DE102021200576A1

DE102021200576A1 - Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät für ein Kraftfahrzeug, Bremssystem mit einem solchen Bremsensteuergerät und Verfahren zum Betreiben eines Bremsensteuergeräts

Info

Publication number: DE102021200576A1
Application number: DE102021200576.4A
Authority: DE
Inventors: Harald Biller; Jochen Beuss; Joseph Dolmaya; Ulrich Linden; Christian Courth
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-07-28
Also published as: CN116783102A; KR20230116920A; WO2022156864A1

Abstract

Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei ersten Ausgangsanschlüssen (4a, 4b) und zwei zweiten Ausgangsanschlüssen (4c, 4d) für zumindest vier hydraulisch betätigbare Radbremsen (5a-5d), einer elektrisch ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle (2), einem Druckmittelvorratsbehälter (3) und einem elektrisch betätigbaren Einlassventil (6a-6d) und Auslassventil (7a-7d) je erstem und zweitem Ausgangsanschluss (4a-4d), wobei die Druckquelle (2) durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum (30) und einem Kolben (31) gebildet wird, welcher durch einen elektromechanischen Aktuator (32, 33) vor- und zurückschiebbar ist, wobei der Druckraum (30) über ein elektrisch betätigbares Druckzuschaltventil (9) mit einem Bremsleitungsabschnitt (60) verbunden ist, an welchen die Einlassventile (6a-6d) angeschlossen sind, wobei der Druckraum (30) über eine Nachsaugverbindung (61) mit einem Nachsaugventil (14) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (3) verbunden ist, und wobei das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil (9) stromlos geschlossen ausgeführt ist und derart angeordnet und ausgeführt ist, dass das Druckzuschaltventil (9) in seinem stromlosen Zustand durch einen von der Druckquelle (2) erzeugten Druck geöffnet werden kann, sowie Bremssystem und Verfahren zum Betreiben eines Bremsensteuergeräts (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Bremssystem mit einem solchen Bremsensteuergerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremsensteuergeräts.
Aus der DE 10 2017 216 617 A1 ist ein Bremsensteuergerät bekannt mit vier Ausgangsanschlüssen für vier hydraulisch betätigbare Radbremsen, einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit, einer zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit, einem Druckmittelvorratsbehälter und einem Einlass- und Auslassventil je Ausgangsanschluss, wobei der jeweilige Ausgangsanschluss über das Auslassventil mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden ist. Um für das hochautomatisierte Fahren geeignet zu sein und auf eine mechanische und/oder hydraulische Rückfallebene, in welcher der Fahrer durch Muskelkraft die Radbremsen betätigt kann, verzichten zu können, umfasst das Bremsensteuergerät eine erste und eine zweite elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle, wobei die erste Druckquelle von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und die zweite Druckquelle von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird. Weiterhin ist eine elektrisch betätigbare Kreistrennvorrichtung vorgesehen, durch welche die Bremsanlage im stromlosen Zustand in einen ersten Bremskreis mit der ersten Druckquelle und zwei der Radbremsen sowie einen zweiten Bremskreis mit der zweiten Druckquelle und den zwei anderen Radbremsen getrennt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives, für das hochautomatisierte Fahren geeignetes elektrohydraulisches Bremsensteuergerät sowie Bremssystem für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches auf eine mechanische und/oder hydraulische Rückfallebene verzichten kann. Das Bremsensteuergerät sowie Bremssystem soll dabei dennoch eine hohe Verfügbarkeit besitzen und so eine ausreichende Sicherheit für hochautomatisiertes Fahren bzw. eine Autopilotfunktion bieten, und kostengünstig herstellbar sein.
Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches auf eine mechanische und/oder hydraulische Rückfallebene verzichten kann, eine ausreichende Sicherheit für hochautomatisiertes Fahren bzw. eine Autopilotfunktion bietet und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät gemäß Anspruch 1, ein Bremssystem gemäß Anspruch 21 und ein Verfahren gemäß Anspruch 23 gelöst.
Der Erfindung liegt bezüglich eines Bremsensteuergeräts der Gedanke zugrunde, dass das Bremsensteuergerät zwei erste Ausgangsanschlüsse und zwei zweite Ausgangsanschlüsse für zumindest vier hydraulisch betätigbare Radbremsen, eine elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle, einen Druckmittelvorratsbehälter und ein Einlass- und Auslassventil für jeden der Ausgangsanschlüsse umfasst, wobei die Druckquelle durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum gebildet wird, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator vor- und zurückschiebbar ist, wobei der Druckraum über ein elektrisch betätigbares Druckzuschaltventil mit einem Bremsleitungsabschnitt hydraulisch verbunden ist, an welchen die Einlassventile angeschlossen sind. Weiterhin ist der Druckraum der Druckquelle über eine hydraulische Nachsaugverbindung mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden, wobei in der hydraulischen Nachsaugverbindung ein Nachsaugventil angeordnet ist. Außerdem ist das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil stromlos geschlossen ausgeführt und ist derart angeordnet und ausgeführt, dass das Druckzuschaltventil in seinem stromlosen Zustand durch einen von der Druckquelle erzeugten Druck geöffnet werden kann. Das erfindungsgemäße Bremsensteuergerät bietet den Vorteil, dass nur eine geringe Anzahl von Ventilen benötigt wird, wobei die Ventile außerdem kostengünstig herstellbar sind. Durch das stromlos geschlossene Druckzuschaltventil ist ein Ansaugen von Druckmittelvolumen aus dem Druckmittelvorratsbehälter über die Nachsaugverbindung mit dem Nachsaugventil in den Druckraum der Druckquelle stets möglich, auch wenn das Druckzuschaltventil aufgrund eines Fehlers nicht ansteuerbar ist; gleichzeitig ist ein Druckaufbau an den Radbremsen mittels der Druckquelle möglich, auch wenn das Druckzuschaltventil aufgrund eines Fehlers nicht ansteuerbar ist. So wird eine hohe Verfügbarkeit des Bremsensteuergerät bzw. Bremssystems erreicht, welche eine ausreichende Sicherheit für hochautomatisiertes Fahren bietet. Auf eine mechanische und/oder hydraulische Rückfallebene des Bremssystems kann so verzichtet werden.
Bevorzugt umfasst das Bremsensteuergerät eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit. So kann ein ansteuerungs-redundantes und/oder funktions-redundantes Bremsensteuergerät bereitgestellt werden, welches die Anforderung eines Vierradbremsung nach einem elektrischen (Einzel)Fehler erfüllt.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit sind besonders bevorzugt voneinander elektrisch unabhängig in dem Sinne, dass ein Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit keinen Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit bewirkt und umgekehrt.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit sind besonders bevorzugt getrennt ausgeführt und über redundante Signalleitungen miteinander verbunden.
Das Öffnen oder Aufdrücken des (stromlosen) Druckzuschaltventils mittels eines, z.B. von der Druckquelle aufgebrachten, Druckmittelvolumenstroms wird auch als Überströmen bezeichnet.
Mittels des Nachsaugventils wird bei einem Druckaufbau im Druckraum ein Abfließen von Druckmittel aus dem Druckraum in den Druckmittelvorratsbehälter verhindert oder mittels des Nachsaugventils ist bei einem Druckaufbau im Druckraum ein Abfließen von Druckmittel aus dem Druckraum in den Druckmittelvorratsbehälter verhinderbar.
Zum Nachsaugen von Druckmittel ist oder wird bevorzugt das Druckzuschaltventil geschlossen und der elektromechanische Aktuator bewegt den Kolben zurück, so dass Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter über die Nachsaugverbindung mit dem Nachsaugventil in den Druckraum gesaugt wird.
Bevorzugt ist in der Nachsaugverbindung ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter schließendes Rückschlagventil oder ein elektrisch oder hydraulisch betätigbares Ventil angeordnet. So kann ein Abfließen von Druckmittel aus dem Druckraum über die hydraulische Nachsaugverbindung in den Druckmittelvorratsbehälter kostengünstig verhindert werden.
Durch die Verwendung eines derartigen, stromlos geschlossenen, überströmbaren (Druckzuschalt)ventils wird es möglich, in der hydraulischen Verbindung von dem Druckraum zu den Einlassventilen / dem Bremsleitungsabschnitt nur genau das eine Druckzuschaltventil anzuordnen und keine weitere hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Bremsleitungsabschnitt zum Bremsdruckaufbau in dem Bremsleitungsabschnitt mittels der Druckquelle vorzusehen. So wird die Anzahl von in dem Bremsensteuergerät / dem Bremssystem verwendeten Ventilen sowie die Anzahl von Bohrungen / Verbindungsleitungen in dem Ventilblock minimiert und das Bremsensteuergerät / Bremssystem ist kostengünstiger. Ein solches, stromlos geschlossenes, überströmbares Ventil ist kostengünstig herstellbar.
Bevorzugt ist das Druckzuschaltventil als stromlos geschlossenes Sitzventil ausgeführt.
Bevorzugt umfasst das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil einen Ventilsitz und eine Feder (Druckfeder), welche einen Ventilkolben des Druckzuschaltventils in einem stromlosen (unbestromten) Zustand des Druckzuschaltventils gegen den Ventilsitz drückt.
