DE102021119940A1 - Electromechanical braking system with backup and braking procedures - Google Patents

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Abstract

Ein elektromechanisches Bremssystem (10) für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens eine Bremsvorrichtung (14, 16, 30, 32), aufweisend einen elektromechanischen Aktuator und eine durch diesen betätigbare Bremseinrichtung (18, 36), und eine Energieversorgungseinrichtung (26) zur Versorgung des elektromechanischen Aktuators (20) mit elektrischem Strom, wobei der elektromechanische Aktuator (20) an der Energieversorgungseinrichtung (26) mittels einer Energieverteileinrichtung (28) angeschlossen ist und wobei das Bremssystem (10) wenigstens einen aktivierbaren, pneumatischen Aktuator (22) zum Betätigen einer der Bremseinrichtungen aufweist sowie ein Verfahren zum Betreiben des elektromechanischen Bremssystems (10).An electromechanical braking system (10) for a vehicle, having at least one braking device (14, 16, 30, 32), having an electromechanical actuator and a braking device (18, 36) that can be actuated by it, and an energy supply device (26) for supplying the electromechanical actuator (20) with electric current, the electromechanical actuator (20) being connected to the energy supply device (26) by means of an energy distribution device (28) and the braking system (10) having at least one activatable, pneumatic actuator (22) for actuating one of the braking devices comprises and a method for operating the electromechanical brake system (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bremssystem für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens eine Bremsvorrichtung, aufweisend einen elektromechanischen Aktuator und eine durch diesen betätigbar Bremseinrichtung, sowie eine Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des elektromechanischen Aktuator mit elektrischem Strom. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des elektromechanischen BremssystemsThe invention relates to an electromechanical braking system for a vehicle, having at least one braking device, having an electromechanical actuator and a braking device that can be actuated by this, and an energy supply device for supplying the electromechanical actuator with electrical current. In addition, the invention relates to a method for operating the electromechanical brake system

Um bei einer Fehlfunktion trotzdem eine ausreichende Restbremswirkung zu erzeugen, sind häufig mehrere Energieversorgungseinrichtungen, beispielsweise Batterien, und mehrere Energieverteileinrichtungen, beispielsweise Bordnetze, vorgesehen, so dass bei Ausfall einer Energieversorgungseinrichtung und/oder einer Energieverteileinrichtung nicht automatisch ein Ausfall der Bremseinrichtung folgt.In order to nevertheless generate a sufficient residual braking effect in the event of a malfunction, several energy supply devices, for example batteries, and several energy distribution devices, for example vehicle electrical systems, are often provided, so that if one energy supply device and/or one energy distribution device fails, the braking device does not automatically fail.

Des Weiteren ist es bekannt, unterschiedliche Bremseinrichtungen an unterschiedlichen Energieverteileinrichtungen anzuschließen. Selbst wenn eine der Energieverteileinrichtungen, sei es aufgrund eigener Fehlfunktion oder aufgrund einer Fehlfunktion der daran angeschlossenen Energieversorgungseinrichtung, an die an sie angeschlossenen Bremseinrichtungen keine ausreichende Energie liefern kann, so kann mit den weiteren, noch funktionierenden Bremseinrichtungen eine ausreichende Bremswirkung erzielt werden.Furthermore, it is known to connect different braking devices to different energy distribution devices. Even if one of the energy distribution devices cannot supply sufficient energy to the braking devices connected to it, either due to its own malfunction or due to a malfunction of the energy supply device connected to it, an adequate braking effect can be achieved with the other braking devices that are still functioning.

Ein Stromausfall in mehreren Bordnetzen kann trotzdem dazu führen, dass nur noch eine ungenügende Zahl von Bremseinrichtungen verwendbar bzw. lediglich eine ungenügende oder gar keine Bremskraft erzeugbar ist.A power failure in several vehicle electrical systems can still result in only an insufficient number of braking devices being able to be used or only insufficient braking force or no braking force at all being able to be generated.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein Bremssystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass seine Ausfallsicherheit weiter verbessert ist. Against this background, the task arises of further developing a braking system of the type mentioned at the outset in such a way that its fail-safety is further improved.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein elektromechanisches Bremssystem gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 7 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.To solve the problem, an electromechanical brake system according to patent claim 1 and a method according to patent claim 7 are proposed. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Die Aufgabe wird durch ein elektromechanisches Bremssystem für ein Fahrzeug gelöst, das wenigstens eine Bremsvorrichtung, aufweisend einen elektromechanischen Aktuator und eine durch diesen betätigbar Bremseinrichtung aufweist. Eine Energieversorgungseinrichtung ist zur Versorgung des elektromechanischen Aktuators mit elektrischem Strom vorgesehen, wobei der elektromechanische Aktuator an der Energieversorgungseinrichtung mittels einer Energieverteileinrichtung angeschlossen ist und wobei das Bremssystem wenigstens einen aktivierbaren pneumatischen Aktuator zum Betätigen einer der Bremseinrichtungen aufweist.The object is achieved by an electromechanical braking system for a vehicle, which has at least one braking device, having an electromechanical actuator and a braking device that can be actuated by it. An energy supply device is provided for supplying the electromechanical actuator with electric current, the electromechanical actuator being connected to the energy supply device by means of an energy distribution device and the braking system having at least one activatable pneumatic actuator for actuating one of the braking devices.

