DE102021211187A1

DE102021211187A1 - Bremssystem

Info

Publication number: DE102021211187A1
Application number: DE102021211187.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Drumm
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-10-05
Filing date: 2021-10-05
Publication date: 2023-04-06

Abstract

Bremssystem (50) für Kraftfahrzeuge, umfassend
• wenigstens zwei Radbremsmodule (52, 54, 56, 58) mit elektrisch betriebenen Aktuatoren zur Betätigung von Radbremsen;
• wenigstens zwei unabhängige elektrische Energiequellen (60, 62) zur Energieversorgung der Radbremsmodule (52, 54, 56, 58);
• wenigstens eine Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) zur bedarfsweisen Umschaltung der Zuordnung der Radbremsmodule (52, 54, 56, 58) zu den Energiequellen (60, 62);
• wenigstens zwei elektrische Energieversorgungsleitungen (66, 68) zur Verbindung einer Energiequelle (60, 62) mit der jeweiligen Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d);
• wenigstens einen Energieversorgungsleitungsabschnitt (80, 82, 84, 86) zur Verbindung der jeweiligen Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) mit wenigstens einem Radbremsmodul (52, 54, 56, 58), wobei die jeweilige Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) räumlich getrennte Energieversorgungsanschlüsse (20, 14, 18) für den wenigstens einen Energieversorgungsleitungsabschnitt (80, 82, 84, 86) und für die wenigstens zwei Energieversorgungsleitungen (66, 68) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für Kraftfahrzeuge, umfassend wenigstens zwei Radbremsmodule mit elektrisch betriebenen Aktuatoren zur Betätigung von Radbremsen, wenigstens zwei unabhängige elektrische Energiequellen zur Energieversorgung der Radbremsmodule, wenigstens eine Umschalteinrichtung zur bedarfsweisen Umschaltung der Zuordnung der Radbremsmodule zu den Energiequellen, wenigstens zwei elektrische Energieversorgungsleitungen zur Verbindung einer Energiequelle mit der jeweiligen Umschalteinrichtung, wenigstens einen Energieversorgungsleitungsabschnitt zur Verbindung der jeweiligen Umschalteinrichtung mit wenigstens einem Radbremsmodul.
In einem Brake-by-Wire-System, bei dem die Wirkungskette vom Fahrer zu den Radbremsen wenigstens einen Abschnitt aufweist, der als elektrische oder elektronische Signalübertragungsstrecke ausgebildet ist, können rein elektrisch betriebene Radbremsmodule verwendet werden. Diese umfassen gewöhnlich jeweils einen Aktuator und eine vom Aktuator betätigte Reibungsbremse. Die Reibungsbremse umfasst wenigstens ein Reibelement, welches bei einer Bremsenbetätigung gegen einen mit der Raddrehung gekoppelten Rotor gepresst wird. Bei einer Scheibenbremse ist dieser Rotor eine Bremsscheibe, bei einer Trommelbremse eine Bremstrommel. Der Aktuator umfasst dabei gewöhnlich eine Steuerungselektronik, einen elektromechanischen Wandler und ein Getriebe. Die Steuerungselektronik umfasst eine computerprogrammgesteuerte Recheneinheit und eine Leistungselektronik.
Als Wandler kommt meist ein Elektromotor zum Einsatz, in Verbindung mit einem Rotations-Translations-Getriebe, welches eine Rotationsbewegung der Motorwelle in eine Translationsbewegung eines Übertragungsmechanismus umsetzt, mittels dessen das Reibelement betätigt werden kann. Das Rotations-Translations-Getriebe ist bevorzugt als Kombination eines Vorgeleges mit einem Kugelgewindetrieb ausgebildet. Weitere Getriebeteile können Zahnräder, Hebel, Federn und Blockiereinrichtungen umfassen. Bei Verwendung einer hydraulischen Übertragung kann eine gewöhnliche hydraulische Radbremse verwendet werden. In diesem Falle ist der Aktuator als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet und umfasst beispielsweise einen hydraulischen Geberzylinder.