Bevorzugt ist das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil in einem Verhältnis von schließender Feder (Druckfeder) und Ventilsitzquerschnitt so gestaltet und derart angeordnet, dass das Druckzuschaltventil in seinem stromlosen Zustand durch einen möglichst geringen von der Druckquelle erzeugten Druck geöffnet werden kann.
Bevorzugt ist eine Feder (Druckfeder) des Druckzuschaltventils derart ausgelegt, dass das Druckzuschaltventil in seinem stromlosen Zustand durch den von der Druckquelle erzeugten Druck geöffnet werden kann. Der Druck, der von der Druckquelle zum Überströmen des Druckzuschaltventils aufgebracht werden muss, ist sehr viel niedriger als ein typischer Bremsdruck des Bremssystems.
Bevorzugt ist das Druckzuschaltventil derart angeordnet und ausgeführt, dass das Druckzuschaltventil in seinem stromlosen Zustand bei einem Druck der Druckquelle zwischen 0,2 bar und 10 bar geöffnet wird. Besonders bevorzugt ist das Druckzuschaltventil derart angeordnet und ausgeführt, dass das Druckzuschaltventil in seinem stromlosen Zustand bei einem Druck der Druckquelle zwischen 1 bar und 5 bar, ganz besonders bevorzugt bei einem Druck der Druckquelle zwischen 2 bar und 4 bar, geöffnet wird.
Bevorzugt wird in dem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils nicht möglich ist, ein, z.B. von einem Steuergerät oder einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten geforderter, Bremsdruckaufbau an zumindest einer der Radbremsen vorgenommen, indem mittels der Druckquelle ein Bremsdruck erzeugt wird, der das Druckzuschaltventil öffnet und sich bis in die zumindest eine Radbremse fortsetzt.
Bevorzugt wird in dem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils nicht möglich ist, ein, z.B. von einem Steuergerät oder einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten geforderter, Bremsdruckabbau an zumindest einer der Radbremsen vorgenommen, indem zumindest eines der Einlass- und Auslassventile geöffnet wird. Besonders bevorzugt werden zumindest zwei der Einlass- und Auslassventile geöffnet.
Bevorzugt ist in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Bremsleitungsabschnitt neben dem stromlos geschlossenen Druckzuschaltventil kein weiteres Ventil angeordnet. Dies umfasst auch, dass keine weitere hydraulische Verbindung oder kein weiterer hydraulischer Pfad zwischen dem Druckraum und dem Bremsleitungsabschnitt vorgesehen ist (neben der hydraulischen Verbindung mit dem stromlos geschlossenen Druckzuschaltventil), über welche ein Bremsdruckaufbau von der Druckquelle in dem Bremsleitungsabschnitt erzeugt werden kann. Der Druckraum ist also z.B. weder über eine Parallelschaltung von zwei elektrisch betätigbaren Druckzuschaltventilen noch über eine Parallelschaltung von einem elektrisch betätigbaren Druckzuschaltventil und einem Rückschlagventil mit dem Bremsleitungsabschnitt hydraulisch verbunden.
Bevorzugt ist in dem Bremsleitungsabschnitt zwischen dem elektrisch betätigbaren Druckzuschaltventil und jedem der Einlassventile kein elektrisch betätigbares Ventil, besonders bevorzugt kein Ventil, angeordnet. D.h. jedes der Einlassventile ist bevorzugt ohne Zwischenschaltung eines weiteren elektrisch betätigbaren Ventils mit dem ersten Druckzuschaltventil verbunden. Besonders bevorzugt ist jedes der Einlassventile direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Ventils, mit dem ersten Druckzuschaltventil verbunden.
Bevorzugt sind elektrische und/oder elektronische Mittel vorgesehen, die dazu konfiguriert sind, dass bei einem Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit der elektromechanische Aktuator mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird und einen Druck zur Betätigung der Radbremsen aufbaut, und dass bei einem Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit der elektromechanische Aktuator mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird und einen Druck zur Betätigung der Radbremsen aufbaut. Bei einem Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten wird also der elektromechanische Aktuator mittels der anderen elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert und es wird ein Druck zur Betätigung der Radbremsen in der brake-by-wire Betriebsart zur Betriebsbremsung aufgebaut. Durch die eine funktionsfähige elektronische Steuer- und Regeleinheit wird der elektromechanische Aktuator zumindest mit einem Teil seiner Leistung zum Aufbau eines Druckes zur Betätigung der Radbremsen betrieben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremsensteuergeräts kann der elektromechanische Aktuator zur Betätigung der Radbremsen allein mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und allein mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und mittels erster und zweiter elektronischer Steuer- und Regeleinheit gemeinsam angesteuert werden. Bei einem Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten kann daher der elektromechanische Aktuator vorteilshafterweise mittels der anderen elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert werden und kann einen Druck zur Betätigung der Radbremsen in der brake-by-wire Betriebsart zur Betriebsbremsung aufbauen.
Bevorzugt umfasst der elektromechanische Aktuator einen doppelt gewickelten Elektromotor mit einer ersten Motorwicklung und einer zweiten Motorwicklung, wobei die erste Motorwicklung von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und die zweite Motorwicklung von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird. Der doppelt gewickelte Elektromotor umfasst also eine erste Motorwicklung und eine zweite Motorwicklung, wobei jede der beiden Motorwicklungen jeweils von einer der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten angesteuert wird. In gewissem Sinne ist der Elektromotor zweiteilig ausgeführt. Werden beide Motorwicklungen von beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten angesteuert, liefert der Elektromotor die volle Leistung. Im Falle, dass nur eine der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten die entsprechende Motorwicklung ansteuert, kann die Druckquelle Druck aufbauen, wenn auch in verminderter Höhe und mit verminderter Dynamik, wobei mit diesem Druck alle zumindest vier Radbremsen beaufschlagt werden. Das Fahrzeug kann dennoch abgebremst und zum Stillstand gebracht werden. Besonders bevorzugt wird die erste Motorwicklung ausschließlich von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und die zweite Motorwicklung ausschließlich von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Auslassventile der ersten Ausgangsanschlüsse stromlos geschlossen ausgeführt und die Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse stromlos offen ausgeführt. Durch die stromlos offenen Auslassventile wird sichergestellt, dass ein Druckausgleich der Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter im passiven bzw. unbetätigten bzw. stromlosen Zustand des Bremsensteuergerätes bzw. des Bremssystems gewährleistet ist, so dass die Radbremsen drucklos sind und keine unbeabsichtigten Bremsmomente aufgebracht werden. Besonders bevorzugt sind die Auslassventile der Achse stromlos offen ausgeführt, an welchen Parkbremsen angeordnet sind. Ein einziges stromlos offenes Auslassventil wäre grundsätzlich auch möglich, allerdings ist es aufgrund der Symmetrie vorteilhaft beide Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse stromlos offen auszuführen. Auch kann so ein schneller Druckabbau über zwei Auslassventile durchgeführt werden. Die Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse sind besonders bevorzugt analog ansteuerbar ausgeführt. Stromlos offene, analog ansteuerbare Ventile sind kostengünstig herstellbar. Die Auslassventile der ersten Ausgangsanschlüsse sind besonders bevorzugt als Schaltventile ausgeführt. Solche stromlos geschlossenen, nicht analog ansteuerbare Ventile sind kostengünstig herstellbar.
Bevorzugt ist jedes der Einlassventile stromlos offen ausgeführt. Besonders bevorzugt ist jedes der Einlassventile analog ansteuerbar ausgeführt. Besonders bevorzugt ist jedem Einlassventil ein in Richtung des zugeordneten Ausgangsanschlusses schließendes Rückschlagventil parallelgeschaltet.
Bevorzugt werden das Druckzuschaltventil, zumindest das Einlass- und Auslassventil eines ersten Ausgangsanschlusses der ersten Ausgangsanschlüsse sowie zwei der vier Einlass- und Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse, besonders bevorzugt ausschließlich, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt.
Bevorzugt wird eines (ersten) der Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und das diesem (demselben) zweiten Ausgangsanschluss zugeordnete Einlassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt, während das andere (zweite) Auslassventil der zweiten Ausgangsanschlüsse von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und das diesem (demselben) zweiten Ausgangsanschluss zugeordnete Einlassventil von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird.
Anders ausgedrückt werden bevorzugt das Einlassventil eines (ersten) der zweiten Ausgangsanschlüsse und das Auslassventil des anderen (zweiten) der zweiten Ausgangsanschlüsse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt sowie das Einlassventil des anderen (zweiten) der zweiten Ausgangsanschlüsse und das Auslassventil des einen (ersten) der zweiten Ausgangsanschlüsse von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bremsensteuergerätes werden die Einlass- und Auslassventile der ersten Ausgangsanschlüsse, besonders bevorzugt ausschließlich, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt.