Ein derartiger pneumatische Aktuator kann die Bremseinrichtung auch noch dann betätigen, wenn keine elektrische Energie mehr zum Betrieb des elektromechanischen Aktuators zur Verfügung steht. Somit wird die Ausfallsicherheit des Bremssystems verbessert.Such a pneumatic actuator can also actuate the braking device when no more electrical energy is available to operate the electromechanical actuator. Thus, the reliability of the braking system is improved.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Bremssystem dazu eingerichtet, den pneumatischen Aktuator zu aktivieren, wenn der elektromechanische Aktuator nicht voll funktionsfähig ist.In one embodiment of the invention, the brake system is set up to activate the pneumatic actuator when the electromechanical actuator is not fully functional.

Somit wird automatisch dann, wenn keine ausreichende Bremswirkung durch den elektromechanischen Aktuator mehr gewährleistet ist, der pneumatische Aktuator aktiviert, um das Fahrzeug weiterhin bremsen zu können.Thus, when the electromechanical actuator is no longer able to guarantee a sufficient braking effect, the pneumatic actuator is automatically activated so that the vehicle can continue to be braked.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der pneumatische Aktuator zur Aktivierung eine einen pneumatischen Druck steuernde elektrische Ventileinrichtung auf, wobei die Ventileinrichtung durch die Energieversorgungseinrichtung und/oder die Energieverteileinrichtung mit elektrischem Strom zum Betrieb versorgt, und zur Aktivierung des pneumatischen Aktuators eingerichtet ist.In one embodiment of the invention, the pneumatic actuator has an electric valve device that controls a pneumatic pressure for activation, the valve device being supplied with electric power for operation by the energy supply device and/or the energy distribution device and being set up to activate the pneumatic actuator.

Eine derartige Ventileinrichtung ist zuverlässig zur Aktivierung des pneumatischen Aktuators verwendbar.Such a valve device can be used reliably to activate the pneumatic actuator.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der elektromechanische Aktuator und der pneumatische Aktuator an Bremseinrichtungen derselben Achse des Fahrzeugs angeordnet.In one embodiment of the invention, the electromechanical actuator and the pneumatic actuator are arranged on braking devices on the same axle of the vehicle.

Die bei Ausfall des elektromechanischen Aktuators fehlende Bremskraft wird somit an derselben Achse durch den pneumatischen Aktuator wenigstens teilweise kompensiert, an der sie durch den Ausfall fehlt.The braking force that is missing when the electromechanical actuator fails is thus at least partially compensated by the pneumatic actuator on the same axle on which it is missing due to the failure.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der elektromechanische Aktuator mit einer Bremseinrichtung an einer Achse des Fahrzeugs angeordnet, wobei ein pneumatische Aktuator mit einer Bremseinrichtung an einer weiteren Achse des Fahrzeugs angeordnet ist.In one embodiment of the invention, the electromechanical actuator with a braking device is arranged on one axle of the vehicle, with a pneumatic actuator with a braking device being arranged on a further axle of the vehicle.

Bei einem Ausfall einiger Achsen kann es sinnvoller sein, die zusätzliche Bremswirkung durch die Reibungsbremseinrichtung an einer anderen Achse zu erzeugen.If some axles fail, it may make more sense to generate the additional braking effect using the friction braking device on another axle.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens einer der elektromechanischen Aktuatoren und eine der pneumatischen Aktuatoren zum Betätigen einer gemeinsamen Bremseinrichtung angeordnet.In one embodiment of the invention, at least one of the electromechanical actuators and one of the pneumatic actuators are arranged to actuate a common braking device.

Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise bewirkt.This results in a particularly compact design.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen elektromechanischen Bremssystems gelöst, das die Schritte aufweist: Erkennen, dass der elektromechanische Aktuator höchstens eingeschränkt funktionsfähig ist; wenn der elektromechanische Aktuator höchstens eingeschränkt funktionsfähig ist, Aktivieren des pneumatischen Aktuators.The object is also achieved by a method for operating such an electromechanical brake system, which has the steps: recognizing that the electromechanical actuator is functional at most to a limited extent; if the electromechanical actuator is at most limited, activating the pneumatic actuator.

Durch die automatische Aktivierung des pneumatischen Aktuators bei Ausfall oder eingeschränkter Funktion des elektromechanischen Aktuators wird die Ausfallsicherheit des Bremssystems erhöht.The fail-safety of the braking system is increased by the automatic activation of the pneumatic actuator in the event of a failure or restricted function of the electromechanical actuator.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird, um zu Erkennen, dass der elektromechanische Aktuator eingeschränkt funktionsfähig ist, eine der folgenden Bedingungen als erfüllt erkannt: die Energieversorgungseinrichtung des elektromechanischen Aktuators kann höchstens eine gegenüber der Regelleistung wenigstens reduzierte Leistung bereitstellen; die Energieverteileinrichtung weist eine Fehlfunktion auf, wodurch die für den elektromechanischen Aktuator bereitgestellte Leistung wenigstens reduziert ist; der elektromechanische Aktuator weist eine Fehlfunktion auf.In one embodiment of the invention, in order to recognize that the electromechanical actuator is functionally limited, one of the following conditions is recognized as being fulfilled: the energy supply device of the electromechanical actuator can at most provide power that is at least reduced compared to the control power; the energy distribution device has a malfunction, as a result of which the power provided for the electromechanical actuator is at least reduced; the electromechanical actuator has a malfunction.

Diese Bedingungen sind durch einfache Messungen zu überprüfen und ergeben zuverlässige Hinweise darauf, dass eine Fehlfunktion der elektromechanischen Aktuatoren vorliegt. Durch eine Aktivierung des pneumatischen Aktuators bei Erkennen einer der Bedingungen wird die Ausfallsicherheit des Bremssystems weiter erhöht.These conditions can be checked by simple measurements and provide reliable indications that the electromechanical actuators are malfunctioning. By activating the pneumatic actuator when one of the conditions is detected, the reliability of the braking system is further increased.

In einer Ausgestaltung der Erfindung, die ein Bremssystem mit einer Bremseinrichtung, die einen Federspeicher aufweist betrifft, weist das Verfahren die Schritte auf: Erkennen, dass der elektromechanische Aktuator nicht funktionsfähig ist; Wenn der elektromechanische Aktuator nicht funktionsfähig ist, Betätigen der Bremseinrichtung mittels des Federspeichers.In one embodiment of the invention, which relates to a braking system with a braking device that has a spring accumulator, the method has the steps: recognizing that the electromechanical actuator is not functional; If the electromechanical actuator is not functional, the braking device is actuated by means of the spring accumulator.

Somit wird bei Ausfall des elektromechanischen Aktuators das Fahrzeug mittels der Federspeicherbremse zum Stillstand gebracht, was weiter die Ausfallsicherheit des Bremssystems erhöht.Thus, if the electromechanical actuator fails, the vehicle is brought to a standstill by means of the spring-loaded brake, which further increases the reliability of the braking system.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den beigefügten Figuren lediglich schematisch dargestellt sind. Es zeigen im Einzelnen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Federspeicherbremse.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments which are only shown schematically in the attached figures. They show in detail:
  • 1 a schematic representation of a braking system according to an embodiment of the invention;
  • 2 a schematic representation of a braking system according to an embodiment of the invention and
  • 3 a schematic representation of a braking system according to an embodiment of the invention with a spring-loaded brake.

