DE102022104851A1

DE102022104851A1 - Bremssystem

Info

Publication number: DE102022104851A1
Application number: DE102022104851.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Marx; Nicholas Alford
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2022-03-01
Filing date: 2022-03-01
Publication date: 2023-09-07
Also published as: CN116691620A; US20230278535A1

Abstract

Es wird ein Brake-by-Wire-Bremssystem (10) für ein Fahrzeug mit mindestens zwei bremsbaren Rädern (12, 14, 16, 18) angegeben. Das Bremssystem (10) umfasst mindestens zwei Bremsaktuatoreinheiten (20), die jeweils einen Bremsaktuator (21) haben, der einem der bremsbaren Räder (12, 14, 16, 18) des Fahrzeugs zugeordnet ist, zum Abbremsen des Fahrzeugs im Fahrbetrieb. Des Weiteren umfasst das Bremssystem (10) eine Bremsbetätigungseinheit (26) zur Betätigung durch den Fahrer für eine Bremsung, mit mindestens einem Sensor (30) zum Erfassen einer Aktivierung der Bremsbetätigungseinheit (26) durch den Fahrer, zumindest eine elektronische Kontrolleinheit (22, 24), welche eingerichtet ist, eine oder beide Bremsaktuatoreinheiten (20) anzusteuern, um eine Bremskraft auf ein zugeordnetes Rad (12, 14, 16, 18) zu bewirken, und mindestens einen mechanisch betätigbaren elektrischen Schalter (50, 52), der eingerichtet ist, um eine zusätzliche Signalleitung (54, 55, 56, 57) zu mindestens einer der Bremsaktuatoreinheiten (20) zu schließen und/oder zu öffnen, um deren Bremsaktuator (21) anzusteuern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brake-by-Wire-Bremssystem für ein Fahrzeug.
Bei modernen Fahrzeugen ist den einzelnen Rädern jeweils eine Bremsaktuatoreinheit mit einem elektromechanischen Bremsaktuator zugeordnet. Derartige Bremssysteme werden als „Brake-By-Wire“ System bezeichnet.
In solchen Systemen wird mittels eines Bremspedals lediglich ein Bremswunsch eines Fahrers des Fahrzeugs abgefragt. Auf Basis dieses Bremswunsches werden dann die einzelnen Bremsaktuatoreinheiten mittels eines oder mehrerer elektronischer Steuergeräte angesteuert. Es besteht keine mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal und den Bremsaktuatoreinheiten.
Da es sich bei einem Bremssystem um eine sicherheitsrelevante Einrichtung eines Fahrzeugs handelt, sind üblicherweise innerhalb des Bremssystems wenigstens gewisse Komponenten oder Funktionen redundant ausgeführt, sodass das Bremssystem auch beim Auftreten einer Funktionsstörung oder eines Defekts zuverlässig arbeiten kann. Mit anderen Worten sind innerhalb eines Bremssystems Redundanzen vorgesehen, um eine hohe Betriebssicherheit zu erreichen.
Bei bisherigen „Brake-By-Wire“ Systemen ist als Rückfallebene beispielsweise eine zusätzliche hydraulische Bremsvorrichtung vorgesehen.
Dies ist jedoch mit einem hohen Aufwand sowie Kosten verbunden. Des Weiteren ist zusätzlicher Bauraum erforderlich und das Gewicht des Fahrzeugs ist erhöht.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem bereitzustellen, das besonders zuverlässig ist und auch bei einem Teilausfall des Systems eine sichere Weiterfahrt ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Brake-by-Wire-Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens zwei bremsbaren Rädern. Das Bremssystem umfasst mindestens zwei Bremsaktuatoreinheiten, die jeweils einen Bremsaktuator haben, der einem der bremsbaren Räder des Fahrzeugs zugeordnet ist, zum Abbremsen des Fahrzeugs im Fahrbetrieb. Des Weiteren umfasst das Bremssystem eine Bremsbetätigungseinheit zur Betätigung durch den Fahrer für eine Bremsung, mit mindestens einem Sensor zum Erfassen einer Aktivierung der Bremsbetätigungseinheit durch den Fahrer und zumindest eine elektronische Kontrolleinheit, welche eingerichtet ist, eine oder beide Bremsaktuatoreinheiten anzusteuern, um eine Bremskraft auf ein zugeordnetes Rad zu bewirken. Zudem umfasst das Bremssystem mindestens einen mechanisch betätigbaren elektrischen Schalter, der eingerichtet ist, um eine zusätzliche Signalleitung zu mindestens einer der Bremsaktuatoreinheiten zu schließen und/oder zu öffnen, um deren Bremsaktuator anzusteuern.