In „Brake-by-Wire“-Systemen hat der Fahrer keinen direkten mechanischen oder hydraulischen Zugriff auf die Radbremsen. Bei Betätigung des Bremspedals wird ein Simulator betätigt, wobei durch eine Sensorik der Bremswunsch des Fahrers erfasst wird. Der Pedalsimulator dient dazu, dem Fahrer ein möglichst vertrautes Bremspedalgefühl zu vermitteln. Der erfasste Bremswunsch führt zu der Bestimmung eines Fahrzeug-Sollbremswerts, woraus dann Sollbremswerte für die einzelnen Radbremsen ermittelt werden. Die entsprechenden Radbremsenbetätigungs-Aktionen werden dann mit Hilfe der Aktuatorik realisiert. Die „Brake-by-Wire“-Technik hat den Vorteil, dass die Radbremsen mit einem Betätigungswert betrieben werden können, der von einem durch eine Bremspedalbetätigung vorgegebenen Wert abweicht, ohne dass dies eine Auswirkung auf das Bremspedalgefühl hat. So kann beispielsweise eine mit dem Bremspedal angeforderte Fahrzeugverzögerung vollständig oder zum Teil mit Hilfe eines elektrischen Antriebsmotors als eine sogenannte Rekuperationsbremsung realisiert werden, bei der aus der Bewegungsenergie des Fahrzeugs elektrische Energie gewonnen wird.
Weiterhin sind „Brake-by-Wire“-Systeme bestens dazu geeignet, Assistenzbremsungen durchzuführen. Darunter sollen hier Bremsungen verstanden werden, die nicht vom Fahrer per Bremspedal angefordert werden oder von einer solchen Anforderung abweichen. Beispiele hierfür sind Bremsungen beim automatisierten Fahren, bei Abstandregelungs-Eingriffen, aber auch ABS-, TCS- und ESC-Bremsungen.
Die Erfindung betrifft also ein Bremssystem, in dem jedem zu bremsenden Rad ein Radbremsmodul zugeordnet ist, welches mit elektrischer Energie aus Energiequellen versorgt wird. Damit ein möglicher Ausfall einer Energiequelle nicht zu einer Einschränkung der Funktion des Bremssystems führt, sind zwei Energiequellen vorgesehen. Bekannt ist eine Bremssystemkonfiguration, bei der von jeder der beiden Energiequellen eine elektrische Energieversorgungsleitung zu jedem Radbremsmodul führt. Damit ein möglicher Kurzschluss zwischen Energieversorgungsleitungen nicht zu einem gleichzeitigen Ausfall beider Energieversorgungen führen kann, muss ein solcher Kurzschluss durch konstruktive Maßnahmen ausgeschlossen werden. Dazu gehört, dass an unterschiedliche Energiequellen angeschlossene Energieversorgungsleitungen nicht durch ein gemeinsames Kabel geführt werden dürfen. Daher sind bei der bekannten Bremssystemkonfiguration zwei separate Kabel mit separaten Kabelanschlüssen an den Radbremsmodulen vorgesehen. Nachteilig daran ist die Notwendigkeit zweier Kabel, die beispielsweise zu einem Radbremsmodul gelegt werden müssen, welches an einem relativ zur Karosserie einfedernden Achsschenkel befestigt ist.
