DE102018009370A1

DE102018009370A1 - Elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage mit redundanter Hydraulikdruckerzeugung und Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage

Info

Publication number: DE102018009370A1
Application number: DE102018009370.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Einig; Blaise J. Ganzel; Nicholas Alford
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-06-04
Also published as: CN111231918B; CN111231918A; US11590945B2; US20200172067A1

Abstract

Es wird eine elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage angegeben, die einen elektrisch ansteuerbaren ersten Hydraulikdruckerzeuger und einen elektrisch ansteuerbaren zweiten Hydraulikdruckerzeuger umfasst. Die Bremsanlage umfasst des Weiteren eine erste Ventileinrichtung pro Radbremse mit wenigstens einem ersten Ventil, wobei die erste Ventileinrichtung die ihr zugeordnete Radbremse in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand von einem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers trennt und in einem elektrisch angesteuerten Zustand mit dem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers verbindet. Des Weiteren ist eine zweite Ventileinrichtung pro Radbremse vorgesehen, die ein zweites Ventil zwischen einem Ausgang des zweiten Hydruckerzeugers und der ihr zugeordneten Radbremse sowie ein drittes Ventil zwischen dieser Radbremse und einem ersten Hydraulikdruck-Reservoir umfasst. Die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung sind parallel zueinander angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Fahrzeug-Bremsanlagen. Konkret werden eine elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage mit redundanter Hydraulikdruckerzeugung und ein Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage angegeben.
Hintergrund
Elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen nach dem Brake-By-Wire- (BBW-) Prinzip umfassen einen elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeuger, der im Betriebsbremsbetrieb den Bremsdruck an den Radbremsen des Fahrzeugs erzeugt. Eine vom Fahrer an einem Bremspedal angeforderte Fahrzeugverzögerung wird dabei sensorisch erfasst und in ein Ansteuersignal für den elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeuger umgewandelt.
Um auch bei Ausfall des elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeugers noch einen Bremsdruck an den Radbremsen aufbauen zu können, umfassen Bremsanlagen, die nach dem BBW-Prinzip betrieben werden können, bislang zusätzlich einen Hauptzylinder, über den ebenfalls Hydraulikfluid zu den Radbremsen gefördert werden kann. Bei regulärer Betriebsfähigkeit der Bremsanlage ist der Hauptzylinder von den Radbremsen oder das Bremspedal vom Hauptzylinder entkoppelt. In diesem Fall wird ein Radbremsdruck ausschließlich mittels des elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeugers aufgebaut. Im Notbremsbetrieb hingegen, also beispielsweise bei Ausfall des elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeugers, wird diese Entkoppelung aufgehoben. Der Fahrer selbst kann dann mittels des Hauptzylinders einen Bremsdruck an den Radbremsen erzeugen.
Der Notbremsbetrieb wird aufgrund der aufgehobenen Entkopplung 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 unabdingbare Redundanz.
Auch Fahrzeug-Bremsanlagen für autonomes oder teilautonomes Fahren müssen redundant ausgelegt sein. Allerdings kann in solchen Fällen nicht mehr davon ausgegangen werden, dass sich der Fahrer 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).
Aus diesem Grund wird gefordert, dass Bremsanlagen für autonomes oder teilautonomes Fahren neben einer Funktionseinheit, die eine elektrisch ansteuerbare Hauptbremsfunktion bereitstellt, noch eine weitere Funktionseinheit umfassen, die in redundanter Weise eine elektrisch ansteuerbare Hilfsbremsfunktion implementieren kann. In diesem Fall finden zwei elektrisch ansteuerbare Hydraulikdruckerzeuger Verwendung, um eine Redundanz bei der Hydraulikdruckerzeugung zu schaffen. Aufgrund dieser Redundanz kann dann auch daran gedacht werden, auf den Hauptzylinder und die PT-Funktionalität zu verzichten.
Kurzer Abriss
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage anzugeben, die in redundanter Weise zwei elektrisch ansteuerbare Hydraulikdruckerzeuger umfasst und einen effizienten Aufbau besitzt.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage angegeben, die einen elektrisch ansteuerbaren ersten Hydraulikdruckerzeuger sowie einen elektrisch ansteuerbaren zweiten Hydraulikdruckerzeuger umfasst. Die Bremsanlage umfasst ferner eine erste Ventileinrichtung pro Radbremse mit wenigstens einem ersten Ventil, wobei die erste Ventileinrichtung die ihr zugeordnete Radbremse in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand von einem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers trennt und in einem elektrisch angesteuerten Zustand mit dem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers verbindet. Außerdem umfasst die Bremsanlage eine zweite Ventileinrichtung pro Radbremse, die ein zweites Ventil zwischen einem Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers und der ihr zugeordneten Radbremse sowie ein drittes Ventil zwischen dieser Radbremse und einem ersten Hydraulikfluid-Reservoir umfasst, wobei die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung parallel zueinander angeordnet sind.
Die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung können beispielsweise in zwei parallelen Ästen einer sich ausgehend von der entsprechenden Radbremse verzweigenden Hydraulikleitung angeordnet sein. Der der zweiten Ventileinrichtung zugeordnete Ast kann sich in zwei Unteräste verzweigen, in welchen jeweils das zweite Ventil und das dritte Ventil parallel zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer Variante ist das zweite Ventil ausgebildet, im elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers zu der dem zweiten Ventil zugeordneten Radbremse zu unterbinden. Das zweite Ventil kann ein 2/2-Wege-Ventil sein. Das zweite Ventil kann keine Rückschlagventilfunktion aufweisen. Dies gilt insbesondere für dessen Sperrstellung, die dann in beide Flussrichtungen sperrend wirkt.
Das dritte Ventil kann im elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss von der dem dritten Ventil zugeordneten Radbremse zum ersten Hydraulikfluid-Reservoir unterbinden. Das dritte Ventil kann ein 2/2-Wege-Ventil sein. Das dritte Ventil kann eine Rückschlagventilfunktion aufweisen, um im elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss hin zu der dem dritten Ventil zugeordneten Radbremse zu gestatten.
Die erste Ventilanordnung kann insbesondere in deren Sperrstellung keine Rückschlagventilfunktion aufweisen. Die erste Ventilanordnung kann aus dem ersten Ventil bestehen. Mit anderen Worten kann die erste Ventileinrichtung zusätzlich zu dem ersten Ventil kein weiteres Ventil umfassen.
Gemäß einer ersten Variante ist das erste Ventil ein 2/2-Wege-Ventil. Gemäß einer zweiten Variante ist das erste Ventil ein 3/2-Wege-Ventil. Diese beiden Varianten sind dahingehend kombinierbar, dass die Bremsanlage mehrere erste Ventileinrichtungen umfasst, wobei das erste Ventil wenigstens einer der ersten Ventileinrichtungen ein 2/2-Wege-Ventil ist und das erste Ventil wenigstens einer weiteren der ersten Ventileinrichtungen ein 3/2-Wege-Ventil ist.