Der zusätzliche Schalter bildet eine Rückfallebene für den Fall, dass die Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheiten durch die mindestens eine Kontrolleinheit nicht mehr möglich ist, beispielsweise, weil die Energieversorgung der mindestens einen Kontrolleinheit und/oder der mindestens eine Sensor der Bremsbetätigungseinheit ausgefallen sind oder Signalleitungen zwischen der Kontrolleinheit und den Bremsaktuatoreinheiten oder dem mindestens einen Sensor defekt sind. Der Schalter ermöglicht insbesondere eine Notbremsung, und erlaubt somit, das Fahrzeug im Bedarfsfall sicher abzustellen.
Ein derart mechanischer Schalter ist besonders vorteilhaft, da keine hydraulische Rückfallebene notwendig ist.
Insbesondere ist keine hydraulische oder sonstige mechanische Verbindung zwischen der Bremsbetätigungseinheit und den Bremsaktuatoren zur Kraftübertragung vorhanden.
Vorzugsweise ist die Bremsbetätigungseinheit trocken ausgeführt, das heißt, sie enthält keine Hydraulikflüssigkeit.
Indem die Rückfallebene auf einem anderen Betätigungsprinzip beruht als die Ansteuerung mittels einer Kontrolleinheit, ist außerdem die Wahrscheinlichkeit eines Doppelausfalls reduziert.
Das Bremssystem lässt sich dadurch besonders kompakt ausführen und ein Fahrzeuggewicht kann im Vergleich zur Verwendung eines hydraulischen Systems deutlich reduziert sein.
Durch die mechanische Betätigung ist der Schalter unabhängig von einer Energieversorgung.
Die zusätzliche Signalleitung kann mit einem Masseanschluss verbunden sein. Dadurch ist keine eigene Spannungsversorgung der zusätzlichen Signalleitung notwendig. Insbesondere wird das elektrische Potenzial des Masseanschlusses an der Signalleitung bereitgestellt. Dies trägt ebenfalls zu einer einfachen und kompakten Bauweise des Bremssystems bei.
Der Schalter hat beispielsweise wenigstens einen Schließerkontakt und/oder wenigstens einen Öffnerkontakt. Dies trägt dazu bei, dass ein Betätigen des mechanischen Schalters und ein entsprechendes Signal besonders zuverlässig erkannt werden.
In dem Fall, dass wenigstens ein Schließerkontakt und/oder wenigstens ein Öffnerkontakt vorhanden sind, sind zumindest abschnittsweise zwei parallel verlaufende Signalleitungen zu mindestens einer Bremsaktuatoreinheit vorhanden.
Gemäß einem Aspekt ist der Schalter mittels der Bremsbetätigungseinheit betätigbar. Dies ist für den Fahrer besonders intuitiv, da er zum Auslösen eines Bremsvorgangs immer die Bremsbetätigungseinheit betätigen kann. Konkret kann die Bremsbetätigungseinheit ein Bremspedal umfassen und der mechanische Schalter lässt sich durch Betätigen des Bremspedals betätigen.