Ein elektromechanisches Bremssystem 10, wie es in 1 gezeigt ist, weist eine erste Bremsvorrichtung 14 und eine zweite Bremsvorrichtung 16 auf, die an einer Achse 12 angeordnet sind. Die Bremsvorrichtungen 14, 16 weisen jeweils eine Bremseinrichtung 18 sowie einen elektromechanischen Aktuator 20 und einen pneumatischen Aktuator 22 zum betätigen der Bremseinrichtung 18 auf. Der pneumatische Aktuator 22 ist mittels einer Ventileinrichtung 24 aktivierbar. Die elektromechanischen Aktuatoren 20 und die Ventileinrichtung 24 benötigen zum Betrieb elektrische Energie, insbesondere in Form elektrischen Stroms, der von einer Energieversorgungseinrichtung 26 bereitgestellt wird. Eine zum Betrieb der pneumatischen Aktuatoren 22 benötigte pneumatische Infrastruktur ist zur Vereinfachung nicht gezeigt.An electromechanical braking system 10, as in 1 1 shows a first braking device 14 and a second braking device 16 which are arranged on an axle 12 . The braking devices 14, 16 each have a braking device 18 and an electromechanical actuator 20 and a pneumatic actuator 22 for actuating the braking device 18. The pneumatic actuator 22 can be activated by means of a valve device 24 . The electromechanical actuators 20 and the valve device 24 require electrical energy for operation, in particular in the form of electrical current which is provided by an energy supply device 26 . A pneumatic infrastructure required to operate the pneumatic actuators 22 is not shown for the sake of simplicity.

Die Energieversorgungseinrichtung 18 ist mittels einer Energieverteileinrichtung, beispielsweise eines Verteilnetzes 28, an den elektromechanischen Aktuatoren 20 und/oder den Ventileinrichtungen 24 angeschlossen. Dadurch kann elektrischer Strom von der Energieversorgungseinrichtung 18 zu den elektromechanischen Aktuatoren 20 fließen.The energy supply device 18 is connected to the electromechanical actuators 20 and/or the valve devices 24 by means of an energy distribution device, for example a distribution network 28 . As a result, electric current can flow from the energy supply device 18 to the electromechanical actuators 20 .

In weiteren Ausführungsformen weist das Bremssystem 10 eine zweite Energieversorgungseinrichtung auf. Die zweite Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise unmittelbar oder mittels eines Verteilnetzes an den Aktuatoren 20 und/oder den Ventileinrichtungen 24 angeschlossen sein.In further specific embodiments, the brake system 10 has a second energy supply device. The second energy supply device can, for example, be connected to the actuators 20 and/or the valve devices 24 directly or by means of a distribution network.

Die Ventileinrichtung 24 ist beispielsweise als NO-Ventil ausgestaltet. Dies bedeutet, dass die Ventileinrichtung 24 im stromlosen Zustand geöffnet ist (normally open, NO). Die Ventileinrichtung 24 steuert eine Zufuhr von Druckluft zu dem pneumatischen Aktuator 22. Der pneumatische Aktuator 22 ist nur dann aktiv, wenn er eine ausreichende Zufuhr von Druckluft erhält. Da die Ventileinrichtung 24 die Druckluftzufuhr unterbrechen kann, kann mittels Steuerung der Ventileinrichtung 24 der pneumatische Aktuator 22 aktiviert oder deaktiviert werden. Insbesondere ist die Ventileinrichtung 24 so lange geschlossen, wie sie über das Verteilnetz 28 mit elektrischem Strom versorgt wird.The valve device 24 is configured as an NO valve, for example. This means that the valve device 24 is open in the de-energized state (normally open, NO). The valve device 24 controls a supply of compressed air to the pneumatic actuator 22. The pneumatic actuator 22 is only active when it receives a sufficient supply of compressed air. Since the valve device 24 can interrupt the supply of compressed air, the pneumatic actuator 22 can be activated or deactivated by controlling the valve device 24 . In particular, the valve device 24 is closed as long as it is supplied with electrical power via the distribution network 28 .

In der Energieversorgungseinrichtung 26 und/oder dem Verteilnetz 28 können Fehlfunktion auftreten, die beispielsweise dazu führen, dass der elektromechanische Aktuator 20 keine ausreichende Bremswirkung mehr erzielen kann, beispielsweise weil er mit zu wenig Strom versorgt wird. In diesem Fall reicht auch der für die Ventileinrichtung 24 zur Verfügung stehende Strom nicht mehr aus, um die Ventileinrichtung 24 geschlossen zu halten. Dadurch öffnet die Ventileinrichtung 24 und versorgt den pneumatischen Aktuator 22 mit Druckluft, wodurch dieser aktiviert wird. Der pneumatische Aktuator 22 kann dann, um beispielsweise die Funktion einer Betriebsbremse sicherzustellen, die Bremseinrichtung 18 betätigen. Zu diesem Zweck kann der pneumatische Aktuator 22 mit einer Bedieneinrichtung zur Bedienung durch einen Fahrer verbunden sein, so dass der Fahrer die Bremskraft steuern kann.Malfunctions can occur in the energy supply device 26 and/or the distribution network 28, which can lead, for example, to the electromechanical actuator 20 no longer being able to achieve an adequate braking effect, for example because it is being supplied with too little current. In this case, the current available for the valve device 24 is also no longer sufficient to keep the valve device 24 closed. As a result, the valve device 24 opens and supplies the pneumatic actuator 22 with compressed air, as a result of which it is activated. The pneumatic actuator 22 can then actuate the braking device 18 in order to ensure the function of a service brake, for example. For this purpose, the pneumatic actuator 22 can be connected to an operating device for operation by a driver, so that the driver can control the braking force.

