DE102021214806A1

DE102021214806A1 - Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät für ein Kraftfahrzeug, Bremssystem mit einem solchen Bremsensteuergerät und Verfahren zum Betreiben

Info

Publication number: DE102021214806A1
Application number: DE102021214806.9A
Authority: DE
Inventors: Harald Biller; Ulrich Linden
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest vier Ausgangsanschlüssen (4a-4d) für zumindest vier hydraulisch betätigbare Radbremsen (5a-5d), welche zumindest vier Rädern (FL, FR, RL, RR) des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, einer elektrisch ansteuerbaren Druckquelle (2) mit einem Druckraum (30) und einem elektromechanischen Aktuator (32, 33), mit welcher die Radbremsen (5a-5d) betätigbar sind, einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A), einer zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B), einem Druckmittelvorratsbehälter (3), einem elektrisch betätigbaren, stromlos offen ausgeführten Einlassventil (6a-6d) je Ausgangsanschluss und einem elektrisch betätigbaren Auslassventil (7a-7d) je Ausgangsanschluss, über welches der jeweilige Ausgangsanschluss mit dem Druckmittelvorratsbehälter (3) verbunden ist, wobei die Einlassventile (6a-6d) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden, wobei der elektromechanische Aktuator (32, 33) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) und von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigbar ist, und wobei genau eines der Auslassventile (7d) stromlos offen ausgeführt ist und die übrigen Auslassventile (7a, 7b, 7c) stromlos geschlossen ausgeführt sind, wobei die stromlos geschlossen ausgeführten Auslassventile von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden und das stromlos offen ausgeführte Auslassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird, sowie Bremssystem und Verfahren zum Betreiben.

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 oder eines Bremssystems.
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 und einem Einlass- und Auslassventil je Ausgangsanschluss. 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. Alle Einlass- und Auslassventile werden von derselben (ersten) elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Weiterhin ist eine elektrisch betätigbare Kreistrennvorrichtung sowie ein elektrisch betätigbares Trennventil je Druckquelle vorgesehen, wobei ein Teil dieser Ventile von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und der andere Teil dieser Ventile von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird.
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 für eine Bremsung an vier Rädern 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 und zum Betreiben eines Bremssystem anzugeben, welches auf eine mechanische und/oder hydraulische Rückfallebene verzichten kann und dennoch eine hohe Verfügbarkeit für eine hohe Bremswirkung des Kraftfahrzeugs bietet, auch im Falle eines elektronischen Einzelfehlers, z.B. eines Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät gemäß Anspruch 1, ein Bremssystem gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 17 gelöst.
Der Erfindung liegt bezüglich eines Bremsensteuergeräts der Gedanke zugrunde, dass das Bremsensteuergerät zumindest vier Ausgangsanschlüssen für zumindest vier hydraulisch betätigbare Radbremsen, welche zumindest vier Rädern des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, eine elektrisch ansteuerbare Druckquelle mit einem Druckraum und einem elektromechanischen Aktuator, mit welcher die Radbremsen (5a-5d) betätigbar sind, eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit, eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit, einen Druckmittelvorratsbehälter, ein elektrisch betätigbares Einlassventil je Ausgangsanschluss und ein elektrisch betätigbares Auslassventil je Ausgangsanschluss umfasst. Über das Auslassventil ist der jeweilige Ausgangsanschluss mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden. Jeder der Ausgangsanschlüsse ist über das (entsprechende bzw. zugeordnete) Einlassventil mit der Druckquelle verbunden. Die Einlassventile sind stromlos offen ausgeführt und werden von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Der elektromechanische Aktuator ist von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigbar. Genau eines der Auslassventile ist stromlos offen ausgeführt und die übrigen Auslassventile sind stromlos geschlossen ausgeführt, wobei die stromlos geschlossen ausgeführten von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt werden und das stromlos offen ausgeführte Auslassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird.