Eine Mechanik zur Betätigung des elektrischen Schalters hat vorzugsweise einen Totweg integriert und der Schalter ist erst nach Überwinden des Totwegs durch die Bremsbetätigungseinheit betätigbar. Das bedeutet, der elektrische Schalter schließt sich erst, wenn die Bremsbetätigungseinheit soweit betätigt wurde, dass der Totweg überwunden ist. Konkret muss das Bremspedal der Bremsbetätigungseinheit erst ein Stück weit durchgedrückt werden, bevor der elektrische Schalter betätigt werden kann.
Der Totweg bezieht sich nur auf die Betätigung des Schalters, nicht auf die reguläre Funktion der Bremsbetätigungseinheit. Das heißt, dass eine Aktivierung der Bremsbetätigungseinheit durch den Fahrer auch dann erfasst wird, wenn der Totweg nicht überwunden ist. Sofern kein Ausfall oder Teilausfall des Bremssystems vorliegt, steuert die Kontrolleinheit in diesem Fall entsprechend die Bremsaktuatoreinheiten an.
Gemäß einem Aspekt sind die Bremsaktuatoreinheiten eingerichtet, ein durch Betätigen des Schalters empfangenes Signal nur dann zu berücksichtigen, wenn eine Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheiten durch die Kontrolleinheit beeinträchtigt ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine Bremsaktuatoreinheit gleichzeitig zwei unterschiedliche Signale verarbeiten muss, eines von der Kontrolleinheit und eines von der zusätzlichen Signalleitung.
Die Betätigung des Schalters kann jedoch zur Plausibilisierung eines Bremswunsches dienen, solange die Bremsaktuatoreinheit von der Kontrolleinheit angesteuert wird.
Vorzugsweise ist jede der mindestens zwei Bremsaktuatoreinheiten eingerichtet, ein durch Betätigen des Schalters empfangenes Signal nur dann zu berücksichtigen, wenn eine Ansteuerung beider Bremsaktuatoreinheiten durch die Kontrolleinheit beeinträchtigt ist.
Die mindestens zwei Bremsaktuatoreinheiten können durch eine Kommunikationsleitung verbunden sein. Dadurch können die Bremsaktuatoreinheiten miteinander kommunizieren, insbesondere um festzustellen, ob die jeweils andere Bremsaktuatoreinheit aktiv ist.
In den Bremsaktuatoreinheiten kann ein Energiespeicher, insbesondere ein Kondensator und/oder ein Akkumulator integriert sein. Durch den Energiespeicher kann die Elektronik der Bremsaktuatoreinheiten mit ausreichend Energie versorgt werden, um zumindest eine letzte Notbremsung einzuleiten, wenn die Bremsaktuatoreinheit von einem Hauptenergiespeicher abgeschnitten ist.
Gemäß einem Aspekt sind mindestens zwei mechanisch betätigbare elektrische Schalter vorhanden, die an unterschiedlichen Wegpunkten der Bremsbetätigungseinheit angeordnet sind. Die beiden Schalter werden folglich nacheinander betätigt oder es wird nur ein Schalter betätigt, je nachdem, wie stark ein Fahrer die Bremsbetätigungseinheit betätigt. Dies ermöglicht eine gewisse Dosierbarkeit der Bremskraft auch bei einer Notbremsung. Das heißt, wenn beide Schalter betätigt sind, wird eine stärkere Bremskraft erzeugt als beim Betätigen von nur einem Schalter.
Der Sensor, die Kontrolleinheit und/oder die Energieversorgung der Bremsaktuatoreinheiten kann jeweils redundant vorgesehen sein. Dadurch ist eine zusätzliche Rückfallebene realisiert, wodurch die Ausfallsicherheit des Bremssystems weiter erhöht ist.
