Hydraulikfluidvolumen zur Verfügung stellen könnte. Je nach Auslegung der Funktionseinheiten 110, 120 kann das Bereitstellen zusätzlichen Hydraulikfluidvolumens auch allgemein (ggf. temperaturunabhängig) zur Unterstützung eines schnellen Druckaufbaus an der Radbremse VL gewünscht sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Speicher 402 als Druckspeicher, konkret als federbelasteter Kolbenspeicher ausgebildet. Der Druckspeicher 402 könnte auch ein Membranspeicher oder ein mit einem Rollbalg abgedichteter Kolben sein. Der Druckspeicher 402 ist zwischen dem Eingang der Pumpe 192 und der Hydraulikschnittstelle zur ersten Funktionseinheit 110 einerseits und dem Ventil 302 auf der anderen Seite durchströmbar angeordnet. Die durchströmbare Anordnung gestattet eine einfache Entlüftung und einen einfachen Wechsel des Hydraulikfluids im Rahmen eines regelmäßigen Service.
In anderen Ausführungsbeispielen kann der Speicher 402 ein als Kolbenspeicher ausgebildeter Fluidspeicher sein, der ohne Rückdruckfeder auskommt. Dieser Kolbenspeicher wird in einem Fluidpfad zwischen der Pumpe 192 und dem Ventil 302 einerseits und der ersten Funktionseinheit 110 und dem zweiten Ventil 502 andererseits vorgesehen. Der Kolbenspeicher kann mit einer Lippendichtung versehen sein, welche eine Abdichtung des Kolbens gegen Atmosphärendruck zu übernehmen vermag. Wie bereits eingangs erwähnt, fehlt jedoch eine Rückdruckfeder oder ein ähnliches Element, um nach einem teilweisen oder vollständigen Entleeren des Kolbenspeichers dessen Kolben wieder in seine Speicherstellung zu drängen. Die Speicherstellung entspricht derjenigen Stellung, in welcher der Kolbenspeicher im Wesentlichen maximal mit Hydraulikfluid gefüllt ist.
Beim Ansaugen von Hydraulikfluid durch die Pumpe 192 aus dem Kolbenspeicher bewegt sich dessen Kolben dann aus seiner Speicherstellung in eine Entnahmestellung. Um den Kolben dann aus dieser Entnahmestellung wieder in seine Speicherstellung zurückzudrängen, ist vorgesehen, dass ein von der druckbeaufschlagten Radbremse VL, VR in Richtung der ersten Funktionseinheit 110 zurückströmendes Hydraulikfluid den Kolben in seine Speicherstellung zu drängen vermag. Hierzu wird das Ventil 502 geschlossen und das Ventil 302 geöffnet, so dass das zurückströmende Hydraulikfluid in den Kolbenspeicher gelangen kann. Dabei wird dessen Kolben solange entgegen Atmosphärendruck verschoben, bis eine mit dem Zylinder des Kolbenspeichers kommunizierende Leitung zur ersten Funktionseinheit 110 freigegeben wird. In dieser Leitung kann ein federkraftbeaufschlagtes Rückschlagventil vorgesehen sein, das ein Zurückströmen von Hydraulikfluid zur ersten Funktionseinheit 110 gestattet, aber in die entgegengesetzte Richtung sperrend wirkt. Der Öffnungsdruck zum Öffnen des Rückschlagventils ist dabei vergleichsweise gering gewählt und beträgt weniger als 1 bar (z. B. 0,5 bar).
Parallel zu derjenigen Leitung zwischen dem Kolbenspeicher und der ersten Funktionseinheit 110, in welcher das Rückschlagventil aufgenommen ist, kann in einer weiteren Leitung zwischen der ersten Funktionseinheit 110 und dem Kolbenspeicher ein zweites Rückschlagventil vorgesehen sein, das entgegengesetzt zum ersten Rückschlagventil angeordnet ist. Dieses zweite Rückschlagventil gestattet ein Ansaugen von Hydraulikfluid mittels der Pumpe 192 aus der ersten Funktionseinheit 110 durch den Kolbenspeicher hindurch (und wirkt in der entgegengesetzten Richtung sperrend). Die Leitung mit dem zweiten Rückschlagventil ist bezüglich der Leitung mit dem ersten Rückschlagventil derart axial versetzt an dem Zylinder des Kolbenspeichers angebracht, dass in jeder Stellung dessen Kolbens ein Ansaugen von Hydraulikfluid aus der ersten Funktionseinheit 110 durch den Zylinder hindurch möglich ist.
