DE102018133218A1

DE102018133218A1 - Redundantes Bremssystem mit einer Druckversorgung für E-Fahrzeuge und Fahrzeuge mit autonomem Fahren der Stufe 3 (HAD) bis Stufe 4 (FAD)

Info

Publication number: DE102018133218A1
Application number: DE102018133218.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Leiber
Original assignee: Ipgate AG
Current assignee: Ipgate AG
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, folgende Komponenten aufweisend:- mindestens einen hydraulischen Bremskreis (BK1, BK2) mit jeweils mindestens einer hydraulisch wirkenden Radbremse (RB1, RB2, RB3, RB4, H-EMB),- einer Primärbremseinrichtung, die eine Druckversorgungseinrichtung (DV1, DV2) mit einer Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben über ein Getriebe, insbesondere einen Spindelantrieb von einem elektromotorischen Antrieb (M1) zur Druckregelung in den Radbremsen (RB1-RB4, H-EMB) verstellt wird, wobei die Primärbremseinrichtung zusätzlich mindestens eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (DV ECU1, DV ECU2) und eine Ventilanordnung (HCU) mit Ventilen zum radindividuellen Einstellen von Bremsdrücken und/oder zum Trennen bzw. Verbinden der Radbremsen (RB1, RB2, RB3, RB4, H-EMB) mit der Druckversorgungseinrichtung (DV1, DV2) aufweist,- eine mittels einer Betätigungseinrichtung (BE), insbesondere in Form eines Bremspedals, betätigbaren Kolben-Zylinder-Einheit (HZ), die mit mindestens einem hydraulischen Bremskreis verbunden bzw. verbindbar ist,- mindestens einem Bremsaggregat (BA), insbesondere einem elektrischen Antriebsmotor (TM), insbesondere mit einer Leistung von größer gleich 30 KW, einer elektrischen Parkbremse (EPB), einer hydraulisch-unterstützten elektromechanischen Bremse (H-EMB) und/oder einer elektromechanischen Bremse (EMB), dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Komponenten oder deren Teilkomponenten der Primärbremseinrichtung redundant ausgebildet ist bzw. sind, und dass bei Teilausfall oder Komplettausfall der Primärbremseinrichtung eine Bremskraft an mindestens einer Achse oder mindestens einem Rad mittels der noch funktionsfähigen Komponenten der Primärbremseinrichtung, der Betätigungseinrichtung und/oder mindestens eines Bremsaggregates erzeugbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein hydraulisches Betätigungssystem für eine Bremse für Elektrofahrzeuge und insbesondere Fahrzeuge mit hochautomatisiertem (HAD) oder vollautomatisiertem Fahren (FAD)
Stand der Technik
Die Automobilindustrie befindet sich in einem disruptiven Veränderungsprozess. Neben der zunehmenden Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen werden verschiedene Stufen des automatisierten Fahrens durchlaufen, dies sind zunächst: Stufe 3 - Hoch Automatisiertes Fahren - HAD, Stufe 4 - Voll Automatisiertes Fahren - FAD und Stufe 5 - Autonomes Fahren - AD, wobei bei jeder Stufe die Anforderungen an die verwendeten Bremssysteme steigen. Hierdurch wurde die Entwicklung von neuen Bremssystemen vorangetrieben. Die Ablösung von Vakuumbremskraftverstärkern durch elektrische Bremskraftverstärker (e-BKV) begann 2005 nach ersten Lösungsansätzen [ATZ Ausgabe 6/11] mit der Markteinführung von sog. 2-Box-Lösungen mit elektrischen Folgebremskraftverstärkern und zusätzlicher ESP-Einheit im Jahr 2013 [ATZ-Ausgabe 4/18], zeitnah gefolgt durch erste integrierte 1-Box Systeme mit Pedalsimulator im Jahr 2017 [Bremsenhandbuch - Kapitel 20]. Aktuell werden Lösungen für die Stufe 3 (HAD) entwickelt.
Ab Stufe 3 (HAD) ist eine redundante Druckversorgung erstmalig zwingend erforderlich. Zudem ist eine Verbindung der Bremskreise mit dem Vorratsbehälter bei offenen Bremssystemen weitestgehend zu vermeiden und Pedalgefühlsimulatoren mit konstanter Pedalcharakteristik einzusetzen. Weiter muss auch eine Redundanz der ABS-Funktion bereitgestellt werden. Dies wird bei sog. 2-Box-Systemen mit elektrischem Bremskraftverstärker und ESP/ABS-Aggregat gemäß Stand der Technik gemäß DE 11 2009 005 541 B3 derart realisiert, dass der elektrische Bremskraftverstärker (e-BKV) eine Druckmodulations-Funktion bei Ausfall des ESP-Aggregates übernimmt, um stets eine hohe Fahrzeugverzögerung zu gewährleisten. Hier wurde im ersten Schritt eine sog. „ABS select-low Regelung“ eingeführt
Ab Stufe 4 (FAD) werden für ausreichende Systemverfügbarkeit 3-fach Redundanzen erwartet, z.B. bei den Pedalsensoren mit der Regel „2 aus 3“. Zudem ist ein Pedalsimulator wegen zunehmender Rekuperationsleistung von Elektrofahrzeugen und fehlender Akzeptanz der Veränderung der Pedalcharakteristik zwingend, weil vollautomatisches Fahren (FAD) über eine längere Zeitdauer betrieben werden kann und der Fahrer bei Übergang auf pilotiertes Fahren nicht auf eine Veränderung der Pedalcharakteristik vorbereitet ist. Zur Überwachung der Druckversorgung ist ein redundanter Druckgeber vorzusehen bzw. eine alternative Diagnosemöglichkeit vorzusehen. Weiter wird eine redundante ABS-Funktion mit zumindest achsindividueller Regelung gefordert werden und es werden Teilredundanzen eingeführt. Bremssysteme mit geschlossenen Bremskreisen im ABS-Betrieb haben Sicherheitsvorteile.
In Stufe 5 (AD) sind Pedalweggeber und Pedalsimulator sowie deren Charakteristik nicht mehr relevant. Dagegen werden die restlichen Komponenten und Teilsysteme eine 3-fach Redundanz, mit der Regel „2 aus 3“ bei Sensoren, Steuer- und Regeleinheiten ECU und Teil-ECU, oder mehrfach Redundanz, aufweisen. Zudem ist eine vollkommene Redundanz für die radindividuelle Regelung vorzusehen.
Mehrere neue Fahrzeughersteller wie z.B. Apple, Uber oder Waymo arbeiten an komplett autonom fahrenden Fahrzeugen ohne Fahrer, die in der ersten Ausbaustufe ein Bremspedal mit einfacher Pedalgefühlsimulatoreinheit aufweisen (Stufe 4 FAD) und in der letzten Ausbaustufe (Stufe 5 AD) kein Bremspedal mehr haben sollen. Zudem setzen sich Fahrzeuge mit starken elektrischen Antriebsmotoren sowohl an der Hinterachse als auch an der Vorderachse zunehmend durch.
Neben den beschriebenen elektrohydraulischen Bremssystemen gibt es die elektromechanische Bremse (EMB, elektromechanische Keilbremse) als bekannten Lösungsansatz. Die EMB hat sich in der Vergangenheit aufgrund von Sicherheitsbedenken und hohen Kosten nicht durchgesetzt. Die hohen Kosten sind insbesondere darin begründet, dass für jede Radbremse ein Elektromotor sowie ein aufwändiger elektromechanischer Mechanismus erforderlich ist. Zudem hat eine EMB sehr viele elektrische Kontaktstellen, die bekanntlich fehleranfälliger als hydraulische Leitungen sind.
Bremssysteme für die Stufen FAD und AD können aus Kosten- und Zuverlässigkeitsgründen nicht ausschließlich EMB oder Keilbremsen aufweisen. Eine EMB ist nur für die Hinterachse eines Fahrzeuges geeignet, weil die Hinterachse geringeren Anteil an der Bremskraft hat und ein Ausfall nicht so kritisch betrachtet wird wie an der Vorderachse. So ist ein hydraulisches Bremssystem mit Regelung im vorwiegenden geschlossenen Bremskreis über eine elektrische angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit zu präferieren.
In DE 10 2005 055 751 B4 und DE 10 2005 018 649 B4 ist die hochpräzise Kolbendruckregelung (PPC = Piston Pressure Control) mittels einer elektrisch angetriebenen Kolben-Zylinder-Einheit mit Spindeltrieb ausgeführt. Der Druck wird unter Verwendung eines nicht-linearen Kennfeldes, der sog. Druck-Volumen-Kennlinie gesteuert, in dem der Zusammenhang zwischen Druck und Kolbenposition ausgewertet wird. Alternativ oder ergänzend wird der Druck durch Phasenstromsteuerung des Elektromotors genutzt, wobei der physikalische Zusammenhang der Proportionalität zwischen Strom zu Drehmoment und aufgrund einer bekannten Kolbenfläche und festen Getriebeübersetzung auch Proportionalität zwischen Strom und Druck besteht und genutzt wird. Mit diesen beiden Kenngrößen kann der Druck und der Druckänderungsverlauf sehr genau geregelt werden.
In EP 1 874 602 B1 und EP 2 396 202 B1 ist das sog. Multiplex-Verfahren (MUX) beschrieben, dass sich besonders für die Anforderungen der Stufe 4 und 5 eignet, da ein geschlossenes Bremssystem, wie später ausgeführt, keine schlafenden Fehler aufweist. Zudem können mehrere Radbremsen mit nur je einem Schaltventil gleichzeitig oder nacheinander im Druck auf- und abgebaut werden. Nachteilig sind die hohen Dynamikanforderungen an den Elektromotor, insbesondere wenn alle Radbremsen mit einem Motor geregelt werden. Dies erfordert einen speziellen Motor mit doppelten Luftspalt ( EP 1 759 447 B1 ) oder einen Motor mit sehr geringer Trägheitsmasse.