Gemäß einer Ausführungsform hat das Bremssystem vier bremsbare Räder und vier Bremsaktuatoreinheiten, wobei jedem Rad eine Bremsaktuatoreinheit zugeordnet ist, und wobei das Bremssystem eine erste Energieversorgungseinheit und eine zweite Energieversorgungseinheit hat, die jeweils die Bremsaktuatoreinheiten zweier diagonal gegenüberliegender Räder mit Energie versorgen, insbesondere wobei jede Energieversorgungseinheit unterschiedliche Bremsaktuatoreinheiten mit Energie versorgt, und wobei das Bremssystem eine dritte Energieversorgungseinheit hat, welche die Bremsaktuatoreinheiten zweier nebeneinanderliegender Räder, insbesondere der Vorderräder, mit Energie versorgt. Die dritte Energieversorgungseinheit dient insbesondere zur Energieversorgung, wenn die erste und die zweite Energieversorgungseinheit ausgefallen ist. Indem von der dritten Energieversorgungseinheit die Bremsaktuatoreinheiten zweier nebeneinander liegender Räder versorgt, kann im Falle einer Notbremsung das Fahrzeug besonders schnell zum Stillstand gebracht werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der beiliegenden einzigen Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. Diese zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Bremssystem für ein Fahrzeug.
In 1 ist ein Bremssystem 10 für ein Fahrzeug mit vier bremsbaren Rädern 12, 14, 16, 18 dargestellt. Insbesondere hat das Fahrzeug zwei Vorderräder 12, 14 und zwei Hinterräder 16, 18.
Jedem der Räder 12, 14, 16, 18 ist eine Bremsaktuatoreinheit 20 zugeordnet. Anders ausgedrückt sind die Bremsaktuatoreinheiten 20 radindividuell angeordnet.
Die Bremsaktuatoreinheiten 20 umfassen jeweils einen elektromechanischen Bremsaktuator 21 mit einem Elektromotor und einem Spindelantrieb. Ein hydraulischer Aktor ist nicht vorgesehen.
Der Bremsaktuator 21 dient zum Abbremsen des Fahrzeugs im Fahrbetrieb.
Insbesondere handelt es sich bei dem veranschaulichten Bremssystem um ein trockenes Bremssystem 10.
Mittels der Bremsaktuatoreinheiten 20 kann jeweils eine einem Rad 12, 14, 16, 18 zugeordnete Bremsbacke bewegt und zum Bremsen des Fahrzeugs gegen eine Bremsscheibe gedrückt werden. Die Bremsbacken und Bremsscheiben sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Das Bremssystem 10 hat eine erste elektronische Kontrolleinheit 22 und eine zweite elektronische Kontrolleinheit 24, die jeweils eingerichtet sind, zwei Bremsaktuatoreinheiten 20 anzusteuern, um eine Bremskraft auf ein zugeordnetes Rad 12, 14, 16, 18 zu bewirken.
Wie in 1 veranschaulicht ist, steuern die erste Kontrolleinheit 22 und die zweite Kontrolleinheit 24 jeweils unterschiedliche, diagonal gegenüberliegenden Rädern 12, 14, 16, 18 zugeordnete Bremsaktuatoreinheiten 20 an.
Zu diesem Zweck sind die Kontrolleinheiten 22, 24 jeweils mit den entsprechenden Bremsaktuatoreinheiten 20 über Signalleitungen 25 signaltechnisch verbunden. Über die Signalleitungen 25 kann ein Steuersignal an die jeweilige Bremsaktuatoreinheit 20 gesendet werden.
Die beiden Kontrolleinheiten 22, 24 sind ebenfalls signaltechnisch miteinander verbunden.
Um ein Bremssignal erzeugen zu können, umfasst das Bremssystem eine Bremsbetätigungseinheit 26 mit einem Bremspedal 28.
Das Bremssignal wird erzeugt, indem ein Fahrer mit dem Fuß das Bremspedal 28 der Bremsbetätigungseinheit 26 betätigt und so seinen Bremswunsch signalisiert.
Die Bremsbetätigungseinheit 26 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Sensoren 30, beispielsweise Wegsensoren.
Die Sensoren 30 können eine Aktivierung der Bremsbetätigungseinheit 26 durch den Fahrer erfassen.
Die Sensoren 30 sind insbesondere redundant ausgeführt, sodass bei Ausfall eines Sensors 30 noch ein Bremssignal erzeugt und weitergeleitet werden kann. Insbesondere sind jeweils zwei Sensoren 30 zueinander redundant.