Ferner umfasst die zweite Funktionseinheit 120 ein optionales weiteres Bypass-Ventil 502, welches parallel zum Bypass-Ventil 302 angeordnet ist und gemeinsam mit diesem geschaltet wird. Das im Ausführungsbeispiel als elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil ausgebildete Ventil 502 nimmt im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand die in 1 dargestellte Grundstellung ein. Grundstellung heißt wie bei dem Ventil 302, dass das Ventil 502 seine Durchflussstellung einnimmt. Das Ventil 502 ist durch das Steuergerät 180 ansteuerbar.
So kann über das geöffnete Ventil 502 auch bei fehlerhafterweise geschlossenem Bypass-Ventil 302 oder einem sperrenden Fehlerfall des durchflossenen Druckspeichers 402 noch Hydraulikdruck an der Radbremse VL abgebaut werden. Außerdem wird durch die beiden parallel geschalteten Ventile 302 und 502 der Durchflusswiderstand von der ersten Funktionseinheit 110 zur Radbremse VL verringert, so dass sich bei einem erforderlichen schnellen Druckaufbau an der Radbremse VL auch die so genannte „time to lock“ dieser Radbremse VL verringert. Es versteht sich, dass dies in gleicher Weise bei der Radbremse VR der Fall ist. Allgemein gelten alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemachten Aussagen bezüglich der Radbremse VL aufgrund der symmetrischen Auslegung des Bremssystems 100 auch für die Radbremse VR.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 sind nur die beiden Vorderradbremsen VL, VR an die zweite Funktionseinheit 120 angeschlossen. In anderen Ausführungsbeispielen sind alle vier Radbremsen VL, VR, HL, HR an die zweite Funktionseinheit 120 angeschlossen. Die zweite Funktionseinheit 120 vermag dann an allen diesen Radbremsen VL, VR, HL, HR einen Bremsdruckaufbau (und insbesondere eine Bremsdruckregelung) durchzuführen. Dafür kann ein Hydraulikfluideingang der zweiten Funktionseinheit 120 beispielsweise für das linke Hinterrad HL zwischen einen Ausgang des Ventils 170 und einen Eingang des Ventils 172 gekoppelt werden (in Flussrichtung vom Druckerzeuger 132 zum Reservoir 122 hin gesehen).
Während in 1 in erster Linie das Hydraulik-Layout der Bremsanlage 100 veranschaulicht ist, wird nun unter Bezugnahme auf 2 das Elektronik-Layout der Bremsanlage 100 und insbesondere die elektrische Ansteuerung einiger der in der Bremsanlage 100 verbauten Komponenten näher erläutert. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen oder übereinstimmende Komponenten. Es ist darauf hinzuweisen, dass das in 2 veranschaulichte Elektronik-Layout auch bei Bremsanlagen zum Einsatz gelangen kann, die von der in 1 gezeigten Bremsanlage 100 abweichen.
In 2 ist zunächst wieder die Aufteilung verschiedener Komponenten der Bremsanlage 100 auf eine erste Funktionseinheit 110 und eine zweite Funktionseinheit 120 dargestellt. Die Hydraulikkomponenten der erste Funktionseinheit 100, wie beispielweise deren Ventile sowie der Bremsdruckerzeuger 132, sind zu einem ersten Hydrauliksystem HS1 zusammengefasst. Auf gleiche Weise sind die entsprechenden Komponenten der zweiten Funktionseinheit 120, wie deren Ventile und der Bremsdruckerzeuger 188, zu einem zweiten Hydrauliksystem HS2 zusammengefasst. Besonders hervorgehoben sind die beiden Ventile 170, 170' des Hydrauliksystems HS1 sowie der Drucksensor 196 des Hydrauliksystems HS2, auf die im Folgenden näher eingegangen werden wird.
Für die Steuergeräte 180, 180' sind jeweils die maßgeblichen Software-Funktionen hervorgehoben. So ist die Mikroprozessorik des Steuergeräts 180 dazu ausgelegt, die Software-Funktionen einer Basisbremse 180A, einer Stabilitätsregelung 180B sowie einer Aktuatorsteuerung 180C zu implementieren. In ähnlicher Weise ist die Mikroprozessorik des Steuergeräts 180' dazu ausgelegt, die Software-Funktionen einer Basisbremse 180'A, einer Stabilitätsregelung 180'B und einer Aktuatorsteuerung 180'C zu implementieren. Die Basisbremsfunktionen 180A, 180'A sind dazu ausgebildet, das Hydrauliksystem HS1 bzw. HS2 im Zusammenhang mit einer Normalbremsung anzusteuern. Die Stabilitätsregelfunktionen 180B, 180'B gestatten unter anderem eine Ansteuerung des jeweils zugeordneten Bremsdruckerzeugers 132 bzw. 188 im Zusammenhang mit einer fahrzeugstabilisierenden Bremsdruckregelung (wie bereits unter Bezugnahme auf 1 erläutert). Schließlich gestatten die Aktuatorsteuerungsfunktionen 180C, 180'C eine elektrische Ansteuerung der beiden Parkbremsaktuatoren EPB1 bzw. EPB2. Diese Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 sind in 2 jeweils mit der zugehörigen hydraulischen Radbremse HL bzw. HR zu einer einzigen Radbremseinheit verbaut dargestellt.