Allgemein kann die Bremsanlage einen mittels eines Bremspedals betätigbaren Hauptzylinder zur Bremsdruckerzeugung an einer Radbremse in einem Push-Through-Betrieb umfassen. In diesem Fall kann die erste Ventileinrichtung ausgebildet sein, um wahlweise einen Ausgang des Hauptzylinders oder den Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers mit wenigstens einer Radbremse zu verbinden („Umschaltfunktion“). Insbesondere in diesem Fall kann die erste Ventileinrichtung genau ein 3/2-Wege-Ventil umfassen. Sie kann aber auch zwei 2/2-Wege-Ventile zum Realisieren der Umschaltfunktion umfassen.
Die Bremsanlage kann ferner eine dritte Ventileinrichtung umfassen, die zwischen dem Ausgang des Hauptzylinders und der ersten Ventileinrichtung (die dann beispielsweise als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist) angeordnet ist. In diesem Fall können die erste Ventileinrichtung und die dritte Ventileinrichtung in ihrem jeweils elektrisch nicht angesteuerten Zustand den Ausgang des Hauptzylinders mit der der ersten Ventileinrichtung zugeordneten Radbremse verbinden.
Die Bremsanlage kann ferner eine mittels eines Bremspedals betätigbare Pedalrückwirkungs-Simulationseinheit umfassen. Die Pedalrückwirkungs-Simulationseinheit kann auf einem mechanischem oder einem hydraulischen Prinzip basieren.
Die Bremsanlage kann in keiner Ventilstellung einen hydraulischen Durchgriff bei einer Bremspedalbetätigung hin zu einer Radbremse gestatten. Mit anderen Worten verfügt die Bremsanlage in diesem Fall über keinen PT-Betrieb, so dass auch der Hauptzylinder entfallen kann.
Gemäß einer Variante umfasst die Bremsanlage zwischen dem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers und jeder Radbremse außer der ersten Ventileinrichtung keine weitere Ventileinrichtung. In diesem Fall entscheidet daher allein der Schaltzustand der ersten Ventileinrichtung darüber, ob mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers ein Hydraulikdruck in einer bestimmten Radbremse aufgebaut werden kann oder nicht.
Die Bremsanlage kann ferner wenigstens eine vierte Ventileinrichtung umfassen, die zwischen dem zweiten Ventil und dem Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers auf der einen Seite und dem ersten und/oder einem zweiten Hydraulikfluid-Reservoir auf der anderen Seite angeordnet ist. Die wenigstens eine vierte Ventileinrichtung kann in einem elektrisch angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers in das erste und/oder das zweite Hydraulikfluid-Reservoir unterbinden. Die vierte Ventileinrichtung kann ein Ventil umfassen oder daraus bestehen. Das Ventil kann ein 2/2-Wege-Ventil sein. Dieses Ventil kann im elektrisch nicht angesteuerten Zustand eine Durchlassstellung aufweisen. Des Weiteren kann das Ventil eine Rückschlagventilfunktion besitzen, um im elektrisch angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss hin zum zweiten Ventil zu ermöglichen.
Die Bremsanlage kann eine fünfte Ventileinrichtung umfassen, die zwischen einem Eingang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers und einem oder dem zweiten Hydraulikfluid-Reservoir angeordnet ist. Die fünfte Ventileinrichtung kann in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom zweiten Hydraulikfluid-Reservoir zum zweiten Hydraulikdruckerzeuger unterbinden. Die fünfte Ventileinrichtung kann zwischen dem Eingang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers und dem ersten Hydraulikfluid-Reservoir auf der einen Seite und dem zweiten Hydraulikfluid-Reservoir auf der anderen Seite angeordnet sein.
Die fünfte Ventileinrichtung kann ein Ventil umfassen oder daraus bestehen. Bei diesem Ventil kann es sich um ein 2/2-Wege-Ventil handeln. Das Ventil kann in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom zweiten Hydraulikfluid-Reservoir zum Eingang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers unterbinden. Das Ventil kann eine Rückschlagventilfunktion aufweisen, um im elektrisch nicht angesteuerten Zustand ein Zurückströmen von Hydraulikfluid in das zweite Hydraulikfluid-Reservoir zu ermöglichen.
Das erste Hydraulikfluid-Reservoir kann als Niederdruckspeicher ausgebildet sein. Bei einer mehrkreisigen Bremsanlage kann pro Bremskreis ein erstes Hydraulikfluid-Reservoir vorgesehen sein. Das zweite Hydraulikfluid-Reservoir kann von einem drucklosen Reservoir gebildet werden.
Die Bremsanlage kann eine oder mehrere Steuerungen umfassen. Jede Steuerung kann in Gestalt von Programmcode in einem Steuergerät abgelegt und durch einen Prozessor des Steuergeräts ausführbar sein. Ein einziges Steuergerät kann in diesem Zusammenhang mehrere verschiedene Steuerungen implementieren. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, verschiedene Steuerungen in verschiedenen Steuergeräten zu implementieren.
Gemäß einer Variante umfasst die Bremsanlage eine erste Steuerung, die ausgebildet ist, einen mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers an wenigstens einer Radbremse aufgebauten Hydraulikdruck durch Ablassen von Hydraulikfluid in (zumindest) das erste Hydraulikfluid-Reservoir abzubauen. Die erste Steuerung kann insbesondere ausgebildet sein, zum Ablassen des Hydraulikfluids in das erste Hydraulikfluid-Reservoir das der Radbremse zugeordnete zweite Ventil zu schließen und das der Radbremse zugeordnete dritte Ventil zu öffnen. Das Öffnen oder Schließen kann je nach Ausbildung des Ventils durch ein elektrisches Ansteuern oder durch das Unterlassen eines elektrischen Ansteuerns erfolgen.
Die Bremsanlage kann mehrere erste Ventileinrichtungen umfassen. In diesem Fall kann die Bremsanlage ferner eine zweite Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, die mehreren ersten Ventileinrichtungen in einem zeitlichen Multiplex-Betrieb anzusteuern, um mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers an unterschiedlichen Radbremsen unterschiedliche Hydraulikdrücke einzustellen. Im zeitlichen Multiplex-Betrieb kann jeder Radbremse ein bestimmter Zeitschlitz zugeordnet sein, zu dem an der entsprechende Radbremse mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers ein Hydraulikdruck auf- oder abgebaut werden kann. Der zeitliche Multiplex-Betrieb kann insbesondere im Rahmen eines Bremsdruckregeleingriffs erfolgen.