Im Ausführungsbeispiel werden die Ausgangssignale der Sensoren 30 zunächst von einer Signalaufbereitungseinheit 34 erfasst, bevor die Signale an die Kontrolleinheiten 22, 24 weitergeleitet werden.
Die Signalaufbereitungseinheit 34 ist ebenfalls redundant ausgeführt.
Die Signalaufbereitungseinheiten 34 sind über Kommunikationsleitungen 36 mit den Kontrolleinheiten 22, 24 signaltechnisch verbunden.
Die Bremsbetätigungseinheit 26 umfasst außerdem einen Bremskraftsimulator 38. Dieser erzeugt einen Gegendruck, welcher dem vom Fahrer auf das Bremspedal 28 ausgeübten Druck entgegenwirkt.
Des Weiteren hat das Bremssystem 10 eine erste Energieversorgungseinheit 40 und eine zweite Energieversorgungseinheit 42.
Die erste Energieversorgungseinheit 40 versorgte die erste Kontrolleinheit 22 mit Energie und die zweite Energieversorgungseinheit 42 versorgt die zweite Kontrolleinheit 24 mit Energie.
Darüber hinaus versorgt die erste Energieversorgungseinheit 40 die Bremsaktuatoreinheiten 20 zweier diagonal gegenüberliegender Räder 12, 18 mit Energie, genauer gesagt die Bremsaktuatoreinheiten 20, die von der ersten Kontrolleinheit 22 angesteuert werden. Dies ist in der Figur durch die mehrfache Verwendung des Bezugszeichens 40 veranschaulicht. Tatsächlich ist die erste Energieversorgungseinheit 40 jedoch nur einmal vorhanden.
Entsprechend versorgt die zweite Energieversorgungseinheit 42 die Bremsaktuatoreinheiten 20 zweier weiterer diagonal gegenüberliegender Räder 14, 16 mit Energie, genauer gesagt die Bremsaktuatoreinheiten 20, die von der zweiten Kontrolleinheit 24 angesteuert werden.
Anders ausgedrückt sind die Energieversorgungseinheiten 40, 42 diagonal verschaltet.
Die erste Energieversorgungseinheit 40 und die zweite Energieversorgungseinheit 42 versorgen außerdem jeweils eine Signalaufbereitungseinheit 34 mit Energie.
Zusätzlich zu der ersten und der zweiten Energieversorgungseinheit 40, 42 ist eine dritte Energieversorgungseinheit 44 vorgesehen.
Die dritte Energieversorgungseinheit 44 kann eine geringere Kapazität haben als die erste und die zweite Energieversorgungseinheit 40, 42.
Beispielsweise stellt die dritte Energieversorgungseinheit 44 eine Spannung von 5 Volt bereit, während die erste und die zweite Energieversorgungseinheit 40, 42 eine Spannung von 40 Volt bereitstellen.
Die dritte Energieversorgungseinheit 44 ermöglicht insbesondere eine Notbremsung, um das Fahrzeug sicher abzustellen, für den Fall, dass die erste und die zweite Energieversorgungseinheit 40, 42 ausfallen.
Die dritte Energieversorgungseinheit 44 versorgt insbesondere im Falle des Ausfalls der ersten und zweiten Energieversorgungseinheit 40, 42 den Elektromotor des Bremsaktuators 21 mit Strom.
Im Ausführungsbeispiel versorgt die dritte Energieversorgungseinheit 44 die Bremsaktuatoreinheiten 20 nebeneinanderliegender Räder, insbesondere der Vorderräder 12, 14 mit Energie. Das bedeutet, dass im Falle eines Ausfalls der ersten und zweiten Energieversorgungseinheit 40, 42 die Vorderräder 12, 14 abgebremst werden. Dies ist vorteilhaft, da an der Vorderachse höhere Bremskräfte erreicht werden können.