In 2 sind ferner mehrere Sensoren der Bremsanlage 100 veranschaulicht. Neben dem Pedalwegsensor 182 und dem Drucksensor 196, die bereits unter Bezugnahme auf 1 erläutert wurden, umfasst die Bremsanlage 100 ferner vier Radsensoren 202, 204, 206, 208. Diese Radsensoren 202, 204, 206, 208 sind jeweils einem der vier Fahrzeugräder zugeordnet und gestatten eine Ermittlung der entsprechenden Raddrehzahl oder Radgeschwindigkeit. Ein Beschleunigungssensor 210 erfasst die Längsbeschleunigung ax des Fahrzeugs und ein Bremslichtschalter 212 erzeugt in bekannter Weise ein Bremslichtsignal bei einer Betätigung des Bremspedals 130.
Die Bremsanlage 100 umfasst außerdem mehrere Schalteinrichtungen U1, U2, U3. Die beiden Schalteinrichtungen U1, U3 sind Teil der ersten Funktionseinheit 110 und können auch in das Steuergerät 180 integriert sein. Die Schalteinrichtung U2 ist Teil der zweiten Funktionseinheit 120 und kann auch in das Steuergerät 180' integriert werden.
Im Folgenden werden verschiedene Aspekte in Zusammenhang mit dem Ansteuern der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 durch das Steuergerät 180' erläutert. Wie bereits oben erwähnt, ist das zweite Steuergerät 180' dazu in der Lage, wahlweise oder zusammen den Bremsdruckerzeuger 188 (mittels der Basisbremsfunktion 180A' oder der Stabilitätsregelfunktion 180'B) und einen oder beide der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 (mittels der Aktuatorsteuerungsfunktion 180'C) anzusteuern. Allgemein erfolgt eine Ansteuerung eines oder beider der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 durch das Steuergerät 180' in einer Rückfallebene, also bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 (beispielsweise bei einem Ausfall des Steuergeräts 180). Das Ansteuern eines oder beider der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 kann unter anderem zur Verursachung, Erhöhung oder Erniedrigung einer Fahrzeugverzögerung oder zur radindividuellen Erhöhung oder Erniedrigung einer Radgeschwindigkeit erfolgen. Charakteristisch hierfür ist, dass sich das Fahrzeug bei einer Ansteuerung eines oder beider der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 durch das Steuergerät 180' in Bewegung befindet (beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 km/h). Zusätzlich hierzu kann das Steuergerät 180' in manchen Implementierungen die beiden Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 auch im Stillstand des Fahrzeugs ansteuern. Dies ermöglicht einen herkömmlichen Parkbremsvorgang zum Abstellen des Fahrzeugs auch bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110.
Im Folgenden werden verschiedene Szenarien beschrieben, wie bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 eine oder beide der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 zusammen mit oder unabhängig von dem Bremsdruckerzeuger 188 durch das Steuergerät 180' angesteuert werden.
Das erste Ansteuerszenario betrifft eine ABS-Regelung an einem oder beiden Rädern der Vorderachse sowie an einem oder beiden Rädern der Hinterachse. Zum Durchführung der ABS-Regelung in der Rückfallebene an einem Vorderrad wird mittels der Stabilitätsregelfunktion 180'B der Bremsdruckerzeuger 188 (und/oder weitere Komponenten des Hydrauliksystems HS2) angesteuert. Auf diese Weise kann an der Radbremse VL des linken Vorderrads und/oder der Radbremse VR des rechten Vorderrads der jeweilige Radschlupf geregelt werden. Diese Schlupfregelung durch die Stabilitätsregelfunktion 180'B basiert auf den Vorderradgeschwindigkeiten, wie sie von den beiden Radsensoren 202, 204 zur Verfügung gestellt werden.