In Zusammenhang mit dem Multiplex-Betrieb kann die zweite Steuerung insbesondere ausgebildet sein, selektiv dann die ersten Ventileinrichtungen im Multiplex-Betrieb anzusteuern, wenn ein Funktionsverlust im Zusammenhang mit dem zweiten Hydraulikdruckerzeuger und/oder der zweiten Ventileinrichtung erkannt ist. So können beispielsweise der zweite Hydraulikdruckerzeuger und die zweite Ventileinrichtung dazu vorgesehen sein, im Normalbremsbetrieb (wenn also kein Funktionsverlust vorliegt) Bremsdruckregeleingriffe an einer bestimmten Radbremse vorzunehmen. Diese Aufgabe kann bei einem Funktionsverlust im Zusammenhang mit dem zweiten Hydraulikdruckerzeuger und/oder der zweiten Ventileinrichtung dann vom ersten Hydraulikdruckerzeuger und der ersten Ventileinrichtung übernommen werden.
Es können mehrere zweite Ventileinrichtungen vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Bremsanlage eine dritte Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, die mehreren zweiten Ventileinrichtungen anzusteuern, um mittels des zweiten Hydraulikdruckerzeugers an unterschiedlichen Radbremsen unterschiedliche Drücke einzustellen. Das Einstellen unterschiedlicher Drücke an unterschiedlichen Radbremsen unter Verwendung des zweiten Hydraulikdruckerzeugers und der zweiten Ventileinrichtungen kann insbesondere im Zusammenhang mit Bremsdruckregeleingriffen stattfinden, beispielsweise im Normalbremsbetrieb.
Auch kann die Bremsanlage eine vierte Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, für das Durchführen einer Betriebsbremsung den zweiten Hydraulikdruckerzeuger anzusteuern, wenn ein Funktionsverlust im Zusammenhang mit dem ersten Hydraulikdruckerzeuger und/oder der ersten Ventileinrichtung erkannt ist. So kann beispielsweise im Normalbremsbetrieb eine Betriebsbremsung mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers und bei geöffneter erster Ventileinrichtung durchgeführt werden. Sind mehrere Radbremsen und mehrere erste Ventileinrichtungen vorhanden, können für eine Betriebsbremsung alle ersten Ventileinrichtungen geöffnet werden. Im Notbremsbetrieb, also beispielsweise bei einem Funktionsverlust im Zusammenhang mit dem ersten Hydraulikdruckerzeuger und/oder der ersten Ventileinrichtung, kann die Betriebsbremsfunktionaliltät dann vom zweiten Hydraulikdruckerzeuger (bei einer geeigneten Ansteuerung der pro Radbremse vorgesehenen zweiten Ventileinrichtung) übernommen werden.
Der erste Hydraulikdruckerzeuger und die erste Ventileinrichtung können in einer ersten Unterbaugruppe verbaut sein. Der zweite Hydraulikdruckerzeuger und die zweite Ventileinrichtung können in einer von der ersten Unterbaugruppe verschiedenen, separat handhabbaren zweiten Unterbaugruppe verbaut sein. Eine derart modulare Ausgestaltung ermöglicht eine flexible Kombination verschiedener Unterbaugruppen untereinander.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage angegeben, die gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst den Schritt des elektrischen Ansteuerns der ersten Ventileinrichtung und des erste Hydraulikdruckerzeugers, um einen Bremsdruck an der der ersten Ventileinrichtung zugeordneten Radbremse aufzubauen, wobei das zweite Ventil und das dritte Ventil sich in einem Schaltzustand befinden, der ein Entweichen von Hydraulikfluid aus der Radbremse unterbindet.
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 dem Prozessor eines Steuergeräts ausgeführt wird.
Ebenfalls angegeben wird ein Steuergerät oder ein Steuergerätsystem aus mehreren Steuergeräten, wobei das Steuergerät oder Steuergerätsystem wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher umfasst und wobei der Speicher Programmcode umfasst, der, wenn er von dem wenigstens einen 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 erstes Ausführungsbeispiel einer elektrohydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage ohne PT-Funktionalität in einem ersten Betriebszustand;
2 die Fahrzeugbremsanlage gemäß 1 in einem zweiten Betriebszustand; und
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer elektrohydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage mit PT-Funktionalität.

Detaillierte Beschreibung
In 1 ist das hydraulische Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer elektrohydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage 100 gemäß dem BBW-Prinzip dargestellt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Bremsanlage 100 eine erste Funktionseinheit 110, die eine elektrohydraulische Hauptbremsfunktion bereitstellt, und eine zweite Funktionseinheit 112, die in redundanter Weise eine elektrohydraulische Hilfsbremsfunktion implementiert. Die beiden Funktionseinheiten 110, 112 sind jeweils dazu ausgebildet, an allen Radbremsen VL, VR, HL, HR des Fahrzeugs einen Bremsdruck aufzubauen. Hauptbremseinheit bedeutet hier, dass die erste Funktionseinheit 110 dazu vorgesehen ist, im Normalbremsbetrieb (wenn also kein Fehlerfall vorliegt) Betriebsbremsungen gemäß dem BBW-Prinzip durchzuführen. Hilfsbremsfunktion bedeutet hier, dass die zweite Funktionseinheit 112 dazu vorgesehen ist, bei einem Funktionsausfall im Bereich der ersten Funktionseinheit 110, also im Notbremsbetrieb, anstelle der ersten Funktionseinheit 110 Betriebsbremsungen gemäß dem BBW-Prinzip durchzuführen.
Im Normalbremsbetrieb ist die zweite Funktionseinheit 112 für das Durchführen von Bremsdruckregeleingriffen zuständig. Bei einem Funktionsausfall im Bereich der zweiten Funktionseinheit 112, also im Notbremsbetrieb, werden diese Bremsdruckregeleingriffe dann von der ersten Funktionseinheit 110 übernommen.
Aufgrund der durch die beiden Funktionseinheiten 110, 112 geschaffenen Redundanzen ist die Bremsanlage 100 für einen autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb geeignet. Daher kann eine PT-Funktionalität entfallen. Tatsächlich wird gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 auf einen Hauptbremszylinder und auf die üblicherweise vorhandene Möglichkeit eines hydraulischen Durchgriffs ausgehend von einer Bremspedalbetätigung eines Fahrers verzichtet.
Die beiden Funktionseinheiten 110, 112 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 112 verbaut werden, oder umgekehrt. Auch eine modulare Kombination der ersten Funktionseinheit 110 oder der zweiten Funktionseinheit 112 mit einer dritten Funktionseinheit ist möglich.
Wie in 1 veranschaulicht, ist die zweite Funktionseinheit 112 symmetrisch in Bezug auf zwei Bremskreise I. und II. aufgebaut. Der erste Bremskreis I. umfasst die beiden Radbremsen VL und HL, während der zweite Bremskreis II. die beiden Radbremsen HR und VR umfasst. Aufgrund dieser Symmetrie wird im Folgenden nur der erste Bremskreis I. näher betrachtet. Die diesbezüglichen Aussagen gelten entsprechend für den zweiten Bremskreis II.
