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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Steuermodul, einem zweiten Steuermodul und mindestens einer Betriebsbremse, die in einem Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul ansteuerbar ist und in einem Fehlerbetriebsmodus hydraulisch durch das zweite Steuermodul ansteuerbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Bremssystems.
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Beispielsweise ist aus der
DE 10 2016 201 261 A1 ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Steuermodul und einem zweiten Steuermodul bekannt, welche mehrere Betriebsbremsen an den Rädern des Kraftfahrzeugs zum Bremsen des Kraftfahrzeugs hydraulisch ansteuern. Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeugbremssystem elektromechanische Parkbremsen, über welche die Räder des Kraftfahrzeugs in einem Parkzustand dauerhaft blockiert werden können. Sowohl das erste als auch das zweite Steuermodul kann jeweils die Betriebsbremsen und die Parkbremsen ansteuern, so dass die Funktion des Bremssystems bei einem Ausfall eines der beiden Bremssteuermodule, durch das jeweilige andere Bremssteuermodul aufrechterhalten werden kann. Insofern bietet das bekannte Bremssystem eine vollständige Redundanz. Im Hinblick auf die Kosten eines solchen Bremssystems hat es sich aber als nachteilig herausgestellt, dass hierzu zwei kostenintensive Steuermodule mit vollem Funktionsumfang erforderlich sind.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine kostengünstige Weiterbildung des Bremssystems zu ermöglichen, welches die Straßenverkehrssicherheit nicht beeinträchtigt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Steuermodul, einem zweiten Steuermodul und mindestens einer Betriebsbremse, die in einem Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul ansteuerbar ist und in einem Fehlerbetriebsmodus hydraulisch durch das zweite Steuermodul ansteuerbar ist, und einem übergeordneten Steuergerät und mindestens einem schaltbaren Ventil, welches durch das übergeordnete Steuergerät in dem Fehlerbetriebsmodus in einen Sperrzustand versetzbar ist, in welchem das Ventil einen Durchfluss eines Hydraulikfluids unterbindet, um einen durch das zweite Steuermodul erzeugten hydraulischen Druck an der Betriebsbremse aufrechtzuerhalten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem kann die Betriebsbremse im Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul angesteuert werden, beispielsweise um ein mit der Betriebsbremse gekoppeltes Rad des Kraftfahrzeugs zu verzögern. Kommt es zu einer Funktionsbeeinträchtigung oder zum Ausfall des ersten Steuermoduls, kann die Betriebsbremse durch das zweite Steuermodul angesteuert werden, beispielsweise indem das zweite Steuermodul einen hydraulischen Druck an der Betriebsbremse bereitstellt. Um auch bei Ausfall des ersten Steuermoduls die Funktionalität einer Parkbremse bereitzustellen, kann das Ventil des Bremssystems durch das übergeordnete Steuergerät in den Sperrzustand versetzt werden. In diesem Sperrzustand des Ventils kann der vom zweiten Steuermodul erzeugte hydraulische Druck an der Betriebsbremse aufrechterhalten werden, so dass diese dauerhaft blockiert und die Funktion einer Parkbremse übernimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem ist es daher nicht erforderlich, dass das zweite Steuermodul dazu eingerichtet ist, eine Parkbremse zu betätigen. Es ist daher möglich, das das zweite Steuermodul mit reduziertem Funktionsumfang, beispielsweise mit einem gegenüber dem ersten Steuermodul reduzierten Funktionsumfang ausgebildet wird, so dass eine kostengünstige Weiterbildung des Bremssystems ermöglicht wird ohne Straßenverkehrssicherheit zu beeinträchtigen.