Gemäß eines alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bremsensteuergerätes werden das Einlass- und Auslassventil eines ersten Ausgangsanschlusses der ersten Ausgangsanschlüsse, besonders bevorzugt ausschließlich, von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt sowie das Einlass- und Auslassventil des anderen ersten Ausgangsanschlusses der ersten Ausgangsanschlüsse, besonders bevorzugt ausschließlich, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Dies bietet den Vorteil, dass die Radventile (Einlass- und Auslassventile) bzgl. ihrer Ansteuerung gleich auf die beiden Steuer- und Regeleinheiten verteilt sind bzw. dass die Gesamtheit der Ventile des Bremsensteuergerätes bzgl. ihrer Ansteuerung ungefähr gleich auf die beiden Steuer- und Regeleinheiten verteilt ist.
Bevorzugt sind die Einlassventile der ersten Ausgangsanschlüsse stromlos offen und die Auslassventile der ersten Ausgangsanschlüsse stromlos geschlossen ausgeführt. Besonders bevorzugt sind die Einlassventile der ersten Ausgangsanschlüsse analog ansteuerbar ausgeführt.
Bevorzugt sind die Einlassventile und die Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse stromlos offen ausgeführt. Besonders bevorzugt sind die Einlassventile und die Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse analog ansteuerbar ausgeführt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind an den, den Radbremsen der zweiten Ausgangsanschlüsse zugeordneten Rädern eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse und eine zweite elektrisch betätigbare Parkbremse vorgesehen, wobei die erste elektrisch betätigbare Parkbremse, besonders bevorzugt ausschließlich, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse, besonders bevorzugt ausschließlich, von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird. So kann bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten noch eine der elektrisch betätigbaren Parkbremsen angesteuert und das Fahrzeug mittels dieser Parkbremse gesichert werden.
Bevorzugt wird für den zweiten Ausgangsanschluss des Rades, an welchem die erste elektrisch betätigbare Parkbremse vorgesehen ist, das zugeordnete Einlassventil von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und das zugeordnete Auslassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Für den zweiten Ausgangsanschluss des Rades, an welchem die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse vorgesehen ist, wird das zugeordnete Einlassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt und das zugeordnete Auslassventil von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. So wird ermöglicht, dass nach Ausfall einer Steuer- und Regeleinheit eines der Räder der zweiten Ausgangsanschlüsse hydraulisch gebremst werden kann. Das andere Rad der zweiten Ausgangsanschlüsse kann mittels der Parkbremse gebremst werden.
Bevorzugt ist die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse einem Hinterrad zugeordnet, und das dem diagonal gegenüberliegenden Vorderrad zugeordnete Einlass- und Auslassventil wird von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Besonders bevorzugt werden das dem gleichseitigen Vorderrad zugeordnete Einlass- und Auslassventil von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Besonders bevorzugt ist die erste elektrisch betätigbare Parkbremse dem anderen Hinterrad zugeordnet, und das dem diagonal gegenüberliegenden Vorderrad zugeordnete Einlass- und Auslassventil wird von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. So sind die Radventile etwa gleich auf die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten verteilt.
Bevorzugt wird die eine Hälfte der Einlass- und Auslassventile, insbesondere ausschließlich, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt und die andere Hälfte der Einlass- und Auslassventile wird, besonders bevorzugt ausschließlich, von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Anders ausgedrückt ist bevorzugt jeder der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten dieselbe Anzahl von Einlass- und Auslassventilen zur Betätigung zugeordnet.
Bevorzugt ist jeder der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten dieselbe Anzahl von Ventilen des Bremsensteuergeräts oder eine höchsten um Zwei abweichende Anzahl von Ventilen des Bremsensteuergeräts zur Betätigung zugeordnet.
Durch die ungefähre Gleichverteilung der Radventile bzw. der Gesamtheit der Ventile des Bremsensteuergeräts auf die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten kann je Steuer- und Regeleinheit ein kleinerer Ventiltreiber-IC (integrierte Schaltung) bzw. eine kleinere PCU (Leistungssteuereinheit) verwenden werden.
Bevorzugt sind die Auslassventile über eine Rücklaufleitung mit einem ersten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters hydraulisch verbunden und der Druckraum der Druckquelle ist über eine Nachsaugleitung mit einem zweiten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters hydraulisch verbunden. Der Druckmittelvorratsbehälter umfasst dann vorteilhafterweise eine erste und eine zweite Kammer, wobei die erste Kammer dem ersten Anschluss zugeordnet ist und die zweite Kammer dem zweiten Anschluss zugeordnet ist. Besonders bevorzugt ist in der Nachsaugleitung ein in Richtung des Druckraums öffnendes Rückschlagventil angeordnet.
Alternativ ist es bevorzugt, dass die Auslassventile und der Druckraum der Druckquelle über eine zumindest teilweise gemeinsame Leitung mit einem Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters hydraulisch verbunden sind. Der Druckmittelvorratsbehälter umfasst dann vorteilhafterweise nur eine Kammer, welcher der Anschluss zugeordnet ist.
Bevorzugt sind zur Druckregelung durch jede der Steuer- und Regeleinheiten ein erster Drucksensor und ein zweiter Drucksensor an den Bremsleitungsabschnitt angeschlossen, wobei die Signale des ersten Drucksensors der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit zugeführt und von dieser ausgewertet werden und die Signale des zweiten Drucksensors der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit zugeführt und von dieser ausgewertet werden. So ist eine präzise Druckregelung durch die erste und durch die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit möglich.
Bevorzugt sind die ersten Ausgangsanschlüsse den Radbremsen einer Achse des Fahrzeugs und die zweiten Ausgangsanschlüsse den Radbremsen der anderen Achse des Fahrzeugs zugeordnet. Besonders bevorzugt sind die ersten Ausgangsanschlüsse den Radbremsen der Vorderachse und die zweiten Ausgangsanschlüsse den Radbremsen der Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet.
Vorteilhafterweise wird die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit von einer ersten elektrischen Energieversorgung versorgt und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit von einer zweiten, von der ersten Energieversorgung unabhängigen, elektrischen Energieversorgung versorgt.
Bevorzugt umfasst das Bremsensteuergerät keine weitere elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle.
Bevorzugt umfasst das Bremsensteuergerät keine weitere hydraulische Druckquelle. D.h. das Bremsensteuergerät umfasst weder eine Fahrerbetätigbare hydraulische Druckquelle noch eine elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle.
Bevorzugt ist die Druckquelle einkreisig ausgeführt. Besonders bevorzugt umfasst die Druckquelle lediglich einen Druckraum.
Bevorzugt wird jedes elektrisch betätigbare Ventil des Bremsensteuergeräts, d.h. die Einlassventile, die Auslassventile und das Druckzuschaltventil, von lediglich bzw. ausschließlich einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten betätigt.
Die Erfindung betrifft auch ein Bremssystem mit einer Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer und einem erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsensteuergerät. Dabei ist die Betätigungseinheit mit dem Bremsensteuergerät durch eine Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden. Eine mechanisch-hydraulische Verbindung von der Betätigungseinheit zu dem Bremsensteuergerät besteht nicht (keine hydraulische Rückfallebene).
Bevorzugt umfasst das Bremssystem eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse und eine zweite elektrisch betätigbare Parkbremse, welche einer Fahrzeugachse, besonders bevorzugt der Hinterachse, des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, wobei die erste elektrisch betätigbare Parkbremse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird. So kann auch bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten sichergestellt werden, dass zumindest eine der Parkbremsen betätigbar ist und das Fahrzeug gegen Wegrollen sichert.
Durch die vorgeschlagene Zuordnung der Einlass- und Auslassventile sowie der Parkbremsen zu der ersten sowie der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit wird ermöglicht, dass bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten dennoch drei der Räder hydraulisch und das vierte Rad mittels einer Parkbremse gebremst werden können.
Der Erfindung liegt bezüglich eines Verfahrens zum Betreiben eines elektrohydraulisches Bremsensteuergerät der Gedanke zugrunde, dass in dem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils nicht möglich ist, ein Bremsdruckaufbau an zumindest einer der Radbremsen vorgenommen wird, indem mittels der Druckquelle ein Bremsdruck erzeugt wird, der das Druckzuschaltventil öffnet und sich bis in die zumindest eine Radbremse fortsetzt.
Bevorzugt wird in dem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils nicht möglich ist, ein, z.B. von einem Steuergerät oder einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten geforderter, Bremsdruckabbau an zumindest einer der Radbremsen vorgenommen, indem zumindest eines der Einlass- und Auslassventile geöffnet wird. Besonders bevorzugt werden zumindest zwei der Einlass- und Auslassventile geöffnet.
Der Bremsdruckaufbau und/oder der Bremsdruckabbau wird vorteilhafterweise von einem Steuergerät oder einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten, gefordert bzw. angefordert.
Zum Betreiben des Bremsensteuergeräts werden bevorzugt bei einem Ausfall der das Druckzuschaltventil betätigenden Steuer- und Regeleinheit zur Durchführung eines Druckabbaus die Einlass- und Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse geöffnet. Besonders bevorzugt werden in diesem Fall die von der anderen Steuer- und Regeleinheit betätigten Einlass- und Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse geöffnet.