Die Bremsanlage 100 arbeitet mittels eines Hydraulikfluids, das zum Teil in drei Hydraulikfluid-Reservoirs 124, 124', 126 bevorratet ist. Während die beiden in der zweiten Funktionseinheit 112 verbauten Reservoirs 124, 124' jeweils als Niederdruckspeicher (Low Pressure Accumulator, LPA) ausgelegt und jeweils einem der beiden Bremskreise I. und II. zugeordnet sind, handelt es sich bei dem dritten Reservoir 126 um ein zentrales druckloses Reservoir. Allgemein kann das zum Kompensieren von Bremsbelagverschleiß erforderliche zusätzliche Hydraulikfluidvolumen innerhalb der Bremsanlage 100 vom zentralen Reservoir 126 bereitgestellt werden, während abgesehen davon die Bremsanlage 100 als geschlossenes Hydrauliksystem konfiguriert ist. Das zentrale Reservoir 126 hat ein größeres Fassungsvermögen als die beiden Niederdruckspeicher 124, 124'. Das Volumen des in den beiden Niederdruckspeichern 124, 124' jeweils bevorrateten Hydraulikfluids reicht jedoch zumindest dafür aus, das Fahrzeug im Notbremsbetrieb sicher zum Stillstand bringen zu können.
Die erste Funktionseinheit 110 umfasst zur autonomen, teilautonomen oder vom Fahrer im BBW-Betrieb an einem Bremspedal 130 angeforderten Bremsdruckerzeugung einen ersten elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeuger 132. Dieser Hydraulikdruckerzeuger 132 umfasst im Ausführungsbeispiel eine Zylinder-Kolben-Anordnung 134 nach dem Plunger-Prinzip mit einer Zylinderkammer 136 und einem darin beweglichen Kolben 138. Die Zylinderkammer 136 ist sowohl mit dem drucklosen Reservoir 126 als auch mit den vier Radbremsen VL, HL, VR, HR koppelbar. Der Kolben 138 des Hydraulikdruckerzeugers 132 wird von einem Elektromotor 140 über ein Getriebe 142 angetrieben. Das Getriebe 142 ist im Ausführungsbeispiel als Kugelgewindetrieb realisiert und dazu ausgebildet, eine Rotationsbewegung des Elektromotors 140 in eine Translationsbewegung des Kolbens 138 umzusetzen.
Dem Hydraulikdruckerzeuger 132 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier durch Elektromagnete betätigte und parallel zueinander geschaltete Ventile 142, 144, 146, 148 zugeordnet, die jeweils eine Ventileinrichtung bilden. Genau eines der Ventile 142, 144, 146, 148 ist jeweils zwischen der Zylinderkammer 136 des Hydraulikdruckerzeugers 132 auf der einen Seite und einer jeden der vier Radbremsen VL, HL, VR, HR auf der anderen Seite angeordnet. Die Ventile 142, 144, 146, 148 sind jeweils als 2/2-Wege-Ventil ohne Rückschlagventilfunktion ausgebildet.
Wenn im Folgenden davon die Rede ist, dass ein bestimmtes Ventil elektrisch angesteuert wird, bezieht sich dies auf eine Ansteuerung des dem entsprechenden Ventil zugeordneten Elektromagneten.
1 zeigt die Bremsanlage 100 in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand. In diesem Zustand nehmen die Ventile 142, 144, 146, 148 ihre Sperrstellung ein. Der Hydraulikdruckerzeuger 132 ist daher fluidisch von den Radbremsen VL, HL, VR, HR getrennt. Zum Durchführen einer Betriebsbremsung für einen Radbremsdruckaufbau mittels des Hydraulikdruckerzeugers 132 müssen die vier Ventile 142, 144, 146, 148 zuvor elektrisch angesteuert werden, um diese jeweils in eine Durchlassstellung zu bringen.
Das Ansteuern des Hydraulikdruckerzeugers 132 und der vier Ventile 142, 144, 146, 148 im Rahmen einer am Bremspedal 130 vom Fahrer angeforderten Betriebsbremsung erfolgt nach Maßgabe der Verschiebung eines mit dem Bremspedal 130 gekoppelten Kolbens 150 einer Zylinder-Kolben-Anordnung 152. Die Verschiebung des Kolbens 150 bei einer Bremspedalbetätigung wird von einem Wegsensor 156 erfasst und von einem mit dem Wegsensor 156 gekoppelten Steuergerät 160 in Ansteuersignale für den Hydraulikdruckerzeuger 132 und die vier Ventile 142, 144, 146, 148 umgesetzt.
Das bei einer Bremspedalbetätigung von dem Kolben 152 aus einer Zylinderkammer 158 der Zylinder-Kolben-Anordnung 152 verdrängte Hydraulikfluid wird von einer hydraulischen Pedalrückwirkungs-Simulationseinheit 164 aufgenommen. Die Pedalrückwirkungs-Simulationseinheit 164 ist ebenfalls als Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet und umfasst einen verschiebbaren Kolben 166. Der Kolben 166 ist federkraftbeaufschlagt, um das gewohnte Pedalrückwirkungsverhalten bei Verdrängung von Hydraulikfluid aus der Zylinder-Kolben-Anordnung 152 in die Pedalrückwirkungs-simulationseinheit 164 aufzunehmen.
Die zweite Funktionseinheit 112 umfasst neben den bereits angesprochenen beiden Niederdruckspeichern 124, 124' einen elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeuger 188. Der Hydraulikdruckerzeuger 188 ist durch das Steuergerät 160 oder ein separates Steuergerät ansteuerbar. In einer Ausführungsform umfasst jede Funktionseinheit 110, 112 ein separates Steuergerät. Die beiden Steuergeräte können dann miteinander kommunizieren, um Funktionsverluste im Bereich der jeweils anderen Funktionseinheit erkennen und geeignete Maßnahmen einleiten zu können.
Der Hydraulikdruckerzeuger 188 der zweiten Funktionseinheit 112 umfasst im Ausführungsbeispiel einen Elektromotor 190 sowie pro Bremskreis I. bzw. II. eine beispielsweise als Zahnrad- oder Radialkolbenpumpe ausgeführte Pumpe 192, 192' mit je einem Eingang und einem Ausgang. Jede Pumpe 192, 192' ist entgegen ihrer Einlass- und Förderrichtung sperrend, wie anhand der Sperrventile am Eingang und Ausgang der Pumpen 192, 192' dargestellt. Die Pumpen 192, 192' sind jeweils konfiguriert, um Hydraulikfluid aus dem zugeordneten Niederdruckspeicher 124, 124' oder dem zentralen Reservoir 126 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, vgl. Bezugszeichen 132).
Wie bereits erwähnt, ist die zweite Funktionseinheit 112 ist in Bezug auf die Bremskreise I. und II. symmetrisch ausgebildet. Daher werden im Folgenden nur die dem ersten Bremskreis I. zugeordneten Komponenten der zweiten Funktionseinheit 112 näher erläutert.