In WO201614622A2 ist zudem eine spezielle Ventilschaltung von Schaltventilen ausgeführt, wo der Innenraum des Schaltventils über eine Hydraulikleitung mit dem zugehörigen Bremskreis und der Ventilsitzausgleich über eine Hydraulikleitung mit der zugehörigen Radbremse verbunden ist. Diese Ventilschaltung ist insbesondere für das MUX-Verfahren mit nur einem Schaltventil pro Bremskreis geeignet, da sich im Fehlerfall das Magnetventil durch den Druck in der Radbremse öffnet und damit verhindert, dass der Druck in der Radbremse eingesperrt bleibt, was zur ungewollten Fahrzeugverzögerung führt.
Aus EP 3 271 221 A2 ist ein weiterentwickeltes MUX-Verfahren (MUX 2.0) mit nur einem Auslassventil je Bremskreis bekannt. Damit können die Dynamikanforderungen für den Multiplex-Betrieb deutlich reduziert werden, weil Druck auch über Auslassventile in Situationen mit extrem hohen Druckänderungsdynamikanforderungen abgebaut werden kann und das Bremssystem im Normalbetrieb im geschlossenen Bremskreis betrieben wird. Hierdurch können die Dynamikanforderungen an den Elektromotor deutlich reduziert werden bzw. eine sehr gute Regelung im Multiplex-Verfahren erreicht werden.
Aus WO 2012 059 175 A1 ist eine vorteilhafte Betätigungseinheit (BE) mit zwei Wegsensoren und dazwischen wirkendem elastischem Element bekannt, womit Differenzwege und/oder Differenzkräfte gemessen und von der Steuerung des Bremssystems verwertet werden. Ein Bremssystem mit einer derartigen Betätigungseinheit ergänzt um einen Pedalgefühlsimulator erfordert Anforderungen an Mehrfachredundanzen der Stufe 3 bis Stufe 5.
Bestimmte Komponenten von Bremssystemen sind als sicherheitskritisch zu betrachten. Dies sind Dichtungen von Kolben, Magnetventile und Kugelgewindetrieb. In der nachfolgenden sind verschiedene Fehler und deren Auswirkungen aufgeführt:

• Kolben: Kolbendichtungen können ausfallen, wobei die Undichtigkeit z.B. noch nicht bei kleinen Drücken, sondern erst bei hohem Drücken auftreten kann. Eine Undichtigkeit führt zu einem Ausfall der Kolbenfunktion. Kolben werden in Wegsimulatoren, Druckversorgungen und Hauptbremszylindern (HZ) eingesetzt und können zu Pedaldurchfall bzw. Ausfall der Druckversorgung führen.
• Magnetventile: Schmutzpartikel können sich im Ventilsitz absetzen. Wenn Magnetventile in einem offenen Bremssystem z.B. mit dem Vorratsbehälter verbunden sind, können sich beim Schließvorgang Partikel absetzen und die Verbindung ist nicht dicht. Die Dichtigkeit kann im geöffneten Zustand nicht diagnostiziert werden.
• Kugel-Gewinde-Trieb: Kugel-Gewinde-Triebe verschleißen über Lebensdauer und können klemmen, insbesondere wenn Schmutzpartikel in den Kugel-Gewinde-Trieb gelangen. Dies kann zu Ausfällen der Druckversorgung führen.

Die Anforderungen für Bremssysteme der Stufe 3 (HAD), Stufe 4 (FAD) und Stufe 5 (AD) und bei E-Fahrzeugen, die zunehmend starke elektrische Antriebsmotoren an einer oder mehreren Achsen aufweisen, lassen sich wie folgt zusammenfassen:

- absolut geräuschloser Betrieb, d.h. keine störenden Geräusche von Aggregaten an der Spritzwand;
- noch kürzere Bauweise als bei konventionellen PKWs aufgrund neuer Fahrzeug-Plattformkonzepten bei E-Fahrzeugen;
- Radindividueller oder achsindividueller Bremseingriff, auch bei Komplett- oder Teilausfall von Modulen;
- Funktionsumfang ABS, ESP, ASR, Rekuperation und Torque Vectoring mit möglichst geringer Einschränkung der Leistungsfähigkeit auch bei Komplett- oder Teilausfall von Modulen;
- Maximale Rekuperation der kinetischen Energie des Fahrzeuges durch maximale Ausnutzung der Bremsleistung durch Elektromotoren; daher dynamische und genaue bedarfsgerechte Steuerung des hydraulischen Bremssystems;
- Nutzung von verfügbaren Bremsmomenten, z.B. von Antriebsmotoren für Vereinfachung der Bremssysteme bzw. Verkürzung des Bremsweges;
- Verstärkte Sicherheit durch Redundanz der Systeme, Signalübertragungen und Stromversorgung;
- Diagnoseverfahren zur Erkennung von Leckagen bzw. Vermeidung schlafender Fehler;
- hohe Anforderungen an die Regelgenauigkeit zur weiteren Bremswegverkürzung, insbesondere beim gemeinsamen Wirken von elektrischen Antriebsmotoren und hydraulischen Bremsmomenten;
- hohe Modularität der Systeme, d.h. der Verwendung von gleichen Teilen/Modulen, insbesondere bei der Druckversorgung; Modularität ist getrieben durch eine Vielzahl an Fahrzeugantriebskonzepten, insbesondere in einer Koexistenz von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, Hybridfahrzeugen und reinen E-Fahrzeugen (Verbrennungsmotoren, Hybridmotoren, reine E-Fahrzeuge, fahrerlose Fahrzeuge).

Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bremssystem bereitzustellen, das für die Anforderungen der hohen Verfügbarkeit beim hochautomatisierten Fahren (HAD) und vollautomatisierten Fahren (FAD) erfüllt und auch für E-Fahrzeuge geeignet ist.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Bremssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Bremssystems nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
Die Erfindung zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass eine genügend hohe Redundanz von systemrelevanten Komponenten für das hochautomatisierte vollautomatisierte Fahren (HAD, FAD) bereitstellt und gleichzeitig können hohe Synergieeffekte im Zusammenwirken des Bremssystems mit elektrischen Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen genutzt werden. So ist beispielweise die Energierückgewinnung von kinetischer Energie durch den Elektromotor nicht durch das Bremssystem wie zum Beispiel bei Folgebremskraftverstärkern ohne Wegsimulator gemäß DE 11 2009 005 541 B3 eingeschränkt, gleichzeitig kann der Elektromotor zum Bremsen beitragen. So wird das erfindungsgemäße Bremssystem vorteilhaft für HAD und FAD mit einer Betätigungseinheit (BE) mit Pedalfühlsimulator ausgestattet.
Für die Stufe 4 (FAD) sollte für das vollautomatisierte Fahren eine Betätigungseinheit mit entsprechenden Redundanzen vorgesehen werden. Die Betätigungseinheit weist dabei eine hydraulische Verbindung zu mindestens einem Bremskreis auf.
Es ist zudem vorteilhaft, eine zentrale Regel- und Steuereinheit (M-ECU) vorzusehen, die den einzelnen Komponenten des Bremssystems übergeordnet ist und diese steuert.
Für die radindividuelle redundante Bremsregelung sieht die Erfindung in einer Basisausführungsform vor, dass eine Druckversorgungseinrichtung die Druckregelung entweder in nur einer Achse oder in beiden Achsen des Fahrzeugs vornimmt. Dabei weist die Druckversorgungseinrichtung vorteilhaft zwei voneinander unabhängige elektronische Steuer- und Regeleinheiten oder eine zweifach-redundante Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung ihres elektromotorischen Antriebs auf, derart, dass bei Ausfall einer Steuer- und Regeleinheit die andere noch funktionsfähige Steuer- und Regeleinheit den Antrieb noch ansteuern kann.
Jede der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten steuert dabei vorteilhaft voneinander getrennte Wicklungs- bzw. Phasensysteme des elektromotorischen Antriebs an. Hierdurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass bei Ausfall eines Wicklungs- bzw. Phasensystems der Antriebsmotor zumindest noch mit einem verminderten, z.B. dem halben maximalen, Drehmoment betrieben werden kann. Durch diese Ausbildung ist eine mehrfache Redundanz zumindest für die Druckversorgungseinrichtung und deren Ansteuerung gegeben.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Druckversorgungseinrichtung zusammen mit der Ventilanordnung und der mindestens einen, der Druckversorgungseinrichtung zugeordneten elektronische Steuer- und Regeleinheit zu einem Modul bzw. Baugruppe zusammengefasst sein. Hierdurch ergibt sich eine kompakte und kostengünstige Einheit, die platzsparend und einfach in dem Fahrzeug untergebracht und montiert werden kann.
Die Betätigungseinrichtung, insbesondere in Form eines Bremspedals, wirkt vorteilhaft auf eine Kolben-Zylinder-Einheit, wobei über eine hydraulische Verbindung zu mindestens einem Bremskreis im Fehlerfalle ein Bremsdruck mit der Betätigungseinrichtung aufbaubar ist. Hierbei kann ein einfacher Hauptbremszylinder oder ein Tandem-Hauptzylinder, optional mit redundanten Dichtungen, und zwingend erforderlichem Wegsimulator vorgesehen werden.