Das erfindungsgemäße Bremsensteuergerät bietet den Vorteil, dass bei Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheit dennoch zumindest drei der vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen betätigt werden können und bei Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit sogar die vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen betätigt werden können. Die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls der hydraulischen Vierradbremsung ist demnach sehr gering, da ein Ausfall der hydraulischen Vierradbremsung nur bei Ausfall einer bestimmten elektronischen Steuer- und Regeleinheit, nämlich der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit, auftritt.
Das eine stromlos offene Auslassventil bietet weiterhin den Vorteil, dass in einem stromlosen Zustand des Bremsensteuergeräts sowohl ein Unterdruck als auch ein Überdruck an den Radbremsen vermieden werden kann. Durch das stromlos offene Auslassventil wird sichergestellt, dass ein Druckausgleich der Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter im stromlosen Zustand des Bremsensteuergerätes bzw. des Bremssystems gewährleistet ist, so dass die Radbremsen drucklos sind und keine unbeabsichtigten Bremsmomente aufgebracht werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Bremsensteuergerät eine höhere Flexibilität bezüglich seiner mechanischen Konstruktion besitzt. Da der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit lediglich das eine stromlos offen ausgeführte Auslassventil zugeordnet ist, kann die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit flexibler an dem Ventilblock (Gehäuse) des Bremsensteuergerät angeordnet werden, da ein Kontaktierung zu einer einzigen Ventilspule (der des stromlos offenen Auslassventils) durch verschiedene Kontaktierungsarten, z.B. auch ein Kabel mit Stecker, kostengünstig möglich ist. Die erste und zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit müssen z.B. nicht beide an derselben Seite des Ventilblocks angebracht sein, an welchem z.B. die Einlass- und Auslassventile angeordnet sind.
Der elektromechanische Aktuator ist von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigbar in dem Sinne, dass bei Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit ein Bremsdruck zur Betätigung der Radbremsen im Rahmen einer Betriebsbremsung aufgebaut werden kann und dass bei Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit ein Bremsdruck zur Betätigung der Radbremsen im Rahmen einer Betriebsbremsung aufgebaut werden kann.
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 einer 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 wird daher der elektromechanische Aktuator vorteilshafterweise mittels der anderen elektronischen Steuer- und Regeleinheit angesteuert und baut einen Druck zur Betätigung zumindest eines Teiles der Radbremsen zur Betriebsbremsung auf.
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 ggf. in verminderter Höhe und mit verminderter Dynamik, wobei mit diesem Druck alle zumindest vier Radbremsen beaufschlagt werden. Das Fahrzeug kann zumindest 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.
Bevorzugt wird die elektrisch ansteuerbare Druckquelle durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum und einem Kolben gebildet, wobei der Kolben durch den elektromechanischen Aktuator vor- und zurückschiebbar ist.
Bevorzugt ist der Druckraum der Druckquelle über ein elektrisch betätigbares Druckzuschaltventil mit einem Bremsleitungsabschnitt hydraulisch verbunden, an welchen die zumindest vier Einlassventile angeschlossen sind. So können durch Schließen eines einzigen Ventils, des Druckzuschaltventils, die vier Einlassventile von dem Druckraum der Druckquelle getrennt werden.
Bevorzugt ist das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil stromlos offen ausgeführt und wird von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Da das Druckzuschaltventil stromlos offen ausgeführt ist, gelangt der von der Druckquelle erzeugte Bremsdruck zu den Einlassventilen, auch wenn eine Ansteuerung des Druckzuschaltventils nicht möglich ist.
Dem Druckzuschaltventil ist bevorzugt ein in Richtung der Einlassventile öffnendes Rückschlagventil parallelgeschaltet. Dadurch wird ein geringerer Strömungswiderstand in Druckaufbaurichtung (von dem Druckraum zu den Einlassventilen) erreicht. Ein zusätzlicher Vorteil des parallelgeschalteten Rückschlagventils besteht in einer erhöhten Robustheit gegenüber einem fehlerbedingt geschlossenen Druckzuschaltventil.
