DE102019210271A1

DE102019210271A1 - Bremssystem und Verfahren zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019210271A1
Application number: DE102019210271.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Mahnkopf; Volker Mehl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-14
Also published as: US20210009096A1; CN112208502A; US11634111B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1b) für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten hydraulischen Bremsvorrichtung (2b), welche dazu ausgebildet ist, Räder (41, 42) an einer ersten Achse (4) des Kraftfahrzeugs zu bremsen, mit einer ersten Steuervorrichtung (22b), welche dazu ausgebildet ist, den Bremsvorgang der Räder (41, 42) an der ersten Achse (4) des Kraftfahrzeugs zu steuern; und einer zweiten hydraulischen Bremsvorrichtung (3b), welche dazu ausgebildet ist, Räder (51, 52) an einer zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs zu bremsen, mit einer zweiten Steuervorrichtung (32b), welche dazu ausgebildet ist, den Bremsvorgang der Räder (51, 52) an der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs zu steuern, wobei die erste Steuervorrichtung (22b) mit der zweiten Steuervorrichtung (32b) über einen Kommunikationskanal (7) gekoppelt ist. Die erste Steuervorrichtung (22b) und die zweite Steuervorrichtung (32b) sind jeweils dazu ausgebildet, Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, zu empfangen, wobei die erste Steuervorrichtung (22b) weiter dazu ausgebildet ist, auf Basis der empfangenen Daten ein Datensignal über den Kommunikationskanal (7) an die zweite Steuervorrichtung (32b) zu übertragen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs ein Verfahren zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Kraftfahrzeuge mit Zweikreisbremsanlagen weisen zwei voneinander unabhängige Leitungskreise zum Betätigen der Bremsen der einzelnen Räder auf. Auch beim Ausfall eines der Leitungskreise ist dadurch ein kontrolliertes Abbremsen des Kraftfahrzeugs unter Verwendung des verbleibenden Leitungskreises möglich. Die beiden Leitungskreise teilen sich einen gemeinsamen Hauptbremszylinder. Bezüglich der Ansteuerung der Räder der verschiedenen Achsen existieren im Wesentlichen fünf verschiedene Systeme, nämlich eine II-Aufteilung, eine X-Aufteilung, eine LL-Aufteilung, eine HT-Aufteilung und eine HH-Aufteilung. Die Leitungskreise unterscheiden sich in verschiedenen Systemen in der Zahl und Anordnung der Räder, welche von den jeweiligen Leitungskreisen gebremst werden.
Für eine verbesserte Notlaufstrategie bei Ausfall von Komponenten ist aus der EP 0728086 B1 ein elektronisches Bremssystem bekannt, das ein Zentralmodul und den Bremskreisen oder Radgruppen zugeordnete Bremsmodule aufweist, die sich austauschen können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche bereit.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten hydraulischen Bremsvorrichtung und einer zweiten hydraulischen Bremsvorrichtung. Die erste hydraulische Bremsvorrichtung bremst die Räder an einer ersten Achse des Kraftfahrzeugs, jedoch nicht an einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs, und weist eine erste Steuervorrichtung auf, welche den Bremsvorgang der Räder an der ersten Achse des Kraftfahrzeugs steuert. Die zweite hydraulische Bremsvorrichtung bremst die Räder an der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs, nicht jedoch an der ersten Achse des Kraftfahrzeugs, und weist eine zweite Steuervorrichtung auf, welche den Bremsvorgang der Räder an der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs steuert. Die erste Steuervorrichtung ist mit der zweiten Steuervorrichtung über einen Kommunikationskanal gekoppelt. Die erste Steuervorrichtung und die zweite Steuervorrichtung sind dazu ausgebildet, Daten zu empfangen, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind. Die erste Steuervorrichtung überträgt auf Basis der empfangenen Daten ein Datensignal über den Kommunikationskanal an die zweite Steuervorrichtung.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Bremsvorgang von Rädern an einer ersten Achse des Kraftfahrzeugs durch eine erste Steuervorrichtung gesteuert wird, und wobei ein Bremsvorgang von Rädern an einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs durch eine zweite Steuervorrichtung gesteuert wird. Die erste Steuervorrichtung ist mit der zweiten Steuervorrichtung über einen Kommunikationskanal gekoppelt. Die erste Steuervorrichtung empfängt erste Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind. Die zweite Steuervorrichtung empfängt zweite Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind. Auf Basis der von der ersten Steuervorrichtung empfangenen ersten Daten erzeugt die erste Steuervorrichtung ein Datensignal und überträgt dieses über den Kommunikationskanal an die zweite Steuervorrichtung. Bei intaktem Kommunikationskanal steuert die zweite Steuervorrichtung den Bremsvorgang der Räder der zweiten Achse unter Verwendung des empfangenen Datensignals. Bei einer Unterbrechung des Kommunikationskanals steuert die zweite Steuervorrichtung den Bremsvorgang der Räder der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs anhand der von der zweiten Steuervorrichtung empfangenen zweiten Daten.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein achsweise aufgebautes Bremssystem, d.h. die erste hydraulische Bremsvorrichtung und die zweite hydraulische Bremsvorrichtung sind dazu ausgebildet, unabhängig von einander Bremsvorgänge der Räder der entsprechenden Achsen durchzuführen. Insbesondere weist das Bremssystem vorzugsweise keinen gemeinsamen Hauptbremszylinder auf. Die erste hydraulische Bremsvorrichtung und die zweite hydraulische Bremsvorrichtung können vorzugsweise selbständig Druck aufbauen, um die Räder der entsprechenden Achse abzubremsen. Weiter können die erste Steuervorrichtung und die zweite Steuervorrichtung dazu ausgebildet sein, den Druck zu modellieren, insbesondere zur Implementierung von ABS- und/oder ESP-Funktionalitäten. Bevorzugt sind die erste hydraulische Bremsvorrichtung und die zweite hydraulische Bremsvorrichtung lediglich elektronisch über den Kommunikationskanal zwischen der ersten Steuervorrichtung und der zweiten Steuervorrichtung gekoppelt, weisen jedoch keine hydraulische Verbindung auf. Dadurch kann auf lange Hydraulikleitungen zwischen Vorderachse und Hinterachse verzichtet werden, was hinsichtlich des Bauraumes vorteilhaft ist.