Vorteilhaft regeln die vorbeschriebenen Bremssysteme im Regelbetrieb mit geschlossenem Bremskreis, d.h. im Regelbetrieb erfolgt kein Druckabbau über Magnetventile in den Vorratsbehälter, und/oder der Druck in den Radbremsen des jeweiligen Bremskreises wird im Multiplexverfahren und/oder gleichzeitig eingeregelt bzw. eingestellt. Zur Sicherheit sollten die Schaltventile derart an die Radbremsen angeschlossen sein, dass sie sich durch Druck in der Radbremse selbstständig öffnen. Hierdurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass in jedem Fall der Bremsdruck in den Radbremsen abgebaut werden kann und es nicht zu unerwünschtem Abbremsen bzw. Blockieren der Räder kommt.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn bei den vorbeschriebenen Bremssystemen ein Druckabbau im Regelbetrieb, insbesondere bei sehr hohen Druckdynamikanforderungen z.B. bei high-µ-ABS-Regelung, insbesondere bei Ausfall einer Druckversorgungseinrichtung und/oder einer Steuer- und Regeleinrichtung einer Druckversorgung in einer Radbremse über das Öffnen eines Auslassventils in den Vorratsbehälter, insbesondere im erweiterten Multiplexbetrieb (sog. MUX 2.0-Verfahren, bei dem eine Druckversorgungseinrichtung für alle Radbremsen die Druckregelung übernimmt, erfolgt.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der vorbeschriebenen Bremssysteme ist mindestens eine Radbremse, vorzugsweise zwei Radbremsen, eine hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremse (H-EMB), eine elektrische Parkbremse (EPB) oder eine elektromechanische Bremse (EMB). Gleichsam kann neben einer herkömmlichen hydraulischen Radbremse ein Elektromotor einer zusätzliche Parkbremse oder einer hydraulisch unterstützten Bremse oder elektromechanischen Bremse auf das Rad abbremsend einwirken. Durch diese Maßnahme wird eine weitere Redundanz geschaffen. Bei dem Vorsehen einer hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremse kann vorteilhaft mit dieser sowohl hydraulisch als auch elektromechanisch eine Bremskraft aufgebaut werden.
Beim Vorsehen mindestens eines elektrischen Antriebs- bzw. Traktionsmotors für mindestens eine Achse oder Rad des Fahrzeugs kann dieser vorteilhaft für das Abbremsen einer Achse oder eines Rades mit genutzt werden. Hierdurch ist eine weitere Redundanz gegeben. So kann im Regelbetrieb oder bei Ausfall einer Komponente des Bremssystems, z.B. der Druckversorgungseinrichtung, auch noch eine (unterstützende) Bremskraft mittels des bzw. der Traktionsmotors(-en) erzeugt werden. Durch einen kombinierten Einsatz von Druckversorgungseinrichtung, hydraulisch unterstützter elektromechanischen Bremse(n) H-EMB, elektrischer(n) Parkbremse(n) EPB und/oder elektromechanischer(n) Bremse(n) EMB und/oder einem oder mehrerer Antriebsmotor(en) kann vorteilhaft im Regelbetrieb oder bei Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des Bremssystem ein schnellerer Bremskraftanstieg mit kürzerer Time to Lock (TTL) erfolgen bzw. ein höheres Bremsmoment erzeugt werden.
Vorteilhaft kann bei den vorbeschriebenen Bremssystemen der Druckversorgungseinrichtung ein Trennventil am Ausgang der Druckversorgung vorgeschaltet sein, wobei durch Verschließen des Trennventils die Druckversorgungseinrichtung, insbesondere bei deren Ausfall, von dem bzw. den Bremskreis(en) abtrennbar ist.
Um das erfindungsgemäße Bremssystem noch sicherer gegen Ausfall zu machen, kann mindestens eine Steuer- und Regeleinrichtung einer Druckversorgungseinrichtung und deren Ventilanordnung eine separate Spannungsversorgung und/oder Signalübertragung aufweisen, insbesondere alle Module der Druckversorgungseinrichtung, durch mindestens zwei Bordnetze versorgt werden und/oder redundante Signalübertragungen aufweisen. Unter zwei Bordnetzen wird verstanden, dass entweder unterschiedliche Spannungsebenen und/oder Spannungsquellen zur Versorgung des Bremssystems dienen.
Es ist ferner von Vorteil, wenn bei den vorgenannten möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremssystems entweder die Druckregelung in einem Bremskreis unter Verwendung mindestens eines Drucksensors und/oder über die Strommessung des Motorstroms des Antriebes und Wegsteuerung des Kolbens der Druckversorgungseinrichtung erfolgt, welche durch Berücksichtigung der Temperatur des Antriebes weiter in der Druckregelgüte verfeinert werden kann. Hierdurch ist eine präzise Druckregelung auch ohne Drucksensor möglich, wie sie bereits in DE 10 2005 055 751 B4 des Anmelders in Funktion ohne Temperatursensor ausführlich erläutert ist.
Ebenso von Vorteil ist, wenn die Kolben-Zylinder-Einheiten des Bremssystems redundante Dichtungen und hydraulische Diagnoseleitungen aufweisen und zudem redundante Regel- und Steuereinheiten vorgesehen sind, und dass die Antriebe der Druckversorgungseinrichtungen 2×3 Phasen aufweisen, und dass mittels Sensoren der Motorphasenstrom i_phase , der Motorwinkel α, insbesondere die Temperatur T, gemessen und bei der Druckregelung berücksichtigt wird, und dass eine redundante Versorgung über zwei Bordnetze bzw. Spannungsniveaus gegeben ist, und dass eine redundante Signalübertragung vorgesehen ist. Durch das Vorsehen all dieser Maßnahmen ergibt sich vorteilhaft ein sehr sicheres System für die Stufe 3 und 4.
Vorteilhaft können die vorbeschriebenen Bremssysteme derart betrieben werden, dass mindestens achsweise, vorzugsweise radindividuell, die Verzögerung der Räder mittels der Druckversorgungseinrichtung, dem bzw. den elektrischen Antriebsmotor(en) und der hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremse (H-EMB) bzw. der elektromechanischen Bremse (EMB), erfolgt. Auch kann Torque-Vectoring mittels der Druckversorgungseinrichtung(-en), dem bzw. den elektrischen Antriebsmotor(en) (TM) und der hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremse (H-EMB) bzw. der elektromechanischen Bremse (EMB), vorgenommen werden.
Bei Verwendung eines Temperatursensors kann zudem die Temperatur des Antriebes der Druckversorgungseinrichtung(en) ermittelt werden und die Temperatur zur genaueren Ermittlung der Drehmomentenkonstante verwendet werden, welche sich durch Temperaturanstieg linear um den Faktor (1-Br%*ΔT) linear verringert. Damit kann eine noch genauere Regelung des Drehmoments und damit des Drucks vorgenommen werden sofern diese auf Basis des Phasenstroms i erfolgt, da der Zusammenhang Drehmoment = kt(T) * Phasenstrom i gilt.
Zur Druckregelung kann neben der Stromregelung auch die Kolbenposition und die Druckvolumenkennlinie herangezogen werden und die Veränderung der Druckvolumenkennlinie bei z.B. Lufteinschluss, durch den Drucksensor oder die H-EMB angepasst werden. Durch den kombinierten Einsatz beider zuvor beschriebenen Verfahren ergibt sich eine hochpräzise Druckregelung, die auch ohne Drucksensor möglich ist. Dieses Verfahren liefert weitere Redundanz bei Ausfall von Druckgebern oder kann auch zur Vereinfachung des Systems mit geringen Redundanzanforderungen (z.B. System mit nur einem oder ohne Druckgeber), eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Bremssystem kann zudem zur Lenkung/Torque Vektoren verwendet werden, wobei die radindividuellen Regelmöglichkeiten mit der mindestens eine Druckversorgung sowie die hydraulisch unterstützte elektromechanische(n) Bremse(n) H-EMB, elektrische(n) Parkbremse(n) EPB und/oder elektromechanische(n) Bremse(n) EMB und/oder Antriebsmotoren oder der Lenkung EPS verwendet werden können.
Die Erfindung zeichnet sich somit durch einen sehr einfachen Aufbau mit sehr hoher Verfügbarkeit, d.h. bei Komplett bzw. Teilausfall von Modulen wird die Funktion nicht bzw. in sehr geringem Umfang eingeschränkt. Auch bei Ausfall diverser Komponenten kann immer annähernd max. Verzögerung sowie Fahrstabilität sichergestellt werden. Dazu ist auch bei Ausfall einer Druckversorgungseinrichtung eine Verzögerung bis annähernd 0,9g, und eine achsweise Regelung, vorzugsweise radindividuelle Regelung mit Lenkeingriff/Stabilitätseingriff gewährleistet. Eine hohe Verfügbarkeit und Performance wird somit - noch einmal zusammenfassend - durch folgende Maßnahmen erreicht, die einzeln oder in Kombination vorgesehen werden können:

- vornehmlicher Betrieb im geschlossen Bremskreis (>90% der Betriebszeit) sowohl im Bremskraftverstärker (e-BKV), Rekuperationsbetrieb als auch vorwiegend im ABS-Regelbetrieb, damit werden schlafende Fehler vermieden. Wird das System offen betrieben, z.B. ist im ABS durch Öffnung eines Auslassventils der Radkreis mit dem Vorratsbehälter hydraulisch verbunden, sind unerkannte Undichtigkeiten bei Ventilen und Dichtungen (schlafende Fehler) besonders schwer zu erkennen. Daher ist der Betriebszustand zu vermeiden bzw. eine Diagnose der Dichtigkeit nach jedem ABS-Betrieb sinnvoll; eine Diagnose kann derart erfolgen, dass z.B. im Stillstand der Kolben der Druckversorgung bei geschlossenen Ventilen bewegt wird und ein Volumenverlust oder Druckanstieg ermittelt und ausgewertet wird.