In der DE 10 2018 213 325 A1 werden zwei jeweils einzeln aktivierbare Verbindungsschalter verwendet, um eine erste Energieversorgungsleitung oder/und eine zweite Energieversorgungsleitung elektrisch mit einer Aktuator-Schnittstelle zu verbinden. Die Verbindungsschalter sollen als Transistoren ausgebildet sin, die mittels einer programmierten Schaltlogik angesteuert werden. Nachteilig ist daran, dass sowohl durch einen Softwarefehler als auch durch ein sogenanntes Durchlegieren von Transistoren beide Verbindungsschalter gleichzeitig elektrisch leitend sein können, was zum Kurzschluss zwischen den Energiequellen führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem dahingehend zu verbessern, dass es im Fall eines Ausfalls einer Energieversorgung noch zuverlässig Bremsleistung bereitstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die jeweilige Umschalteinrichtung räumlich getrennte Energieversorgungsanschlüsse für den wenigstens einen Energieversorgungsleitungsabschnitt und für die wenigstens zwei Energieversorgungsleitungen aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine elektrische Verbindung der beiden Energiequellen, beispielsweise durch einen Kurzschluss zwischen Energieversorgungsleitungen, einen Fehler darstellt, der unbedingt vermieden werden sollte. Daher stellt sich die Aufgabe, eine Bremssystemkonfiguration zu finden, die mit nur einem zum Radbremsmodul führenden Kabel auskommt. Ein weiterer Aspekt ist, dass in einem solchen Radbremsmodul, das nach dem Stand der Technik permanent an zwei Energiequellen angeschlossen ist, aufwändige Maßnahmen notwendig sind, um zu vermeiden, dass ein einzelner elektrischer Fehler zu dem genannten Kurzschluss führen kann. Würde jedes Radbremsmodul mit nur einer Energieversorgungsleitung versorgt, würde innerhalb des Radbremsmoduls der Bauraum und die Bauteile für die Kurzschlussvermeidung und den zweiten Kabelanschluss entfallen.
Wie nunmehr erkannt wurde, kann dies erreicht werden, indem zur redundanten Energieversorgung elektrischer Radbremsmodule Umschalteinrichtungen eingesetzt werden, die es erlauben, ein einzelnes Radbremsmodul oder eine Gruppe von Radbremsmodulen mit einer ersten oder einer zweiten elektrischen Energiequelle zu verbinden. Diese Umschalteinrichtungen sind derart gestaltet, dass es nicht zu einem Kurzschluss zwischen den Energieversorgungsleitungsabschnitten zwischen den Energiequellen und den Umschalteinrichtungen kommen kann. Durch die räumliche Trennung der Kabelanschluss-Schnittstellen für die Energieversorgungsleitungen wird beispielsweise verhindert, dass Wasser, welches fehlerbedingt eintritt, zur gleichzeitigen Korrosion elektrischer Kontakte beider Energieversorgungen führt.
Ein Radbremsmodul umfasst bevorzugt eine Radbremse sowie einen Aktuator zum Betätigen der Radbremse. Der Aktuator ist bevorzugt als ein so genannter „smarter“ Aktuator, das heißt als computerprogrammgesteuerter Aktuator, ausgebildet und umfasst dafür eine Elektronikeinheit, die ihrerseits eine Recheneinheit und eine Leistungselektronik umfasst, einen von der Leistungselektronik angesteuerten elektromechanischen Wandler sowie ein vom Wandler angesteuertes Getriebe. Die Energieversorgungsleitung ist bevorzugt radbremsmodulintern an die Elektronikeinheit angeschlossen. Als Aktuator wird vorteilhafterweise ein
Elektromotor mit einem wirkungsmäßig nachgeschalteten Getriebe eingesetzt, das die Drehbewegung des Elektromotors in eine Betätigung der Radbremse umsetzt. Das Getriebe kann mechanisch oder mechanisch-hydraulisch ausgebildet sein. In letzterem Falle ist das Radbremsmodul bevorzugt zweiteilig ausgebildet. Ein Teil ist eine hydraulische Radbremse, das andere Teil umfasst einen elektrohydraulischen Aktuator. Hierbei kann auf die bewährte Technik der hydraulischen Energieübertragung über einen biegsamen Bremsschlauch zurückgegriffen werden, so dass der elektrohydraulische Aktuator karosseriefest angeordnet werden kann.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Energieversorgung der Aktuatoren von Radbremsmodulen und ist für alle Bremssysteme verwendbar, in denen jeder Radbremse ein nur für diese Radbremse zuständiger Einzel-Aktuator zugeordnet ist. Die Radbremsmodul-interne Wirkkette vom Aktuator zu der Radbremse kann rein mechanisch oder mechanisch-hydraulisch ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Umschalter zur Umschaltung des jeweiligen Strompfades zwischen einer Energiequelle und jeweils einem Radbremsmodul vorgesehen. Der Strompfad hierbei bezeichnet die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Radbremsmodul.