Auch ist es bevorzugt, dass zusätzlich das von der anderen Steuer- und Regeleinheit betätigte Auslassventil der ersten Ausgangsanschlüsse geöffnet wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigen schematisch

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems mit einem erfindungsgemäßen Bremsensteuergerät, und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems mit einem erfindungsgemäßen Bremsensteuergerät.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems mit einem erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsensteuergerät 1 für ein Kraftfahrzeug mit vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 5a-5d schematisch dargestellt. Neben dem Bremsensteuergerät 1 umfasst das Bremssystem zwei elektrisch betätigbare Parkbremsen 50a, 50b sowie eine nicht dargestellte Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer, wobei die Betätigungseinheit mit dem Bremsensteuergerät 1 durch eine Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden ist. Es besteht keine mechanisch-hydraulische Verbindung von der Betätigungseinheit zu dem Bremsensteuergerät 1.
Das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 umfasst einen nicht näher bezeichneten Ventilblock (hydraulische Steuer- und Regeleinheit) mit einem Ausgangsanschluss 4a-4d für jede der Radbremsen 5a-5d. An dem Ventilblock ist ein unter Atmosphärendruck stehender Druckmittelvorratsbehälter 3 angeordnet.
Zur Überwachung des Bremssystems auf Leckage wird der Füllstand des Druckmittelvorratsbehälters 3 vorteilshafterweise mittels eines Füllstandsensors 44 erfasst.
Beispielsgemäß sind die (ersten) Ausgangsanschlüsse 4a, 4b den Radbremsen 5a, 5b der Vorderachse (Front) und die (zweiten) Ausgangsanschlüsse 4c, 4d den Radbremsen 5c, 5d der Hinterachse (Rear) zugeordnet.
Die elektrisch betätigbaren Parkbremsen 50a, 50b sind beispielsgemäß den Rädern einer der Achsen des Fahrzeugs zugeordnet, beispielsgemäß den Rädern RL, RR (RL: hinten links, RR: hinten rechts) der Hinterachse (Rear). Die elektrischen Parkbremsen 50a, 50b werden von dem Bremsensteuergerät 1 angesteuert bzw. betätigt. Vorteilhafterweise sind die Radbremsen der Hinterachse als Kombibremssättel mit einer hydraulischen Radbremse 5c, 5d und einer integrierten, elektrisch betätigbaren Parkbremse (IPB) ausgeführt.
Bremsensteuergerät 1 umfasst weiter eine elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle 2, eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit A und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit B.
Jedem Ausgangsanschluss 4a-4d des Bremsensteuergeräts 1 ist eine elektrisch betätigbares Einlassventil 6a-6d sowie ein elektrisch betätigbares Auslassventil 7a-7d zugeordnet.
Druckraum 30 ist über ein elektrisch betätigbares Druckzuschaltventil 9 mit einem Bremsleitungsabschnitt 60 hydraulisch verbunden, an welchen die Einlassventile 6a-6d angeschlossen sind. Entsprechend ist Druckquelle 2 über einen Leitungsabschnitt 63, das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil 9 und den Bremsleitungsabschnitt 60 mit den Einlassventilen 6a-6d hydraulisch verbunden. Je Ausgangsanschluss 4a-4d bzw. Radbremse 5a-5d ist das entsprechende Einlassventil 6a-6d also hydraulisch zwischen dem Druckzuschaltventil 9 und dem Ausgangsanschluss 4a-4d angeordnet.
Je Ausgangsanschluss 4a-4d bzw. Radbremse 5a-5d ist das Auslassventil 7a-7d hydraulisch zwischen dem Ausgangsanschluss 4a-4d und dem Druckmittelvorratsbehälter 3 angeordnet, sodass der jeweilige Ausgangsanschluss 4a-4d über das Auslassventil 7a-7d mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 verbunden ist. Mittels eines Auslassventils 7a-7d kann Druckmittel aus der zugehörigen Radbremse 5a-5d in den Druckmittelvorratsbehälter 3 abgelassen werden.
Mittels der Einlass- und Auslassventile 6a-6d können die Radbremsdrücke in der einzelnen Radbremsen 5a-5d radindividuell eingestellt werden, z.B. aufgebaut, gehalten oder abgebaut werden.
Jedem Einlassventil 6a-6d ist ein in Richtung des zugeordneten Ausgangsanschlusses 4a-4d schließendes Rückschlagventil 8a-8d parallelgeschaltet.
Die Einlassventile 6a-6d sind vorteilhafterweise stromlos offen und analog ansteuerbar ausgeführt.
Die Auslassventile 7a, 7b, welche beispielsgemäß der Vorderachse (Front) zugeordnet sind, sind als stromlos geschlossene Schaltventile ausgeführt, während die Auslassventile 7c, 7d, welche beispielsgemäß der Hinterachse (Rear) zugeordnet sind, stromlos offen ausgeführt sind. Durch die stromlos offenen Auslassventile 7c, 7d wird sichergestellt, dass ein Druckausgleich der Radbremsen 5a-5d mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 im passiven Zustand oder unbetätigten Zustand oder stromlosen Zustand des Bremsensteuergerätes bzw. des Bremssystems gewährleistet ist, so dass die Radbremsen 5a-5d drucklos werden können und keine unbeabsichtigten Restbremsmomente vorliegen. Die Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse sind beispielsgemäß analog ansteuerbar ausgeführt, um eine weitere Funktionalität, z.B. eine verbesserte Druckregelung, zu ermöglichen. Kostengünstige, stromlos offene und analog ansteuerbare elektrisch betätigbare Ventile sind bereits weit verbreitet.
Beispielsgemäß sind die Auslassventile 7a-7d über eine gemeinsame Rücklaufleitung 62 an einen Anschluss 45 des Druckmittelvorratsbehälters 3 angeschlossen.
Die elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle 2 wird durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum 30 gebildet wird, deren Kolben 31 durch einen elektromechanischen Aktuator vor- und zurückschiebbar, d.h. betätigbar, ist. Der elektromechanische Aktuator umfasst beispielsgemäß einen schematisch angedeuteten Elektromotor 32 und ein schematisch dargestelltes Rotations-Translationsgetriebe 33, z.B. einen Kugelgewindetrieb. Druckquelle 2 ist vorteilhafterweise als ein einkreisiger elektrohydraulischer Linearaktuator (LAC) mit nur einem Druckraum 30 ausgebildet. Kolben 31 kann mittels des elektromechanischen Aktuators zum Aufbau eines Druckes vorgeschoben (Bremsbetätigungsrichtung) und zum Abbau eines Druckes zurückgeschoben bzw. zurückgezogen werden.
Zum Nachsaugen von Druckmittel in die Druckquelle 2, ist der Druckraum 30 der Druckquelle 2 über eine hydraulische Nachsaugverbindung (Nachsaugleitung) 61, in welcher ein in Richtung des Druckraums 30 öffnendes Rückschlagventil 14 angeordnet ist, mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 verbunden. Anstelle eines Rückschlagventils 14 ist auch ein elektrisch oder hydraulisch betätigbares Schaltventil denkbar, jedoch bedarf es dann weiterer Maßnahmen zur geeigneten Ansteuerung / Betätigung des Schaltventils beim Nachsaugen.
Nachsaugleitung 61 ist vorteilhafterweise an einen (zweiten) Anschluss 46 des Druckmittelvorratsbehälters 3 angeschlossen.
Alternativ (nicht dargestellt) können Rücklaufleitung 62 und Nachsaugleitung 61 miteinander verbunden sein (stückweise identisch sein) und z.B. mit demselben Anschluss Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden sein.
Druckquelle 2 und die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B sind bevorzugt derart ausgeführt, dass der elektromechanische Aktuator zur Betätigung der Radbremsen allein mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A oder allein mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B oder mittels beider elektronischer Steuer- und Regeleinheiten A, B angesteuert werden kann.
Beispielsgemäß ist der Elektromotor 32 als ein doppelt gewickelter Elektromotor mit einer ersten Motorwicklung 34a und einer zweiten Motorwicklung 34b ausgebildet. Werden beide Motorwicklungen 34a, 34b angesteuert, liefert Elektromotor 32 die volle Leistung. Im Falle, dass nur eine der beiden Motorwicklungen 34a, 34b angesteuert wird, ist die Leistung des Elektromotors 32 zwar reduziert, es kann aber dennoch Druck mittels der Druckquelle 2 aufgebaut werden, wenn auch in verminderter Höhe und mit verminderter Dynamik.
Vorteilhafterweise wird dabei die erste Motorwicklung 34a von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A und die zweite Motorwicklung 34b von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert.