Da der Bremsdruckerzeuger 188 gemäß dem in der 1 veranschaulichten Hydraulik-Layout nicht in der Lage ist, einen Bremsdruck an den Hinterradbremsen HL, HR aufzubauen, erfolgt die Schlupfregelung an den beiden Hinterrädern durch Ansteuerung eines oder beider der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 durch das Steuergerät 180'. Die Schlupfregelung wird von der Stabilitätsregelfunktion 180'B auf der Grundlage der Hinterradgeschwindigkeiten durchgeführt, wie sie von den Radsensoren 206, 208 empfangen werden. Basierend auf einer Auswertung der Hinterradgeschwindigkeiten erzeugt die Stabilitätsregelfunktion 180'B dann Ansteuersignale für die Aktuatorsteuerung 180'C, welche wiederum die Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 einzeln oder gemeinsam anzusteuern vermag. Es ist darauf hinzuweisen, dass eine solche Schlupfregelung an den Hinterrädern auch bei Ausfall des Hydrauliksystems HS2 noch möglich bleibt.
Ein zweites Ansteuerszenario für eine fahrzeugstabilisierende Bremskraftregelung ist eine Übersteuerregelung im Zusammenhang mit einem ESC-Regeleingriff. Bei beginnender Übersteuerneigung des Fahrzeugs wird dabei das zur Auslenkungsrichtung des Fahrzeugs zeigende Vorderrad aktiv abgebremst. Dieses Abbremsen kann bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 von der zweiten Funktionseinheit 120 übernommen werden. Zu diesem Zweck steuert die Stabilitätsregelfunktion 180'B des Steuergeräts 180' das Hydrauliksystem HS2 und insbesondere den Bremsdruckerzeuger 188 (vgl. 1) in geeigneter Weise an, um an der betroffenen Vorderradbremse VL, VR einen Bremsdruck aufzubauen. Die von der Stabilitätsregelfunktion 180'B in diesem Zusammenhang ausgewerteten Sensorsignale betreffen beispielsweise eine Fahrzeug-Gierrate, eine Fahrzeug-Lateralbeschleunigung und/oder den Lenkwinkel. Sollten an den Vorderrädern ebenfalls elektrische Parkbremsaktuatoren verbaut sein, kann die Stabilitätsregelfunktion 180'B über die Aktuatorsteuerung 180'C auch diese ansteuern, um durch Abbremsen des entsprechenden Vorderrads eine Übersteuerregelung zu erzielen.
Ein drittes Ansteuerszenario für eine fahrzeugstabilisierende Bremskraftregelung bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 ist eine Untersteuerregelung. Bei beginnendem Untersteuern des Fahrzeug wird, neben anderen Maßnahmen, typischerweise das kurveninnere Hinterrad aktiv abgebremst. Da die zweite Funktionseinheit 120 mittels des Bremsdruckerzeugers 188 (vgl. 1) keinen Bremsdruck an der Hinterachse aufbauen kann, wird für die Untersteuerregelung durch die Stabilitätsregelfunktion 180'B und die Aktuatorsteuerung 180'C der Parkbremsaktuator EPB1, EPB2 des kurveninneren Hinterrads aktiviert. Wie im Zusammenhang mit der Übersteuerregelung oben bereits ausgeführt, verarbeitet die Stabilitätsregelfunktion 180'B zu diesem Zweck Sensorsignale betreffend die Gierrate, die Lateralbeschleunigung und/oder den Lenkwinkel des Fahrzeugs.
Ein viertes Ansteuerszenario bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 betrifft eine gemeinsame Bremskraftverstärkung durch den Bremsdruckerzeuger 188 und durch die Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 für den Fall, dass ein Fahrer im PT-Betrieb oder anderweitig (beispielsweise bei einer anderen Konfiguration der Bremsanlage 100) unmittelbar für den Bremsdruckaufbau an den Radbremsen verantwortlich ist. Dies umfasst auch den Fall, dass ein Fahrer in eine laufende, von der zweiten Funktionseinheit 120 initiierte Bremsung eintritt.
Zur Fahrerunterstützung wird gemäß dem vierten Ansteuerszenario mittels des Bremsdruckerzeugers 188 der Bremsdruck an den Vorderrädern proportional zum Fahrerwunsch verstärkt. In diesem Zusammenhang können die Vorderräder weiterhin bedingt auch Schlupf geregelt werden, insbesondere durch eine geeignete Ansteuerung des Bremsdruckerzeugers 188 derart, dass der verstärkte Bremsdruck immer unterhalb der Schlupfgrenze liegt (also durch Erniedrigung eines Verstärkungsfaktors). Eine solche bedingte Schlupfregelung ist allerdings nur solange möglich, wie der unverstärkte Fahrerdruck noch unter der Blockiergrenze liegt.