Bevorzugt ist in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum und den zumindest vier Einlassventilen neben dem Druckzuschaltventil kein weiteres elektrisch betätigbares Ventil angeordnet. Hierdurch wird ein geringerer Strömungswiderstand der hydraulischen Verbindung erzielt. Außerdem wird die Anzahl der elektrisch betätigbaren Ventile so geringer gehalten, wodurch die Bremsanlage kostengünstiger herstellbar wird.
Anders ausgedrückt, sind bevorzugt die zumindest vier Einlassventile ohne Zwischenschaltung eines elektrisch betätigbaren Ventils hydraulisch miteinander verbunden. Insbesondere ist kein elektrisch betätigbares Kreistrennventil zwischen je zwei der Einlassventile vorgesehen. Besonders bevorzugt sind die zumindest vier Einlassventile ohne Zwischenschaltung eines Ventils hydraulisch miteinander verbunden, d.h. es ist auch kein Rückschlagventil zwischen den Einlassanschlüssen der Einlassventile vorgesehen. So ist es möglich, dass durch das eine stromlos offene Auslassventil in einem stromlosen Zustand des Bremsensteuergeräts ein Unterdruck und ein Überdruck an den zumindest vier Radbremsen vermieden werden kann.
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 ist jedes der Einlassventile analog ansteuerbar ausgeführt.
Bevorzugt ist jedem Einlassventil ein in Richtung des zugeordneten Ausgangsanschlusses schließendes Rückschlagventil parallelgeschaltet.
Bevorzugt ist das stromlos offen ausgeführte Auslassventil analog ansteuerbar ausgeführt. An einem stromlos offenen Ventil ist die Analogfunktion meist leichter zu realisieren als an einem stromlos geschlossenen Ventil, und die Analogfunktion an dem Auslassventil erlaubt einen selektiven und komfortablen (fein dosierbaren) Druckabbau an der zugeordneten Radbremse.
Bevorzugt ist dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil ein in Richtung des zugeordneten Ausgangsanschlusses öffnendes Rückschlagventil parallelgeschaltet, um im stromlosen Zustand des Bremsensteuergeräts einen Unterdruck zu vermeiden. Besonders bevorzugt ist nur dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil, aber nicht den stromlos geschlossenen Auslassventilen ein Rückschlagventil parallelgeschaltet.
Bevorzugt ist das stromlos offen ausgeführte Auslassventil einem Hinterrad zugeordnet, d.h. das stromlos offen ausgeführte Auslassventil ist dem Ausgangsanschluss zugeordnet, welcher einem Hinterrad zugeordnet ist.
Bevorzugt sind zwei der Ausgangsanschlüsse des Bremsensteuergeräts den Radbremsen der Vorderräder des Kraftfahrzeugs zugeordnet und zwei andere der Ausgangsanschlüsse des Bremsensteuergeräts sind den Radbremsen der Hinterräder des Kraftfahrzeugs zugeordnet, wobei das stromlos offen ausgeführte Auslassventil einem der Hinterräder zugeordnet ist.
Bevorzugt ist der Druckraum der Druckquelle über eine hydraulische Nachsaugverbindung mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden, wobei in der hydraulischen Nachsaugverbindung ein Nachsaugventil angeordnet ist. Nach Schließen des Druckzuschaltventils kann so durch Zurückfahren des Kolbens der Druckquelle Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter über die Nachsaugverbindung mit dem Nachsaugventil in den Druckraum gesaugt werden. Besonders bevorzugt ist das Nachsaugventil als ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter schließendes Rückschlagventil ausgeführt. Mittels des Nachsaugventils wird bei einem Druckaufbau im Druckraum ein Abfließen von Druckmittel aus dem Druckraum über die hydraulische Nachsaugverbindung in den Druckmittelvorratsbehälter verhindert.