Die Ventileinrichtung 24 erkennt also, dass der elektromechanische Aktuator 20 aufgrund des fehlenden elektrischen Stroms nur noch eingeschränkt oder gar nicht funktionsfähig ist.The valve device 24 therefore recognizes that the electromechanical actuator 20 is only functional to a limited extent or not at all due to the lack of electrical current.

In weiteren Ausführungsformen kann die Ventileinrichtung 24 beispielsweise durch eine Steuereinrichtung angesteuert sein, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zu erkennen, dass wenigstens einer der elektromechanischen Aktuatoren 20 höchstens eingeschränkt funktionsfähig ist und, wenn einer der elektromechanischen Aktuatoren 20 nicht oder nur eingeschränkt funktionsfähig ist, den zugehörigen pneumatischen Aktuator 22 aktiviert. Dieses Aktivieren kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass die Ventileinrichtung 24 geöffnet wird.In further specific embodiments, the valve device 24 can be actuated, for example, by a control device, the control device being set up to recognize that at least one of the electromechanical actuators 20 is only partially functional and, if one of the electromechanical actuators 20 is not functional or only partially functional, the associated pneumatic actuator 22 is activated. This activation can be done, for example, by the valve device 24 being opened.

In weiteren Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung beispielsweise zum Messen eines Referenzwertes eines Betriebsparameters des Verteilnetzes 28 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 26 ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise eine von dem Verteilnetz 28 bereitgestellte elektrische Spannung messen. Die Steuereinrichtung kann die gemessene Spannung beispielsweise mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen, wobei die Steuereinrichtung den pneumatischen Aktuator 22 aktiviert, wenn die gemessene Spannung unter den Schwellenwert sinkt. Dadurch kann die Steuereinrichtung auch auf Spannungsschwankungen reagieren, die gegebenenfalls noch ein Schließen der Ventileinrichtung 24 bewirken würden, aber nicht mehr für eine zuverlässige Funktion der elektromechanischen Aktuatoren 20 ausreichen würden.In further specific embodiments, the control device can be designed, for example, to measure a reference value of an operating parameter of the distribution network 28 and/or the energy supply device 26 . The control device can, for example, measure an electrical voltage provided by the distribution network 28 . For example, the controller may compare the measured voltage to a predetermined threshold, with the controller activating the pneumatic actuator 22 when the measured voltage falls below the threshold. As a result, the control device can also react to voltage fluctuations, which would possibly still cause valve device 24 to close, but would no longer be sufficient for reliable functioning of electromechanical actuators 20 .

Um zu erkennen, dass wenigstens einer der elektromechanischen Aktuatoren 20 höchstens eingeschränkt funktionsfähig ist, können verschiedene Bedingungen geprüft und ausgewertet werden. Insbesondere ist dann von einer höchstens eingeschränkten Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Aktuatoren 20 auszugehen, wenn die Energieversorgungseinrichtung 26 nur eine gegenüber ihrer Regelleistung reduzierte Leistung bereitstellen kann. Des Weiteren kann auch die Verteilereinrichtung eine Fehlfunktion aufweisen, wodurch die für den elektromechanischen Aktuator 20 bereitgestellte Leistung wenigstens reduziert ist. Des Weiteren kann eine Fehlfunktion des elektromechanischen Aktuators 20 geprüft werden.Various conditions can be checked and evaluated in order to recognize that at least one of the electromechanical actuators 20 is only functional to a limited extent. In particular, it can be assumed that the functionality of the electromechanical actuators 20 is limited at most if the energy supply device 26 can only provide a power that is reduced compared to its control power. Furthermore, the distribution device can also have a malfunction, as a result of which the power provided for the electromechanical actuator 20 is at least reduced. Furthermore, a malfunction of the electromechanical actuator 20 can be checked.

Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Ausfall der Energieversorgungseinrichtung 26, kann erkannt werden, dass der elektromechanische Aktuator 20 nicht, also auch nicht eingeschränkt, funktionsfähig ist.Under certain conditions, for example when the energy supply device 26 fails, it can be recognized that the electromechanical actuator 20 is not functional, ie not functional either.