Auf ähnliche Weise kann auch an der Hinterachse mittels der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 eine Bremskraftverstärkung des Fahrerwunsches erfolgen. Zu diesem Zweck wird ein zum vom Fahrer angeforderten Bremsdruck proportionaler Bremskraftanteil durch gesteuertes Schließen der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 seitens der Basisbremsfunktion 180'A und der Aktuatorsteuerung 180'C erzeugt.
3 veranschaulicht in einem schematischen Diagramm, wie die Verstärkung des vom Fahrer erzeugten Hydraulikdrucks mittels der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 durchgeführt werden kann. Die Aktivierung der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 erfolgt seitens der Basisbremsfunktion 180'A bei Erkennung einer vom Fahrer am Bremspedal 130 angeforderten Fahrzeugverzögerung (z. B. im PT-Betrieb oder in einem anderen Betriebszustand). Zu diesem Zweck kann das Signal des Pedalwegsensors 182 oder des Bremslichtschalters 212 ausgewertet werden.
In dem in 3 dargestellten Beispiel wird auf das Signal des Bremslichtschalters 212 abgestellt. Die Sollgröße der elektromechanischen Unterstützung wird dabei auf der Grundlage der gemessenen Fahrzeuglängsverzögerung ax_mess ermittelt. Zu diesem Zweck wertet die Basisbremsfunktion 180'A das entsprechende Signal des Beschleunigungssensors 210 aus. Dabei wird auf der Grundlage eines iterativen Algorithmus der erforderliche, auf die Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 zurückgehende Verzögerungsanteil ax_soll_EPB(n) zum Zeitpunkt n ermittelt. Konkret kann in diesem Zusammenhang beispielsweise der folgende Algorithmus zum Einsatz gelangen: $ax_hydr (n - 1) = [ax_mess (n - 1) - ax_EPB (n - 1)]$
$ax_soll_EPB (n) = ax_hydr (n - 1) *EPB_Gain,$
wobei ax_hydr(n-1) ein für den Zeitpunkt n-1 z. B. auf der Grundlage eines Drucksignals des Sensors 196 ermittelter hydraulischer Verzögerungsanteil ist, ax_mess(n-1) eine zum Zeitpunkt n-1 vorherrschende Fahrzeugverzögerung ist und EPB_Gain ein Verstärkungsfaktor ist. Dieser iterative Algorithmus ist in 3 veranschaulicht. Deutlich zu erkennen ist, dass die gemessene Gesamtverzögerung ax_mess sich jeweils aus einem hydraulischen Verzögerungsanteil sowie einem auf die Betätigung der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 zurückgehenden Verzögerungsanteil zusammensetzt.
Zur Berücksichtigung eines eventuell vorhandenen Bergabtriebsmoments, welches die Messung des Beschleunigungssensors 210 verfälschen kann, ist eine Kompensierung eines im Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 210 vorhandenen Steigungsanteils möglich. Dieser Steigungsanteil kann beispielsweise unter Verwendung eines gemessenen Neigungswinkels kompensiert werden.
Die in 3 veranschaulichte Ansteuerung der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2 kann nach Maßgabe einer Schlupfregelung erfolgen. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise der Verstärkungsfaktor EPB_Gain situationsbedingt derart reduziert werden, dass die Blockiergrenze eines betroffenen Rads nicht überschritten wird. Eine solche Vorgehensweise ist jedoch nur solange erfolgreich, wie der unverstärkte Fahrerdruck an den Hinterradbremsen HL, HR unter der Blockiergrenze liegt. Erreicht oder übersteigt der unverstärkte Fahrerdruck jedoch die Blockiergrenze, muss eine andere Maßnahme zur Schlupfregelung ergriffen werden. Konkret ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 in diesem Fall zur Stabilitätserhöhung eine Ansteuerung der Hinterachs-Isolierventile 170, 170' durch die zweite Funktionseinheit 120 vorgesehen, um den vom Fahrer erzeugten Hinterachsbremsdruck für eine Schlupfregelung zu begrenzen. Aufgrund des Funktionsausfalls der ersten Funktionseinheit 110 können die Ventile 170, 170' nämlich in der Regel nicht mehr durch das Steuergerät 180 geschlossen werden.