Bevorzugt umfasst das Bremsensteuergerät keine weitere elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle. So ist das Bremsensteuergerät kostengünstig herstellbar.
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 jeder der Ausgangsanschlüsse über das (entsprechende bzw. zugeordnete) Einlassventil mit dem Druckraum der Druckquelle verbunden. Dies bedeutet, dass die Druckquelle bevorzugt einkreisig ausgeführt ist und lediglich den einen Druckraum umfasst.
Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit sind 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 bevorzugt getrennt ausgeführt und über redundante Signalleitungen miteinander verbunden.
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 wird nur ein einziges elektrisch betätigbares Ventil des Bremsensteuergeräts von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt, nämlich das stromlos offene Auslassventil.
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.
Bevorzugt ist zur Druckregelung ein Drucksensor an den Bremsleitungsabschnitt angeschlossen, wobei die Signale des Drucksensors der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit zugeführt und von dieser ausgewertet werden. Der Drucksensor ist besonders bevorzugt zwischen dem Druckzuschaltventil und den Einlassventilen angeschlossen.
Bevorzugt wird jedes elektrisch betätigbare Ventil des Bremsensteuergeräts, d.h. die Einlassventile und die Auslassventile, und ggf. das Druckzuschaltventil, von lediglich bzw. ausschließlich einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten betätigt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist an demjenigen Rad, welches dem Ausgangsanschluss zugeordnet sind, dem das stromlos offen ausgeführte Auslassventil zugeordnet ist, eine (zweite) elektrisch betätigbare Parkbremse vorgesehen, welche von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird.
Besonders bevorzugt ist die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse, welche von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird, einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs zugeordnet.
Besonders bevorzugt ist an einem anderen Hinterrad des Kraftfahrzeugs eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse vorgesehen. Dabei kann die erste elektrisch betätigbare Parkbremse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit oder von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt werden, beide Varianten sind mit in Wesentlichen gleichem Funktionsumfang möglich.
Besonders bevorzugt wird die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse ausschließlich von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt.
Besonders bevorzugt wird die erste elektrisch betätigbare Parkbremse ausschließlich von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. So kann bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten noch eine der elektrisch betätigbaren Parkbremsen angesteuert und das Fahrzeug mittels dieser Parkbremse gesichert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Bremssystem mit einem erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsensteuergerät. Das Bremssystem umfasst weiterhin eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse und eine zweite elektrisch betätigbare Parkbremse, wobei die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird und demjenigen Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, welchem das stromlos offen ausgeführte Auslassventil zugeordnet ist. Da das stromlos offen ausgeführte Auslassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird, kann das zugeordnete Rad auch bei Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten gebremst werden, entweder hydraulisch mittels der Radbremse, indem das Auslassventil von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit geschlossen wird, oder elektrisch mittels der zweiten Parkbremse, indem diese von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird.
Bevorzugt umfasst das Bremssystem eine Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer, wobei die Betätigungseinheit mit dem Bremsensteuergerät durch eine Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden ist. Eine mechanisch-hydraulische Verbindung von der Betätigungseinheit zu dem Bremsensteuergerät besteht nicht (keine hydraulische Rückfallebene).
Bevorzugt sind die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse und das stromlos offen ausgeführte Auslassventil einem der Hinterräder zugeordnet. So ist eine hydraulische Bremsung der Vorderachse sowohl bei Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit wie auch der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit möglich, da die Druckquelle von beiden elektronischen Steuer- und Regeleinheiten ansteuerbar ist und für die Vorderachse die Einlassventile stromlos offen und die Auslassventile stromlos geschlossen ausgeführt sind.
Bevorzugt wird die erste elektrisch betätigbare Parkbremse entweder von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit oder von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt. Im Falle, dass die erste elektrisch betätigbare Parkbremse von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt wird, kann auch bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten sichergestellt werden, dass zumindest eine der Parkbremsen betätigbar ist und das Fahrzeug gegen Wegrollen sichert.