In weiteren Ausführungsformen, von denen eine beispielhaft in 2 gezeigt ist, weist das elektromechanische Bremssystem zusätzlich eine dritte Bremsvorrichtung 30 und eine vierte Bremsvorrichtung 32 auf. Jeder der Aktuatoren 20, 22 ist in einer eigenen Bremsvorrichtung 14, 16 angeordnet. In weiteren Ausführungsformen können diese Bremsvorrichtungen 14, 16, 30, 32 jeweils zusammen mit ihren Aktuatoren 20, 22 an unterschiedlichen Achsen 12 eines Fahrzeugs angeordnet sein.In further embodiments, one of which is exemplified in 2 is shown, the electromechanical braking system also has a third braking device 30 and a fourth braking device 32 . Each of the actuators 20, 22 is arranged in its own braking device 14, 16. In further embodiments, these braking devices 14, 16, 30, 32 can each be arranged together with their actuators 20, 22 on different axles 12 of a vehicle.

In weiteren Ausführungsformen können die Bremseinrichtungen 36 der dritten Bremsvorrichtung 30 und der vierten Bremsvorrichtung 32, die jeweils mit einem pneumatischen Aktuator 22 versehen sind, als Federspeicherbremse 36 ausgebildet sein. In ihrem Ruhezustand ist die Federspeicherbremse 36 dazu ausgebildet, dass sie ihre volle Bremswirkung entfaltet. Eine Federspeicherbremse 36 wird dadurch gelöst, dass sie mit Druckluft befüllt wird. Erst, wenn sie durch Aufbau eines pneumatischen Drucks gelöst wird, kann das Fahrzeug losfahren. Die Ventileinrichtung 24 bleibt geschlossen, solange die elektromechanischen Aktuatoren 20 funktionsfähig sind. Wird ein Ausfall erkannt, bei dem beispielsweise die Stromversorgung ausfällt, dann öffnet die Ventileinrichtung 24 und lässt die Druckluft aus dem pneumatischen Aktuator 22 der Federspeicherbremse 36 entweichen. Dadurch wird das Fahrzeug, in dem das Bremssystem 10 eingebaut ist, automatisch bei Ausfall der Stromversorgung abgebremst. Die Ventileinrichtung 24 ist also beispielsweise zur Aktivierung des pneumatischen Aktuators 22 bei unzureichender und/oder fehlender Versorgung mit elektrischem Strom eingerichtet.In further embodiments, the braking devices 36 of the third braking device 30 and the fourth braking device 32, which are each provided with a pneumatic actuator 22, can be designed as a spring-loaded brake 36. In its state of rest, the spring-loaded brake 36 is designed to develop its full braking effect. A spring-loaded brake 36 is released by being filled with compressed air. Only when it is released by building up pneumatic pressure can the vehicle drive off. The valve device 24 remains closed as long as the electromechanical actuators 20 are functional. If a failure is detected, in which the power supply fails, for example, then the valve device 24 opens and allows the compressed air to escape from the pneumatic actuator 22 of the spring-loaded brake 36 . As a result, the vehicle in which the braking system 10 is installed is automatically braked if the power supply fails. The valve device 24 is therefore set up, for example, to activate the pneumatic actuator 22 when there is an insufficient and/or no supply of electrical current.

In einer weiteren Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, sind die Ventileinrichtungen 24 jeweils mit einer Durchflussbegrenzungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Düse 38, versehen. Wird nun erkannt, dass die elektromechanischen Aktuatoren 20 nur eingeschränkt oder nicht funktionsfähig sind und der pneumatische Aktuator 22 der Federspeicherbremse 36 entlüftet, dann setzt die Bremswirkung der Federspeicherbremse 36 nicht unmittelbar abrupt und sofort vollständig ein. Dies könnte zu Stabilitätsproblemen des Fahrzeugs führen. Stattdessen setzt die Bremswirkung langsam nach und nach ein, so dass zunächst eine geringe Bremswirkung und dann im Lauf der Zeit eine immer stärkere Bremswirkung auftritt. Dies gibt beispielsweise einem Fahrer des Fahrzeugs Zeit, sich auf die folgende Bremsung einzustellen.In a further embodiment, which is 3 shown, the valve devices are 24 each provided with a flow limitation device, for example in the form of a nozzle 38 . If it is now recognized that the electromechanical actuators 20 are only partially functional or not functional and the pneumatic actuator 22 of the spring-loaded brake 36 is vented, then the braking effect of the spring-loaded brake 36 does not start abruptly and completely immediately. This could lead to vehicle stability problems. Instead, the braking effect comes on slowly, gradually, so that there is a small braking effect at first and then, over time, an increasing braking effect. This gives a driver of the vehicle time, for example, to adjust to the subsequent braking.