Bevorzugt weist der Umschalter zur Kontaktierung der jeweiligen Radbremse mit einer Energiequelle kurzschlusssichere mechanische Kontakte auf.
Zur Betätigung des Umschalters sind bevorzugt wenigstens zwei unabhängige Umschaltaktuatoren vorgesehen sind, welche räumlich voneinander getrennt angeordnet und energetisch jeweils an eine andere Energiequelle angeschlossen sind.
Vorteilhafterweise ist die jeweilige Umschaltaktuatorsteuereinheit baulich in die Umschalteinrichtung integriert. Die Umschaltaktuatorsteuereinheit steuert bevorzugt die Ströme der Relaisspulen in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit der elektrischen Energieversorgungen und von Signalen, die über Steuerleitungen mit anderen Steuergeräten - beispielweise den Radbremsmodul-Steuergeräten - ausgetauscht werden.
Bevorzugt ist der Umschalter als kurzschlusssicheres Umschaltrelais mit wenigstens zwei räumlich getrennten Relaisspulen ausgebildet.
Vorteilhafterweise umfasst das Bremssystem zwei Vorderradbremsen und zwei Hinterradbremsen.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform sind die Radbremsmodule mit den beiden Vorderradbremsen elektrisch an einen ersten gemeinsamen Energieversorgungsleitungsabschnitt und die Radbremsmodule mit den beiden Hinterradbremsen elektrisch an einen zweiten gemeinsamen Energieversorgungsleitungsabschnitt angeschlossen, wobei zwei Umschalteinrichtungen zur achsweisen Umschaltung der Energieversorgung der Radbremsmodule vorgesehen sind.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform sind jeweils ein Radbremsmodul mit einer Vorderradbremse und ein Radbremsmodul mit einer Hinterradbremse elektrisch an einen gemeinsamen Energieversorgungsleitungsabschnitt angeschlossen, wobei zwei Umschalteinrichtungen zur diagonalen Umschaltung der Energieversorgung der Radbremsmodule vorgesehen sind.
In einer dritten Ausführungsform sind vier Umschalteinrichtungen zur radbremsindividuellen Umschaltung der Energieversorgung des jeweiligen Radbremsmoduls vorgesehen.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass mit Hilfe der beschriebenen Umschalteinrichtung eine zuverlässige Umschaltung der Energiequelle einer elektrisch betriebenen Radbremse bzw. des entsprechenden Radbremsmoduls ermöglicht wird, wodurch die Sicherheit des Fahrers und der Passagiere erhöht wird.
Die vorgeschlagene Verwendung elektrischer Energieversorgungsumschalter ermöglicht eine den Ausfall einer Energiequelle tolerierende Bremssystemstruktur. Zu jedem Radbremsmodul muss dazu lediglich eine (zweiadrige) Energieversorgungsleitung geführt werden. Dies hat gegenüber einem Stand der Technik, bei dem zu jedem Radbremsmodul zwei Energieversorgungsleitungen verlegt sind den Vorteil, dass der Verkabelungsaufwand geringer wird und die Gefahr, dass es zu einem fehlerbedingten Kurzschluss zwischen den beiden Energiequellen kommt für das Radbremsmodul selbst sowie für den zum Radbremsmodul führenden Energieversorgungsleitungsabschnitt eliminiert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass kein der jeweils anderen Energiequelle zugeordneter oder zugeschalteter Energieversorgungsleitungsabschnitt in der Nähe ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:

1 eine Umschalteinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform;
2 ein Bremssystem in einer ersten bevorzugten Ausführung;
3 ein Bremssystem in einer zweiten bevorzugten Ausführung; und
4 ein Bremssystem in einer dritten bevorzugten Ausführung.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Umschalteinrichtung 2 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Umschalteinrichtung 2 umfasst einen ersten Umschaltaktuator 4 und einen zweiten Umschaltaktuator 6. Zur Steuerung des ersten Umschaltaktuators 4 ist eine erste Umschaltaktuatorsteuereinheit 8 vorgesehen, und zur Steuerung des zweiten Umschaltaktuators 6 ist eine zweite Umschaltaktuatorsteuereinheit 10 vorgesehen.