Das achsweise Bremssystem baut auf bereits von nicht achsweise aufgebauten Bremssystemen bekannten Komponenten auf und erfordert somit prinzipiell keine neue Technologie. Insbesondere können die erste hydraulische Bremsvorrichtung und die zweite hydraulische Bremsvorrichtung im Wesentlichen identisch ausgestaltet sein, was eine Serienherstellung vereinfacht. Die Antriebe der ersten hydraulischen Bremsvorrichtung und der zweiten hydraulischen Bremsvorrichtung können mit Bezug auf die abgegebene Leistung entsprechend den Achsvolumina gewählt werden. An der Vorderachse kann im Vergleich zur Hinterachse beispielweise eine etwa doppelte Leistung benötigt werden.
Die erste Steuervorrichtung bildet eine Master-Einheit, welche die empfangenen Daten über den Kommunikationskanal der zweiten Steuervorrichtung zur Verfügung stellt, welche als Slave-Einheit fungiert. Damit jedoch die zweite Steuervorrichtung auch beim Abreißen der Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Steuervorrichtung und der zweiten Steuervorrichtung weiterhin den Bremsvorgang steuern kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auch die zweite Steuervorrichtung Daten empfängt, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind. Die meisten typischerweise fürs Steuern des Bremsvorgangs erforderlichen Daten werden jedoch vorzugsweise mittels Sensoren erfasst, welche lediglich mit der ersten Steuervorrichtung gekoppelt sind, sodass zusätzliche direkte Datenleitungen zwischen den einzelnen Sensoren und der zweiten Steuervorrichtung nicht erforderlich sind. Vorzugsweise ist die zweite Steuervorrichtung lediglich mit Sensoren gekoppelt, welche im Bereich der zweiten Achse angeordnet sind, insbesondere näher zur zweiten Achse als zur ersten Achse angeordnet sind, etwa mit Beschleunigungssensoren oder mit Raddrehzahlsensoren zum Messen einer Raddrehzahl der Räder der zweiten Achse. Auch bei einem Abreißen der Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Steuervorrichtung und der zweiten Steuervorrichtung kann somit weiterhin eine ABS-Funktionalität und/oder elektronische Bremskraftverteilung (englisch Electronic Brakeforce Distribution, EBD) bereitgestellt werden.
Bei der ersten Achse handelt es sich vorzugsweise um eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs und bei der zweiten Achse um eine Hinterachse des Kraftfahrzeugs.