Die hydraulische Verbindung der Radbremsen VL, HL des Bremskreises I. wird von durch Elektromagnete betätigte 2/2-Wegeventile 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, 172, 174, 176 jeweils ihre Sperrstellung einnehmen.
Die Ventile 170 und 174 sind als 2/2-Wege-Ventile ohne Rückschlagventilfunktion ausgebildet und zwischen dem Ausgang des Hydraulikdruckerzeugers 188 auf der einen Seite und der entsprechenden Radbremse VL bzw. HL auf der andere Seite angeordnet. Die Ventile 172 und 176 sind als 2/2-Wege-Ventile mit Rückschlagventilfunktion ausgebildet und zwischen der entsprechenden Radbremse VL bzw. HL auf der einen Seite und dem Niederdruckspeicher 124 auf der anderen Seite angeordnet. Die beiden Ventile 170 und 172 bilden eine der Radbremse VL zugeordnete Ventilanordnung, während die beiden Ventile 174 und 176 eine der Radbremse HL zugeordnete Ventilanordnung bilden.
Wie 1 zu entnehmen ist, sind die Ventile 170 und 172 in zwei Ästen einer ersten Hydraulikleitung angeordnet, die parallel zu einer zweiten Hydraulikleitung verläuft, in der das Ventil 142 angeordnet ist. Beide Hydraulikleitungen führen zu der Radbremse VL. Man kann also sagen, dass die Ventile 142, 170 und 172 parallel zueinander angeordnet sind (gleiches gilt für die der Radbremse HL zugeordneten Ventile 144, 174, 176 usw.).
Die den Radbremsen VL und HL zugeordneten Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 sowie der Hydraulikdruckerzeuger 188 sind jeweils dazu ausgebildet, um für Radbremsdruckregeleingriffe an der jeweiligen Radbremse VL bzw. HL angesteuert zu werden. Die Ansteuerung der Ventilanordnung 170, 172, der Ventilanordnung 174, 176 und des Hydraulikdruckerzeugers 188 im Rahmen der Radbremsdruckregeleingriffe erfolgt durch das Steuergerät 160 oder ein anderes Steuergerät. Das entsprechende Steuergerät implementiert dabei beispielsweise die Radbremsdruck-Regelungsfunktionen eines Antiblockiersystems (ABS), einer Fahrdynamikregelung (z. B. einer Electronic Stability Control, ESC), einer Antriebsschlupfregelung (ASR) oder einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC).
Bei einer Antiblockierregelung (ABS) gilt es, während einer vom Fahrer am Bremspedal 130 angeforderten Betriebsbremsung 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 VL und HL zugeordneten Ventilanordnungen 170, 172 bzw. 174, 176 sowie ggf. des Hydraulikdruckerzeugers 188 ergeben.
Während einer Druckaufbauphase wird das Ventil 170 oder 174, an dessen zugeordneter Radbremse VL bzw. HL eine Druckerhöhung stattfinden soll, elektrisch angesteuert und nimmt dann seine Durchlassstellung ein, so dass ein Erhöhen des Bremsdrucks in der Radbremsen VL bzw. HL mittels des Hydraulikdruckerzeugers 188 erfolgen kann. Das Ventil 172 bzw. 176 nimmt hingegen seine in 1 veranschaulichte, sperrende Grundstellung ein, so dass das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid nicht zum Niederdruckspeicher 124 hin entweichen kann. Für eine Druckhaltephase an einer der Radbremsen VL oder HL wird keines der Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 angesteuert. Die Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 bleiben daher sperrend. Dadurch ist die Radbremse VL oder HL hydraulisch abgekoppelt, so dass ein anstehender Radbremsdruck konstant gehalten wird. Bei einer Druckabbauphase an einer der Radbremsen VL oder HL wird das Ventil 172 bzw. 176 angesteuert, also in seine Durchlassstellung gebracht, während das Ventil 170 bzw. 174 nicht angesteuert wird und daher in seiner Sperrstellung verbleibt. Somit kann Hydraulikfluid aus der Radbremse VL oder HL in den Niederdruckspeicher 124 abfließen, um einen in der Radbremse VL bzw. HL anstehenden Bremsdruck zu erniedrigen.
Andere Bremsdruckregeleingriffe erfolgen 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. Zu den Zwecken einer ASR, einer ESC oder einer ACC wird an wenigstens einer der Radbremsen VL und HL durch Ansteuern des Hydraulikdruckerzeugers 188 ein Bremsdruck aufgebaut. Dazu nimmt das der entsprechenden Radbremse VL bzw. HL zugeordnete Ventil 172 bzw. 176 dessen in 1 veranschaulichte, sperrende Grundstellung ein, während das Ventil 170 bzw. 174 elektrisch angesteuert und dadurch geöffnet wird. Ein Feineinstellen oder Modulieren des Bremsdrucks kann durch entsprechende Ansteuerung des Bremsdruckerzeugers 188 sowie der Ventile 170, 172 bzw. 174, 176 vorgenommen werden, wie im Zusammenhang mit der ABS-Regelung oben erläutert.
Wie in 1 gezeigt, umfassen die dem ersten Bremskreis I. zugeordneten Komponenten der zweiten Funktionseinheit zwei weitere, durch Elektromagnete betätigte 2/2-Wege-Ventile 180, 182 jeweils mit Rückschlagventilfunktion. Das Ventil 180 ist zwischen den beiden Ventilen 170, 174 und dem Ausgang des Hydraulikdruckerzeugers 188 auf der einen Seite und dem Reservoir 126 auf der anderen Seite angeordnet. Das Ventil 182 ist zwischen dem Eingang des Hydraulikdruckerzeugers 188 und dem Ausgang des Reservoirs 124 auf der einen Seite und dem Reservoir 126 auf der anderen Seite angeordnet.
Das Ventil 180 ist in seinem elektrisch nicht angesteuerten Zustand in seiner Durchlassstellung, während das Ventil 182 dann in seiner Sperrstellung ist (wobei allerdings aufgrund der Rückschlagventilfunktion Hydraulikfluid in das Reservoir 126 zurückfließen kann, beispielsweise bei einer ABS-Regelung mit vollständig befülltem Niederdruckspeicher 124). Wird das Ventil 180 durch elektrische Ansteuerung in seine Sperrstellung überführt, kann aufgrund der Rückschlagventilfunktion Hydraulikfluid zu den Ventilen 170, 174 hin abfließen.