Alternativ kann die Druckquelle 2 durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum 30 und einem Kolben 31 gebildet werden, wobei der Kolben 31 durch einen elektromechanischen Aktuator 32, 33 vor- und zurückschiebbar ist, wobei der elektromechanische Aktuator einen einfach gewickelten Elektromotor 32 mit nur einer Motorwicklung umfasst. Zur Ansteuerung der Druckquelle 2 umfasst jede der Steuer- und Regeleinheiten A, B z.B. einen Motorprozessor zur Verarbeitung der Motor-Regelfunktionen, eine Endstufe mit Transistoren zur Bereitstellung der Phasenspannungen am Elektromotor 32 und eine Treiberstufe zur Ansteuerung der Transistoren der Endstufe. So kann jede der Steuer- und Regeleinheiten A, B, die für den Betrieb des Elektromotor 32 benötigten Phasenspannungen zur Verfügung stellen. Beide Endstufen (bzw. beide Steuer- und Regeleinheiten A, B) sind mit der Motorwicklung eines einfach gewickelten Elektromotors 32 verbunden. Die Endstufen sind derart ausgeführt, dass deren Ausgänge im passiven Zustand bzw. bei Ausfall der zugehörigen Steuer- und Regeleinheit A oder B hochohmig sind. So kann die Motorwicklung des Elektromotors 32 von einer beliebigen Steuer- und Regeleinheiten A oder B angesteuert werden, und bei deren Ausfall kann die andere Steuer- und Regeleinheit B oder A diese Aufgabe übernehmen.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Druckquelle 2 und deren Ansteuerung, wird die Druckquelle 2 durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum 30 und einem Kolben 31 gebildet, wobei der Kolben 31 durch einen elektromechanischen Aktuator 32, 33 vor- und zurückschiebbar ist, der zwei (e.g. einfach gewickelte) Elektromotoren 32 umfasst. Beispielsgemäß steuert jeder der zwei Elektromotoren einen von zwei Kugelgewindetrieben. Die Kugelgewindetriebe wirken auf die beiden Enden eines Waagebalkens, dessen Mitte mechanisch mit dem Kolben 31 verbunden ist. Im fehlerfreien Betrieb werden die Kugelgewindetriebe parallel rein- und rausgefahren, um den Kolben 31 zu bewegen und Druck in den Radbremsen auf- bzw. abzubauen. Bei Ausfall eines Elektromotors kann der verbleibende funktionsfähige Elektromotor noch ein Ende des Waagebalkens bewegen und damit den Kolben 31 vor- und zurückfahren. Jede der Steuer- und Regeleinheiten A, B umfasst z.B. einen Motorprozessor zur Verarbeitung der Motor-Regelfunktionen, eine Endstufe mit Transistoren zur Bereitstellung der Phasenspannungen am Elektromotor 32 und eine Treiberstufe zur Ansteuerung der Transistoren der Endstufe. Die Endstufe der ersten Steuer- und Regeleinheit A ist mit dem einen Elektromotor verbunden, die Endstufe der zweiten Steuer- und Regeleinheit B ist mit dem anderen Elektromotor verbunden. D.h. die erste Steuer- und Regeleinheit A steuert den ersten Elektromotor an und die zweite Steuer- und Regeleinheit B steuert den zweiten Elektromotor an.
Vorteilhafterweise sind die Druckquelle 2 und die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B derart ausgeführt, dass bei einem Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A der elektromechanische Aktuator 32, 33 mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert wird und einen Druck zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d aufbaut, und dass bei einem Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B der elektromechanische Aktuator 32, 33 mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A angesteuert wird und einen Druck zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d aufbaut.
Vorteilhafterweise kann der elektromechanische Aktuator 32, 33 zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d allein mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A und allein mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B und mittels erster und zweiter elektronischer Steuer- und Regeleinheit A, B gemeinsam angesteuert werden.
In beiden Fällen kann bei einem Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B der elektromechanische Aktuator 32, 33 mittels der anderen elektronischen Steuer- und Regeleinheit B, A angesteuert werden und kann einen Druck zur Betätigung der Radbremsen in der brake-by-wire Betriebsart zur Betriebsbremsung aufbauen. Durch die eine funktionsfähige elektronische Steuer- und Regeleinheit B, A wird der elektromechanische Aktuator 32, 33 zumindest mit einem Teil seiner Leistung zum Aufbau eines Druckes zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d betrieben.
Bremsensteuergerät 1 umfasst beispielsgemäß nur die eine hydraulische Druckquelle 2.
Zur Ansteuerung der Druckquelle 2 ist zumindest ein erster Motorwinkelsensor 43 vorgesehen. Beispielsgemäß ist zusätzlich ein zweiter Motorwinkelsensor 42 vorgesehen.
Druckraum 30 ist über das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil 9 mit dem Bremsleitungsabschnitt 60 verbunden, an den die Einlassventile 6a-6d angeschlossen sind. Druckzuschaltventil 9 ist stromlos geschlossen ausgeführt, wobei das Druckzuschaltventil derart angeordnet und ausgeführt ist, dass das Druckzuschaltventil 9 in seinem stromlosen Zustand durch einen von der Druckquelle 2 erzeugten Druck geöffnet, d.h. überströmt, werden kann. Z.B. ist Druckzuschaltventil 9 so schwach befedert und angeordnet, dass es auch stromlos durch den Druck der redundanten Druckquelle 2 geöffnet werden kann. Z.B. ist die Druckfeder des Druckzuschaltventils 9, welche den Ventilkolben im unbestromten / stromlosen Zustand des Druckzuschaltventils gegen den Ventilsitz drückt, bevorzugt derart ausgelegt, dass das Druckzuschaltventil 9 in seinem stromlosen Zustand durch den von der Druckquelle 2 erzeugten Druck geöffnet werden kann. Der Druck, der von der Druckquelle zum Öffnen des Druckzuschaltventils aufgebracht werden muss, ist sehr viel niedriger als der typische Bremsdruck des Bremssystems bei Bremsungen.
Vorteilhafterweise ist in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 30 und dem Bremsleitungsabschnitt 60 neben dem stromlos geschlossenen Druckzuschaltventil 9 kein weiteres Ventil angeordnet. In dem Sinne ist nur ein einziges stromlos geschlossenes Druckzuschaltventil 9 zwischen Druckquelle 2 und Bremsleitungsabschnitt 60 vorhanden.
In der hydraulischen Verbindung von dem Druckraum 30 zu jedem der Einlassventile 6a-6d ist nur genau ein Ventil angeordnet, nämlich das Druckzuschaltventil 9. Entsprechend ist in dem Bremsleitungsabschnitt 60 zwischen dem Druckzuschaltventil 9 und jedem der Einlassventile 6a-6d kein elektrisch betätigbares Ventil, insbesondere kein Ventil, angeordnet. D.h. das Druckzuschaltventil 9 ist direkt, ohne Zwischenschaltung eines Ventils mit allen Einlassventilen 6a-6d verbunden.
Es ist keine weitere hydraulische Verbindung oder kein weiterer hydraulischer Pfad (neben der hydraulischen Verbindung über das Druckzuschaltventil 9) zwischen dem Druckraum 30 und dem Bremsleitungsabschnitt 60 vorgesehen, über welche/welchen ein Bremsdruckaufbau von der Druckquelle 2 in dem Bremsleitungsabschnitt 60 erzeugt werden kann. Es ist also besonders bevorzugt kein zu Druckzuschaltventil 9 parallel geschaltetes, z.B. elektrisch betätigbares, Ventil oder Rückschlagventil vorhanden. Durch die geringe Anzahl von Ventilen ist das Bremsensteuergerät 1 kostengünstig herstellbar.
Wenn das stromlos geschlossene Druckzuschaltventil 9 bestromt ist, ist sein Strömungswiderstand kleiner als der Widerstand, der mit üblichen stromlos offenen Ventilen kostengünstig realisiert werden kann.
Wenn die Ansteuerung des Druckzuschaltventils 9 ausfällt (stromloser Zustand des Druckzuschaltventils 9), ist ein Druckaufbau mittels der Druckquelle 2 an den Radbremsen 5a-5d durch eine Überströmung des Druckzuschaltventils 9 möglich, indem die Druckquelle durch Druckaufbau das Druckzuschaltventil 9 aufdrückt bzw. öffnet bzw. überströmt. Ein Druckabbau kann über Auslassventile vorgenommen werden.
Eine Funktion des Druckzuschaltventils 9 ist es, nach oder während einer volumenverbrauchenden Druckmodulation (d.h. mit Ablassen von Druckmittel über die Auslassventile 7a-7d in den Druckmittelvorratsbehälter 3) zu ermöglichen, dass die Druckquelle 2 Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 3 nachsaugen kann. Zum Nachsaugen wird das Druckzuschaltventil 9 geschlossen, so dass die Druckquelle 2 keine Druckmittel aus den Radbremsen 5a-5d ansaugen kann, und Druckmittel wird durch Zurückziehen des Kolbens 31 aus dem Druckmittelvorratsbehälter 3 über die Nachsaugverbindung 61 in den Druckraum 30 nachgesaugt.
An den Bremsleitungsabschnitt 60 ist ein (erster) Drucksensor 40 angeschlossen, mittels welchem der von der Druckquelle 2 erzeugte Druck bestimmt werden kann. Beispielsgemäß ist an den Bremsleitungsabschnitt 60 ein zweiter Drucksensor 41 angeschlossen, mittels welchem der von der Druckquelle 2 erzeugte Druck unabhängig bestimmt werden kann.
Bremsensteuergerät 1 umfasst die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit A und die getrennte, zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit B zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des Bremsensteuergeräts 1 sowie der Parkbremsen 50a, 50b. Die Steuer- und Regeleinheiten A und B sind über redundante Signalleitungen 70 miteinander verbunden.