Die für das Steuern des Bremsvorgangs relevanten Daten umfassen insbesondere die erfassten Sensordaten von verschiedenen Sensoren des Kraftfahrzeugs, wozu insbesondere Raddrehzahlsensoren, welche die Raddrehzahlen der Räder der ersten Achse messen, Raddrehzahlsensoren, welche die Raddrehzahlen der Räder der zweiten Achse messen, ein Gierratensensor, ein Querbeschleunigungssensor, ein Lenkradwinkelsensor und ein Sensor zum Bestimmen des Vordrucks einer hydraulischen Bremseinheit gehören können. Die für das Steuern des Bremsvorgangs relevanten Daten können insbesondere einen Fahrerbremswunsch umfassen, welcher etwa anhand von Sensordaten eines Wegsensors und/oder eines Drucksensors am Bremspedal des Kraftfahrzeugs ermittelt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Bremssystems umfasst die erste hydraulische Bremsvorrichtung eine Sensorvorrichtung zur Erkennung eines Fahrerbremswunsches. Insbesondere kann die erste hydraulische Bremsvorrichtung einen Wegsensor und/oder einen Drucksensor am Bremspedal des Kraftfahrzeugs umfassen, welche Sensorsignale zum Bestimmen des Fahrerbremswunsches ausgeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Bremssystems umfasst die erste hydraulische Bremsvorrichtung eine hydraulische Rückfallebene, welche es einem Fahrer des Kraftfahrzeugs ermöglicht, auch ohne Unterstützung Bremsdruck aufzubauen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems sind die erste und zweite Steuervorrichtung mit verschiedenen Vorrichtungen gekoppelt, um die Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, zu empfangen. Beispielsweise kann die zweite Steuervorrichtung mit einem Radzahlsensor an der zweiten Achse gekoppelt sein, und kann die gemessene Raddrehzahl der Räder der zweiten Achse empfangen. Die erste Steuervorrichtung kann mit weiteren Sensoren gekoppelt sein, und weitere für das Steuern des Bremsvorgangs relevante Daten empfangen. Die erste Steuervorrichtung kann diese empfangenen weiteren für das Steuern des Bremsvorgangs relevanten Daten an die zweite Steuervorrichtung übermitteln oder ein auf diesen Daten basierendes Steuersignal an die zweite Steuervorrichtung übermitteln, während die zweite Steuervorrichtung die gemessene Raddrehzahl der Räder der zweiten Achse an die erste Steuervorrichtung übermittelt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems ist die zweite Steuervorrichtung dazu ausgebildet, bei intaktem Kommunikationskanal den Bremsvorgang der Räder der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs unter Verwendung des empfangenen Datensignals durchzuführen. Die von der zweiten Steuervorrichtung selbst empfangenen Daten können ergänzend herangezogen werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems ist die zweite Steuervorrichtung dazu ausgebildet, bei einer Unterbrechung des Kommunikationskanals den Bremsvorgang der Räder der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs anhand der von der zweiten Steuervorrichtung empfangenen Daten zu steuern. Die zweite Steuervorrichtung kann zwar nicht mehr auf die von der ersten Steuervorrichtung erfassten Daten zugreifen, da die Kommunikationsverbindung abgerissen ist, kann jedoch immer noch anhand der selbst empfangenen Daten den Bremsvorgang durchführen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems ist die zweite Steuervorrichtung dazu ausgebildet, auf Basis der empfangenen Daten ein weiteres Datensignal über den Kommunikationskanal an die erste Steuervorrichtung zu übertragen. Die erste Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, bei intaktem Kommunikationskanal den Bremsvorgang der Räder der ersten Achse unter Verwendung des weiteren Datensignals durchzuführen. Der Kommunikationskanal ermöglicht somit eine bidirektionale Kommunikation zwischen der ersten Steuervorrichtung und der zweiten Steuervorrichtung. Im Normalbetrieb können beide Steuervorrichtungen auf sämtliche Daten zugreifen, während bei einer Unterbrechung des Kommunikationskanals die Steuervorrichtungen lediglich die jeweils selbst empfangenen Daten zum Steuern des Bremsvorgangs heranziehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Bremssystem mindestens eine Sensoreinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, die Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, zu erzeugen und an die erste Steuervorrichtung und/oder an die zweite Steuervorrichtung zu übertragen. In diesem Fall sind die Vorrichtungen, welche die für das Bremsen relevanten Daten erzeugen, somit selbst Teil des Bremssystems.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems umfasst die mindestens eine Sensoreinrichtung einen Raddrehzahlsensor, welcher die Drehzahl eines Rades der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs ermittelt und auf Basis der ermittelten Drehzahl ein Sensorsignal an die zweite Steuervorrichtung überträgt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems umfasst die mindestens eine Sensoreinrichtung einen Beschleunigungssensor, welcher eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt und auf Basis der ermittelten Beschleunigung ein Sensorsignal an die zweite Steuervorrichtung überträgt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems sind der Beschleunigungssensor und/oder die zweite Steuervorrichtung dazu ausgebildet, anhand der ermittelten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung zu ermitteln. Bei der Berechnung der Verzögerung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung kann insbesondere die Steigung des Untergrunds, auf welchem sich das Kraftfahrzeug bewegt, berücksichtigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Bremssystems sind der Raddrehzahlsensor und/oder die zweite Steuervorrichtung dazu ausgebildet sind, anhand der ermittelten Drehzahl eines Rades der zweiten Achse des Kraftfahrzeugs eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung zu berechnen.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines Bremssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ein schematisches Blockdiagramm eines Bremssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine schematische Illustration der Geschwindigkeitskomponenten des Kraftfahrzeugs beim Befahren eines Gefälles; und
4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll im Allgemeinen keine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Bremssystems 1a mit einer ersten hydraulischen Bremsvorrichtung 2a, welche die Räder 41, 42 an einer ersten Achse 4, insbesondere einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs, bremst. Das Bremssystem 1a umfasst weiter eine zweite hydraulische Bremsvorrichtung 3a, welche die Räder 51, 52 an einer zweiten Achse 5, insbesondere an einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs, bremst. Die erste hydraulische Bremsvorrichtung 2a umfasst hierzu eine erste Bremseinheit 21a, welche von einer ersten Steuervorrichtung 22a (englisch: electronic control unit, ECU) gesteuert wird und über hydraulische Komponenten verfügt, um die Räder 41, 42 an der ersten Achse 4 zu bremsen. Die zweite hydraulische Bremsvorrichtung 3a umfasst entsprechend eine zweite Bremseinheit 31a, welche von einer zweiten Steuervorrichtung 32a (englisch: electronic control unit, ECU) gesteuert wird und über hydraulische Komponenten verfügt, um die Räder 51, 52 an der zweiten Achse 5 zu bremsen.