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Das Ventil des Bremssystems kann in dem Fehlerbetriebsmodus in den Sperrzustand versetzt werden, in welchem ein Durchfluss des Hydraulikfluid durch das Ventil unterbunden ist. In dem Normalbetriebsmodus wird das Ventil bevorzugt in einen Durchflusszustand versetzt, in welchem ein Durchfluss des Hydraulikfluid durch das Ventil ermöglicht ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bremssystem eine erste und eine zweite Betriebsbremse auf, die in einem Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul ansteuerbar sind und in einem Fehlerbetriebsmodus hydraulisch durch das zweite Steuermodul ansteuerbar sind, wobei das Bremssystem zwei schaltbare Ventile aufweist, welche durch das übergeordnete Steuergerät in dem Fehlerbetriebsmodus in einen Sperrzustand versetzbar sind, in welchem das jeweilige Ventil einen Durchfluss eines Hydraulikfluids unterbindet, um einen durch das zweite Steuermodul erzeugten hydraulischen Druck an der ersten und zweiten Betriebsbremse aufrechtzuerhalten. Durch die beiden Betriebsbremsen können zwei Räder des Kraftfahrzeugs verzögert bzw. blockiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform können die erste und die zweite Betriebsbremse im Normalbetriebsmodus zusätzlich durch das zweite Steuermodul hydraulisch angesteuert werden.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems weist das erste Steuermodul eine erste Druckerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Drucks in einer mit der ersten Betriebsbremse verbundenen ersten Hydraulikleitung und optional zur Erzeugung eines Drucks in einer mit der zweiten Betriebsbremse verbundenen zweiten Hydraulikleitung auf. Das erste Steuermodul kann alternativ zwei separate Druckerzeugungseinheiten zur Erzeugung eines Drucks in der ersten und der zweiten Hydraulikleitung, insbesondere Pumpen, umfassen. Zudem kann das zweite Steuermodul eine oder mehrere Druckerzeugungseinheiten zur Erzeugung eines Drucks in der ersten und der zweiten Hydraulikleitung aufweisen. Hierdurch kann in den Hydraulikleitungen redundant Bremsdruck erzeugt werden. Insbesondere im Fall eines technischen Defekts im ersten Steuermodul kann der Bremsdruck in den Hydraulikleitungen durch das zweite Steuermodul bereitgestellt werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Bremssystem ein erstes Rad umfasst, das eine erste Parkbremse und die erste Betriebsbremse aufweist, sowie optional ein zweites Rad umfasst, das eine zweite Parkbremse und eine zweite Betriebsbremse aufweist. Die Parkbremsen können von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs angesteuert werden, um das Kraftfahrzeug in einen Parkzustand zu versetzen. Sie können hydraulisch, mechanisch, elektrisch oder durch eine Kombination dieser Aktivierungsarten betätigt werden. Durch eine Bereitstellung von mehreren Parkbremsen kann die Parksicherheit erhöht werden, da ein möglicher Ausfall einer der Parkbremsen durch mindestens eine weitere Parkbremse kompensiert werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Parkbremse mittels einer ersten Signalleitung und die zweite Parkbremse mittels einer zweiten Signalleitung betätigbar, wobei die erste Signalleitung zwischen dem ersten Steuermodul und der ersten Parkbremse und die zweite Signalleitung zwischen dem ersten Steuermodul und der zweiten Parkbremse angeordnet ist. Durch die Verwendung elektrischer Parkbremsen kann die Zahl der hydraulischen und/oder mechanischen Elemente des Bremssystems verringert werden. Die Betätigung der Parkbremse - die sowohl als Scheiben- als auch Trommelbremse ausgeführt sein kann - kann hierbei mittels eines Elektromotors und einer Getriebeanordnung erfolgen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung umfasst das Bremssystem ein drittes Rad, das eine dritte Betriebsbremse aufweist, sowie ein viertes Rad, das eine vierte Betriebsbremse aufweist, wobei eine dritte Hydraulikleitung zwischen dem ersten Steuermodul und der dritten Betriebsbremse und eine vierte Hydraulikleitung zwischen dem ersten Steuermodul und der vierten Betriebsbremse angeordnet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können alle vier Betriebsbremsen des Kraftfahrzeugs im Normalbetriebsmodus vom ersten Steuermodul hydraulisch angesteuert werden. Ferner können das erste