Besonders ist die erste elektrisch betätigbare Parkbremse einem anderen der Hinterräder zugeordnet. Damit sind beide Parkbremsen der Hinterachse zugeordnet.
Durch die vorgeschlagene Ausführung der Einlass- und Auslassventile sowie der Zuordnung der Einlass- und Auslassventile und der Parkbremsen zu der ersten sowie der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit wird ermöglicht, dass bei Ausfall einer der Steuer- und Regeleinheiten dennoch die vier Räder gebremst werden können, wobei nur bei Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit lediglich genau eines der Räder nicht hydraulisch gebremst werden kann und mittels der zugeordneten Parkbremse gebremst werden muss.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems mit einem erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsensteuergerät.
Bei einem Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit werden bevorzugt das stromlos offen ausgeführte Auslassventil mittels der zweiten Steuer- und Regeleinheit geschlossen und die Druckquelle mittels der zweiten Steuer- und Regeleinheit betätigt. So kann ein Bremsdruck an den vier Radbremse aufbaut werden und eine hydraulische Bremsung an jedem der vier Räder vorgenommen werden. Es werden also alle vier Radbremsen betätigt. Bevorzugt wird mittels der Druckquelle der Bremsdruck an den vier Radbremse regelt.
Bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit werden bevorzugt das dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil zugeordnete Einlassventil mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit geschlossen und die Druckquelle mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit betätigt. So kann ein Bremsdruck an drei der vier Radbremse aufbaut werden.
Bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit werden bevorzugt das dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil zugeordnete Einlassventil mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit geschlossen, die Druckquelle mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit betätigt und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit betätigt.
So kann ein Bremsdruck an drei der vier Radbremse aufbaut werden, um die zugehörigen drei Räder hydraulisch zu bremsen, während das vierte Rad elektrisch mittels der zweiten elektrisch betätigbaren Parkbremse gebremst wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Figur.
Es zeigt schematisch

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems mit einem erfindungsgemäßen Bremsensteuergerät.

In 1 ist ein 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 bzw. den Radbremsen 5a-5d.
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.
Beispielsgemäß sind die Ausgangsanschlüsse 4a, 4b den Radbremsen 5a, 5b der Vorderachse (FA) und die Ausgangsanschlüsse 4c, 4d den Radbremsen 5c, 5d der Hinterachse (RA) zugeordnet.
Die elektrisch betätigbaren Parkbremsen 50a, 50b sind bevorzugt den Rädern einer der Achsen des Fahrzeugs zugeordnet. Beispielsgemäß sind die elektrisch betätigbaren Parkbremsen 50a, 50b den Rädern RL, RR (RL: hinten links, RR: hinten rechts) der Hinterachse (RA) zugeordnet. 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 eine elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle 2, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum 30 und einem Kolben 31 gebildet wird, wobei der Kolben 31 durch einen elektromechanischen Aktuator vor- und zurückschiebbar ist.
Bremsensteuergerät 1 umfasst weiterhin 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, stromlos offen ausgeführtes Einlassventil 6a-6d sowie ein elektrisch betätigbares Auslassventil 7a-7d zugeordnet.
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.
Jeder Ausgangsanschluss 4a-4d ist über das zugeordnete Einlassventil 6a-6d mit der Druckquelle 2 bzw. deren Druckraum 30 verbunden.
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.
Die Einlassventile 6a-6d sind vorteilhafterweise stromlos offen und analog ansteuerbar ausgeführt.
Jedem Einlassventil 6a-6d ist ein in Richtung des zugeordneten Ausgangsanschlusses 4a-4d schließendes Rückschlagventil 8a-8d parallelgeschaltet.
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.
Druckzuschaltventil 9 ist vorteilhafterweise stromlos offen ausgeführt. Druckzuschaltventil 9 ist beispielsgemäß ein in Richtung der Einlassventile öffnendes Rückschlagventil 18 parallelgeschaltet.