Die einfachste Form eines Verteilnetzes 28 oder einer Energieverteileinrichtung ist eine direkte Verbindung der angeschlossenen Einrichtungen miteinander über elektrische Kabel.The simplest form of a distribution network 28 or an energy distribution device is a direct connection of the connected devices to one another via electrical cables.

Der elektromechanische Aktuator 20 ist nur noch eingeschränkt funktionsfähig, wenn ihm nicht der für den Regelbetrieb notwendige Strom bzw. die notwendige Leistung, sondern ein demgegenüber reduzierter Strom oder eine reduzierte Leistung zur Verfügung stehen. Die mit dem elektromechanischen Aktuator 20 und der Bremseinrichtung 18 erzielbare Bremskraft ist dann reduziert. Der notwendige Strom bzw. die notwendige Leistung sind gewöhnlich bekannt.The electromechanical actuator 20 is only functional to a limited extent if it does not have the current or power required for regular operation, but instead has a reduced current or a reduced power available. The braking force that can be achieved with the electromechanical actuator 20 and the braking device 18 is then reduced. The current or power required is usually known.

Der elektromechsnische Aktuator 20 ist nicht mehr funktionsfähig, wenn er keinen Strom bzw. keine Leistung mehr erhält, die eine relativ zu der notwendigen Bremskraft relevante Bremskraft bewirken können, beispielsweise wenn die Leistung bzw. der Strom unter 25% der Nennleistung bzw. des Nennstroms sinken.The electromechanical actuator 20 is no longer functional if it no longer receives any current or power that can cause a braking force that is relevant relative to the necessary braking force, for example if the power or the current falls below 25% of the nominal power or the nominal current .

Die vorliegende Erfindung verbessert also die Ausfallsicherheit eines elektromechanischen Bremssystems 10.The present invention thus improves the reliability of an electromechanical brake system 10.

BezugszeichenlisteReference List

1010
elektromechanisches Bremssystemelectromechanical braking system
1212
Achseaxis
1414
erste Bremsvorrichtungfirst braking device
1616
zweite Bremsvorrichtungsecond braking device
1818
Bremseinrichtungbraking device
2020
elektromechanischer Aktuatorelectromechanical actuator
2222
pneumatischer Aktuatorpneumatic actuator
2424
Ventileinrichtungvalve device
2626
Energieversorgungseinrichtungpower supply device
2828
Verteilnetz (Energieverteileinrichtung)Distribution grid (energy distribution facility)
3030
dritte Bremsvorrichtungthird braking device
3232
vierte Bremsvorrichtungfourth braking device
3636
Federspeicherbremse (Bremseinrichtung)Spring-loaded brake (braking device)
3838
Düse (Durchflussbegrenzungseinrichtung)nozzle

Claims (9)