Die Umschalteinrichtung 2 weist einen ersten Energieversorgungsanschluss 14 bzw. eine erste Kabelanschluss-Schnittstelle zum Anschluss einer ersten Energiequelle und einen zweiten Energieversorgungsanschluss 18 bzw. eine zweite Kabelanschluss-Schnittstelle zum Anschluss einer zweiten Energiequelle auf. Die beiden Energieversorgungsanschlüsse 14, 18 sind separat, insbesondere mit separater Isolierung, ausgebildet und räumlich voneinander durch einen räumlichen Abstand A getrennt. Auf diese Weise wird eine Berührung der elektrischen Leiter der beiden Energieversorgungsanschlüsse 14, 18 im Falle eines Fehlers in der elektrischen Isolation zuverlässig verhindert.
Die Umschalteinrichtung 2 umfasst neben den beiden Eingangsanschlüssen 14,18 weiterhin einen Ausgangsanschluss - den Energieversorgungsanschluss 20 zur elektrischen Energieversorgung eines oder mehrerer Radbremsmodule sowie eine erste Steuerleitung 24 zur Steuerung der ersten Umschaltaktuatorsteuereinheit 8 und eine zweite Steuerleitung 28 zur Steuerung der zweiten Umschaltaktuatorsteuereinheit 10. Es ist ein Steuereinheitsanschluss 30 vorgesehen zum Anschluss einer externen Steuereinheit an die beiden Steuerleitungen 24, 28. Im Gegensatz zu den Energieleitungen führt bei elektrischen Signalleitungen ein Kurzschluss nicht zu einem Ausfall einer Energiequelle. Der Effekt des Fehlers bleibt auf die betroffenen Signalleitungen beschränkt. Als Vorkehrung gegen den Ausfall einer Signalleitung werden daher zwei voneinander unabhängige Signalleitungen vorgesehen - zum Beispiel zur Ansteuerung eines Radbremsmoduls.
Die Umschalteinrichtung 2 weist einen Umschalter 34 auf, welcher als Umschaltrelais 38 mit zwei räumlich getrennten Relaisspulen 70, 72 mit mechanischer Umschaltung 76 ausgebildet ist. Der Umschalter 34 wird von den zwei voneinander unabhängigen Umschaltaktuatoren 4, 6 betätigt, die räumlich voneinander getrennt angeordnet und energetisch jeweils an einen der Energieversorgungsanschlüsse 14, 18 angeschlossen sind. Der Umschalter 34 weist kurzschlusssichere, mechanische Kontakte 42 zu den jeweiligen Energieversorgungsanschlüssen 14, 18 und zu dem Radbremsmodul-Energieversorgungsanschluss 20 auf.
In 2 ist ein Bremssystem 50 in einer ersten bevorzugten Ausführungsform dargestellt, welches zwei Radbremsmodule 52, 54 mit Vorderradbremsen und zwei Radbremsmodule 56, 58 mit Hinterradbremsen sowie zwei unabhängige elektrische Energiequellen, nämlich eine erste Energiequelle 60 und eine zweite Energiequelle 62 aufweist.
Die jeweilige Energiequelle 60, 62 kann zusätzlich einen Generator umfassen (beim Verbrennungsmotor) oder einen Spannungswandler (beim batterieelektrischen Fahrzeug von der Traktionsbatterie zum Bordnetz) oder galvanisch getrennte Spannungswandler von einem zum anderen Bordnetz. Typische Bordnetzspannungen sind 12, 24 und 48 Volt. Die beiden Energiequellen 60, 62 umfassen bevorzugt Akkumulatoren als Pufferspeicher.