und das zweite Rad als Teil einer ersten Fahrzeugachse, insbesondere als Teil einer Hinterachse, und das dritte und vierte Rad als Teil einer zweiten Fahrzeugachse, insbesondere als Teil einer Vorderachse, angeordnet sein. In einer derartigen Ausführung der Erfindung können die Parkbremsen an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Steuermodul dazu konfiguriert ist, im Fehlerbetriebsmodus einen hydraulischen Druck in der ersten und/oder zweiten Hydraulikleitung zu erzeugen. Falls das Bremssystem eine dritte und vierte Hydraulikleitung aufweist, ist das zweite Steuermodul bevorzugt auch mit der dritten und vierten Hydraulikleitung verbunden, so dass im Fehlerbetriebsmodus der Bremsdruck in allen vier Hydraulikleitungen und somit an allen vier Betriebsbremsen durch das zweite Steuermodul erzeugt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind das erste und zweite Steuermodul hydraulisch miteinander verbunden und in Reihe geschaltet, wobei das erste Steuermodul hydraulisch stromabwärts des zweiten Steuermoduls angeordnet ist. In einer derartigen Anordnung können die mindestens eine Betriebsbremse, bevorzugt alle vier Betriebsbremsen, stromabwärts des ersten Steuermoduls angeordnet sein. So kann die mindestens eine Betriebsbremse, bevorzugt alle vier Betriebsbremsen, sowohl vom ersten als auch - falls notwendig oder gewünscht - vom zweiten Steuermodul betätigt werden. Insbesondere im Fall eines Defekts in einem der Steuermodule erweist sich eine derartige Reihenschaltung als vorteilhaft, da sie beispielsweise zusätzliche Hydraulikleitungen zu den einzelnen Betriebsbremsen entbehrlich macht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste und das zweite Steuermodul über eine dritte Signalleitung elektrisch miteinander verbunden. Hierdurch kann ein Signalabgleich zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodul stattfinden. Insbesondere kann ein durch eine Fehlerdetektionseinrichtung detektierter Fehler über die dritte Signalleitung an das andere Steuermodul kommuniziert werden. Hierauf kann das intakte Steuermodul mit dem übergeordneten Steuergerät kommunizieren und entsprechende Maßnahmen wie beispielswiese das Öffnen oder Schließen von Ventilen einleiten.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Steuermodul, einem zweiten Steuermodul und mindestens einer Betriebsbremse, die in einem Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul ansteuerbar ist und in einem Fehlerbetriebsmodus hydraulisch durch das zweite Steuermodul ansteuerbar ist, wobei die Betriebsbremse im Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul angesteuert wird, ein technischer Defekt im ersten Steuermodul detektiert und das Bremssystem in den Fehlerbetriebsmodus versetzt wird, durch das zweite Steuermodul ein Bremsdruck in einer Hydraulikleitung zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, durch ein übergeordnetes Steuergerät ein schaltbares Ventil in einen Sperrzustand geschaltet wird, in welchem das Ventil einen Durchfluss eines Hydraulikfluids unterbindet, und ein durch das zweite Steuermodul erzeugter hydraulischer Bremsdruck in der Hydraulikleitung und an der Betriebsbremse aufrechterhalten wird und so das Kraftfahrzeug durch den Bremsdruck gegen ein Wegrollen gesichert und somit in einen Parkzustand überführt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem beschrieben worden sind. Insbesondere das Kraftfahrzeug auch bei Ausfall des ersten Steuermoduls sicher und zuverlässig in einen Parkzustand versetzt werden, da die Funktionalität der Parkbremsen durch das zweite Steuermodul, das übergeordnete Steuergerät und die beiden Ventile gewährleistet werden kann. Des Weiteren ermöglicht ein derartiges Sichern des Kraftfahrzeugs gegen Wegrollen den Einsatz eines kostengünstigeren zweiten Steuermoduls, da dieses über einen geringeren Funktionsumfang verfügen kann. Das zweite Steuermodul kann zur Realisierung des Fehlerbetriebsmodus verwendet werden, in dem das zweite Steuermodul lediglich die Funktion der Betriebsbremsen übernimmt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Die Zeichnung illustriert dabei lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches den Erfindungsgedanken nicht einschränkt. Hierin zeigt
- 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems für ein Kraftfahrzeug.