Im Normalbremsbetrieb, wenn also beide Funktionseinheiten 110, 112 voll funktionsfähig sind, werden Betriebsbremsungen mittels der ersten Funktionseinheit 110 durchgeführt, während die zweite Funktionseinheit 112 im Zusammenhang mit Bremsdruckregeleingriffen Verwendung findet. Um im Normalbremsbetrieb mittels der Funktionseinheit 110 einen Radbremsdruck aufbauen zu können, werden die Ventile 142, 144, 146, 148 durch elektrisches Ansteuern geöffnet. Dieser Betriebszustand der Bremsanlage 100 ist in 2 dargestellt. Nun kann durch Ansteuern des Hydraulikdruckerzeugers 132 Hydraulikfluid aus der Zylinderkammer 136 zu den vier Radbremsen VL, HL, HR, VR verschoben und dadurch ein Radbremsdruck aufgebaut werden. Die diesen Radbremsen VL, HL, HR, VR zugeordneten Ventile 170, 172, 174, 176 des ersten Bremskreises I. und die entsprechenden Ventile des zweiten Bremskreises II. befinden sich hingegen in ihren sperrenden Grundstellungen, so dass das vom Hydraulikdruckerzeuger 132 unter Druck gesetzte Hydraulikfluid nicht von den Radbremsen VL, HL, HR, VR in die Funktionseinheit 112 abfließen kann.
Um im Rahmen einer Betriebsbremsung den in den Radbremsen VL, HL, VR, HR anstehenden Radbremsdruck wieder abzubauen, werden gemäß einer Variante die Ventile 172 und 176 (sowie die entsprechenden Ventile des zweiten Bremskreises II.) geöffnet. Das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid kann dann in die Niederdruckspeicher 124, 124' abfließen. Sind die Niederdruckspeicher 124, 124' vollständig befüllt, kann für einen weiteren Radbremsdruckabbau Hydraulikfluid über ein an einem Ausgang des jeweiligen Niederdruckspeichers 124 vorgesehenes Rückschlagventil 184, 184' und über die Ventile 182, 182' in das zentrale Resservoir 126 abfließen. Gemäß einer alternativen Radbremsdruck-Abbauvariante kann zum Radbremsdruckabbau auch der Hydraulikdruckerzeuger 132 verwendet werden. Konkret wird in diesem Fall der Kolben 138 zurückbewegt, so dass sich das Volumen der Zylinderkammer 136 wieder vergrößert und die Zylinderkammer 136 Hydraulikfluid aus den Radbremsen VL, HL, HR, VR aufnehmen kann.
Die Funktionseinheit 112 wird für Bremsdruckregeleingriffe im Normalbremsbetrieb, also bei voller Funktionsfähigkeit der Bremsanlage 100, verwendet. Beispielhafte Bremsdruckregeleingriffe wurden bereits oben im Zusammenhang mit ABS, ESC, ASR und ACC erläutert. Um dabei einen unerwünschten Radbremsdruckverlust durch Abfließen von Hydraulikfluid über die Ventile 142, 144, 146, 148 zu vermeiden, werden diese Ventile 142, 144, 146, 148 geschlossen. Das Ventil 180 wird ebenfalls geschlossen und das Ventil 182 verbleibt in seiner sperrenden Grundstellung. Der Hydraulikdruckerzeuger 188 kann nun Hydraulikfluid aus einem der Niederdruckspeicher 124, 124' ansaugen und einer der Radbremsen VL, HL, HR, VR über das dann in eine Öffnungsstellung überführte Ventil 170 bzw. 174 (und entsprechend für den zweiten Bremskreis II.) zuführen. Ist ein Niederdruckspeicher 124, 124' vollständig entleert, kann weiteres Hydraulikfluid aus dem zentralen Reservoir 126 angesaugt werden.
Kommt es zu einem Funktionsverlust im Bereich der Funktionseinheit 112, beispielsweise durch Ausfall des Hydraulikdruckerzeugers 188, werden Bremsdruckregeleingriffe von der Funktionseinheit 110 übernommen. Zu diesem Zweck werden die Ventile 142, 144, 146, 148 im Multiplex-Betrieb angesteuert, um mittels des Hydraulikdruckerzeugers 132 pro Radbremse VL, HL, HR, VR einen individuellen Bremsdruck einstellen zu können. Dabei ist jeder Radbremse VL, HL, HR, VR ein bestimmter Zeitschlitz zugeordnet, zu dem mittels des Hydraulikdruckerzeugers 132 ein Radbremsdruck auf- oder abgebaut werden kann. Wie bereits erwähnt, erfolgt ein Radbremsdruckabbau durch Zurückfahren des Kolbens 138 in der Zylinderkammer 136.
Tritt hingegen ein Funktionsverlust im Bereich der ersten Funktionseinheit 110 auf, beispielsweise durch Ausfall des Hydraulikdruckerzeugers 132, übernimmt die Funktionseinheit 112 auch Betriebsbremsungen. Zu diesem Zweck werden die Ventile 170, 174 (sowie die entsprechenden Ventile des Bremskreises II.) geöffnet und der Hydraulikdruckerzeuger 188 angesteuert, um Hydraulikfluid aus den Niederdruckspeichern 124, 124' und/oder dem zentralen Reservoir 126 zum Radbremsdruckaufbau an die Radbremsen VL, HL, VR, HR zu fördern. Die Ventile 172 und 176 (sowie die entsprechenden Ventile des Bremskreises II.) bleiben hingegen in ihren sperrenden Stellungen, bis der Radbremsdruck wieder abgebaut werden muss.
Da jede der beiden Funktionseinheiten 110, 112 die Funktionen der jeweils anderen Funktionseinheit 112, 110 übernehmen kann, wird eine hohe Redundanz geschaffen. Gleichzeitig besitzt die Bremsanlage 100 eine geringe Komplexität, da aufgrund dieser Redundanz auf einen Hauptzylinder verzichtet werden kann. Auch wird nur eine geringe Anzahl von Ventilen benötigt, die großteils sehr einfach (z. B. ohne Rückschlagventilfunktion) ausgebildet werden können. Die Bremsanlage 100 weist daher einen hoch redundanten und gleichzeitig effizienten Aufbau auf.
Um die Redundanz weiter zu erhöhen, kann die Zylinder-Kolben-Anordnung 152 aus den 1 und 2 durch einen Hauptzylinder 200 ersetzt werden. Dieser Sachverhalt ist in 3 dargestellt. Der Hauptzylinder 200 kann einen Teil der Funktionseinheit 110 bilden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hauptzylinder 200 einkreisig ausgebildet. Es kann natürlich auch daran gedacht werden, einen zweikreisigen Hauptzylinder 200 zu verwenden.