Die erste Steuervorrichtung 22a ist mit einer ersten Vorrichtung 61a eines Sensorsystems 6a des Kraftfahrzeugs elektronisch gekoppelt und die zweite Steuervorrichtung 32a ist mit einer zweiten Vorrichtung 62a des Sensorsystems 6a elektronisch gekoppelt. Das Sensorsystem 6a kann hierbei Teil des Bremssystems 1a sein oder auch ein externes Element sein. Die erste Vorrichtung 61a kann beispielweise anhand von Sensordaten eines Wegsensors und/oder eines Drucksensors am Bremspedal des Kraftfahrzeugs einen Fahrerbremswunsch ermitteln und an die erste Steuervorrichtung 22a übermitteln. Die erste Vorrichtung 61a kann weiter mindestens eines umfassen von einem Raddrehzahlsensor, welcher die Raddrehzahl der Räder 41, 42 der ersten Achse 4 misst, einem Gierratensensor, einem Querbeschleunigungssensor, einem Lenkradwinkelsensor und einem Sensor zum Bestimmen des Vordrucks der ersten Bremseinheit 21a. Die zweite Vorrichtung 62a kann beispielsweise einen Raddrehzahlsensor umfassen, welcher die Raddrehzahl der Räder 51, 52 der ersten Achse 5 misst.
Die erste Steuervorrichtung 22a ist mit der zweiten Steuervorrichtung 32a über einen Kombinationskanal 7 elektronisch gekoppelt, wobei die erste Steuervorrichtung 22a anhand der empfangenen Daten ein Datensignal 71 generiert und an die zweite Steuervorrichtung 32a überträgt. Optional kann die zweite Steuervorrichtung 32a anhand der von der zweiten Steuervorrichtung 32a empfangenen Daten ebenfalls ein weiteres Datensignal 72 generieren, welches an die erste Steuervorrichtung 22a übertragen wird.
Im Normalbetrieb, d.h. bei funktionierender Datenverbindung über den Kommunikationskanal 7, steuern die erste Steuervorrichtung 22a und die zweite Steuervorrichtung 32a den Bremsvorgang jeweils anhand der von der ersten Vorrichtung 61a bzw. zweiten Vorrichtung 62a empfangenen Daten, sowie anhand der von der jeweils anderen Steuervorrichtung 22a, 32a empfangenen Datensignale 71, 72.
Falls aufgrund eines Fehlers die Datenverbindung über den Kommunikationskanal 7 abreißt, steuern die erste Steuervorrichtung 22a und die zweite Steuervorrichtung 32a den Bremsvorgang jeweils ausschließlich anhand der von der ersten Vorrichtung 61a bzw. zweiten Vorrichtung 62a empfangenen Daten.
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Bremssystems 1b. Ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs baut über ein Bremspedal 81 in einem Zylinder 82 Druck auf. Ein Wegsensor 612 gibt ein der Verschiebung des Kolbens im Zylinder 82 entsprechendes elektrisches Signal aus, wandelt somit Wegstrecke S in Spannung U um. Ein Drucksensor 611 gibt ein dem Druck im Zylinder 82 entsprechendes elektrisches Signal aus, wandelt somit Druck P in Spannung U um. Der Wegsensor 612 und der Drucksensor 611 werden als erste Vorrichtung 61b bezeichnet.
Der Zylinder 82 ist über ein Simulatorventil 83 hydraulisch mit einer Simulatoreinheit 84 zum Erzeugen eines Bremsdrucks verbunden. Anstelle der Simulatoreinheit 84 kann gemäß weiteren Ausführungsformen jedoch auch ein elektromechanischer Bremskraftverstärker, insbesondere ein von der Firma Bosch entwickelter iBooster vorgesehen sein. Der Bremsdruck kann somit vollständig durch die Simulatoreinheit 84 erzeugt werden, der Fahrer kann jedoch auch zum Aufbauen des Bremsdrucks beitragen.