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In 1 ist eine Ausgestaltung des Bremssystems 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung dargestellt. Das Bremssystem 1 umfasst ein erstes Steuermodul 3 und ein zweites Steuermodul 4. Das erste Steuermodul 3 ist mittels einer Signalleitung 64 mit einem übergeordneten Steuergerät 5 verbunden. Das zweite Steuermodul 4 ist mittels einer weiteren Signalleitung 65 mit dem übergeordneten Steuergerät 5 verbunden. Beide Steuermodule 3, 4 können mit dem übergeordneten Steuergerät 5 über die jeweiligen Signalleitungen 64, 65 Informationen austauschen.
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Die beiden Steuermodule 3, 4 sind miteinander hydraulisch in Reihe geschaltet, wobei das erste Steuermodul 3 stromabwärts des zweiten Steuermoduls 4 angeordnet ist. Die hydraulische Verbindung zwischen den Steuermodulen 3, 4 erfolgt mittels zweier Hydraulikleitungen 35, 36. Das erste Steuermodul 3 weist hierbei eine erste und eine zweite Druckerzeugungseinheit 41, 42 auf. Das zweite Steuermodul 4 weist ebenfalls zwei Druckerzeugungseinheiten, die jedoch in der 1 nicht abgebildet sind. Die eine zwischen dem ersten und zweiten Steuermodul 3, 4 verlaufende Hydraulikleitung 35 ist mit der ersten Druckerzeugungseinheit 41 verbunden und spaltet sich - nach Durchströmung der ersten Druckerzeugungseinheit 41 - in eine erste Hydraulikleitung 31 und eine zweite Hydraulikleitung 32 auf. Die andere zwischen dem ersten und zweiten Steuermodul 3, 4 verlaufende Hydraulikleitung 36 ist mit der zweiten Druckerzeugungseinheit 42 verbunden und spaltet sich - nach Durchströmung der zweiten Druckerzeugungseinheit 42 - in eine dritte Hydraulikleitung 33 und eine vierte Hydraulikleitung 34 auf. Ebenso sind die beiden Steuermodule 3, 4 elektrisch über eine weitere Signalleitung 63 miteinander verbunden, womit ein Signalabgleich zwischen dem ersten und dem zweiten Steuermodul 3, 4 stattfinden kann.
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Das Bremssystem 1 gemäß 1 umfasst vier Räder 51, 52, 53, 54. Das erste Rad 51 weist eine erste Betriebsbremse 9 sowie eine erste Parkbremse 7 auf. Die erste Betriebsbremse 9 wird hydraulisch angesteuert. Der hierfür notwendige Bremsdruck wird über die erste Hydraulikleitung 31 bereitgestellt. Die erste Parkbremse 7 wird elektrisch betätigt. Die hierfür notwendige elektrische Energie wird über eine erste Signalleitung 61 durch das erste Steuermodul 3 bereitgestellt. Die erste Betriebsbremse 9 und die erste Parkbremse 7 können hierbei an einem gemeinsamen ersten Bremssattel angeordnet sein.
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Das zweite Rad 52 weist analog zum ersten Rad 51 eine zweite Betriebsbremse 10 sowie eine zweite Parkbremse 8 auf. Die zweite Betriebsbremse 10 wird hydraulisch angesteuert. Der hierfür notwendige Bremsdruck wird über die zweite Hydraulikleitung 32 bereitgestellt. Die erste Parkbremse 7 wird elektrisch angesteuert. Die hierfür notwendige elektrische Energie wird über eine zweite Signalleitung 62 durch das erste Steuermodul 3 bereitgestellt. Die zweite Betriebsbremse 10 und die zweite Parkbremse 8 können an einem gemeinsamen zweiten Bremssattel angeordnet sein. Ferner sind das erste und zweite Rad 51, 52 an einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet.
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Das dritte Rad 53 weist eine dritte Betriebsbremse 11 auf, deren Bremsdruck über die dritte Hydraulikleitung 33 bereitgestellt wird. Analog weist das vierte Rad 54 eine vierte Betriebsbremse 12 auf, deren Bremsdruck über die vierte Hydraulikleitung 34 bereitgestellt wird. Das dritte und vierte Rad 53, 54 sind an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet.