- Redundanzen und Teilredundanzen der DV-Motorelektronik: z.B. Ausführung des Motors der DV als 2 × 3 Phasenmotor sowie Teilredundanz der Motoransteuerung. Damit kann bei Ausfall einer Teilelektronik (Wicklungskurzschluss, Ausfall eines 3-Phasenstranges der Motor noch mit halbem Drehmoment betrieben werden. Bei einer Auslegung auf 200 bar kann dann auch bei Ausfall noch 100 bar, d.h. näherungsweise der Blockierdruck erreicht werden. Damit ist auch bei Ausfall einer Elektronik noch ein ABS-Betrieb mit maximaler Leistung bei Niedrigreibwerten und zufriedenstellender Leistung bei Straßenzuständen mit hohem Reibwert möglich;
- Teilredundanzen der Elektronik für die Ventilansteuerung. Fällt die Elektronik aus, ist es für die Verfügbarkeit sehr vorteilhaft, wenn die Schaltventile noch betätigt werden können. Somit ist in der Elektronik eine Redundanz für die Ventilansteuerung vorzusehen, damit die Ventilbetätigung noch funktioniert bei Ausfall der Motorsteuerung;
- Betrieb im geschlossenen MUX-Betrieb mit Schaltventilen und Einsatz von Auslassventilen (mindestens 1 AV je Achse) im Fehlerfall, d.h. Ausfall oder Teilausfall einer Druckversorgung. Damit kann mit geringer Motorleistung die Druckregeldynamik noch aufrechterhalten werden, da der Druck sowohl durch die Druckversorgung sequentiell oder simultan auf- und abgebaut werden kann, sondern auch ein Druckabbau über Auslassventile erfolgen kann;
- Einsatz einer H-EMB, EMB oder EPB im Bremsbetrieb, insbesondere Einsatz EPB oder H-EMB beim Ausfall von Modulen. Damit kann zum einem eine Radbremsung über den hydraulischen Zugang sowie über den in der H-EMB verbauten Elektromotor erfolgen. Der Elektromotor kann als EC-Motor oder Bürstenmotor ausgeführt werden. Somit kann eine Bremskraftunterstützung durch den Elektromotor am jeweiligen Rad erfolgen;
- Nutzung der eingesetzten Traktionsmotoren zur Steigerung des Bremsmomentes bei gleichzeitiger Rekuperation von kinetischer Fahrzeugenergie. Aufgrund der hohen Trägheitsmassen des Antriebsmotor ist jedoch zu berücksichtigen, dass ein Bremsmoment über den Traktionsmotor weniger dynamisch aufgebaut werden kann als über die Druckversorgung und die H-EMB, EPB oder EMB;
- Einsatz einer fehlersicheren und diagnosefähigen Betätigungseinheit mit Pedalgefühlsimulator, redundanten Wegsensoren und einem Kraft-WegSensor (KWS) sowie einer speziellen Schaltung zur Diagnose des Pedalgefühlsimulators;
- Einsatz von Ventilen mit Selbstöffnungsmechanismus durch Druckbeaufschlagung durch den in der Radbremse eingeschlossenen Druck, insbesondere im stromlosen Zustand;
- Nutzung einer hydraulischen Rückfallebene in einem Bremskreis bzw. einer Achse über Verbindung der Betätigungseinheit über ein Schaltventil FV;
- Nachfördern von Volumen der DV bei Erreichen der Volumengrenze;
- Betrieb der Druckstellung ohne Druckgeber durch intelligente genaue Drehmomentschätzung aus dem Phasenstrom unter Einbeziehung der Motortemperatur und der Druckvolumenkennlinie, die über einen Druckgeber oder die H-EMB-Funktion abgeglichen wird;
- Umschalten von Normalbetrieb 2 Radbetrieb im MUX-Verfahren auf 4-Radbetrieb im MUX 2.0 Verfahren mit AV bei Ausfall einer DV
- Einsatz von Trapezspindel (kein Blockieren der Spindel durch Schmutzpartikel in der Laufbahn des Kugel-Gewinde-Triebes);
- Selbsthemmende Trapezspindel -> Verzicht auf FV und TV.

In der Tabelle 1 sind die verschiedenen Radregelfunktionen für den Normalbetreib (Regelbetrieb) und vier verschiedene Fehlerfälle Fehler 1 bis Fehler 4 aufgeführt.
Der Normalbetrieb ist in der ersten Zeile dargestellt und erläutert. Die Druckversorgungseinrichtung DV erzeugt die maximal erforderliche Regelleistung. Die Auslassventile AV werden für 90-99% der Regelzeit nicht genutzt und nur bei extremen Situationen zum schnellen Druckabbau in den Vorratsbehälter geöffnet. Pedalgefühl ist konstant, da komplett entkoppelter Brake-by-Wire Betrieb. Mittels der elektrischen Antriebsmotoren TM1 und TM2 wird Energie rekuperiert und der Druckverlauf der Druckversorgung an den zeitlichen Drehmomentverlauf der Antriebsmotoren derart angepasst, das kein Unterschied vom Fahrer nicht feststellbar ist, ob alleine das elektrohydraulische Bremssystem oder zusammen mit Rekuperationsbetrieb im Einsatz ist.
Bei Fehler F1, bei dem ein Ausfall von einem 3-Phasen-System des Antriebes der Druckversorgungseinrichtung DV vorliegt, kann die Druckversorgungseinrichtung über das zweite 3-Phasen-System noch immer einen Bremsdruck aufbauen und den ABS-Regelbetrieb beherrschen. Die AV-Ventile können hier verstärkt zur Druckabbauregelung eingesetzt werden, um spürbare Leistungseinbussen in der ABS-Regelung zu vermeiden. Elektrische Antriebsmotoren werden zur Bremsmomentsteigerung eingesetzt, weil die Druckversorgung nur noch den halben Druck als im Normalzustand liefern kann. Bei starken E-Motoren kann damit der Radblockierdruck sicher erreicht werden.
Bei Fehler F2 ist keine Druckversorgung mittels der Druckversorgungseinrichtung DV mehr möglich. In diesem Fall wird zur Verzögerung des Fahrzeugs die Betätigungseinrichtung genutzt, mittels derer ein Bremsdruck für die Radbremsen aufbaubar ist. Zusätzlich können die Traktionsmotoren zum Bremsen des Fahrzeuges genutzt werden. Auch die hydraulisch unterstützt elektromechanischen Bremsen H-EMB bzw. die rein elektromechanischen Bremsen EMB können eine Bremskraft zur Verzögerung des Fahrzeuges liefern.
Bei Fehler 3 ist lediglich der Drucksensor DG ausgefallen, wobei dann noch immer über den gemessenen Motorstrom der Druckversorgungseinrichtung und Wegsteuerung mittels der Druck-Volumen-Kennlinie eine Druckregelung möglich ist, die durch Temperaturmessung weiter verbessert werden kann. Auch die Diagnosefunktionen können bei diesem Fehlerfall weiter ausgeführt werden.
Bei Fehler 4 kommt es durch Umwelteinflüsse (z.B. Luftblasen) und Verschleiß zu einem Nachförderbedarf an Bremsflüssigkeit in die Bremskreise, was jederzeit problemlos mittels der Druckversorgungseinrichtung durchgeführt werden kann und sich nicht auf das Pedalgefühl auswirkt.
In Tabelle 2 sind für die Bremse bzw. verschiedenen fahrdynamischen Regelfunktionen (elektrische Bremskraftverstärkung e-BKV, ABS-Betrieb, Lenkung/Torque Vektoring, Stabilitätsregelung/ESP, Rekuperation und Parkbremse) die durch die Komponenten Druckversorgung DV1, Antriebsmotor TM1, TM2, Lenkung EPS und hydraulische unterstützte H-EMB bzw. Parkbremse EPB abgebildet werden können. Dabei ist die primäre Funktion sowie die Sekundärfunktion/Redundanz gekennzeichnet. Hiermit wird verdeutlicht, dass die wichtigsten Fahrdynamikfunktionen bei der Erfindung mindestens 2-fach redundant vorhanden sind und das System sich somit für Stufe 3 (HAD) und sogar Stufe 4 (FAD) eignet.
Das Bremssystem kann auch derart vereinfacht werden, dass ein sehr kostengünstiges System mit geringeren Redundanzanforderungen und sinnvoller Kombination der primären Versorungseinrichtung mit den Bremsaggregate, z.B. für BRIC-Staaten wie Indien, Brasilien, China aus dem System abgeleitet wird. Hier wird auf die Redundanz der Druckversorgereinrichtung mit redundanten ECU bsp. 2x3 Phasen verzichtet und es wird die hydraulische Rückfallebene über Druckerzeugung des Fahrers über die Betätigungseinheit sowie eine Verzögerung durch den Elektromotor TM genutzt. Damit sind auch mit einer einfachen Betätigungseinheit mit einem Kolben (HZ) die aktuell gesetzlichen Vorschriften der Bremsverzögerung bis 0,3-0,5g für autonomes Fahren der Stufen 1 bis 2 erreichbar. Zudem kann beispielsweise auf den Druckgeber verzichtet und ausschließlich nach dem PPC-Verfahren geregelt werden. Damit können die Fehlerfälle F1 und F3 nicht mehr auftreten. Eine elektrische Parkierbremse kann ebenfalls entfallen, wenn eine H-EMB eingesetzt wird, beziehungsweise eine hydraulisch unterstützte Parkbremse gemäß DE 10 2007 015809 eingesetzt wird und der Druck in der Parkbremse mit einem Magnetventil eingesperrt wird. Bei Ausfall der Hydraulikleitung bzw. Leckage kann dann nachgefördert werden oder über den Traktionsmotor noch ein Haltemoment erzeugt werden.
Auch ein Wegfall der Betätigungseinheit ist denkbar, wenn die Druckversorgung derart zuverlässig produziert wird, dass ein Kolbendichtungsausfall und ein Blockieren des Kugel-Gewindetriebes mit ausreichenden FIT-Raten ausgeschlossen werden kann.
Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremssystems anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1: Eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfinderischen Bremssystems mit einer elektrischen Parkbremse an der Hinterachse, elektrische Antriebsmotoren TM1 und TM2 an Vorder- und Hinterachse sowie eine Druckversorgungseinrichtung mit Magnetventilen, Regel- und Steuereinrichtungen in einer Druckregelmodul-Baueinheit, wobei die Baueinheit mit 4 Radbremsen und einer Betätigungseinheit (BE) hydraulisch verbunden ist,
1a: Prinzipschaltbild einer ersten möglichen Ausgestaltung des Bremssystems gemäß 1;
2: eine schematische Darstellung einer zweiten möglichen Ausführungsform des erfinderischen Bremssystems mit dem Unterschied zum Bremssystem gemäß 1, dass an der Hinterachse hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremsen angeordnet sind;
2a: Prinzipschaltbild des Bremssystems gemäß 2;
3: eine schematische Darstellung einer dritten möglichen Ausführungsform des erfinderischen Bremssystems mit einer Druckversorgungseinrichtung für die Vorderachse, wobei an der Hinterachse pro Rad eine elektromechanische Bremse vorgesehen ist;
3a: Prinzipschaltbild des Bremssystems gemäß 3;
4a: Querschnittsdarstellung durch eine hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremse;
4b: Prinzipschaltbild möglicher Ventilschaltungen und deren Funktion zum Druckabbau in einer Radbremse;
4c: Betätigungseinrichtung mit zugehöriger Kolben-Zylinder-Einheit zum Druckaufbau in einem Bremskreis;
5: Druckversorgungseinrichtung mit zwei Steuer- und Regeleinrichtungen;
6a: Momentendiagramme zur Darstellung der Bremskraftunterstützung mittels hydraulisch unterstützter elektromechanischer Bremse und Traktionsmotor;
6b: Momentendiagramme zur Darstellung der Downsizing-Möglichkeit der Druckversorgungseinrichtung, sofern eine Bremskraftunterstützung mittels hydraulisch unterstützter elektromechanischer Bremse und Traktionsmotor erfolgt;
6c: Momentendiagramme zur Darstellung der Bremskraftunterstützung mittels hydraulisch unterstützter elektromechanischer Bremse und Traktionsmotor im Notbetrieb bei Ausfall von Komponenten des Bremssystems;
6d: Momentendiagramme zur Darstellung des Bremsmomentenverlaufs während des Nachforderns von Bremsfluid mit der Bremskraftunterstützung mittels hydraulisch unterstützter elektromechanischer Bremse und Traktionsmotor;
6e: Bremsdruckregelung bei Ausfall des Druckgebers mittels Strommessung und Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinie
7: Tabelle 1: Auswirkung von wichtigen Fehlern auf die Betriebsstrategie;
8: Tabelle 2: Primärfunktion und Sekundärfunktion/ Redundanz.

Die 1 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems mit einer Druckversorgungseinrichtung DV1, einer Betätigungseinrichtung BE, einer übergeordneten Steuer- und Regeleinheit M-ECU, sowie zwei an der Vorderachse VA angeordneten Radbremsen RB1 und RB2, sowie einer Hinterachse HA an der ebenfalls zwei Radbremsen RB3 und RB4 sowie zusätzlich elektrische Parkbremsen EPB angeordnet sind. Sowohl an der Vorder- als auch der Hinterachse ist jeweils ein Traktionsmotor TM1 und TM2 angeordnet. Die Druckversorgungseinrichtung DV1 verfügt über zwei voneinander unabhängige Steuer- und Regeleinheiten DV-ECU1 und DV-ECU2, die jeweils die Ansteuerung von jeweils einem der beiden Wicklungs- bzw. Phasensysteme des Antriebsmotors der Druckversorgungseinrichtung DV1, welche hier durch 3-Phasensysteme gebildet sind, ansteuern. Zusätzlich können redundante Signalleitungen DS1 und DS2 vorgesehen werden.
Die Druckversorgungseinrichtung DV1 verfügt zudem über eine Ventileinrichtung R-HCU in der Schaltventile zum Verbinden bzw. Trennen der Druckversorgungseinrichtung DV1 mit den Radbremsen vorgesehen sind. Die gestrichelten Linien stellen Signalübertragungsleitungen dar, welche die Steuereinheit M-ECU mit den Komponenten des Bremssystems verbinden.
Die 1a zeigt ein Prinzipschaltbild einer ersten möglichen Ausgestaltung des Bremssystems gemäß 1. Das Fahrzeug weist eine Vorderachse VA sowie eine Hinterachse HA auf. An der Vorderachse ist an jedem Rad jeweils eine konventionelle hydraulische Radbremse RB1, RB2 angeordnet. Zusätzlich ist an der Vorderachse VA noch ein Traktionsmotor TM1 zusammen mit seiner Steuereinheit TM-ECU angeordnet, wobei der Traktionsmotor TM1 sowohl zum Antrieb als auch zum Abbremsen der Vorderachse VA eingesetzt werden kann.
An der Hinterachse HA sind an jedem Rad sowohl eine konventionelle hydraulisch wirkende Radbremse RB3, RB4 sowie jeweils eine elektrische Parkbremse EKB angeordnet. Auch an der Hinterachse HA ist ein Traktionsmotor TM2 mit zugehöriger Steuerelektronik TM-ECU angeordnet, welcher ebenfalls wie der Traktionsmotor TM1 an der Vorderachse VA sowohl zum Antrieb als auch zum Abbremsen der Hinterachse HA eingesetzt werden kann.
Zum Druckaufbau in den hydraulisch wirkenden Radbremsen RB1-RB4 dient eine Druckversorgungseinrichtung DV1, die einen elektromotorischen Antrieb M1 aufweist, welcher von der Steuer- und Regeleinrichtung DV-ECU gesteuert wird. Zusätzlich kann die Druckversorgungseinrichtung DV1 noch über ein Motorstrom-Meßeinrichtung i/U, mindestens einen Temperatursensor T/U sowie eine Rotor-Winkelgeber α/U aufweisen, deren Signale zur Druckregelung verwendet werden können. Der Motor M1 treibt über einen Spindeltrieb einen Kolben KB, welcher in einem Zylinder der Druckversorgungseinrichtung DV1 verschieblich gelagert ist und einen Druckraum begrenzt, an, um dort einen Druck aufzubauen, zu halten oder abzubauen. Der Druckraum ist über die Hydraulikleitung HL10 mit einem Trennventil TV sowie einer Hydraulikleitung HL5 in Verbindung. Mittels des Druckgebers p/U kann der Druck in der Hydraulikleitung HL5 bzw. HL10 ermittelt werden. Die Druckregelung kann entweder unter Zuhilfenahme des Druckgebers p/U erfolgen. Die Druckregelung kann aber auch über die Strommessung mittels der Motorstrom-Meßeinrichtung i/U sowie dem Winkelgeber α/U und einer abgespeicherten Druck-Volumen-Kennlinie erfolgen, da das Motormoment proportional zum Druck im Druckraum und auch proportional zum Motorstrom i ist. Der Motor M1 verfügt über zwei voneinander getrennte Wicklungssysteme mit 2x3-Phasen. Selbstverständlich kann die Zahl der Phasen den jeweiligen Anforderungen nach geändert werden. Bei Ausfall eines Wicklungssystems kann der Motor M1 noch mit verminderter Leistung betrieben werden. Hierdurch ist bereits eine wesentliche Redundanz geschaffen. Die Steuer- und Regeleinrichtung DV-ECU kann ebenfalls redundant ausgebildet werden, so dass z.B. jeweils eine eigenständige Steuer- und Regeleinrichtung DV-ECU1 und DV-ECU2 vorgesehen sein kann, welche jeweils ein Phasensystem des Motors M1 ansteuert. Somit kann auch bei Ausfall einer Steuer- und Regeleinrichtung DV-ECU1 bzw. DV-ECU2 das Bremssystem noch sicher betrieben werden.
Mittels eines Trennventils TV kann die Druckversorgungseinrichtung DV1 wahlweise mit der Hydraulikleitung HL6 bzw. dem ersten Bremskreis BK1 verbunden bzw. von dieser getrennt werden. Mittels Schaltventilen SV1 und SV2 sind die Hydraulikleitungen HL1 und HL2, welche mit den Radbremsen verbunden sind, wahlweise mit der Hydraulikleitung HL6 verbindbar. Soll nun ein Druck in der Radbremse RB1 der Vorderachse VA aufgebaut werden, so erfolgt dies über geöffnete Ventile TV und SV1 wobei die Ventile AV1, SV2 und FV geschlossen sind und der Kolben KB mittels des Motors M1 verstellt wird. Zum Druckabbau in der Radbremse RB1 kann der Kolben KB bei gleicher Ventilschaltung zurückgefahren werden oder aber das Auslassventil AV1 wird geöffnet, wodurch sich der Druck in der Radbremse RB1 in den Vorratsbehälter VB abbauen kann. Der Druckaufbau in der Radbremse RB2 erfolgt analog. Selbstverständlich kann der Druck in den Radbremsen RB1 und RB2 auch simultan aufgebaut und abgebaut werden. Auch ist ein Druckaufbau in der einen Radbremse mittels der Druckversorgungseinrichtung DV1 und gleichzeitig ein Druckabbau in der anderen Radbremse über das zugehörige Auslassventil AV möglich. Bei alleinigem Druckaufbau in den Radbremsen RB3 und RB4 des zweiten Bremskreises BK2 muss entweder das Trennventil TV und/oder die Schaltventile SV1 und SV2 geschlossen und das jeweilige Schaltventil SV3 bzw. SV3 geöffnet sein. Sollte die Druckversorgungseinrichtung DV1 ausfallen, so kann mittels der Betätigungseinrichtung BE ein Druck in einem oder beiden Bremskreisen aufgebaut werden. Hierfür weist die Betätigungseinrichtung BE ein Bremspedal auf, welches auf einen Druckraum begrenzenden Kolben wirkt, wobei durch den Kolben dann aus dem Druckraum Hydraulikmedium in den bzw. die Bremskreise gedrückt wird, wodurch ein Bremsdruck in einer oder allen Radbremsen aufgebaut wird. Hierfür sind die Schaltventile vorzugsweise als Stromlos-Offene-Ventile ausgebildet.