Der Zylinder 82 ist weiter über ein Trennventil 85 hydraulisch mit einer ersten Bremseinheit 21b einer ersten hydraulischen Bremsvorrichtung 2b verbunden. Die hydraulische Verbindung verzweigt sich zu einer ersten motorbetriebenen Pumpe 213 zum Druckaufbau, über ein erstes Einlassventil 214 zu einem ersten Radzylinder eines ersten Rades 41 einer ersten Achse 4, sowie über ein zweites Einlassventil 215 zu einem zweiten Radzylinder eines zweiten Rades 42 der ersten Achse 4. Zum Auslassen der Bremsflüssigkeit aus dem jeweiligen Radzylinder sind entsprechende erste und zweite Auslassventile 216, 217 vorgesehen. Die erste Pumpe 213 ist weiter über ein erstes Hochdruckschaltventil 212 mit einem ersten Reservoir 211, sowie mit einem ersten Speicherelement 218 zum Speichern der hydraulischen Flüssigkeit verbunden. Die erste Bremseinheit 21b entspricht vom Aufbau her im Wesentlichen der Hälfte eines ESP-Systems, wobei ein Saugpfad der ersten Pumpe 213 jedoch direkt mit dem ersten Reservoir 211 verbunden ist, um zu verhindern, dass bei einem autonomen Druckaufbau das Fluid in für den Fahrer spürbarer Weise angesaugt wird.
Eine zweite hydraulische Bremsvorrichtung 3b umfasst eine zweite Bremseinheit 31b, welche ein zweites Reservoir 311 aufweist, welches über ein Ventil 319 mit einem Eingang einer zweiten Pumpe 313 und über ein zweites Hochdruckschaltventil 312 mit einem Ausgang der zweiten Pumpe 313 verbunden ist. Der Ausgang der zweiten Pumpe 313 ist weiter mit einem zweiten Speicherelement 318 zum Speichern der hydraulischen Flüssigkeit verbunden. Das zweite Reservoir 311 ist über das Ventil 319 weiter über Verzweigungen einerseits über ein drittes Einlassventil 314 mit einem dritten Radzylinder eines dritten Rades 51 an einer zweiten Achse 5 verbunden, sowie andererseits über ein viertes Einlassventil 315 mit einem vierten Radzylinder eines vierten Rades 52 an der zweiten Achse 5 verbunden. Zum Auslassen der Bremsflüssigkeit aus dem jeweiligen Radzylinder sind entsprechende dritte und vierte Auslassventile 316, 317 vorgesehen.
Die erste hydraulische Bremsvorrichtung 2b umfasst eine erste Steuervorrichtung 22b und die zweite hydraulische Bremsvorrichtung 3b umfasst eine zweite Steuervorrichtung 32b. Die erste Steuervorrichtung 22b ist dazu ausgebildet, die Sensordaten der ersten Vorrichtung 61b zu empfangen. Zusätzlich kann die erste Steuervorrichtung 22b mit weiteren Sensoren gekoppelt sein, insbesondere mit einem Lenksensor, Gierratensensor oder Drehratensensor, um entsprechende Sensorsignale zu empfangen. Die erste Steuervorrichtung 22b überträgt sämtliche oder einen Teil der empfangenen Sensordaten an die zweite Steuervorrichtung 32b oder überträgt ein anhand dieser Sensordaten erzeugtes Datensignal 71 an die zweite Steuervorrichtung 32b.
Die zweite Steuervorrichtung 32b ist dazu ausgebildet, Sensordaten von einem Raddrehzahlsensor 621 zu empfangen, welcher eine Raddrehzahl mindestens eines der Räder 51, 52 an der zweiten Achse 5 erfasst. Die zweite Steuervorrichtung 32b ist weiter mit einem Beschleunigungssensor 622 gekoppelt, welcher eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt. Der Raddrehzahlsensor 621 und der Beschleunigungssensor 622 werden als zweite Vorrichtung 62b bezeichnet. Die erste Vorrichtung 61b und die zweite Vorrichtung 62b sind Teil eines Sensorsystems 6b des Kraftfahrzeugs. Das Sensorsystem 6b kann ebenfalls als Teil des Bremssystems 1b betrachtet werden. Die zweite Steuervorrichtung 32b überträgt die empfangenen Sensordaten an die erste Steuervorrichtung 22b bzw. überträgt ein anhand dieser Sensordaten erzeugtes Datensignal 72 an die erste Steuervorrichtung 22b. Die Datensignale 71, 72 werden über einen Kommunikationskanal 7 ausgetauscht.
Die erste Steuervorrichtung 22b führt anhand der von der ersten Vorrichtung 61b empfangenen Sensordaten sowie anhand der von der zweiten Steuervorrichtung 32b empfangenen Daten einen Bremsvorgang der Räder 41, 42 an der ersten Achse 4 durch. Die erste Steuervorrichtung 22b kann hierzu die Ventile 83, 85, 212, 214, 215, 216, 217 sowie die erste Pumpe 213 steuern. Beispielweise kann anhand der Sensorsignale des Wegsensors 612 oder anhand des Drucksensors 611 ein Fahrerbremswunsch von der ersten Steuervorrichtung 22b erkannt werden. Die erste Steuervorrichtung 22b baut entsprechend Druck in den Radbremsen auf und stellt diesen ein. Hierzu wird der Zylinder 82 mit der Simulatoreinheit 84 verbunden und das Trennventil 85 wird geschlossen. Das erste Hochdruckschaltventil 212 wird geöffnet, die erste Pumpe 213 wird gestartet und Fluid wird über die Einlassventile 214, 215 in die Radzylinder der Räder 41, 42 der ersten Achse 4 verschoben.