Vom Hauptzylinder 200 ausgehend können die beiden Bremskreise I. und II. in redundanter Weise zu den beiden elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeugern 132, 188 mit unter Druck gesetztem Hydraulikdruck versorgt werden. Zu diesem Zweck sind die beiden Ventile 142, 146 aus den 1 und 2 jeweils durch ein 3/2-Wege-Ventil 210, 212 ersetzt worden. Des Weiteren ist zwischen diesen beiden 3/2-Wege-Ventilen 210, 212 auf der einen Seite und dem Hauptzylinder 200 auf der anderen Seite ein weiteres 2/2 Wege-Ventil 214 vorgesehen. Die Ventile 210, 212, 214 sind durch jeweils einen Elektromagneten betätigbar und nehmen in elektrisch nicht angesteuertem Zustand die in 3 dargestellten Grundstellungen ein. In diesen Grundstellungen koppeln die Ventile 210, 212, 214 den Hauptzylinder 200 mit den Radbremsen VL, VR, HL, HR. Auf diese Weise kann auch bei einem vollständigen Ausfall der Energieversorgung (und einem damit einhergehenden Ausfall der beiden Hydraulikdruckerzeuger 132, 188) noch immer vom Fahrer mittels einer Bremspedalbetätigung ein Hydraulikdruck an den Radbremsen VL, HL, VR, HR aufgebaut werden (PT-Betrieb).
Im BBW-Betrieb hingegen werden die Ventile 210, 212 elektrisch angesteuert. In diesem Schaltzustand koppeln die Ventile 210, 212 dann den Hauptzylinder 200 von den Radbremsen VL, HL, VR, HR ab. Wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 erläutert, kann der Hydraulikdruckaufbau an den Radbremsen VL, HL, VR, HR dann durch elektrisches Ansteuern eines der Hydraulikdruckerzeuger 132, 188 erfolgen. Fällt lediglich der Hydraulikdruckerzeuger 132 aus, ist auch im PT-Betrieb noch das Durchführen von Bremsdruckregeleingriffen mittels der Funktionseinheit 112 möglich. Das Ventil 214 kann in diesem Fall geschlossen werden, um den Hauptzylinder 200 in geeigneter Weise hydraulisch von einem Bremsdruckregeleingriff zu entkoppein.
Die in den 1 bis 3 dargestellten Bremsanlagen 100 können verschiedenen Prüfprozeduren unterzogen werden. So kann ein Prüfen der Funktionsfähigkeit des Hydraulikdruckerzeugers 132 dadurch erfolgen, dass die Ventile 142, 144, 146, 148 (bzw. 210, 144, 212, 146) geschlossen und mittels des Hydraulikdruckerzeugers 132 ein Hydraulikdruck aufgebaut wird. Der dabei aufgebaute Hydraulikdruck kann mittels eines Drucksensors 230 auf eine ausreichende Höhe (z. B. durch Vergleich mit einem Sollwert) überprüft werden. Um die Steifigkeit des Testsystems zu verringern, kann eines der Ventile 142, 144, 146, 148 (bzw. 210, 144, 212, 146) im Rahmen der Prüfprozedur geöffnet werden. Ein solches individuelles Öffnen eines der Ventile 142, 144, 146, 148 (bzw. 210, 144, 212, 146) ermöglicht auch einen Lekage-Test pro Radbremse VL, HL, HR, VR.
Zum Testen der Funktionsfähigkeit des Hydraulikdruckerzeugers 188 kann das Ventil 180 (sowie das entsprechende Ventil 180' des Bremskreises II.) geschlossen und mittels des Hydraulikdruckerzeugers 188 ein Hydraulikdruck aufgebaut werden. Der entsprechende Hydraulikdruck kann dann von geeigneten Sensoren 230, 230' gemessen und mit Sollwerten verglichen werden (und entsprechend für den Bremskreis II.). Zudem kann zur Reduzierung der Systemsteifigkeit eines der Ventile 170, 174 geöffnet werden (und entsprechend für den Bremskreis II.). Auf diese Weise ist ebenfalls ein Lekage-Test für Radbremsen VL, HL, HR, VR möglich.
Ferner kann zur weiteren Erhöhung der Redundanz der Pedalwegsensor 156 zwei- oder dreifach redundant vorgesehen werden (vgl. 3). Bei Dreifach-Redundanz kann der BBW-Betrieb auf den beiden am meisten übereinstimmenden Sensorsignalen basieren. Für die Dreifach-Redundanz können auch zwei Wegsensoren 156, 156' sowie ein ausgangsseitig am Hauptzylinder 200 vorgesehener Drucksensor 234 verwendet werden, wie in 3 dargestellt. Ein solcher Drucksensor 234 könnte auch im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 Verwendung finden.
Die hier vorgestellte Bremsanlage 100 weist eine hohe Redundanz und damit eine hohe Ausfallsicherheit auf. Diese Ausfallsicherheit lässt sich durch das Vorsehen eines Hauptzylinders 200 sowie redundanter Sensoriken 156, 156', 234 noch weiter steigern. Außerdem kann jedenfalls im Hinblick auf die verbauten Ventile eine umkomplizierte Realisierung erzielt werden.

Claims

Elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage (100), umfassend einen elektrisch ansteuerbaren ersten Hydraulikdruckerzeuger (132); eine erste Ventileinrichtung pro Radbremse (VL) mit wenigstens einem ersten Ventil (142, 210), wobei die erste Ventileinrichtung die ihr zugeordnete Radbremse (VL) in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand von einem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) trennt und in einem elektrisch angesteuerten Zustand mit dem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) verbindet; einen elektrisch ansteuerbaren zweiten Hydraulikdruckerzeuger (188); und eine zweite Ventileinrichtung pro Radbremse, die ein zweites Ventil (170) zwischen einem Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) und der ihr zugeordneten Radbremse (VL) sowie ein drittes Ventil (172) zwischen dieser Radbremse (VL) und einem ersten Hydraulikfluid-Reservoir (124, 126) umfasst, wobei die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung parallel zueinander angeordnet sind.
Bremsanlage nach Anspruch 1, wobei das zweite Ventil (170) im elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) zu der dem zweiten Ventil (170) zugeordneten Radbremse (VL) unterbindet.
Bremsanlage nach Anspruch 2, wobei das zweite Ventil (170) keine Rückschlagventilfunktion aufweist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Ventil (172) im elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss von der dem dritten Ventil (172) zugeordneten Radbremse (VL) zum ersten Hydraulikfluid-Reservoir (124, 126) unterbindet.
Bremsanlage nach Anspruch 4, wobei das dritte Ventil (172) eine Rückschlagventilfunktion aufweist, um im elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss hin zu der dem dritten Ventil (172) zugeordneten Radbremse (VL) zu gestatten.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ventilanordnung keine Rückschlagventilfunktion aufweist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ventileinrichtung aus dem ersten Ventil (142, 210) besteht.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Ventil (142) ein 2/2-Wege-Ventil ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Ventil (210) ein 3/2-Wege-Ventil ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bremsanlage mehrere erste Ventileinrichtungen umfasst, wobei das erste Ventil (144) wenigstens einer der ersten Ventileinrichtungen ein 2/2-Wege-Ventil ist und das erste Ventil (210) wenigstens einer weiteren der ersten Ventileinrichtungen ein 3/2-Wege-Ventil ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen mittels eines Bremspedals (130) betätigbaren Hauptzylinder (200) zur Bremsdruckerzeugung an einer Radbremse (VL) in einem Push-Through-Betrieb; wobei die erste Ventileinrichtung ausgebildet ist, um wahlweise einen Ausgang des Hauptzylinders (200) oder den Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) mit wenigstens einer Radbremse (VL) zu verbinden.