Das Bremssystem 50 weist zwei unabhängige Umschalteinrichtungen 2a, 2b auf. Die Umschalteinrichtung 2a ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 und eine Energieversorgungsleitung 66 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 und eine Energieversorgungsleitung 68 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 80 mit den beiden Radbremsmodulen 52, 54 der Vorderradbremsen elektrisch verbunden.
Die Umschalteinrichtung 2b ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 82 mit den beiden Radbremsmodulen 56, 58 der Hinterradbremsen elektrisch verbunden. Mit Hilfe der Umschalteinrichtung 2a können gleichzeitig beide Radbremsmodule 52, 54 der Vorderradbremsen mit der Energiequelle 60 oder der Energiequelle 62 elektrisch verbunden werden. Mit Hilfe der Umschalteinrichtung 2b können gleichzeitig beide Radbremsmodule 56, 58 der Hinterradbremsen mit der Energiequelle 60 oder der Energiequelle 62 elektrisch verbunden werden. Die elektrische Umschaltung erfolgt bei dem dargestellten Bremssystem 50 somit achsweise.
Ein Bremssystem 50 in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist in 3 dargestellt. Es umfasst zwei Radbremsmodule 52, 54 mit Vorderradbremsen und zwei Radbremsmodule 56, 58 mit Hinterradbremsen sowie zwei unabhängige elektrische Energiequellen, nämlich eine erste Energiequelle 60 und eine zweite Energiequelle 62. Die beiden Energiequellen 60, 62 umfassen bevorzugt Akkumulatoren als Pufferspeicher. Das Bremssystem 50 weist zwei unabhängige Umschalteinrichtungen 2a, 2b auf.
Die Umschalteinrichtung 2a ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 und eine Energieversorgungsleitung 66 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 und eine Energieversorgungsleitung 68 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 80 mit den Radbremsmodulen 52, 58 elektrisch verbunden. Mit Hilfe der Umschalteinrichtung 2b können somit gleichzeitig jeweils das Radbremsmodul 52, 58 mit der Energiequelle 60 oder der Energiequelle 62 elektrisch verbunden werden.
Die Umschalteinrichtung 2b ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 82 mit den Radbremsmodulen 54, 56 elektrisch verbunden. Mit Hilfe der Umschalteinrichtung 2b können somit gleichzeitig jeweils das Radbremsmodul 54, 56 mit der Energiequelle 60 oder der Energiequelle 62 elektrisch verbunden werden. Die elektrische Umschaltung erfolgt bei dem dargestellten Bremssystem 50 somit diagonal.
Ein Bremssystem 50 in einer dritten bevorzugten Ausführungsform ist in 4 dargestellt. Es umfasst zwei Radbremsmodule 52, 54 mit zwei Vorderradbremsen und zwei Radbremsmodule 56, 58 mit zwei Hinterradbremsen sowie zwei unabhängige elektrische Energiequellen, nämlich eine erste Energiequelle 60 und eine zweite Energiequelle 62. Die beiden Energiequellen 60, 62 umfassen bevorzugt Akkumulatoren als Pufferspeicher. Das Bremssystem 50 weist vier unabhängige Umschalteinrichtungen 2a, 2b, 2c, 2d auf.
Die Umschalteinrichtung 2a ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 und eine Energieversorgungsleitung 66 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 und eine Energieversorgungsleitung 68 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 80 mit der dem Radbremsmodul 52 elektrisch verbunden.
Die Umschalteinrichtung 2b ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 82 mit dem Radbremsmodul 54 elektrisch verbunden.
Die Umschalteinrichtung 2c ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 84 mit dem Radbremsmodul 56 elektrisch verbunden.
Die Umschalteinrichtung 2d ist eingangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 14 mit der Energiequelle 60 und über den Energieversorgungsanschluss 18 mit der Energiequelle 62 elektrisch verbunden. Sie ist ausgangsseitig über den Energieversorgungsanschluss 20 und einen Energieversorgungsleitungsabschnitt 86 mit dem Radbremsmodul 58 elektrisch verbunden.
Bei diesem Bremssystem 50 kann also radbremsindividuell die Energieversorgung umgeschaltet werden.