An den Rädern der Hinterachse sind zudem elektromechanische Bremsen EMB angeordnet, mittels derer über deren Antrieb ein Bremsmoment aufbaubar ist, welches unterstützend oder als Ersatz zur Druckregelung verwendet werden kann. Auch kann mittels der Traktionsmotoren TM1 und TM2 ein Bremsmoment auf die Achsen VA und HA aufgebracht werden. Dieses kann ebenfalls unterstützend bei hoher geforderter Dynamik wirken oder als Ersatz oder Ergänzung bei Totalausfall oder Teilausfall der Druckregelung mittels der Druckversorgungseinrichtung DV1. Eine übergeordnete Steuer- und Regeleinrichtung M-ECU steuert dabei die einzelnen Komponentensteuerungen TM-ECU, DV-ECU und R-HCU (Ventilsteuerung)
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten möglichen Ausführungsform des erfinderischen Bremssystems mit dem Unterschied zum Bremssystem gemäß 1, dass an der Hinterachse anstatt zusätzlicher elektromechanischer Bremsen hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremsen angeordnet sind. Sofern die hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremsen H-EMB entsprechend ausgebildet sind, kann auch gegebenenfalls auf den Einsatz der konventionellen Radbremsen RB3 und RB4 verzichtet werden. Der Druck in den hydraulisch unterstützten Bremsen H-EMB wird von der Druckversorgungseinrichtung DV1 eingeregelt.
Die 2a zeigt das Prinzipschaltbild des Bremssystems gemäß 2. Dieses unterscheidet sich nur in wenigen Punkten von dem in 1a. So ist z.B. hier ein Auslassventil AV pro Bremskreis vorgesehen. Ansonsten erfolgt die Regelung und Steuerung des Bremssystems analog zu dem in 1a gezeigten und beschriebenen. Es wird daher insoweit auf die 1a und ihre Beschreibung verwiesen.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten möglichen Ausführungsform des erfinderischen Bremssystems mit einer Druckversorgungseinrichtung DV1 für die Vorderachse VA, wobei an der Hinterachse HA pro Rad jeweils nur eine elektromechanische Bremse EMB als Radbremse RB3 und RB4 vorgesehen ist und jedes Hinterrad über einen eigenen Traktionsmotor TM1, TM2 angetrieben und auch abgebremst werden kann. Auch hier sind wieder zwei getrennte Steuer- und Regeleinrichtungen DV-ECU1 und DV-ECU2 vorgesehen, welche jeweils getrennte Wicklungssysteme (1x3PH) des Antriebsmotors der Druckversorgungseinrichtung DV1 ansteuern. Zusätzlich oder alternativ kann eine redundante Stromversorgung für die Steuer- und Regeleinrichtungen und/oder die Ventilsteuerung R-HCU vorgesehen werden. So können diese wie dargestellt beispielsweise an zwei unterschiedliche Bordnetze BN1 und BN2 angeschlossen sein, so dass bei Ausfall eines Bordnetzes eine Stromversorgung noch über das andere Bordnetz BN sichergestellt ist.
Die 3a zeigt das Prinzipschaltbild des Bremssystems gemäß 3. Bei diesem System kann auf Auslassventile AV verzichtet werden, da der Druckabbau auch schnell über die stromlos-offenen Ventile SV1, SV2 und TV durch den Druckraum der Druckversorgungseinrichtung DV1 hin zum Vorratsbehältnis VB erfolgen kann.
Die 4a zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremse H-EMB, welche über einen Hydraulikanschluss HL-DV1 mit der Druckversorgungseinrichtung DV1 verbindbar ist, so dass entweder über die Hydraulik und/oder den Elektromotor EM eine Kraft auf die Bremsscheiben aufbringbar ist. Die rototorische Bewegung des Elektromotors wird hierbei über ein Getriebe G in eine lineare Bewegung übertragen und erzeugt die Kraft F_EM auf die Radbremse. Das Getriebe G ist vorzugsweise selbsthemmend ausgeführt, so dass im Stillstand bei Ausfall des Bordnetzes die Parkbremse sicher funktioniert. Zusätzlich zum Elektromotor wird über die Druckversorgung eine hydraulische Kraft F_hyd erzeugt. Je nach Ausführung des EM als Bürstenmotor oder bürstenloser Motor mit geringer oder höherer Leistung, kann die Dynamik der Bremsmomentänderung und das zusätzlich verfügbare Bremsmoment durch die H-EMB durch entsprechende Gestaltung der Komponenten festgelegt werden und auf die hydraulische Bremse abgestimmt werden.
Die 4b zeigt eine mögliche Ventilschaltung und deren Funktion zur Druckregelung in den vier Radbremsen RB1 bis RB4 entsprechend der Ventilschaltung von 2a. Dabei erfolgt der Druckaufbau und Druckabbau in den Radbremsen RB1 und RB3 über die Druckversorgungseinrichtung DV1 bei jeweils geöffneten Schaltventilen SV1 bzw. SV3 mit Druck als Regelgröße vorzugsweise unterstützt mit dem PPC-Verfahren, z.B. durch geeignete Vorsteuerung, bzw. bei Nichtverfügbarkeit eines Druckgebers ausschließlich durch das PPC-Verfahren, Der Druckaufbau in den Radbremsen RB2 und RB4 erfolgt ebenfalls bei jeweils geöffnetem Schaltventil SV2 bzw. SV4 über die Druckversorgungseinrichtung DV1 vorzugsweise ebenfalls mit dem PPC-Verfahren, wobei der Druckabbau in diesen Radbremsen alternativ über die zugeordneten Auslassventile AV1, AV2 in das Vorratsbehältnis VB oder über das geöffnete Schaltventil SV2 bzw. SV4 im PPC-Verfahren erfolgt. Somit ist auch ein Druckaufbau in den Radbremsen möglich wobei gleichzeitig ein Druckabbau in einer Radbremse RB2 bzw. RB4 über das zugehörige Auslassventil AV1 bzw. AV2 erfolgt. Auch ist eine Kombination des PPC-Verfahrens mit der PWM-Steuerung ein mögliches Steuerverfahren. Hierbei sind die Schaltventile SV2 und SV4 oder nur ein Schaltventil SV2 bzw. SV4 geöffnet bzw. ein Schaltventil oder beide Schaltventile werden im PWM-Verfahren getaktet und Auslassventil AV1 und/oder AB2 ist entweder geöffnet oder wird ebenfalls getaktet. Dieses Verfahren ist eine Alternative zum bekannten Multiplex-Verfahren, wo Schaltventile digital geöffnet oder geschlossen werden und der Druckabbau sequentiell oder simultan erfolgt und baut auf dem Verfahren in DE 102015103858 auf. Die Auslassventile AV1 und AV2 können auch anderes positioniert werden wie in 1a zu den Radbremsen einer Achse bzw. einem Bremskreis zugeordnet sein. Die Regelung erfolgt analog wie oben beschrieben.
Die 4c zeigt eine Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung BE mit Bremspedal 1, Stößel 2, Kolben 3, Zylinder 5 und Pedalgefühlsimulator 6 zum Druckaufbau in einem oder mehreren Bremskreis(en) BK1 und/oder BK2. Der Kolben 3, der 3 Dichtungen x im Zylinder 5 aufweist wird über den Stößel 2 vom Bremspedal 1 nach links verstellt, wodurch im Druckraum 4 ein Druck aufgebaut bzw. ein Druckvolumen über die Hydraulikleitung HL in die Bremskreise BK1/BK2 gefördert wird. Zusätzlich sind noch redundante Dichtungen im Zylinder sowie jeweils parallele hydraulische Leitungen zum Vorratsbehälter jeweils zwischen den Dichtungen vorgesehen, wobei eine Dichtung eine Drossel aufweist. Damit kann sicher der Ausfall von einer Dichtung sicher diagnostiziert werden und es steht eine zuverlässige Betätigungssystem mit Pedalgefühlsimulator und Dichtungssystem mit Mehrfachredundanz sowie Druckerzeugungsmöglichkeit bei Ausfall der elektromotorischen Druckversorgungseinrichtung zur Verfügung.