Bremsanlage nach Anspruch 11, umfassend eine dritte Ventileinrichtung (214), die zwischen dem Ausgang des Hauptzylinders (200) und der ersten Ventileinrichtung (210) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 12, wobei die erste Ventileinrichtung (210) und die dritte Ventileinrichtung (214) in ihrem jeweils elektrisch nicht angesteuerten Zustand den Ausgang des Hauptzylinders (200) mit der der ersten Ventileinrichtung (210) zugeordneten Radbremse (VL) verbinden.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine mittels eines Bremspedals (130) betätigbare hydraulische Pedalrückwirkungs-Simulationseinheit (164); wobei die Bremsanlage (100) in keiner Ventilstellung einen hydraulischen Durchgriff bei einer Bremspedalbetätigung hin zu einer Radb remse (VL) gestattet.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremsanlage zwischen dem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) und jeder Radbremse (VL) außer der ersten Ventileinrichtung keine weitere Ventileinrichtung umfasst.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine vierte Ventileinrichtung (180), die zwischen dem zweiten Ventil (170) und dem Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) auf der einen Seite und dem ersten und/oder einem zweiten Hydraulikfluid-Reservoir (124, 126) auf der anderen Seite angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 16, wobei die wenigstens eine vierte Ventileinrichtung (180) in einem elektrisch angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) in das erste und/oder das zweite Hydraulikfluid-Reservoir (124, 126) unterbindet.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine fünfte Ventileinrichtung (182), die zwischen einem Eingang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) und einem oder dem zweiten Hydraulikfluid-Reservoir (126) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 18, wobei die fünfte Ventileinrichtung (182) in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand einen Hydraulikfluidfluss vom zweiten Hydraulikfluid-Reservoir (126) zum Eingang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) unterbindet.
Bremsanlage nach Anspruch 18 oder 19, wobei die fünfte Ventileinrichtung (182) zwischen dem Eingang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) und dem ersten Hydraulikfluid-Reservoir (124) auf der einen Seite und dem zweiten Hydraulikfluid-Reservoir (126) auf der anderen Seite angeordnet ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Hydraulikfluid-Reservoir (124) als Niederdruckspeicher ausgebildet ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine erste Steuerung (160), die ausgebildet ist, einen mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) an wenigstens einer Radbremse (VL) aufgebauten Hydraulikdruck durch Ablassen von Hydraulikfluid in das erste Hydraulikfluid-Reservoir (124) abzubauen.
Bremsanlage nach Anspruch 22, wobei die erste Steuerung (160) ausgebildet ist, zum Ablassen des Hydraulikfluids in das erste Hydraulikfluid-Reservoir (124) das der Radbremse (VL) zugeordnete zweite Ventil (170) zu schließen und das der Radbremse (VL) zugeordnete dritte Ventil (172)zu öffnen.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere erste Ventileinrichtungen (142, 144); und eine zweite Steuerung (160), die ausgebildet ist, die mehreren ersten Ventileinrichtungen (142, 144) in einem zeitlichen Multiplex-Betrieb anzusteuern, um mittels des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) an unterschiedlichen Radbremsen (VL, HL) unterschiedliche Hydraulikdrücke einzustellen.
Bremsanlage nach Anspruch 24, wobei die zweite Steuerung (160) ausgebildet ist, selektiv dann die ersten Ventileinrichtungen (142, 144) im Multiplex-Betrieb anzusteuern, wenn ein Funktionsverlust im Zusammenhang mit dem zweiten Hydraulikdruckerzeuger (188) und/oder der zweiten Ventileinrichtung erkannt ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere zweite Ventileinrichtungen (170, 172; 174, 176) und eine dritte Steuerung (160), die ausgebildet ist, die mehreren zweiten Ventileinrichtungen (170, 172; 174, 176) anzusteuern, um mittels des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) an unterschiedlichen Radbremsen (VL, HL) unterschiedliche Hydraulikdrücke einzustellen.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine vierte Steuerung (160), die ausgebildet ist, für das Durchführen einer Betriebsbremsung den zweiten Hydraulikdruckerzeuger (188) anzusteuern, wenn ein Funktionsverlust im Zusammenhang mit dem ersten Hydraulikdruckerzeuger (132) und/oder der ersten Ventileinrichtung erkannt ist.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Hydraulikdruckerzeuger (132) und die erste Ventileinrichtung (142) in einer ersten Unterbaugruppe (110) verbaut sind; und der zweite Hydraulikdruckerzeuger (188) und die zweite Ventileinrichtung (170, 172) in einer von der ersten Unterbaugruppe (112) verschiedenen, separat handhabbaren zweiten Unterbaugruppe verbaut sind.
Verfahren zum Betreiben einer elektrohydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage (100), die das Folgende umfasst; einen elektrisch ansteuerbaren ersten Hydraulikdruckerzeuger (132); eine erste Ventileinrichtung pro Radbremse (VL) mit wenigstens einem ersten Ventil (142, 210), wobei die erste Ventileinrichtung die ihr zugeordnete Radbremse (VL) in einem elektrisch nicht angesteuerten Zustand von einem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) trennt und in einem elektrisch angesteuerten Zustand mit dem Ausgang des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132) verbindet; einen elektrisch ansteuerbaren zweiten Hydraulikdruckerzeuger (188); und eine zweite Ventileinrichtung pro Radbremse (VL), die ein zweites Ventil (170) zwischen einem Ausgang des zweiten Hydraulikdruckerzeugers (188) und der ihr zugeordneten Radbremse (VL) sowie ein drittes Ventil (172) zwischen dieser Radbremse (VL) und einem ersten Hydraulikfluid-Reservoir (124, 126) umfasst, wobei die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung parallel zueinander angeordnet sind; das Verfahren umfassend den Schritt: elektrisches Ansteuern der ersten Ventileinrichtung und des ersten Hydraulikdruckerzeugers (132), um einen Bremsdruck an der der ersten Ventileinrichtung zugeordneten Radbremse (VL) aufzubauen, wobei das zweite Ventil (170) und das dritte Ventil (172) sich in einem Schaltzustand befinden, der ein Entweichen von Hydraulikfluid aus der Radbremse (VL) unterbindet.
Steuergerät (160) oder Steuergerätesystem mit wenigstens einem Prozessor und wenigstens einem Speicher, wobei der Speicher Programmcode umfasst, der, wenn er von dem wenigstens einen Prozessor ausgeführt wird, die Durchführung der Schritte nach Anspruch 29 bewirkt.