Um ein Schließen der Ventile 170, 170' im Fehlerfall des Steuergeräts 180 durch das Steuergerät 180' zu ermöglichen, ist die Schalteinrichtung U3 vorgesehen (vgl. 2). Die Schalteinrichtung U3 ist als transistorbasierte Umschalteinrichtung ausgebildet und koppelt in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit 110 wahlweise das Steuergerät 180 der ersten Funktionseinheit 110 oder das Steuergerät 180' der zweiten Funktionseinheit mit den beiden Ventilen 170, 170', um ein Ansteuern dieser Ventile 170, 170' durch das entsprechende Steuergerät 180 bzw. 180' zu ermöglichen. Zu diesem Zweck können separate Ansteuerleitungen zwischen dem Steuergerät 180' und der Schalteinrichtung U3 vorgesehen sein. Das Umschalten der Schalteinrichtung U3 zwischen dem Steuergerät 180 und dem Steuergerät 180' kann durch das Steuergerät 180' oder eine andere Komponente (z. B. das Steuergerät 180) initiiert werden, die einen Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 zu erfassen vermag.
Das Ansteuern eines der oder beider Ventile 170, 170' erfolgt bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 durch die Stabilitätsregelfunktion 180'B und in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des zugeordneten Hinterrads, die von dem entsprechenden Sensor 206, 208 erfasst wurde. Die Stabilitätsregelfunktion 180'B kann in diesem Zusammenhang einen herkömmlichen ABS-Regelalgorithmus verwenden, um das Blockieren des entsprechenden Hinterrads zu verhindern.
In dem oben geschilderten Ausführungsbeispiel wird durch Schließen eines oder beider der Ventile 170, 170' durch das Steuergerät 180' ein vom Fahrer erzeugter Bremsdruck begrenzt. Selbstverständlich könnte auf die gleiche Weise auch ein fehlerhafter Bremsdruck begrenzt werden, der von dem Bremsdruckerzeuger 132 beispielsweise in einem Störfall erzeugt wird.
Neben der Schalteinrichtung U3 sind in der Bremsanlage 102 zwei weitere Schalteinrichtungen U1, U2 verbaut. Diese weiteren Schalteinrichtungen U1, U2 gestatten die Koppelung des Bremspedalwegsensors 182 in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit 110 wahlweise mit dem Steuergerät 180 der ersten Funktionseinheit 110 oder dem Steuergerät 180' der zweiten Funktionseinheit 120.
Die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Schalteinrichtung U1 sowie die (optionale) Schalteinrichtung U2 erläuterten Schaltfunktionen sind nicht auf den Bremspedalwegsensor 182 beschränkt. Diese Schaltfunktionen könnten vielmehr zusätzlich oder alternativ hierzu auch für einen oder mehrere der weiteren Sensoren vorgesehen werden, wie beispielsweise die Radsensoren 202, 204, 206, 208, den Beschleunigungssensor 210 oder den Bremslichtschalter 212. Die hier vorgeschlagene Schaltfunktion hat den Vorteil, dass ein Sensor für die beiden Funktionseinheiten 110, 120 vorgesehen werden kann. Der Sensor als solches muss daher nicht redundant implementiert werden.
Die Schalteinrichtung U1 gestattet es demnach, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit 110 den Pedalwegsensor 182 (und/oder einen anderen Sensor) mit dem zweiten Steuergerät 180' zu koppeln. Das Ausgangssignal S_Ped_extern des Sensors 182 wird dann über eine separate Leitung von der Schalteinrichtung U1 dem Steuergerät 180' der zweiten Funktionseinheit 120 zugeführt. Genauer gesagt wird das Signal der Schalteinrichtung U2 der Funktionseinheit 120 übermittelt. Diese Schalteinrichtung U2 (oder eine andere Komponente der zweiten Funktionseinheit 120) ist dazu ausgebildet, einen Ausgang der Schalteinrichtung U1 (und damit das entsprechende Sensorsignal) in Abhängigkeit der Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit 110 mit dem zweiten Steuergerät 180' zu koppeln. Mit anderen Worten erfolgt eine Ansteuerung, insbesondere ein Umschalten, der Schalteinrichtung U1 von der zweiten Funktionseinheit 120 aus.
Die Schalteinrichtung U2 ist daher ausgelegt, das Signal des Pedalwegsensors 182 in Abhängigkeit von der ersten Funktionseinheit 110 mit der eigentlichen Verarbeitungselektronik (beispielsweise ein Mikroprozessor) des Steuergeräts 180' zu koppeln. Die Schalteinrichtung U2 kann in eine Elektronikbaugruppe des zweiten Steuergeräts 180' integriert sein. In gleicher Weise kann die Schalteinrichtung U1 in eine Elektronikbaugruppe des Steuergeräts 180 integriert sein.