Darüber hinaus sind in zwei der Bremsaktuatoreinheiten 20 zusätzliche Energiespeicher 46 integriert, im Ausführungsbeispiel in den Bremsaktuatoreinheiten 20, die den Vorderrädern 12, 14 zugeordnet sind.
Bei dem Energiespeicher 46 kann es sich um einen Kondensator oder einen Akkumulator handeln, beispielsweise um einen Bleiakkumulator, Lithium-Ionen Akkus, Power Caps oder einen sonstigen elektrischen Speicher.
Die Energiespeicher 46 versorgen insbesondere eine Steuerelektronik 48 der Bremsaktuatoreinheiten 20 mit Energie.
Das Bremssystem 10 umfasst im Ausführungsbeispiel zusätzlich zwei mechanisch betätigbare elektrische Schalter 50, 52.
Die Schalter 50, 52 sind jeweils eingerichtet, um eine zusätzliche Signalleitung 54, 56 zu jeweils einer der Bremsaktuatoreinheiten 20 zu schließen, um deren Bremsaktuator anzusteuern.
Gleichzeitig öffnet jeder Schalter 50, 52 eine weitere Signalleitung 55, 57 zu jeweils einer Bremsaktuatoreinheit 20.
Die Signalleitungen 54, 55, 56, 57 verlaufen festverdrahtet zu den Bremsaktuatoreinheiten 20.
Im Ausführungsbeispiel werden die den Vorderrädern 12, 14 zugeordneten Bremsaktuatoreinheiten 20 angesteuert, es können jedoch beispielsweise auch die Bremsaktuatoreinheiten 20 der Hinterräder 16, 18 oder die Bremsaktuatoren eines Vorderrads 12, 14 und eines Hinterrads 16, 18 angesteuert werden.
Des Weiteren kann die Anzahl der elektrischen Schalter 50, 52 variieren, das heißt, es kann lediglich ein elektrischer Schalter vorgesehen sein oder es können mehr als zweit elektrische Schalter vorgesehen sein.
Im Ausführungsbeispiel sind die Schalter 50, 52 in einer Schalterbox 53 angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel sind die zusätzlichen Signalleitungen 54, 55, 56, 57 mit einem Masseanschluss 58 verbunden.
Im Ausführungsbeispiel hat jeder der beiden Schalter 50, 52 einen Schließerkontakt 59 und einen Öffnerkontakt 60. Dadurch kann jeder Schalter 50, 52, wie vorhergehend bereits erwähnt, eine Signalleitung 55, 57 schließen und gleichzeitig eine weitere Signalleitung 54, 56 öffnen.
Die Schalter 50, 52 sind mittels der Bremsbetätigungseinheit 26 betätigbar, genauer gesagt mittels des Bremspedals 28.
Allerdings hat eine Mechanik 62 zur Betätigung der elektrischen Schalter 50, 52 einen integrierten Totweg 64. Erst nach Überwinden des Totwegs 64 durch die Bremsbetätigungseinheit 26 oder durch das Bremspedal 28 sind die elektrischen Schalter 50, 52 betätigbar.
Die Betätigung der Schalter 50, 52 erfolgt beispielsweise gegen Ende eines Betätigungswegs des Bremspedals 28.
Wenn ein Schalter 50, 52 betätigt wird, empfängt die zugeordnete Bremsaktuatoreinheit 20 über die zusätzlichen Signalleitungen 54, 55, 56, 57 ein Schaltsignal.
Die beiden durch die Schalter 50, 52 ansteuerbaren Bremsaktuatoreinheiten 20 sind allerdings eingerichtet, ein durch Betätigen des zugeordneten Schalters 50, 52 empfangenes Signal nur dann zu berücksichtigen, wenn eine Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheiten 20 durch die Kontrolleinheiten 22, 24 beeinträchtigt ist.
Im normalen, störungsfreien Betrieb des Bremssystems 10 steuern beide Kontrolleinheiten 22, 24 jeweils zwei Bremsaktuatoreinheiten 20 an.