Vorteilhafterweise wird Steuer- und Regeleinheit A von einer ersten elektrischen Energieversorgung versorgt und Steuer- und Regeleinheit B von einer zweiten, von der ersten Energieversorgung unabhängigen, elektrischen Energieversorgung versorgt.
Die Pfeile A oder B an den elektrischen oder elektrisch betätigbaren Komponenten, wie Ventilen und Sensoren, kennzeichnen die Zuordnung zur elektronischen Steuer- und Regeleinheit A oder B.
Der Elektromotor 32 der Druckquelle 2 wird von der ersten und der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert in dem Sinne, dass die erste Motorwicklung 34a (nur) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A (mit Pfeil mit A gekennzeichnet) und die zweite Motorwicklung 34b (nur) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B (mit Pfeil mit B gekennzeichnet) angesteuert wird.
Jede Steuer- und Regeleinheit A oder B steuert also genau eine der beiden Motorwicklungen 34a oder 34b an. Dazu ist Motorwicklung 34a mit der ersten Steuer- und Regeleinheit A und die andere Motorwicklung 34b mit der zweiten Steuer- und Regeleinheit B verbunden. Zur Ansteuerung der Druckquelle 2 umfasst jede der beiden Steuer- und Regeleinheiten A, B beispielsgemäß einen Motorprozessor zur Verarbeitung der Motor-Regelfunktionen, eine Endstufe mit Transistoren zur Bereitstellung der Phasenspannungen am Elektromotor 32 (z.B. B6-Brücke) und eine Treiberstufe (Gate Drive Unit) zur Ansteuerung der Transistoren der Endstufe.
Die Radventile (Einlass- und Auslassventile) 6a-6d, 7a-7d, das Druckzuschaltventil 9 und die Sensoren 40-44 des Bremsensteuergeräts 1 sind vorteilhafterweise jeweils nur einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten zugeordnet, d.h. werden ausschließlich von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit A oder ausschließlich von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert. Hierdurch werden aufwändige, doppelt ansteuerbare Ventile/Ventilspulen vermieden.
Die Signale des (ersten) Motorwinkelsensors 43 werden der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zugeführt und von dieser ausgewertet, wohingegen die Signale des (zweiten) Motorwinkelsensors 42 der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A zugeführt und von dieser ausgewertet werden.
Die Signale des (ersten) Drucksensors 40 werden beispielsgemäß der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A zugeführt und von dieser ausgewertet. Die Signale des zweiten Drucksensors 41 werden der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zugeführt und von dieser ausgewertet. So liegen jeder Steuer- und Regeleinheit A und B die Signale eines der Drucksensoren 40, 41 vor.
Da der Steuer- und Regeleinheit A anhand der Signale des Drucksensors 40 eine Information für den von der Druckquelle 2 erzeugten Druck vorliegt, kann ggf. auf den zweiten Motorwinkelsensor 42, welcher der Steuer- und Regeleinheit A zugeordnet ist, verzichtet werden.
Um auch bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten A, B sicherzustellen, dass noch alle vier Räder FL, FR, RL, RR (FL: vorne links, FR: vorne rechts, RL: hinten links, RR: hinten rechts) gebremst werden können und zusätzlich zumindest eine der Parkbremsen 50a, 50b betätigbar ist (um z.B. die Getriebe-Parksperre entfallen lassen zu können), haben sich zwei Ansteuerungskonzepte für die Radventile (Einlass- und Auslassventile) 6a-6d, 7a-7d, das Druckzuschaltventil 9 und die Parkbremsen 50a, 50b als besonders vorteilhaft gezeigt. Das erste Konzept wird im Folgenden anhand des ersten Ausführungsbeispiels der 1 erläutert. Das zweite Konzept wird danach anhand des zweiten Ausführungsbeispiels von 2 beschrieben.
Für die (ersten) Ausgangsanschlüsse 4a, 4b des ersten Ausführungsbeispiels, welche beispielsgemäß der Vorderachse (Front) zugeordnet sind, sind stromlos offene Einlassventile 6a, 6b und stromlos geschlossene Auslassventile 7a, 7b vorgesehen, welche von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt werden. Die stromlos offenen Einlassventile 6a, 6b sind vorteilhafterweise analog ansteuerbar ausgeführt.
Für die (zweiten) Ausgangsanschlüsse 4c, 4d, welche der Hinterachse (Rear) zugeordnet sind, der die Parkbremsen 50a, 50b zugeordnet sind, sind stromlos offene Einlassventile 6c, 6d und stromlos offene Auslassventile 7c, 7d vorgesehen. Die stromlos offenen Einlassventile 6c, 6d sind vorteilhafterweise analog ansteuerbar ausgeführt. Die stromlos offenen Auslassventile 7c, 7d sind vorteilhafterweise ebenfalls analog ansteuerbar ausgeführt.
Die beiden Parkbremsen 50a, 50b sind verschiedenen Steuer- und Regeleinheiten zugeordnet. Beispielsgemäß wird die erste elektrisch betätigbare Parkbremse 50a, welche dem Rad RL und damit dem Ausgangsanschluss 4c des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts 1 zugeordnet ist, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse 50b, welche dem Rad RR und damit dem Ausgangsanschluss 4d zugeordnet ist, wird von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B betätigt. So kann bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten A oder B die funktionsfähige Steuer- und Regeleinheit B oder A zumindest eine der Parkbremsen 50b oder 50a zum Halten bzw. Sichern des Fahrzeugs betätigen.
Gleichzeitig wird für den Ausgangsanschluss 4c (zur von Steuer- und Regeleinheit A angesteuerten Parkbremse 50a) das Einlassventil 6c von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt und das Auslassventil 7c von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B betätigt, während für den anderen Ausgangsanschluss 4d (zur von Steuer- und Regeleinheit B angesteuerten Parkbremse 50b) das Einlassventil 6d von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B und das Auslassventil 7d von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt wird.
Das Druckzuschaltventil 9 wird von (nur) einer der beiden Steuer- und Regeleinheiten betätigt, beispielsgemäß ausschließlich von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A.
Bei voll funktionsfähigem Bremssystem wird für eine Normalbremsung mittels der Druckquelle 2 (angesteuert durch Steuer- und Regeleinheit A oder Steuer- und Regeleinheit B oder beide Steuer- und Regeleinheiten A und B) ein Bremsdruck in den Radbremsen 5a-5d aufgebaut, wobei das Druckzuschaltventil 9 (mittels Steuer- und Regeleinheit A) geöffnet und die stromlos offenen Auslassventile 7c, 7d (mittels der Steuer- und Regeleinheiten A und B) geschlossen werden.
Zum Abbau des Bremsdrucks kann entweder das Druckzuschaltventil 9 geöffnet und Kolben 31 durch den elektromechanischen Aktuator zurückbewegt oder eines der Auslassventile 7a-7d geöffnet werden.
Bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten A oder B kann die Druckquelle 2 dennoch mittels einer der Motorwicklungen 34a oder 34b Druck aufbauen, wenn auch ggf. in verminderter Höhe und/oder mit verminderter Dynamik.
Wenn die Ansteuerung des Druckzuschaltventils 9 ausfällt (bzw. eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils nicht möglich ist, z.B. bei Ausfall der Steuer- und Regeleinheit A), ist ein Druckaufbau mittels der Druckquelle 2 an den Radbremsen 5a-5d durch ein Überströmen des Druckzuschaltventils 9 möglich, indem die Druckquelle durch Druckaufbau das Druckzuschaltventil 9 aufdrückt bzw. öffnet bzw. überströmt.
Nach Ausfall einer Steuer- und Regeleinheit A oder B können jeweils beide Räder FL, FR der Vorderachse und ein Rad der Hinterachse hydraulisch gebremst und das andere Rad der Hinterachse von der Parkbremse gebremst werden.
Beispielsgemäß werden bei Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit B die Radbremsen 5a (FL), 5b (FR) sowie 5d (RR,) hydraulisch gebremst, in dem mittels Steuer- und Regeleinheit A das Druckzuschaltventil 9 geöffnet und die Ventile 7d und 6c geschlossen werden. Die Parkbremse 50a bremst das linke Hinterrad Rad RL. Eine Bremsdruckregelung an den Radbremsen 5a, 5b und 5d ist durch Modulation mittels der Druckquelle 2 möglich. Eine Bremskraftregelung am linken Hinterrad RL ist mittels der Parkbremse 50a möglich.
Bei Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit A werden durch Überströmen des stromlos geschlossenen Druckzuschaltventils 9 und nach Schließen der Ventile 7c und 6d mittels Steuer- und Regeleinheit B, die Radbremsen 5a (FL), 5b (FR) sowie 5c (RL) hydraulisch gebremst, die Parkbremse 50b bremst das rechte Hinterrad RR. Eine Bremsdruckregelung an den Radbremsen 5a, 5b und 5c ist durch Modulation mittels der Druckquelle 2 möglich. Eine Bremskraftregelung am rechten Hinterrad RR ist mittels der Parkbremse 50b möglich.
Bei Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit A kann ein Druckabbau an den Radbremsen 5a-5d über Auslassventile vorgenommen werden. Um einen genügend schnellen Druckabbau zu erreichen, werden vorteilhafterweise die von der Steuer- und Regeleinheit B betätigten Ventile 6d und 7c (wieder) geöffnet, so dass Druckmittel über die offenen Ventile 6d, 7d und 6c, 7c abfließen kann.