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In einem Normalbetriebsmodus des Kraftfahrzeugs können die Bremsdrücke in allen vier Hydraulikleitungen 31, 32, 33, 34 durch das erste und/oder zweite Steuermodul 3, 4 erzeugt werden.
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Ein erstes Ventil 21, das zwischen dem ersten Steuermodul 3 und der ersten Betriebsbremse 9 angeordnet ist, steuert den Durchfluss einer Hydraulikflüssigkeit in der ersten Hydraulikleitung 31. Ein zweites Ventil 22, das zwischen dem ersten Steuermodul 3 und der zweiten Betriebsbremse 9 angeordnet ist, steuert analog den Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit in der zweiten Hydraulikleitung 31. Sowohl das erste als auch das zweite Ventil 21, 22 weisen zwei Schaltzustände auf -jeweils Durchfluss- und Sperrzustand - und werden hierbei vom übergeordneten Steuergerät 5 angesteuert. Das erste Ventil 21 ist hierfür mittels einer weiteren Signalleitung 66 und das zweite Ventil mittels einer weiteren Signalleitung 67 mit dem übergeordneten Steuergerät 5 verbunden.
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Kommt es zu einem technischen Defekt im ersten Steuermodul 3, können die mit dem ersten Steuermodul 3 verbundenen elektrischen Parkbremsen 7, 8 nicht mehr angesteuert werden. Das Kraftfahrzeug kann demnach nicht mehr in einen Parkzustand versetzt werden und wird daher vom Normalbetriebsmodus in einen Fehlerbetriebsmodus versetzt. Im Fehlerbetriebsmodus erzeugt das zweite Steuermodul 4 den Bremsdruck in der ersten und zweiten Hydraulikleitung 31, 32. Um die Funktionalität einer Parkbremse bereitzustellen, betätigt das übergeordnete Steuergerät 5 die Ventile 21, 22 derart, dass sie vom Durchflussin den Sperrzustand geschaltet werden. Der vom zweiten Steuermodul 4 in den ersten beiden Hydraulikleitungen erzeugte Bremsdruck wird im Sperrzustand der Ventile 21, 22 aufrechterhalten. So bleibt das Kraftfahrzeug gegen Wegrollen gesichert und bleibt dauerhaft in dem Parkzustand.
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Das vorstehend beschriebene Bremssystem 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst ein erstes Steuermodul 3, ein zweites Steuermodul 4 und mindestens eine Betriebsbremse 9, 10, die in einem Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul 3 ansteuerbar ist und in einem Fehlerbetriebsmodus hydraulisch durch das zweite Steuermodul 4 ansteuerbar ist. Ferner umfasst das Bremssystem 1 ein übergeordnetes Steuergerät 5 und mindestens ein schaltbares Ventil 21, 22, welches durch das übergeordnete Steuergerät 5 in dem Fehlerbetriebsmodus in einen Sperrzustand versetzbar ist, in welchem das Ventil 21, 22 einen Durchfluss eines Hydraulikfluids unterbindet, um einen durch das zweite Steuermodul 4 erzeugten hydraulischen Druck an der Betriebsbremse 9, 10 aufrechtzuerhalten. Zum Betrieb des Bremssystems 1 kann ein Verfahren zu Einsatz kommen wobei die Betriebsbremse 9, 10 im Normalbetriebsmodus hydraulisch durch das erste Steuermodul 3 angesteuert wird, ein technischer Defekt im ersten Steuermodul 3 detektiert und das Bremssystem 1 in den Fehlerbetriebsmodus versetzt wird, durch das zweite Steuermodul 4 ein Bremsdruck in einer Hydraulikleitung 31, 32 zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, durch ein übergeordnetes Steuergerät 5 ein schaltbares Ventil 21, 22 in einen Sperrzustand geschaltet wird, in welchem das Ventil 21, 22 einen Durchfluss eines Hydraulikfluids unterbindet, und ein durch das zweite Steuermodul 4 erzeugter hydraulischer Bremsdruck in der Hydraulikleitung 31, 32 und an der Betriebsbremse 9, 10 aufrechterhalten wird und so das Kraftfahrzeug durch den Bremsdruck gegen ein Wegrollen gesichert und somit in einen Parkzustand überführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016201261 A1 [0002]