Die zweite Steuervorrichtung 32b führt anhand der von der zweiten Vorrichtung 62b empfangenen Sensordaten sowie anhand der von der ersten Steuervorrichtung 22b empfangenen Daten einen Bremsvorgang der Räder 51, 52 an der zweiten Achse 5 durch. Die zweite Steuervorrichtung 32b steuert hierzu die Ventile 312, 314, 315, 316, 317, 319 sowie die zweite Pumpe 313.
Die erste Steuervorrichtung 22b und die zweite Steuervorrichtung 32b sind jeweils zum Aufbau des Bremsdrucks ausgebildet und können weiter zusammen eine ABS- sowie ESP-Funktionalität bereitstellen. Hierzu können die Raddrücke individuell eingestellt werden. Das Ansaugen von Fluid, das Befüllen der Radzylinder sowie das Ablassen des Fluids erfolgt über den direkten Anschluss an das jeweilige Reservoir 211, 311.
Gemäß einer Variante kann vorgesehen sein, dass das Bremssystem 1b vom Fahrer entkoppelt ist, d.h. ein Zusammenhang zwischen Eingangskraft F_in und Eingangsweg S_in im Zylinder 82 ist unabhängig vom Raddruck. Auch ein radindividueller Druckaufbau es möglich, ohne dass der Fahrer dies bemerkt und ohne dass die Entkopplung aufgehoben werden müsste. Weiter kann das Bremssystem 1b dazu ausgebildet sein, die Bremsmomente an den Achsen 4, 5 stufenlos zu verblenden.
Weiter können die erste Steuervorrichtung 22b und die zweite Steuervorrichtung 32b dazu ausgebildet sein, zur Bremswegverkürzung den Zeitbedarf von der Bremsenaktivierung, bis die Räder an die Blockiergrenze kommen und das ABS greift (englisch Time-to-Lock, TTL), bei gegebener Motorleistung automatisch einzustellen. Dieser Zeitbedarf entspricht der Zeit bis zum Erreichen der maximalen Verzögerung. Je kleiner dieser Zeitbedarf ist, desto kürzer ist der Bremsweg.
Bei Ausfall eines der hydraulischen Kreise der ersten hydraulischen Bremsvorrichtung 2b bzw. der zweiten hydraulischen Bremsvorrichtung 3b durch Leckage wird das entsprechende Rad über das zugehörige Einlassventil 214, 215, 314, 315 und/oder Auslassventil 216, 217, 316, 317 hydraulisch abgetrennt.
Bei einem Ausfall einer Pumpe 213, 313 verschiebt der Fahrer das Volumen des Fluids über das Trennventil 85 in die erste Bremseinheit 21b.
Bei einem Stromausfall bleibt das Simulatorventil 83 geschlossen und das Trennventil 85 ist geöffnet. Der Fahrer kann in diesem Fall direkt Druck in den Radzylindern aufbauen.
Bei einer Unterbrechung des Kommunikationskanals 7 kann die zweite hydraulische Bremsvorrichtung 2b weiterhin einen Bremsvorgang durchführen. Hierzu kann die zweite Steuervorrichtung 22b beispielsweise aus den von dem Raddrehzahlsensor 621 empfangenen Sensordaten anhand der Änderung der Raddrehzahl die Fahrzeugverzögerung bestimmen. Aus der Fahrzeugverzögerung kann die zweite Steuervorrichtung 22b auf den Bremsdruck der Räder 41, 42 der ersten Achse 4 und somit auf den Fahrerbremswunsch schließen. Dadurch kann die zweite Steuervorrichtung 22b den Sollwert für den Bremsdruck für die Räder 51, 52 der zweiten Achse 5 bestimmen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die zweite Steuervorrichtung 32b anhand der von dem Beschleunigungssensor 622 empfangenen Sensordaten die Fahrzeugverzögerung berechnet und dadurch den Sollwert für den Bremsdruck für die Räder 51, 52 der zweiten Achse 5 bestimmt.
Die zweite Steuervorrichtung 32b kann auch sowohl die Sensordaten des Beschleunigungssensors 622 als auch des Raddrehzahlsensors 621 berücksichtigen.
Weiter kann die zweite Steuervorrichtung 22b dazu ausgebildet sein, die vertikale Beschleunigung zu bestimmen, um die Fahrzeuglängsverzögerung um einen etwaigen Lageanteil zu korrigieren.