Es ist außerdem vorteilhaft, dass jeder der beiden Steuer- und Regeleinheiten A oder B ein (System)Drucksensor 40, 41 zugeordnet ist. Dadurch kann nach dem Ausfall jeweils einer der Steuer- und Regeleinheiten weiterhin der Druck geregelt werden, statt nur das an die Radbremsen abgegebene Volumen zu steuern.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems für ein Kraftfahrzeug mit vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 5a-5d schematisch dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems der 1 bis auf den Unterschied in der Ansteuerung der stromlos offenen Einlassventile 6a, 6b und stromlos geschlossenen Auslassventile 7a, 7b der (ersten) Ausgangsanschlüsse 4a, 4b, welche beispielsgemäß der Vorderachse (Front) zugeordnet sind. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Radventile 6a, 7a, 6b, 7b der (ersten) Ausgangsanschlüsse 4a, 4b von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Radventile (d.h. Einlass- und Auslassventil) 6b, 7b eines der (ersten) Ausgangsanschlüsse, beispielsgemäß des Ausgangsanschlusses 4b (d.h. des rechten Vorderrades FR), von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt, während die Radventile (d.h. Einlass- und Auslassventil) 6a, 7a des anderen (ersten) Ausgangsanschlusses 4a, (d.h. beispielsgemäß des linken Vorderrades FL), von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B betätigt werden.
Somit ist jeder der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B insgesamt dieselbe Anzahl von Einlass- und Auslassventilen zur Betätigung zugeordnet. Die eine Hälfte der Einlass- und Auslassventile, namentlich die Einlassventile 6b, 6c und die Auslassventile 7b, 7d, werden von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt und die andere Hälfte der Einlass- und Auslassventile, namentlich die Einlassventile 6a, 6d und die Auslassventile 7a, 7c, werden von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B betätigt.
Somit ist den beiden Steuer- und Regeleinheiten A, B insgesamt eine möglichst ähnliche Anzahl von Ventilen zugeordnet. Hierdurch können kleinere Ventiltreiber-ICs (PCUs) verwenden werden. Der Steuer- und Regeleinheit A sind insgesamt fünf Ventile (neben den vier Radventilen 6b, 6c, 7b, 7d das Druckzuschaltventil 9) und der Steuer- und Regeleinheiten B insgesamt vier Ventile (vier Radventilen 6a, 6d, 7a, 7c) zur Ansteuerung zugeordnet.
Das zweite Ausführungsbeispiels erlaubt im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel nach einem Ausfall des Druckzuschaltventils 9 (bzw. einem Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit A) einen noch schnelleren Druckabbau, nämlich zusätzlich durch Öffnen des Auslassventils 7a mittels Steuer- und Regeleinheit B.
Die Zuordnung zwischen den Vorderrädern FL, FR (bzw. den ersten Ausgangsanschlüssen 4a, 4b) und den Steuer- und Regeleinheiten A, B wird vorteilhafterweise gemäß den elektrischen Parkbremsen 50a, 50b pro Fahrzeugdiagonale vorgenommen. Für die Räder FL und RR sind also die Radventile vorn (6a, 7a) und die Parkbremse (50b) einer Steuer- und Regeleinheit, beispielsgemäß der Steuer- und Regeleinheit B, zugeordnet (wie auch das Einlassventil hinten 6d). Die entsprechenden Elemente der Räder FR und RL sind der anderen Steuer- und Regeleinheit, beispielsgemäß der Steuer- und Regeleinheit B, zugeordnet, d.h. die Radventile vorn 6b, 7b und die Parkbremse 50a, wie auch das Einlassventil hinten 6c.
Vorteilhafterweise ist je Rad ein Raddrehzahlsensor vorgesehen, wobei die Signale der Raddrehzahlsensoren einer Fahrzeugdiagonalen der einen Steuer- und Regeleinheit und die Signale der Raddrehzahlsensoren der anderen Fahrzeugdiagonalen der anderen Steuer- und Regeleinheit zugeführt werden. Beispielsgemäß werden die Raddrehzahlsignale der Räder FL und RR der ersten Steuer- und Regeleinheit A zugeführt und die Raddrehzahlsignale der Räder FR und RL werden der zweiten Steuer- und Regeleinheit B zugeführt. Diese Zuordnung stellt sicher, dass der ersten Steuer- und Regeleinheit A für die Regelung der dynamischen Bremsfunktion der Parkbremse 50a am linken Hinterrad RL die Signale der Raddrehzahlsensoren des zu regelnden Rades sowie die Signale der Raddrehzahlsensoren des diagonal gegenüberliegenden rechten Vorderrades FR als Referenzgeschwindigkeit direkt zugeführt werden. Ebenso werden der zweiten Steuer- und Regeleinheit B für die Regelung der dynamischen Bremsfunktion der Parkbremse 50b am rechten Hinterrad RR die Signale der Raddrehzahlsensoren des zu regelnden Rades sowie die Signale der Raddrehzahlsensoren des diagonal gegenüberliegenden linken Vorderrades FL als Referenzgeschwindigkeit direkt zugeführt.
Ein erfindungsgemäßes elektrohydraulisches Bremsensteuergerät 1 wird bevorzugt in einem Bremssystem mit einer Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer und zumindest zwei elektrisch betätigbaren Parkbremsen 50a, 50b eingesetzt. Besonders bevorzugt sind die Parkbremsen an einer Achse des Fahrzeugs, vorteilhafterweise der Hinterachse (Rear), angeordnet. Dabei ist die Betätigungseinheit mit dem Bremsensteuergerät 1 signalseitig zur Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden, eine mechanisch-hydraulische Verbindung von der Betätigungseinheit zu dem Bremsensteuergerät 1 besteht jedoch nicht.
Es werden verschiedene Varianten eines Bremsensteuergeräts 1 vorgeschlagen, welches als Zentraleinheit den Druck für zumindest vier hydraulische Radbremsen 5a-5d erzeugt und moduliert, und speziell zur Verwendung in einem Bremssystem ohne mechanisch-hydraulische Fahrer-Rückfallebene geeignet ist. Das Bremssystem besteht vorteilhafterweise im Wesentlichen aus einem zentralen, elektrohydraulischen Bremsensteuergerät 1 und aus einer Betätigungseinheit für den Fahrer, die mit dem zentralen Bremsensteuergerät 1 nur durch die ausfallsichere Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden ist. Außerdem sind an einer Achse (typischerweise der Hinterachse) elektrische Parkbremsen 50a, 50b vorgesehen, die ebenfalls vom zentralen Bremsensteuergerät 1 angesteuert werden.
Alle Ausführungsbeispiele sind von der Anforderung geprägt, dass es nach jedem elektrischen oder elektronischen Einzelfehler möglich sein soll, alle vier Räder zu bremsen. Nach einem mechanischen Fehler, wie zum Beispiel einer Leckage, soll es dagegen zulässig sein, das Fahrzeug nur über die dynamische Bremsfunktion der elektrischen Parkbremsen 50a, 50b zu verzögern, gegebenenfalls mit Unterstützung durch einen elektrischen Antriebsstrang. Eine dafür geeignete Lage des Fahrzeugschwerpunkts ist bei heutigen Fahrzeugen in der Regel gegeben und wird vorausgesetzt. Diese Anforderung gründet sich auf der Erfahrung, dass mechanische Fehler wesentlich seltener auftreten als elektronische Fehler.
Alle vorgeschlagenen hydraulischen Bremsensteuergeräte 1 erfüllen die Grundanforderung der Vierradbremsung nach elektrischem Fehler unter anderem dadurch, dass sie von zwei getrennten Steuer- und Regeleinheiten A und B angesteuert werden, die über redundante Signalleitungen 70 verbunden sind.
Bevorzugt ist die Druckquelle ein Linearaktuator mit doppelt gewickeltem Motor, wobei jede Steuer- und Regeleinheit A, B eine der beiden Motorwicklungen ansteuert.
Außerdem enthält das Bremsensteuergerät 1 vorteilhafterweise Ventile und Sensoren, die jeweils genau einer Steuer- und Regeleinheit A oder B zugeordnet sind.
Die redundanten Signalleitungen 70 zwischen den Steuer- und Regeleinheiten A und B verhindern, dass bei einem Fehler in einer der Signalleitungen, die Steuer- und Regeleinheiten fälschlicherweise einen Ausfall bzw. ein fehlerfreies Funktionieren der jeweils anderen Steuer- und Regeleinheit detektieren.
Vorteilhafterweise werden das Bremsensteuergerät 1 sowie die elektrisch betätigbaren Parkbremsen 50a, 50b von einem redundanten Bordnetz mit zwei unabhängigen Spannungsquellen (erste elektrische Energieversorgung und zweite elektrische Energieversorgung) versorgt, sodass nicht beide Steuer- und Regeleinheiten A und B von der gleichen Spannungsquelle versorgt werden. Beispielsweise werden Steuer- und Regeleinheit A und Parkbremse 50a von der ersten elektrischen Energieversorgung versorgt und Steuer- und Regeleinheiten B und Parkbremse 50b von der zweiten elektrischen Energieversorgung versorgt.