Wenn ein erster Steuerpfad ausgefallen ist, beispielsweise aufgrund eines Ausfalls einer der beiden Energieversorgungseinheiten 40, 42, einer der beiden Kontrolleinheiten 22, 24, zweier Sensoren 30 oder mindestens einer Kommunikationsleitung 25, 36, spricht man von einem Teilausfall des Bremssystems 10.
In diesem Fall werden über den zweiten Steuerpfad noch zwei diagonal gegenüberliegende Räder 12, 14, 16, 18 angesteuert. Es kann somit noch ein kontrollierter Bremsvorgang stattfinden. Dadurch kann eine Weiterfahrt, ggf. unter Einschränkungen wie z. B. einer begrenzten Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer definierten Restfahrstrecke, ermöglicht werden. Zum Beispiel kann eine Fahrt bis zu einem Zielort oder einer Werkstatt fortgesetzt werden.
Sofern nach dem ersten Steuerpfadpfad auch noch der zweite Steuerpfad ausfällt, dienen die mechanisch betätigbaren Schalter 50, 52 als Rückfallebene. Die Schalter 50, 52 ermöglichen insbesondere eine Notbremsung oder ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs, auch als „limp aside“ bezeichnet.
Sofern eine der beiden Bremsaktuatoreinheiten 20 ein Signal nur von den Schaltern 50, 52, jedoch nicht von der Kontrolleinheit 22, 24 erhält, steht fest, dass zumindest ein Steuerpfad ausgefallen ist.
Die jeweilige Bremsaktuatoreinheit 20 erkennt jedoch durch das Umlegen der Schalter 50, 52 und entsprechendes Schließen und/oder Öffnen der zusätzlichen Signalleitung 54, 55, 56, 57, dass ein Fahrer die Bremsbetätigungseinheit 26 für eine Bremsung aktiviert hat, jedoch keine entsprechende Ansteuerung durch eine Kontrolleinheit 22, 24 erfolgt ist.
In diesem Fall wird die betroffene Bremsaktuatoreinheit 20 über eine Kommunikationsleitung 66 mit einer weiteren Bremsaktuatoreinheit 20 kommunizieren, die ihr Steuersignal von einer anderen der beiden Kontrolleinheiten 22, 24 empfängt.
Dadurch kann die betroffene Bremsaktuatoreinheit 20 feststellen, ob auch der weitere Steuerpfad ausgefallen ist oder ob die weitere Bremsaktuatoreinheit 20 noch ein Steuersignal empfängt.
Sofern beide Bremsaktuatoreinheiten 20 kein Signal von einer der Kontrolleinheiten 22, 24 erhalten haben, werden die Bremsaktuatoreinheiten 20 bei Betätigen der Schalter 50, 52 einen Bremsvorgang einleiten.
Wenn beide Steuerpfade ausgefallen sind, wird der Fahrer, da bei einer Betätigung der Bremsbetätigungseinheit 26 zunächst kein Bremsvorgang stattfindet, die Bremsbetätigungseinheit 26 intuitiv stärker betätigen und so den Totweg 64 überwinden, wodurch die Schalter 50, 52 betätigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform, die der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, können an unterschiedlichen Wegpunkten der Bremsbetätigungseinheit 26 weitere Schalter angeordnet sein. Diese Schalter werden nicht gleichzeitig mit den Schaltern 50, 52 betätigt, sondern beispielsweise später als die ersten Schalter 50, 52 geschlossen, wenn ein Fahrer die Bremsbetätigungseinheit 26 nach dem Schalten der ersten Schalter 50, 52 weiter betätigt, also das Bremspedal 28 noch weiter durchdrückt.
Das vorhergehend beschriebene erfindungsgemäße Prinzip, einen mechanisch betätigbaren elektrischen Schalter als Rückfallebene zu nutzen, ist nicht auf die Verwendung in einem trockenen Bremssystem beschränkt.