Die vorteilhafte Verwendung eines Bremssystems 50 in einer Ausführung gemäß 2, 3 oder 4 hängt davon ab, welche Anforderungen im Fall eines Fehlers gelten, der ein Abschalten der Energieversorgung eines Radbremsmoduls erfordert. Beispiele für einen solchen Fehler sind: eine fehlerhafte elektronische Steuereinheit eines Radbremsmoduls oder ein Kurzschluss in einem Energieversorgungsleitungsabschnitt 80-86 zwischen Umschalteinrichtung 2, 2a, 2b, 2c, 2d und Radbremsmodul 52-58. Fahrzeuge mit ausreichend hoher Hinterachslast und niedrigem Fahrzeugschwerpunkt können mit einer Bremsung lediglich der Räder der Hinterachse für diesen Fehlerfall ausreichende Verzögerungswerte erreichen. In diesem Fall kann die achsweise Umschaltung der Energieversorgung zum Einsatz kommen. Diese hat gegenüber den anderen beiden Varianten den Vorteil einer geringeren aufsummierten Kabellänge.
Für Fahrzeuge mit geringerer Hinterachslast oder hohem Fahrzeugschwerpunkt kann die Forderung nach einer mit den gesetzlichen Regelungen konformen Verzögerung im Fehlerfall nur mit einer diagonalen Umschaltung der Energieverteilung erzielt werden. Das liegt daran, dass bei einer Abbremsung während einer Vorwärtsfahrt physikalisch bedingt zwischen den Vorderrädern und der Straße höhere Bremskräfte aufgebaut werden können als zwischen Hinterrädern und der Straße. Eine noch höhere Rest-Verzögerung nach dem Ausfall eines einzelnen Radbremsmoduls 52-58 hat man mit der radbremsindividuellen Energieversorgung, weil dann noch drei von vier Radbremsen einsatzbereit sind.
In einem Fahrzeug mit zwei gleichwertigen Energieversorgungen und dem erfindungsgemäßen Bremssystem 50 kann als Normalbetriebsart bezeichnet werden, wenn zwei der vier Radbremsen an die erste und die andern beiden an die zweite Energieversorgung angeschlossen sind. Es kann als eine erste Reservebetriebsart bezeichnet werden, wenn bei einer Störung der zweiten Energieversorgung alle vier Radbremsen an die erste Energieversorgung angeschlossen sind. Es kann als eine zweite Reservebetriebsart bezeichnet werden, wenn bei einer Störung der ersten Energieversorgung alle vier Radbremsen an die zweite Energieversorgung angeschlossen sind.
Wenn die beiden Energieversorgungen im Fahrzeug allerdings derart konzipiert sind, dass eine erste Energieversorgung bevorzugt genutzt wird und die zweite lediglich als Reserve für einen Notbetrieb ausgebildet und daher nicht so leistungsfähig wie die erste ausgelegt ist, dann ist es sinnvoll, in einer Normalbetriebsart alle Radbremsaktuatoren an die Hauptenergieversorgung anzuschließen und in einer Reservebetriebsart an die Reserve-Energieversorgung.