Die Schalteinrichtung U1 oder eine andere Schalteinrichtung ist ferner dazu ausgebildet, den Sensor 182 (und/oder einen anderen Sensor) wahlweise mit einer ersten Leistungsversorgungen oder einer zusätzlich zur ersten Leistungsversorgung vorgesehen zweiten Leistungsversorgung zu koppeln. Die erste Leistungsversorgung ist dabei der ersten Funktionseinheit 110 zugeordnet und die zweite Leistungsversorgung der zweiten Funktionseinheit 120. Das entsprechende Umschalten der Leistungsversorgung kann wiederum durch die Schalteinrichtung U2 erfolgen. Zu diesem Zweck erstrecken sich zwei Leistungsversorgungsleitungen von der Schalteinrichtung U2 zur Schalteinrichtung U1.
Aufgrund des Vorsehens der Schalteinrichtung U1 sowie der Schalteinrichtung U2 steht selbst bei einem Ausfall der Leistungsversorgung der ersten Funktionseinheit 110 oder bei einem Ausfall des Steuergeräts 180 das Signal des Pedalwegsensor 182 (und/oder eines anderen Sensors) für die Rückfallebene in der zweiten Funktionseinheit 120 zur Verfügung. Falls die Schalteinrichtung U1 selbst nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert, beispielsweise aufgrund eines Wassereintritts oder einer mechanischen Zerstörung einer Elektronikbaugruppe, muss auf das Pedalwegsignal verzichtet werden. Jedoch kann die zweite Funktionseinheit 120 ersatzweise auf einen anderen Sensor zurück greifen, beispielsweise den Drucksensor 196, um den entsprechenden Fahrerbremswunsch zu erfassen. Bei einem anderen Teilausfall der ersten Funktionseinheit 110, beispielsweise des Hydrauliksystems HS1, bei weiterhin funktionierendem Steuergerät 180 kann die Übertragung des Sensorsignals von der ersten Funktionseinheit 110 zur zweiten Funktionseinheit 120 auch über einen Fahrzeug-Bus, beispielsweise den in 2 eingezeichneten CAN-Bus erfolgen.
Allgemein bietet die durch die zweite Funktionseinheit 120 geschaffene Redundanz eine sicherheitstechnische Verbesserung, welche die hier vorgestellte Bremsanlage 100 beispielsweise auch für Anwendungsfälle des autonomen oder teilautonomen Fahrens geeignet macht (z. B. in einem RCP-Modus). Insbesondere kann bei Ausfall der ersten Funktionseinheit 110 und einem ausbleibenden Fahrereingriff am (optionalen) Bremspedal 130 das Fahrzeug noch immer mittels der zweiten Funktionseinheit 120 (und ggf. der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2) sicher, also einschließlich einer ggf. erforderlichen fahrzeugstabilisierenden Bremsdruckregelung, zum Stillstand gebracht werden.
Auch kann etwa bei Ausfall einer separaten Energieversorgung für die erste Funktionseinheit 110 (insbesondere für den elektrischen Druckerzeuger 132) eine mangelnde Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit 110 erkannt werden. Wenn in diesem Zustand das Erfordernis einer Bremsdruckregelung an einer der Radbremsen VL und VR erfasst wird (z. B. die Notwendigkeit eines ESC-Eingriffs), so erfolgt diese dann mittels der zweiten Funktionseinheit 120, für die eine getrennte Energieversorgung vorgesehen ist (und ggf. unter Verwendung der Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2).
In einem weiteren Beispiel kann der Ausfall der ersten Funktionseinheit 110 (z. B. ein mechanischer Ausfall des Getriebes 142 des Druckerzeugers 132) dazu führen, dass das Fahrzeug unverzüglich und automatisiert bis zum Stillstand abgebremst werden soll. Falls während dieses Abbremsens eine ABS-Regelung erforderlich wird, wird diese von der zweiten Funktionseinheit 120 (und ggf. den Parkbremsaktuatoren EPB1, EPB2) übernommen.

Claims

Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage (100), umfassend: eine erste Sensoreinrichtung (182), die ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen; eine erste Funktionseinheit (110) mit wenigstens einem ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger (132), mittels dessen an Radbremsen (VL, VR, HL, HR) jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist; und einer ersten Steuerung (180), die ausgebildet ist, den wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger (132) basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern; eine zweite Funktionseinheit (120) mit wenigstens einem zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger (188), mittels dessen an einer Untermenge der Radbremsen (VL, VR, HL, HR) jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist; und einer zweiten Steuerung (180'), die ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit (110) den wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger (188) basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern; und eine erste Schalteinrichtung (U1), die ausgebildet ist, die erste Sensoreinrichtung (182) in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit (110) wahlweise mit der ersten Steuerung (180) oder der zweiten Steuerung (180') zu koppeln.