3 zeigt hierzu eine schematische Illustration der Geschwindigkeitskomponenten des Kraftfahrzeugs beim Befahren eines Gefälles mit Steigung α. Bremst das Fahrzeug mit einer Verzögerung a, so ermittelt der Beschleunigungssensor 622 für die Beschleunigung in x-Richtung parallel zur Straße den Wert a_x = a + g·sin(α), und für die Beschleunigung in y-Richtung senkrecht zur Straße den Wert a_y = g·cos(α). Die zweite Steuervorrichtung 22b kann durch Auflösen den gesuchten Wert a bestimmen mittels a = a_x - g·sin(arccos(a_y/g)).
Alternativ kann vorgesehen sein, die Lage des Kraftfahrzeugs durch Messung der Richtung der Magnetfeldlinien eines Erdmagnetfeldes zu bestimmen, wobei aufgrund der lokalen Abweichungen eine regelmäßige Kalibrierung vorgesehen sein kann.
Ferner kann vorgesehen sein, die Lageinformation des Kraftfahrzeugs aus dem Vergleich der Verzögerung, welche aus den Raddrehzahlen ermittelt wird, und der Verzögerung, welche aus der Beschleunigung a_x des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung ermittelt wird, zu bestimmen. In der Gleichung a_x = a + g·sin(α) kann die Beschleunigung a_x in x-Richtung direkt aus den Sensordaten des Beschleunigungssensors 622 gewonnen werden, während die Verzögerung a aus der Änderung der Raddrehzahl berechnet wird. Daraus folgt die Lageinformation, d.h. die Steigung α.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die zweite Steuervorrichtung 32b anhand der Lageinformation die Achslast an der zweiten Achse 5 abschätzt, welche auch von der Steigung α der Fahrbahn und der gesamten Verzögerung a abhängt. Durch Einstellen der Raddrücke anhand der ermittelten Achslast kann ein Überbremsen vermieden werden bzw. die elektronische Bremskraftverteilung unterstützt werden.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren kann mittels eines oben beschriebenen Bremssystems 1a, 1b durchgeführt werden. Der Bremsvorgang wird hierbei achsweise gesteuert, d.h. der Bremsvorgang von Rädern 41, 42 einer ersten Achse 4 des Kraftfahrzeugs erfolgt durch eine erste Steuervorrichtung 22a, 22b, und der Bremsvorgang von Rädern 51, 52 an einer zweiten Achse 5 des Kraftfahrzeugs erfolgt durch eine zweite Steuervorrichtung 32a, 32b. Die Bremseinheiten 21a, 21b bzw. 31a, 31b der für das Bremsen der jeweiligen Achsen 4, 5 zuständigen hydraulischen Bremsvorrichtungen 2a, 2b bzw. 3a, 3b sind nicht hydraulisch miteinander verbunden. Die erste Steuervorrichtung 22a, 22b ist mit der zweiten Steuervorrichtung 32a, 32b jedoch über einen Kommunikationskanal 7 gekoppelt.
In einem ersten Schritt S1 werden von der ersten Steuervorrichtung 22a Daten empfangen, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind. Beispielsweise kann die erste Steuervorrichtung 22a Sensordaten eines Raddrehzahlsensors empfangen, welcher die Raddrehzahlen der Räder 41, 42 der ersten Achse 4 misst, eines Gierratensensors, eines Querbeschleunigungssensors, eines Lenkradwinkelsensors und/oder eines Sensors zum Bestimmen des Vordrucks einer hydraulischen Bremseinheit.
In einem zweiten Schritt S2 empfängt die zweite Steuervorrichtung 32a, 32b zweite Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, insbesondere Sensordaten eines Raddrehzahlsensors 621, welcher die Raddrehzahlen der Räder 51, 52 der zweiten Achse 5 misst, oder Sensordaten eines Beschleunigungssensors 622.
Die ersten beiden Verfahrensschritte S1, S2 können gleichzeitig oder in einer beliebigen Reihenfolge erfolgen.
In einem weiteren Verfahrensschritt S3 überträgt die erste Steuervorrichtung 22a, 22b ein auf Basis der empfangenen Daten erzeugtes Datensignal an die zweite Steuervorrichtung 32a, 32b über den Kommunikationskanal 7. Optional kann auch die zweite Steuervorrichtung 32a, 32b die empfangenen Daten über den Kommunikationskanal 7 an die erste Steuervorrichtung 22a, 22b übertragen.
Wird in einem weiteren Verfahrensschritt S4 festgestellt, dass die Datenübertragung erfolgreich war, steuern die erste Steuervorrichtung 22a, 22b und die zweite Steuervorrichtung 32a, 32b die Bremsen der jeweiligen Achsen 4, 5 jeweils auf Basis sämtlicher Sensordaten, Schritt S5.