Die 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Druckversorgungseinrichtung DV1 mit zwei Steuer- und Regeleinrichtungen DV-ECU1 und DV-ECU2. Die Druckversorgungseinrichtung weist einen Elektromotor M1 auf, dessen Rotor R eine Spindel SP verstellt, welche mit einem Kolben KB in Verbindung ist. Durch das Verstellen des Kolbens KB kann ein Druck im Druckraum DR aufgebaut werden, welche über das Trennventil TV in einen Bremskreis BK geleitet werden kann. Der Kolben ist über mehrere Dichtungen im Zylinder abgedichtet, wobei wie bei der Betätigungseinheit BE ein redundantes diagnostizierbares Dichtungssystem geschaffen wird. Auch bei der Druckversorgungseinrichtung führt zwischen den Dichtungen je eine Hydraulikleitung zum Vorratsbehälter. Somit ist die Druckversorgung auch bei Ausfall einer Dichtung noch voll betriebsfähig und redundant. Über ein Rückschlagventil ist der Druckraum DR mit dem Vorratsbehälter verbunden. Somit kann die Druckversorgung nachfördern. Jede der beiden Steuer- und Regeleinrichtungen DV-ECU1 und DV-ECU2 sind über 1x3 Phasenleitungen mit jeweils getrennten Wicklungs- bzw. Phasensystemen des Motors M1 in Verbindung, so dass bei Ausfall einer Steuer- und Regelungseinrichtung bzw. eines Wicklungssystem der Motor M1 noch über das andere Wicklungs- bzw. Phasensystem und die andere Steuer- und Regeleinrichtung betrieben werden kann, auch wenn dann nur noch ca. das halbe Drehmoment mittels des Antriebes M1 erzeugbar ist. Eine oder beide Steuer- und Regeleinrichtung(en) weist bzw. weisen Sensoren zur Ermittlung der Temperatur T, des Motorstroms i sowie des Rotorwinkels des Elektromotors α auf. Zur Erzielung einer hohen Verfügbarkeit sind die nicht nur Steuer- und Regeleinrichtungen DV-ECU redundant ausgebildet, sondern auch Stromversorgungen BN1, BN2 sowie Daten- und Steuerleitungen DS1 und DS2 doppelt vorgesehen. Die Stromversorgungen BN1 und BN2 können z.B. unterschiedliche Spannungsniveaus eines Bordnetzes oder getrennte Bordnetze sein.
Die 6a zeigt Momentendiagramme zur Darstellung der Bremskraftunterstützung mittels hydraulisch unterstützter elektromechanischer Bremse H-EMB und Traktionsmotor TM. Im linken Diagramm ist der Momentenverlauf M_hyd,DV1 , welcher allein mittels der Druckversorgungseinrichtung DV1 erzielbar ist, dargestellt. Im rechten Diagramm ist der Momentenverlauf dargestellt, wie mittels Hinzunahme der hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremse H-EMB und eines Traktionsmotors TM erzielbar ist. Es steht ein maximales Drehmoment M_max, _H-EMB von H-EMB bzw. M_max,TM des Traktionsmotors zur Verfügung. Durch das zusätzlich durch Traktionsmotor TM erzeugt Bremsmoment M_max,TM sowie das mittels der H-EMB erzeugte Bremsmoment ΔM_H-EMB wird der Blockierdruck (horizontale gestrichelte Linie) um die Zeitspanne Δt eher erreicht. Auch kann ein deutlich größeres Bremsmoment erzeugt werden.
Die 6b zeigt die Möglichkeit des Downsizings der Druckversorgungseinrichtung DV1 auf, sofern die Bremswirkung der hydraulisch unterstützten Bremse (H-EMB) gemäß 4a bei der Druckregelung mit einbezogen wird. So sollte die Druckversorgungseinrichtung DV1 nicht hinsichtlich ihres maximal aufbaubaren Druckes reduziert werden, sondern hinsichtlich ihrer Dynamik, womit der Elektromotor günstiger herstellbar ist.
Die 6c zeigt Momentendiagramme zur Darstellung der Bremskraftunterstützung mittels hydraulisch unterstützter elektromechanischer Bremse H-EMB und Traktionsmotor TM im Notbetrieb bei Ausfall eines Wicklungs- bzw. Phasensystems 1x3 Phasen des Antriebs M1. Durch den Wegfall eines Wicklungssystems kann die Druckversorgung DV1 nicht mehr den erforderlichen Druckaufbau bis zum Blockierdruck aufbauen und ist auch nicht mehr dynamisch genug. Durch die Verwendung der hydraulisch unterstützen elektromechanischen Bremse H-EMB sowie des bzw. der Traktionsmotor(en) kann die erforderliche Dynamik und der benötigte Bremsdruck aufgebaut werden (rechtes Diagramm).
Die 6d zeigt Momentendiagramme zur Darstellung des Bremsmomentenverlaufs Mbrems während des Nachförderns von Bremsfluid. Während des Nachfördern aus dem Vorratsbehälter VB kann mittels der Druckversorgungseinrichtung DV1 kein weiter Bremsdruck aufgebaut werden. Durch die Hinzunahme der Bremsmomente M_max,TM des Traktionsmotors TM sowie das mittels der H-EMB erzeugte Bremsmoment ΔM_H-EMB kann auch während des Nachfördern das Bremsmoment Mbrems weiter erhöht werden, wodurch eine Unterbrechung des Druckaufbaus vermieden wird.
Die 6e zeigt eine Bremsdruckregelung bei Ausfall des Druckgebers DG, wobei dann mittels Strommessung des Motorstroms i_phase und Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinie eine Regelung des Motormomentes M_Mot und damit der Regelung des Drucks p vorgenommen wird. Dabei wird auch die Motortemperatur T berücksichtigt, da unter Temperatur sich die Drehmomentkonstante reduziert und somit einen Einfluss auf den Proportionalitätsfaktor kt * (1-Br%*ΔT) zwischen Motormoment M_Mot und Motorstrom i_phase hat. Hierdurch ergibt sich vorteilhaft eine Redundanz der Druckmessung. So kann auch auf einen Druckgeber verzichtet werden. Die Kalibrierung der Regelung erfolgt dabei durch den Druckgeber und es wird primär mit Strom, Weg und Druckvolumenkennlinie geregelt werden.
Wobei $M_{mot} = {kt*i}_{phase} * (1 - Br%* Δ T)$

kt:: Drehmomentkonstante
Iphase:: Phasenstrom
ΔT:: Temperaturänderung in k
Br%:: typischer Br = kt-Abfall mit Zunahme der Temperatur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112009005541 B3 [0003, 0018]
DE 102005055751 B4 [0009, 0031]
DE 102005018649 B4 [0009]
EP 1874602 B1 [0010]
EP 2396202 B1 [0010]
EP 1759447 B1 [0010]
WO 201614622 A2 [0011]
EP 3271221 A2 [0012]
WO 2012059175 A1 [0013]
DE 102007015809 [0045]
DE 102015103858 [0061]

Claims

Bremssystem für ein Fahrzeug, folgende Komponenten aufweisend: - mindestens einen hydraulischen Bremskreis (BK1, BK2) mit jeweils mindestens einer hydraulisch wirkenden Radbremse (RB1, RB2, RB3, RB4, H-EMB), - einer Primärbremseinrichtung, die eine Druckversorgungseinrichtung (DV1, DV2) mit einer Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, deren Kolben über ein Getriebe, insbesondere einen Spindelantrieb von einem elektromotorischen Antrieb (M1) zur Druckregelung in den Radbremsen (RB1-RB4, H-EMB) verstellt wird, wobei die Primärbremseinrichtung zusätzlich mindestens eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (DV ECU1, DV ECU2) und eine Ventilanordnung (HCU) mit Ventilen zum radindividuellen Einstellen von Bremsdrücken und/oder zum Trennen bzw. Verbinden der Radbremsen (RB1, RB2, RB3, RB4, H-EMB) mit der Druckversorgungseinrichtung (DV1, DV2) aufweist, - eine mittels einer Betätigungseinrichtung (BE), insbesondere in Form eines Bremspedals, betätigbaren Kolben-Zylinder-Einheit (HZ), die mit mindestens einem hydraulischen Bremskreis verbunden bzw. verbindbar ist, - mindestens einem Bremsaggregat (BA), insbesondere einem elektrischen Antriebsmotor (TM), insbesondere mit einer Leistung von größer gleich 30 KW, einer elektrischen Parkbremse (EPB), einer hydraulisch-unterstützten elektromechanischen Bremse (H-EMB) und/oder einer elektromechanischen Bremse (EMB), dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Komponenten oder deren Teilkomponenten der Primärbremseinrichtung redundant ausgebildet ist bzw. sind, und dass bei Teilausfall oder Komplettausfall der Primärbremseinrichtung eine Bremskraft an mindestens einer Achse oder mindestens einem Rad mittels der noch funktionsfähigen Komponenten der Primärbremseinrichtung, der Betätigungseinrichtung und/oder mindestens eines Bremsaggregates erzeugbar ist.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Teilausfall oder Komplettausfall der Primärbremseinrichtung oder deren Komponenten zumindest die achsindividuelle Bremsregelung mit reduzierter Verzögerung, insbesondere im Bedarfsfall mit größer 0,3g, erfolgt.
Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung (DV1) eine zweifach-redundante Steuer- und Regeleinheit (DV-ECU1, DV-ECU2) zur Ansteuerung ihres elektromotorischen Antriebs (M1) und/oder der Antriebsmotor (M1) redundante Motorwicklungen, insbesondere 2×3 Phasen, aufweist.
Bremssystem nach Anspruch 3, dass die zweifach-redundante Steuer- und Regeleinheit zwei separate Steuer- und Regeleinheiten (DV-ECU1, DV-ECU2) aufweist, wobei jede elektronische Steuer- und Regeleinheit (DV-ECU1, DV-ECU2) voneinander getrennte Wicklungen bzw. Wicklungssysteme des elektromotorischen Antriebs (M1) ansteuert, derart, dass bei Ausfall einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU1, ECU2) oder eines Wicklungssystems mittels des elektromotorischen Antriebs (M1) noch ein Drehmoment über das andere Wicklungssystem erzeugbar ist.
Bremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem, insbesondere auch die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (DV-ECU1, DV-ECU2) der Druckversorgungseinrichtung (DV1), von einer übergeordneten Steuerungseinheit (M-ECU) gesteuert wird.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung (DV1) zusammen mit der Ventilanordnung (R-HCU) und der mindestens einen elektronischen Steuer- und Regeleinheit (DV-ECU1, DV-ECU2) zu einem Modul bzw. Baugruppe zusammengefasst sind.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem einen Pedalgefühlsimulator (BE) aufweist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem im Regelbetrieb mit geschlossenem Bremskreis, d.h. im Regelbetrieb erfolgt kein Druckabbau über Magnetventile in das Vorratsbehältnis, betrieben wird und/oder der Druck in den Radbremsen (RB1-RB4) des jeweiligen Bremskreises (BK1, BK2) im Multiplexverfahren und/oder gleichzeitig eingeregelt bzw. eingestellt wird.
Bremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile derart an die Radbremsen angeschlossen sind, dass sie sich durch Druck in der Radbremse selbstständig öffnen.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckabbau im Regelbetrieb, insbesondere bei sehr hohen Druckdynamikanforderungen z.B. bei high-µ-ABS-Regelung insbesondere bei Ausfall einer Druckversorgung DV1, DV2 bzw. einer ECU einer Druckversorgung in einer Radbremse (RB1-RB4) über das Öffnen eines Auslassventils (AV) in den Vorratsbehälter (VB), insbesondere im erweiterten Multiplexbetrieb (sog. MUX 2.0-Verfahren nach E146WO), bei dem eine Druckversorgungseinrichtung (DV1, DV2) für alle Radbremsen (RB1-RB4) die Druckregelung übernimmt, erfolgt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Radbremse, vorzugsweise zwei Radbremsen, eine hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremse (H-EMB), eine elektrische Parkbremse (EPB) oder eine elektromechanische Bremse (EMB) ist oder neben der Radbremse (RB1-RB4) eine zusätzliche Parkbremse (EPB) oder elektromechanische Bremse (EMB) auf das Rad abbremsend einwirkt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem, insbesondere auch die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (ECU1, ECU2) der Druckversorgungseinrichtungen (DV1, DV2), von einer übergeordneten Steuerungseinheit (M-ECU) gesteuert wird.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Antriebsmotor (TM1, TM2) zum Antrieb mindestens einer Achse oder eines Rades des Fahrzeugs vorgesehen ist und zusätzlich für das Abbremsen einer Achse oder eines Rades genutzt wird.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuerungseinheit (M-ECU) beim Bremsen, insbesondere mit Rekuperation, dass mittels der Radbremsen (RB1-RB4) zu erzeugende Bremsmoment bestimmt und die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (ECU1, ECU2) der Druckversorgungseinrichtung (DV1) entsprechend ansteuert und/oder den mindestens einen elektrischen Antriebsmotor (TM1, TM2) zum Aufbau eines zusätzlich zu den von den Radbremsen (RB1-RB4) erzeugten Bremsmomentes ansteuert bzw. verwendet.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuerungseinheit (M-ECU) die Druckversorgungseinrichtungen, Ventile, elektrischen Antriebsmotoren (TM1, TM2) und/oder EMB bzw. H-EMB während des Bremsvorganges und/oder ABS-Regelbetriebes und/oder zur Diagnose des Bremssystems ansteuert.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckversorgungseinrichtung (DV1) ein Trennventil (TV) zugeordnet ist, wobei durch Verschließen des Trennventils (TV) die Druckversorgungseinrichtung (DV1), insbesondere bei deren Ausfall, von dem bzw. den Bremskreis(en) (BK1, BK2) abtrennbar ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (DV-ECU) der Druckversorgungseinrichtung (DV1) und eine Ventilanordnung (R-HCU) eine separate Spannungsversorgung und insbesondere Signalübertragung aufweisen, insbesondere alle Module (DV-ECU1, DV-ECU2, R-HCU) durch mindestens zwei Bordnetze (BN1, BN2) versorgt werden und/oder redundante Signalübertragungen (DS1, DS2) aufweisen.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Druckregelung in einem Bremskreis (BK1, BK2) unter Verwendung mindestens eines Drucksensors (p/u) und/oder über die Strommessung des Motorstroms (i) des Antriebes und Wegsteuerung (Δs) des Kolbens der Druckversorgungseinrichtung (DV1), insbesondere unter Berücksichtigung der Temperatur (T) des Antriebes, erfolgt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es redundante Dichtungen und redundante Regel- und Steuereinheiten (DV-ECU1, DV-ECU2) aufweist, und dass der Antrieb (M1) der Druckversorgungseinrichtung (DV1) mehrere Wicklungs- bzw. Phasensysteme, insbesondere 2×3 Phasen, aufweist, und dass mittels Sensoren der Motorstrom (i), der Rotor-Winkel (α), insbesondere die Temperatur (T) gemessen und bei der Druckregelung berücksichtigt wird, und dass eine redundante Versorgung über zwei Bordnetze (BN1, BN2) bzw. Spannungsniveaus gegeben ist, und dass eine redundante Signalübertragung (DS1, DS2) vorgesehen ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kombinierter Einsatz von Druckversorgungseinrichtungen (DV1), hydraulisch unterstützter elektromechanischen Bremse(n) (H-EMB), elektrische(n) Parkbremse(n) (EPB) und/oder elektromechanische(n) Bremse(n) (EMB) und/oder Antriebsmotor(en) (TM, TM1, TM2) im Regelbetrieb für einen schnelleren Bremskraftanstieg mit kürzerer Time to Lock (TTL) oder bei Ausfall einer oder mehrerer Komponenten des Bremssystem erfolgt.
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens achsweise, vorzugsweise radindividuell, die Verzögerung der Räder mittels der Druckversorgungseinrichtung, dem bzw. den elektrischen Antriebsmotor(en) (TM, TM1, TM2) und der hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremse (H-EMB) bzw. der elektromechanischen Bremse (EMB), erfolgt.
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Torque-Vectoring mittels der Druckversorgungseinrichtung, dem bzw. den elektrischen Antriebsmotor(en) (TM, TM1, TM2) und der hydraulisch unterstützten elektromechanischen Bremse (H-EMB) bzw. der elektromechanischen Bremse (EMB), erfolgt.
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung eines Temperatursensors die Temperatur (T) des Antriebes ermittelt wird und die Temperatur (T) bei der Ermittlung des vom Motor erzeugten Drehmomentes berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dass zur Druckregelung neben der Stromregelung auch die Kolbenposition und die Druckvolumenkennlinie herangezogen wird und die Veränderung der Druckvolumenkennlinie bei Einflussfaktoren, z.B. Lufteinschluss, durch den Druckgeber oder die H-EMB angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einsatz beider Verfahren in Kombination eine hochpräzise Druckregelung ohne Drucksensor möglich ist und dieses Verfahren vorzugsweise bei Ausfall von Komponenten oder mindestens eines Drucksensors eingesetzt wird.
Verfahren zur zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Fahrstabilität die radindividuellen Regelmöglichkeiten über die Druckversorgungseinrichtung (DV1) sowie die hydraulisch unterstützte elektromechanische(n) Bremse(n) (H-EMB), elektrische(n) Parkbremse(n) (EPB) und/oder elektromechanische(n) Bremse(n) (EMB) verwendet werden.
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lenkung/Torque Vektoren die radindividuellen Regelmöglichkeiten über die Druckversorgungseinrichtung (DV1) sowie die hydraulisch unterstützte elektromechanische(n) Bremse(n) (H-EMB), elektrische(n) Parkbremse(n) (EPB) und/oder elektromechanische(n) Bremse(n) (EMB)und/oder Antriebsmotoren (TM1, TM2) oder der Lenkung (EPS) verwendet werden.
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung (DV1) bei geschlossenem bzw. geschlossenen Trennventil(-en) (TV) Fluid aus dem Vorratsbehälter (VB) nachfördert.
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination des PPC-Verfahrens mit der PWM-Steuerung als Steuerverfahren verwendet wird, wobei beide Schaltventile (SV1, SV2) geöffnet sind oder ein Schaltventil oder beide Schaltventile mittels PWM-Verfahren getaktet werden und das Auslassventil (AV) zum Druckabbau geöffnet, insbesondere mit PWM zum geregelten Druckabbau angesteuert wird.
Fahrzeug mit einem Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregelung für die Radbremsen (RB1-RB4) in beiden Fahrzeugachsen (VA, HA) über die Druckversorgungseinrichtung (DV1) erfolgt, wobei die erste Fahrzeugachse, insbesondere Vorderachse (VA) konventionelle Radbremsen (RB1, RB2) aufweist und die zweite Fahrzeugachse, insbesondere die Hinterachse (HA), neben den konventionellen Radbremsen (RB3, RB4) noch zusätzlich hydraulisch unterstützte elektromechanische Bremsen (H-EMB) oder elektromechanische Bremsen (EMB) aufweist, wobei optional an mindestens einer Achse oder mindestens einem Rad ein elektrischer Antriebsmotor bzw. Traktionsmotor (TM1, TM2) angeordnet ist.
Fahrzeug mit einem Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregelung für die Radbremsen (RB1, RB2) nur einer ersten Fahrzeugachse, insbesondere der Vorderachse (VA), über die Druckversorgungseinrichtung (DV1) erfolgt, wobei die andere zweite Fahrzeugachse, insbesondere Hinterachse (HA), elektromechanische Bremsen (EMB) oder elektrische Parkbremsen (EPB) aufweist und zumindest einen elektrischen Antriebsmotor bzw. Traktionsmotor (TM1, TM2) aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Traktionsmotor(en) zusammen mit der bzw. den elektromechanischen Bremse(n) (EMB) bzw. elektrischen Parkbremse(n) (EPB) zum Antrieb und Abbremsen der Räder der zweiten Achse (HA) verwendet wird bzw. werden.
Fahrzeug mit einem Bremssystems nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgungseinrichtung des Bremssystems keine redundante Steuer- und Regeleinrichtung DV-ECU aufweist, und dass im Fehlerfalle ein Druckaufbau durch den Fahrer mittels der Betätigungseinrichtung (BE) erfolgt, wobei ein zusätzliches Verzögerungsmoment mittels des Motors (TM) erzeugt wird, und das optional mindestens eine hydraulisch unterstützte Bremse (H-EMB) vorgesehen wird.