Bremsanlage (100) nach Anspruch 1, wobei die Schalteinrichtung (U1) ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit (110) die erste Sensoreinrichtung (182) mit der zweiten Steuerung (180') zu koppeln.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Funktionseinheit (110) eine erste Elektronikbaugruppe umfasst, in welche die erste Steuerung (180) und die erste Schalteinrichtung (U1) integriert sind.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine zweite Schalteinrichtung (U2), die ausgebildet ist, die erste Schaltschalteinrichtung (U1) in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit (110) mit der zweiten Steuerung (180') zu koppeln.
Bremsanlage (100) nach Anspruch 4, wobei die zweite Schalteinrichtung (U2) ausgebildet ist, bei gegebener Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit (110) die erste Schalteinrichtung (U1) von der zweiten Steuerung (180') zu entkoppeln.
Bremsanlage (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die zweite Funktionseinheit (120) eine zweite Elektronikbaugruppe umfasst, in welche die zweite Steuerung (180') und die zweite Schalteinrichtung (U2) integriert sind.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schalteinrichtung (U1) und/oder eine dritte Schalteinrichtung (U2) ausgebildet sind/ist, die erste Sensoreinrichtung (182) wahlweise mit einer ersten Leistungsversorgung oder einer zweiten Leistungsversorgung zu koppeln.
Bremsanlage nach den Ansprüchen 6 und 7, wobei die dritte Schalteinrichtung (U2) in die zweiten Elektronikbaugruppe integriert ist.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine fest verdrahtete Leitung vorgesehen ist, welche die erste Schalteinrichtung (U1) mit der zweiten Funktionseinheit (120) koppelt.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Sensoreinrichtung (182) ausgebildet ist, einen mit einer Betätigung eines Bremspedals (130) im Zusammenhang stehenden Parameter zu erfassen.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Sensoreinrichtung wenigstens einen Bremspedalwegsensor (182) umfasst.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Sensoreinrichtung (S1) wenigstens einen Radsensor (202, 204, 206, 208) umfasst.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Steuerung (180) ausgebildet ist, basierend auf dem Sensorsignal den ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger (132) zur Verstärkung eines von einem Fahrer mittels eines Bremspedals (130) in einem Hauptzylinder (148) erzeugten Hydraulikdruck anzusteuern; und/oder die zweite Steuerung (180') ausgebildet ist, basierend auf dem Sensorsignal den zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger (188) zur Verstärkung eines von einem Fahrer mittels eines Bremspedals (130) in einem Hauptzylinder (148) erzeugten Hydraulikdruck zu anzusteuern.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Steuerung (180) ausgebildet ist, basierend auf dem Sensorsignal den ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger (132) für eine fahrzeugstabilisierende Bremsdruckregelung anzusteuern; und/oder die zweite Steuerung (180') ausgebildet ist, basierend auf dem Sensorsignal den zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger (188) für eine fahrzeugstabilisierende Bremsdruckregelung anzusteuern.
Bremsanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsanlage (100) ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Schalteinrichtung (U1) anstatt des Sensorsignals der ersten Sensoreinrichtung (182) ein Sensorsignal einer zweiten Sensoreinrichtung (196) für eine Ansteuerung des ersten elektrischen Bremsdruckerzeugers (132) oder des zweiten elektrischen Bremsdruckerzeugers (188) zu verwenden.
Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage (100), die das Folgende umfasst: eine Sensoreinrichtung (182), die ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen; eine erste Funktionseinheit (110) mit wenigstens einem ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger (132), mittels dessen an Radbremsen (VL, VR, HL, HR) jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist; und einer ersten Steuerung (180), die ausgebildet ist, den wenigstens einen ersten elektrischen Bremsdruckerzeuger (132) basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern; und eine zweite Funktionseinheit (120) mit wenigstens einem zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger (188), mittels dessen an einer Untermenge der Radbremsen (VL, VR, HL, HR) jeweils ein Bremsdruck erzeugbar ist; und einer zweiten Steuerung (180'), die ausgebildet ist, bei einem Funktionsausfall der ersten Funktionseinheit (110) den wenigstens einen zweiten elektrischen Bremsdruckerzeuger (188) basierend auf dem Sensorsignal anzusteuern; das Verfahren umfassend den Schritt: wahlweises Koppeln der Sensoreinrichtung (182) mit der ersten Steuerung (180) oder der zweiten Steuerung (180') in Abhängigkeit einer Funktionsfähigkeit der ersten Funktionseinheit (110).
Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 16, wenn dieser auf wenigstens einem Prozessor abläuft.
Steuergerät oder System aus mehreren Steuergeräten (180; 180'), umfassend wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher, in dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17 abgespeichert ist.