Die Auslassventile 7a, 7b, 7c sind als stromlos geschlossen ausgeführt, während das Auslassventil 7d stromlos offen ausgeführt ist. Durch das stromlos offene Auslassventil 7d wird sichergestellt, dass ein Druckausgleich der Radbremsen 5a-5d mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 im 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 7a, 7b, 7c sind als stromlos geschlossene Schaltventile ausgeführt. Das stromlos offene Auslassventil 7d ist 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.
Dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil 7d ist vorteilhafterweise ein in Richtung des Ausgangsanschlusses 4d öffnendes Rückschlagventil 19 parallelgeschaltet.
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 beispielsgemäß 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.
Die Druckquelle 2 und die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B sind 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 sind die Druckquelle 2 und die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B derart ausgeführt, dass 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.
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.
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. Vorteilhafterweise ist in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 30 und dem Bremsleitungsabschnitt 60 neben dem stromlos offenen Druckzuschaltventil 9 kein weiteres elektrisch betätigbares Ventil angeordnet. In dem Sinne ist nur ein einziges stromlos offenes 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 elektrisch betätigbares 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.
Eine Funktion des Druckzuschaltventils 9 ist es, nach oder während einer volumenverbrauchenden Druckmodulation (d.h. mit Ablassen von Druckmittel über zumindest eines der 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 Drucksensor 40 angeschlossen, mittels welchem der von der Druckquelle 2 erzeugte Druck bestimmt werden kann.
Zur Überwachung des Bremssystems auf Leckage wird der Füllstand des Druckmittelvorratsbehälters 3 vorteilshafterweise mittels eines Füllstandsensors 44 erfasst.
Bremsensteuergerät 1 umfasst die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit A und die 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 sind die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit A und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit B elektrisch voneinander unabhängig in dem Sinne, dass ein Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A keinen Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B bewirkt und umgekehrt.
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 elektromechanische Aktuator bzw. der Elektromotor 32 der Druckquelle 2 kann von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A und von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert bzw. betätigt werden. Hierzu wird beispielsgemäß 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.
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, 42-44 des Bremsensteuergeräts 1 sind vorteilhafterweise jeweils lediglich einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten zugeordnet, d.h. werden ausschließlich von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A oder ausschließlich von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert bzw. betätigt. Hierdurch werden aufwändige, doppelt ansteuerbare Ventile/Ventilspulen sowie Mehrfachkontaktierungen vermieden.
Die Einlassventile 6a-6d sowie die stromlos geschlossen ausgeführten Auslassventile 7a, 7b, 7c werden von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt. Das eine stromlos offen ausgeführte Auslassventil 7d wird hingegen von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B betätigt.
Das Druckzuschaltventil 9 wird beispielsgemäß, vorteilhafterweise ausschließlich, von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt.
Die Signale des (ersten) Motorwinkelsensors 43 werden beispielsgemäß der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A zugeführt und von dieser ausgewertet, wohingegen die Signale des (zweiten) Motorwinkelsensors 42 der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zugeführt und von dieser ausgewertet werden.
Die Signale des Drucksensors 40 werden beispielsgemäß der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A zugeführt und von dieser ausgewertet.
Die Signale des Füllstandsensors 44 werden beispielsgemäß der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zugeführt und von dieser ausgewertet.
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 Motorwinkelsensor 43, 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, wird die (zweite) Parkbremse 50b, welche dem Rad RR zugeordnet ist, welchem das einzige stromlos offene Auslassventil 7d zugeordnet ist, das von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B betätigt wird, von der anderen, also der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt.
Die andere, d.h. erste Parkbremse 50b, kann entweder von der ersten Steuer- und Regeleinheit A oder der zweiten Steuer- und Regeleinheit B betätigt werden.