Bezugszeichenliste

2: Umschalteinrichtung
2a, 2b: Umschalteinrichtung
2c, 2d: Umschalteinrichtung
4, 6: Umschaltaktuator
8, 10: Umschaltaktuatorsteuereinheit
14, 18: Energieversorgungsanschluss
A: Abstand
20: Brems-Aktuatoren-Energieversorgungsanschluss
24, 28: Steuerleitung
30: Steuereinheitsanschluss
34: Umschalter
38: Umschaltrelais
42: Kontakt
50: Bremssystem
52, 54: Vorderradbremse
56, 58: Hinterradbremse
60, 62: Energiequelle
66, 68: Energieversorgungsleitung
70, 72: Relaisspule
76: mechanische Umschaltung
80, 82: Energieversorgungsleitungsabschnitt
84, 86: Energieversorgungsleitungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018213325 A1 [0007]

Claims

Bremssystem (50) für Kraftfahrzeuge, umfassend • wenigstens zwei Radbremsmodule (52, 54, 56, 58) mit elektrisch betriebenen Aktuatoren zur Betätigung von Radbremsen; • wenigstens zwei unabhängige elektrische Energiequellen (60, 62) zur Energieversorgung der Radbremsmodule (52, 54, 56, 58); • wenigstens eine Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) zur bedarfsweisen Umschaltung der Zuordnung der Radbremsmodule (52, 54, 56, 58) zu den Energiequellen (60, 62); • wenigstens zwei elektrische Energieversorgungsleitungen (66, 68) zur Verbindung einer Energiequelle (60, 62) mit der jeweiligen Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d); • wenigstens einen Energieversorgungsleitungsabschnitt (80, 82, 84, 86) zur Verbindung der jeweiligen Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) mit wenigstens einem Radbremsmodul (52, 54, 56, 58); dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) räumlich getrennte Energieversorgungsanschlüsse (20, 14, 18) für den wenigstens einen Energieversorgungsleitungsabschnitt (80, 82, 84, 86) und für die wenigstens zwei Energieversorgungsleitungen (66, 68) aufweist.
Bremssystem (50) nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Umschalter (34) zur Umschaltung des jeweiligen Strompfades zwischen einer der Energiequellen (60, 62) und jeweils einem Radbremsmodul (52, 54, 56, 58) vorgesehen ist.
Bremssystem (50) nach Anspruch 2, wobei der Umschalter (34) zur elektrischen Verbindung des jeweiligen Radbremsmoduls (52, 54, 56, 58) mit einer Energiequelle (60, 62) kurzschlusssichere mechanische Kontakte (42) aufweist.
Bremssystem (50) nach Anspruch 2 oder 3, wobei zur Betätigung des Umschalters (34) wenigstens zwei unabhängige Umschaltaktuatoren (4, 6) vorgesehen sind, welche räumlich voneinander getrennt angeordnet und energetisch jeweils an eine andere Energieversorgungsleitung (66, 68) angeschlossen sind.
Bremssystem (50) nach Anspruch 4, wobei eine jeweilige Umschaltaktuatorsteuereinheit (8, 10) baulich in die Umschalteinrichtung (2, 2a, 2b, 2c, 2d) integriert ist.
Bremssystem (50) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Umschalter (34) als kurzschlusssicheres Umschaltrelais (38) mit wenigstens zwei räumlich getrennten Relaisspulen (70, 72) ausgebildet ist.
Bremssystem (50) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend zwei Radbremsmodule (52, 54) mit Vorderradbremsen und zwei Radbremsmodule (56, 58) mit Hinterradbremsen.
Bremssystem (50) nach Anspruch 7, wobei die beiden Radbremsmodule (52, 54) mit Vorderradbremsen elektrisch an eine erste gemeinsame Energieversorgungsleitung (66) und die beiden Radbremsmodule (56, 58) mit Hinterradbremsen elektrisch an eine zweite gemeinsame Energieversorgungsleitung (68) angeschlossen sind, und wobei zwei Umschalteinrichtungen (2a, 2b) zur achsweisen Umschaltung der Energieversorgung der Radbremsmodule (52, 54) mit Vorderradbremsen und der Radbremsmodule (56, 58) mit Hinterradbremsen vorgesehen sind.
Bremssystem (50) nach Anspruch 7, wobei jeweils ein Radbremsmodul (52, 54) mit einer Voraderradbremse und ein Radbremsmodul (56, 58) mit einer Hinterradbremse elektrisch an eine gemeinsame Energieversorgungsleitung (66, 68) angeschlossen sind, und wobei zwei Umschalteinrichtungen (2a, 2b) zur diagonalen Umschaltung der Energieversorgung der Radbremsmodule (52, 54, 56, 58) vorgesehen sind.
Bremssystem (50) nach Anspruch 7, wobei vier Umschalteinrichtungen (2a, 2b, 2c, 2d) zur radbremsindividuellen Umschaltung der Energieversorgung der jeweiligen Radbremsmodule (52, 54, 56, 58) vorgesehen sind.