Die Bremsensteuergeräte gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 bieten den Vorteil, dass das Bremsensteuergerät ausschließlich stromlos geschlossene, nicht analog ansteuerbare Ventile (Schaltventile) und stromlos offene, analog ansteuerbare Ventile umfasst. Derartige Ventile sind kostengünstig verfügbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017216617 A1 [0002]

Claims

Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei ersten Ausgangsanschlüssen (4a, 4b) und zwei zweiten Ausgangsanschlüssen (4c, 4d) für zumindest vier hydraulisch betätigbare Radbremsen (5a-5d), einer elektrisch ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle (2), insbesondere einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A), insbesondere einer zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B), einem, insbesondere unter Atmosphärendruck stehenden, Druckmittelvorratsbehälter (3), einem elektrisch betätigbaren Einlassventil (6a-6d) je erstem und zweitem Ausgangsanschluss (4a-4d), und einem elektrisch betätigbaren Auslassventil (7a-7d) je erstem und zweitem Ausgangsanschluss (4a-4d), über welches der jeweilige Ausgangsanschluss (4a-4d) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (3) verbunden ist, wobei die Druckquelle (2) durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum (30) und einem Kolben (31) gebildet wird, wobei der Kolben (31) durch einen elektromechanischen Aktuator (32, 33) vor- und zurückschiebbar ist, wobei der Druckraum (30) über ein elektrisch betätigbares Druckzuschaltventil (9) mit einem Bremsleitungsabschnitt (60) hydraulisch verbunden ist, an welchen die Einlassventile (6a-6d) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (30) über eine hydraulische Nachsaugverbindung (61) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (3) verbunden ist, wobei in der hydraulischen Nachsaugverbindung (61) ein Nachsaugventil (14) angeordnet ist, und dass das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil (9) stromlos geschlossen ausgeführt ist und derart angeordnet und ausgeführt ist, dass das Druckzuschaltventil (9) in seinem stromlosen Zustand durch einen von der Druckquelle (2) erzeugten Druck geöffnet werden kann.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckzuschaltventil (9) als stromlos geschlossenes Sitzventil ausgeführt ist und/oder dass eine Feder des Druckzuschaltventils (9) derart ausgelegt ist, dass das Druckzuschaltventil (9) in seinem stromlosen Zustand durch den von der Druckquelle (2) erzeugten Druck geöffnet werden kann.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils (9) nicht möglich ist, ein Bremsdruckaufbau an zumindest einer der Radbremsen (5a-5d) vorgenommen wird, indem mittels der Druckquelle (2) ein Bremsdruck erzeugt wird, der das Druckzuschaltventil (9) öffnet und sich bis in die zumindest eine Radbremse (5a-5d) fortsetzt.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils (9) nicht möglich ist, ein Bremsdruckabbau an zumindest einer der Radbremsen vorgenommen wird, indem zumindest eines der Einlass- und Auslassventile geöffnet wird, insbesondere zumindest zwei der Einlass- und Auslassventile (6d, 7c) geöffnet werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum (30) und dem Bremsleitungsabschnitt (60) neben dem stromlos geschlossenen Druckzuschaltventil (9) kein weiteres Ventil angeordnet ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachsaugventil als ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter (3) schließendes Rückschlagventil (14) oder als ein elektrisch oder hydraulisch betätigbares Ventil ausgeführt ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (A, B) dieselbe Anzahl von Einlass- und Auslassventilen (6a-6d, 7a-7d) zur Betätigung zugeordnet ist oder dass jeder der beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (A, B) dieselbe Anzahl von Ventilen des Bremsensteuergeräts oder eine höchsten um Zwei abweichende Anzahl von Ventilen des Bremsensteuergeräts zur Betätigung zugeordnet ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator zur Betätigung der Radbremsen (5a-5d) allein mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) und allein mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) und mittels erster und zweiter elektronischer Steuer- und Regeleinheit (A, B) gemeinsam angesteuert werden kann.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator einen doppelt gewickelten Elektromotor (32) mit einer ersten Motorwicklung (34a) und einer zweiten Motorwicklung (34b) umfasst, wobei die erste Motorwicklung (34a) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) und die zweite Motorwicklung (34b) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) angesteuert wird.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckzuschaltventil (9), zumindest das Einlass- und Auslassventil (6b, 7b) eines ersten Ausgangsanschlusses (4b) der ersten Ausgangsanschlüsse (4a, 4b) sowie zwei (6c, 7d) der vier Einlass- und Auslassventile der zweiten Ausgangsanschlüsse (4c, 4d) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile (7a, 7b) der ersten Ausgangsanschlüsse (4a, 4b) stromlos geschlossen ausgeführt sind und die Auslassventile (7c, 7d) der zweiten Ausgangsanschlüsse (4c, 4d) stromlos offen, und insbesondere analog ansteuerbar, ausgeführt sind.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Auslassventile (7d) der zweiten Ausgangsanschlüsse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) und das demselben zweiten Ausgangsanschluss (4d) zugeordnete Einlassventil (6d) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird, sowie dass das andere Auslassventil (7c) der zweiten Ausgangsanschlüsse von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) und das demselben zweiten Ausgangsanschluss (4c) zugeordnete Einlassventil (6c) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile (6a, 6b) und Auslassventile (7a, 7b) der ersten Ausgangsanschlüsse (4a, 4b) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass- und Auslassventil (6a, 7a) eines ersten Ausgangsanschlusses (4a) der ersten Ausgangsanschlüsse (4a, 4b) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt werden sowie das Einlass- und Auslassventil (6b, 7b) des anderen ersten Ausgangsanschlusses (4b) der ersten Ausgangsanschlüsse (4a, 4b) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den, den Radbremsen (5c, 5d) der zweiten Ausgangsanschlüsse (4c, 4d) zugeordneten Rädern (RL, RR) eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) und eine zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) vorgesehen sind, wobei die erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Ausgangsanschluss (4c) des Rades (RL), an welchem die erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) vorgesehen ist, das zugeordnete Einlassventil (6c) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird und das zugeordnete Auslassventil (7c) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird, und dass für den zweiten Ausgangsanschluss (4d) des Rades (RR), an welchem die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) vorgesehen ist, das zugeordnete Einlassventil (6d) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird und das zugeordnete Auslassventil (7d) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) einem Hinterrad (RR) zugeordnet ist, und dass das dem diagonal gegenüberliegenden Vorderrad (FL) zugeordnete Einlass- und Auslassventil (6a, 7a) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das dem gleichseitigen Vorderrad (FR) zugeordnete Einlass- und Auslassventil (6b, 7b) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) dem anderen Hinterrad (RL) zugeordnet ist, und dass das dem diagonal gegenüberliegenden Vorderrad (FR) zugeordnete Einlass- und Auslassventil (6b, 7b) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Bremsleitungsabschnitt (60) ein erster Drucksensor (40) und ein zweiter Drucksensor (41) angeschlossen sind, wobei insbesondere die Signale des ersten Drucksensors (40) der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) zugeführt und von dieser ausgewertet werden und die Signale des zweiten Drucksensors (41) der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) zugeführt und von dieser ausgewertet werden.
Bremssystem mit einer Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer und einem elektrohydraulischen Bremsensteuergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Betätigungseinheit mit dem Bremsensteuergerät (1) durch eine Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden ist und keine mechanisch-hydraulische Verbindung von der Betätigungseinheit zu dem Bremsensteuergerät (1) besteht.
Bremssystem nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) und eine zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b), welche einer Fahrzeugachse, insbesondere der Hinterachse, des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, wobei die erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird.
Verfahren zum Betreiben eines elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils (9) nicht möglich ist, ein Bremsdruckaufbau an zumindest einer der Radbremsen (5a-5d) vorgenommen wird, indem mittels der Druckquelle (2) ein Bremsdruck erzeugt wird, der das Druckzuschaltventil (9) öffnet und sich bis in die zumindest eine Radbremse (5a-5d) fortsetzt.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall, dass eine elektrische Betätigung des Druckzuschaltventils (9) nicht möglich ist, ein Bremsdruckabbau an zumindest einer der Radbremsen vorgenommen wird, indem zumindest eines der Einlass- und Auslassventile geöffnet wird, insbesondere zumindest zwei der Einlass- und Auslassventile (6d, 7c) geöffnet werden.
Verfahren, insbesondere nach Anspruch 23 oder 24, zum Betreiben eines elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts (1) nach Anspruch 16 oder einem der Ansprüche 17 bis 20, wenn rückbezogen auf Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der das Druckzuschaltventil (9) betätigenden Steuer- und Regeleinheit (A) zur Durchführung eines Druckabbaus die, insbesondere von der anderen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigten, Einlass- und Auslassventile (6d, 7c) der zweiten Ausgangsanschlüsse (4c, 4d) geöffnet werden.
Verfahren nach Anspruch 25, wenn rückbezogen auf Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich das von der anderen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigte Auslassventil (7a) der ersten Ausgangsanschlüsse (4a, 4b) geöffnet wird.