Das Bremssystem der 1 bietet also den Vorteil einer flexiblen Wahl zwischen einer „verteilten“ Ansteuerung der Parkbremsen 50a, 50b (die Parkbremse 50b wird von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) und die Parkbremse 50a wird von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) angesteuert) oder einer „nicht-verteilten“ Ansteuerung der Parkbremsen 50a, 50b (die Parkbremsen werden von derselben elektronischen Steuer- und Regeleinheit A angesteuert).
Bei voll funktionsfähigem Bremssystem bzw. Bremsensteuergerät 1 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 stromlos offene Auslassventil 7d mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B geschlossen wird.
Bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit B wird das dem stromlos offenen Auslassventil 7d zugeordnete Einlassventil 6d mittels der funktionsfähigen ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A geschlossen, so dass kein Druckmittel über das offene, nicht betätigbare Auslassventil 7d in den Druckmittelvorratsbehälter 3 abfließen kann. Weiterhin wird die Druckquelle 2 mittels der funktionsfähigen ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A angesteuert, so dass die drei Radbremsen 5a (FL), 5b (FR) und 5c (RL) mit dem Druck der Druckquelle beaufschlagt und somit die drei Räder vorne links und vorne rechts (FL, FR) und hinten links (RL) mittels der hydraulisch betätigten Radbremsen 5a, 5b, 5c gebremst werden. Weiterhin wird die elektrisch betätigbare Parkbremse 50b mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A betätigt, so dass auch das rechte Hinterrad RR gebremst wird. Eine Bremsdruckregelung an den Radbremsen 5a, 5b, 5c ist durch Modulation mittels der Druckquelle 2 oder mittels der Ein- und Auslassventile 6a-6c, 7a-7c möglich. Eine Bremskraftregelung am rechten Hinterrad RR ist mittels der Parkbremse 50b möglich.
Bei einem Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A wird das Auslassventil 7d mittels der funktionsfähigen zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B geschlossen, so dass kein Druckmittel über das Auslassventil 7d in den Druckmittelvorratsbehälter 3 abfließen kann, und die Druckquelle 2 wird mittels der funktionsfähigen zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert. So können die vier Radbremsen 5a (FL), 5b (FR), 5c (RL) und 5d (RR) mit dem Druck der Druckquelle beaufschlagt werden und somit die vier Räder FL, FR, RL, RR mittels der hydraulisch betätigten Radbremsen 5a-5d gebremst werden. Dabei kann das von der Druckquelle 2 abgegebene Druckmittelvolumen geregelt werden. Für diese Betriebsart ist es vorteilhaft, dass das Druckzuschaltventil 9 stromlos offen ausgeführt ist. Auf diese Weise kann auf einen (zweiten) Drucksensor, dessen Signale der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zugeführt und von dieser ausgewertet werden, verzichtet werden.
Die Bremsanlage bietet den Vorteil, dass nur bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit B keine hydraulische Vierradbremsung möglich ist. Bei Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit A ist hingegen eine hydraulische Vierradbremsung, welche im Allgemeinen die höchste Verzögerung ermöglicht, möglich. Selbst bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit B wird nur ein einziges der Räder (RR) nicht hydraulisch, sondern mittels der elektrischen Parkbremse gebremst. Dies bietet den Vorteil einer höheren Fahrzeugverzögerung im Vergleich zu dem Fall, dass z.B. zwei Räder mittels hydraulischer Radbremsen und die beiden anderen Räder mittels elektrischer Parkbremsen gebremst würden.