Elektromechanisches Bremssystem (10) für ein Fahrzeug, aufweisend wenigstens eine Bremsvorrichtung (14, 16, 30, 32), aufweisend einen elektromechanischen Aktuator (20) und eine durch diesen betätigbare Bremseinrichtung (18, 36), und eine Energieversorgungseinrichtung (26) zur Versorgung des elektromechanischen Aktuators (20) mit elektrischem Strom, wobei der elektromechanische Aktuator (20) an der Energieversorgungseinrichtung (26) mittels einer Energieverteileinrichtung (28) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (10) wenigstens einen aktivierbaren, pneumatischen Aktuator (22) zum Betätigen einer der Bremseinrichtungen (18, 36) aufweist.Electromechanical braking system (10) for a vehicle, having at least one braking device (14, 16, 30, 32), having an electromechanical actuator (20) and a braking device (18, 36) that can be actuated by this, and an energy supply device (26) for supply of the electromechanical actuator (20) with electric current, the electromechanical actuator (20) being connected to the energy supply device (26) by means of an energy distribution device (28), characterized in that the braking system (10) has at least one activatable, pneumatic actuator (22) for actuating one of the braking devices (18, 36). Elektromechanisches Bremssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (10) dazu eingerichtet ist, den pneumatischen Aktuator (22) zu aktivieren, wenn der elektromechanische Aktuator (20) nicht voll funktionsfähig ist.Electromechanical braking system according to claim 1 , characterized in that the braking system (10) is set up to activate the pneumatic actuator (22) when the electromechanical actuator (20) is not fully functional. Elektromechanisches Bremssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Aktuator (22) zur Aktivierung eine einen pneumatischen Druck steuernde elektrische Ventileinrichtung (24) aufweist, wobei die Ventileinrichtung (24) durch die Energieversorgungseinrichtung (26) und/oder die Energieverteileinrichtung (28) mit elektrischem Strom zum Betrieb versorgt, und zur Aktivierung des pneumatischen Aktuators (22) eingerichtet ist.Electromechanical braking system according to claim 1 or 2 , characterized in that the pneumatic actuator (22) for activation has an electrical valve device (24) that controls a pneumatic pressure, the valve device (24) being operated by the energy supply device (26) and/or the energy distribution device (28) with electric current supplied, and is set up to activate the pneumatic actuator (22). Elektromechanisches Bremssystem gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator (20) und der pneumatische Aktuator (22) an Bremseinrichtungen (18, 36) derselben Achse (12) des Fahrzeugs angeordnet sind.Electromechanical braking system according to one of the preceding claims, characterized in that the electromechanical actuator (20) and the pneumatic actuator (22) are arranged on braking devices (18, 36) of the same axle (12) of the vehicle. Elektromechanisches Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator (20) mit einer Bremseinrichtung (18) an einer Achse (12) des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei ein pneumatischer Aktuator (28) mit einer Bremseinrichtung (18, 36), an einer weiteren Achse (12) des Fahrzeugs angeordnet ist.Electromechanical braking system according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the electromechanical actuator (20) with a braking device (18) is arranged on an axle (12) of the vehicle, a pneumatic actuator (28) with a braking device (18, 36) being arranged on a further axle (12 ) of the vehicle is arranged. Elektromechanisches Bremssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der elektromechanischen Aktuatoren (20) und einer der pneumatischen Aktuatoren (22) zum Betätigen einer gemeinsamen Bremseinrichtung (18) angeordnet sind.Electromechanical braking system according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that at least one of the electromechanical actuators (20) and one of the pneumatic actuators (22) for actuating a common braking device (18) are arranged. Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Bremssystems gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: Erkennen, dass der elektromechanische Aktuator (20) höchstens eingeschränkt funktionsfähig ist; Wenn der elektromechanische Aktuator (20) höchstens eingeschränkt funktionsfähig ist, Aktivieren des pneumatischen Aktuators (22).Method for operating an electromechanical brake system according to one of the preceding claims, characterized by the steps of: recognizing that the electromechanical actuator (20) is functional at most to a limited extent; If the electromechanical actuator (20) is at most functional, activating the pneumatic actuator (22). Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Bremssystems gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, um zu Erkennen, dass der elektromechanische Aktuator (20) eingeschränkt funktionsfähig ist, eine der folgenden Bedingungen als erfüllt erkannt wird: die Energieversorgungseinrichtung (26) des elektromechanischen Aktuators (22) kann höchstens eine gegenüber der Regelleistung wenigstens reduzierte Leistung bereitstellen; die Energieverteileinrichtung (24) weist eine Fehlfunktion auf, wodurch die für den elektromechanischen Aktuator (20) bereitgestellte Leistung wenigstens reduziert ist; der elektromechanische Aktuator (20) weist eine Fehlfunktion auf.Method for operating an electromechanical braking system according to claim 7 , characterized in that, in order to recognize that the electromechanical actuator (20) is functional to a limited extent, one of the following conditions is recognized as being fulfilled: the energy supply device (26) of the electromechanical actuator (22) can at most have a power that is at least reduced compared to the control power provide; the energy distribution device (24) has a malfunction, as a result of which the power provided for the electromechanical actuator (20) is at least reduced; the electromechanical actuator (20) has a malfunction. Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Bremssystems gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die durch den pneumatischen Aktuator (22) betätigbare Bremseinrichtung (36) einen Federspeicher aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte: Erkennen, dass der elektromechanische Aktuator (20) nicht funktionsfähig ist; Wenn der elektromechanische Aktuator (20) nicht funktionsfähig ist, Betätigen der Bremseinrichtung (36) mittels des Federspeichers.Method for operating an electromechanical braking system according to claim 7 or 8th , wherein the braking device (36) which can be actuated by the pneumatic actuator (22) has a spring accumulator, characterized by the steps of: recognizing that the electromechanical actuator (20) is not functional; If the electromechanical actuator (20) is not functional, the braking device (36) is actuated by means of the spring accumulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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