Wird jedoch festgestellt, S4, dass die Datenübertragung fehlerhaft war oder die Übertragung über den Kommunikationskanal 7 nicht möglich ist, steuern die erste Steuervorrichtung 22a, 22b und die zweite Steuervorrichtung 32a, 32b die Bremsen der jeweiligen Achsen 4, 5 jeweils lediglich auf Basis der in den Schritten S1, S2 direkt empfangenen Daten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0728086 B1 [0003]

Claims

Bremssystem (1a; 1b) für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten hydraulischen Bremsvorrichtung (2a; 2b), welche dazu ausgebildet ist, Räder (41, 42) an einer ersten Achse (4) des Kraftfahrzeugs zu bremsen, mit einer ersten Steuervorrichtung (22a; 22b) (22), welche dazu ausgebildet ist, den Bremsvorgang der Räder (41, 42) an der ersten Achse (4) des Kraftfahrzeugs zu steuern; und einer zweiten hydraulischen Bremsvorrichtung (3a; 3b), welche dazu ausgebildet ist, Räder (51, 52) an einer zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs zu bremsen, mit einer zweiten Steuervorrichtung (32a; 32b), welche dazu ausgebildet ist, den Bremsvorgang der Räder (51, 52) an der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs zu steuern, wobei die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) mit der zweiten Steuervorrichtung (32a; 32b) über einen Kommunikationskanal (7) gekoppelt ist; wobei die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) und die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) jeweils dazu ausgebildet sind, Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, zu empfangen, und wobei die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) weiter dazu ausgebildet ist, auf Basis der empfangenen Daten ein Datensignal über den Kommunikationskanal (7) an die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) zu übertragen.
Bremssystem (1a; 1b) nach Anspruch 1, wobei die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) und die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) mit zumindest teilweise verschiedenen Vorrichtungen (61a, 61b; 62a, 62b) koppelbar sind, um die Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, zu empfangen.
Bremssystem (1a; 1b) nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei intaktem Kommunikationskanal (7) die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) dazu ausgebildet ist, den Bremsvorgang der Räder (51, 52) der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs unter Verwendung des empfangenen Datensignals durchzuführen.
Bremssystem (1a; 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) dazu ausgebildet ist, bei einer Unterbrechung des Kommunikationskanals (7) den Bremsvorgang der Räder (51, 52) der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs anhand der von der zweiten Steuervorrichtung (32a; 32b) empfangenen Daten zu steuern.
Bremssystem (1a; 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) weiter dazu ausgebildet ist, auf Basis der empfangenen Daten ein weiteres Datensignal über den Kommunikationskanal (7) an die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) zu übertragen, und wobei die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) dazu ausgebildet ist, bei intaktem Kommunikationskanal (7) den Bremsvorgang der Räder (41, 42) der ersten Achse (4) unter Verwendung des weiteren Datensignals durchzuführen.
Bremssystem (1a; 1b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter mit mindestens einer Sensoreinrichtung (6a; 6b), welche dazu ausgebildet ist, die Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, zu erzeugen und an die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) und/oder an die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) zu übertragen.
Bremssystem (1a; 1b) nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Sensoreinrichtung einen Raddrehzahlsensor (621) umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, eine Drehzahl eines Rades der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und auf Basis der ermittelten Drehzahl ein Sensorsignal an die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) zu übertragen.
Bremssystem (1a; 1b) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die mindestens eine Sensoreinrichtung einen Beschleunigungssensor (622) umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und auf Basis der ermittelten Beschleunigung ein Sensorsignal an die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) zu übertragen.
Bremssystem (1a; 1b) nach Anspruch 8, wobei der Beschleunigungssensor (622) und/oder die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) dazu ausgebildet sind, anhand der ermittelten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung zu ermitteln.
Bremssystem (1a; 1b) nach Anspruch 7, wobei der Raddrehzahlsensor (621) und/oder die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) dazu ausgebildet sind, anhand der ermittelten Drehzahl eines Rades der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung zu berechnen.
Verfahren zum Bremsen eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Bremsvorgang von Rädern (41, 42) an einer ersten Achse (4) des Kraftfahrzeugs durch eine erste Steuervorrichtung (22a; 22b) gesteuert wird, und wobei ein Bremsvorgang von Rädern (51, 52) an einer zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs durch eine zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) gesteuert wird, wobei die erste Steuervorrichtung (22a; 22b) mit der zweiten Steuervorrichtung (32a; 32b) über einen Kommunikationskanal (7) gekoppelt ist; mit den Schritten: Empfangen (S1) von ersten Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, durch die erste Steuervorrichtung (22a; 22b); Empfangen (S2) von zweiten Daten, welche für das Steuern des Bremsvorgangs relevant sind, durch die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b); und Übertragen (S3) eines auf Basis der empfangenen ersten Daten erzeugten Datensignals von der ersten Steuervorrichtung (22a; 22b) über den Kommunikationskanal (7) an die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b); wobei die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) bei intaktem Kommunikationskanal (7) den Bremsvorgang der Räder (51, 52) der zweiten Achse (5) unter Verwendung des empfangenen Datensignals steuert (S5); und wobei die zweite Steuervorrichtung (32a; 32b) bei einer Unterbrechung des Kommunikationskanals (7) den Bremsvorgang der Räder (51, 52) der zweiten Achse (5) des Kraftfahrzeugs anhand der von der zweiten Steuervorrichtung (32a; 32b) empfangenen zweiten Daten steuert (S6).