Die Bremsanlage bietet weiterhin den Vorteil einer flexibleren Anordnung der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B an dem Ventilblock. Der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B ist nur ein einziges Ventil 7d zugeordnet. Da die Steuer- und Regeleinheit B nur eine einzige Ventilspule ansteuern muss, sind auch andere Kontaktierungsarten kostengünstig möglich. Die Ventilspule des Ventils 7d kann etwa über einen Stecker mit der Steuer- und Regeleinheiten B verbunden werden, ohne dass Ventil 7 und Steuer- und Regeleinheiten B auf der gleichen Seite des Ventilblocks angeordnet werden müssen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017216617 A1 [0002]

Claims

Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug mit zumindest vier Ausgangsanschlüssen (4a-4d) für zumindest vier hydraulisch betätigbare Radbremsen (5a-5d), welche zumindest vier Rädern (FL, FR, RL, RR) des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, einer elektrisch ansteuerbaren Druckquelle (2) mit einem Druckraum (30) und einem elektromechanischen Aktuator (32, 33), mit welcher die Radbremsen (5a-5d) betätigbar sind, einer ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A), einer zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B), einem Druckmittelvorratsbehälter (3), einem elektrisch betätigbaren, stromlos offen ausgeführtem Einlassventil (6a-6d) je Ausgangsanschluss (4a-4d), wobei der Ausgangsanschluss (4a-4d) über das Einlassventil (6a-6d) mit der Druckquelle (2) verbunden ist, und einem elektrisch betätigbaren Auslassventil (7a-7d) je Ausgangsanschluss (4a-4d), über welches der jeweilige Ausgangsanschluss (4a-4d) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (3) verbunden ist, wobei die Einlassventile (6a-6d) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator (32, 33) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) und von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigbar ist, und dass genau eines der Auslassventile (7d) stromlos offen ausgeführt ist und die übrigen Auslassventile (7a, 7b, 7c) stromlos geschlossen ausgeführt sind, wobei die stromlos geschlossen ausgeführten Auslassventile (7a, 7b, 7c) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt werden und das stromlos offen ausgeführte Auslassventil (7d) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (30) der Druckquelle (2) über ein elektrisch betätigbares Druckzuschaltventil (9) mit einem Bremsleitungsabschnitt (60) hydraulisch verbunden ist, an welchen die zumindest vier Einlassventile (6a-6d) angeschlossen sind.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckzuschaltventil (9) ein in Richtung der Einlassventile öffnendes Rückschlagventil (18) parallelgeschaltet ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch betätigbare Druckzuschaltventil (9) stromlos offen ausgeführt ist und von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum (30) und allen Einlassventilen (6a-6d) in Reihenschaltung zu dem Druckzuschaltventil (9) kein weiteres elektrisch betätigbares Ventil angeordnet ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stromlos offen ausgeführte Auslassventil (7d) analog ansteuerbar ausgeführt ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil (7d) ein in Richtung des Ausgangsanschlusses (4d) öffnendes Rückschlagventil (19) parallelgeschaltet ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stromlos offen ausgeführte Auslassventil (7d) einem Hinterrad (RR) zugeordnet ist.
Elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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.
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.
Bremssystem mit einem elektrohydraulischen Bremsensteuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste elektrisch betätigbare Parkbremse (50a) und eine zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b), wobei die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird und demjenigen Rad (RR) des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, welchem das stromlos offen ausgeführte Auslassventil (7d) zugeordnet ist.
Bremssystem nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer, 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 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) und das stromlos offen ausgeführte Auslassventil (7d) einem der Hinterräder (RR) zugeordnet sind.
Verfahren zum Betreiben eines elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder zum Betreiben eines Bremssystems nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der ersten Steuer- und Regeleinheit (A) das stromlos offen ausgeführte Auslassventil (7d) mittels der zweiten Steuer- und Regeleinheit (B) geschlossen wird und die Druckquelle (2) mittels der zweiten Steuer- und Regeleinheit (B) betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit (B) das dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil (7d) zugeordnete Einlassventil (6d) mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit (A) geschlossen wird und die Druckquelle (2) mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird.
Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der zweiten Steuer- und Regeleinheit (B) das dem stromlos offen ausgeführten Auslassventil (7d) zugeordnete Einlassventil (6d) mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit (A) geschlossen wird, die Druckquelle (2) mittels der ersten Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird und die zweite elektrisch betätigbare Parkbremse (50b) mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit (A) betätigt wird.