Eine derartige Rückfallebene lässt sich auch in Kombination mit einer hydraulischen oder gemischten Bremsaktuatorik nutzen.
Weiter alternativ kann die Bremsaktuatorik zentral oder teilzentral ausgeführt sein. Das bedeutet, dass eine Bremsaktuatoreinheit mehrere Räder ansteuert. Eine zentrale oder teilzentrale Ausführung kommt hauptsächlich bei hydraulischen Systemen in Betracht.

Claims

Brake-by-Wire-Bremssystem (10) für ein Fahrzeug mit mindestens zwei bremsbaren Rädern (12, 14, 16, 18), umfassend mindestens zwei Bremsaktuatoreinheiten (20), die jeweils einen Bremsaktuator (21) haben, der einem der bremsbaren Räder (12, 14, 16, 18) des Fahrzeugs zugeordnet ist, zum Abbremsen des Fahrzeugs im Fahrbetrieb, eine Bremsbetätigungseinheit (26) zur Betätigung durch den Fahrer für eine Bremsung, mit mindestens einem Sensor (30) zum Erfassen einer Aktivierung der Bremsbetätigungseinheit (26) durch den Fahrer, zumindest eine elektronische Kontrolleinheit (22, 24), welche eingerichtet ist, eine oder beide Bremsaktuatoreinheiten (20) anzusteuern, um eine Bremskraft auf ein zugeordnetes Rad (12, 14, 16, 18) zu bewirken, und mindestens einen mechanisch betätigbaren elektrischen Schalter (50, 52), der eingerichtet ist, um eine zusätzliche Signalleitung (54, 55, 56, 57) zu mindestens einer der Bremsaktuatoreinheiten (20) zu schließen und/oder zu öffnen, um deren Bremsaktuator (21) anzusteuern.
Bremssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Signalleitung (54, 55, 56, 57) mit einem Masseanschluss (58) verbunden ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (50, 52) wenigstens einen Schließerkontakt (59) und/oder wenigstens einen Öffnerkontakt (60) hat.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (50, 52) mittels der Bremsbetätigungseinheit (26) betätigbar ist.
Bremssystem (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mechanik (62) zur Betätigung des elektrischen Schalters (50, 52) einen Totweg (64) integriert hat und der Schalter (50, 52) erst nach Überwinden des Totwegs (64) durch die Bremsbetätigungseinheit (26) betätigbar ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsaktuatoreinheiten (20) eingerichtet sind, ein durch Betätigen des Schalters (50, 52) empfangenes Signal nur dann zu berücksichtigen, wenn eine Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheiten (20) durch die Kontrolleinheit (22, 24) beeinträchtigt ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Bremsaktuatoreinheiten (20) durch eine Kommunikationsleitung (66) verbunden sind.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bremsaktuatoreinheiten (20) ein Energiespeicher (46), insbesondere Kondensator und/oder Akkumulator integriert ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei mechanisch betätigbare elektrische Schalter (50, 52) vorhanden sind, die an unterschiedlichen Wegpunkten der Bremsbetätigungseinheit (26) angeordnet sind.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30), die Kontrolleinheit (22, 24) und/oder die Energieversorgung der Bremsaktuatoreinheiten (20) jeweils redundant vorgesehen ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (10) vier bremsbare Räder (12, 14, 16, 18) und vier Bremsaktuatoreinheiten (20) hat, wobei jedem Rad (12, 14, 16, 18) eine Bremsaktuatoreinheit (20) zugeordnet ist, und wobei das Bremssystem (10) eine erste Energieversorgungseinheit (40) und eine zweite Energieversorgungseinheit (42) hat, die jeweils die Bremsaktuatoreinheiten (20) zweier diagonal gegenüberliegender Räder (12, 14, 16, 18) mit Energie versorgen, und wobei das Bremssystem (10) eine dritte Energieversorgungseinheit (44) hat, welche die Bremsaktuatoreinheiten (20) zweier nebeneinanderliegender Räder (12, 14), insbesondere der Vorderräder, mit Energie versorgt.