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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems, insbesondere beim Ausfall einer Druckerzeugungseinheit.
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In bekannten Bremssystemen sind Aktor-Ventile mit zugeordneten Bremsaktoren eines Rads des Fahrzeugs gekoppelt, um einen gewünschten Bremsdruck zur Betätigung des Bremsaktors anzulegen. Der Bremsaktor ist beispielsweise ein Bremssattel, der mit einer Bremsscheibe zusammenwirkt und beispielsweise einen fluidischen Nehmerzylinder aufweist.
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Für den Fall, dass eine Fahrerinteraktion vorgesehen ist, also in einem nichtautonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs ein Fahrerbremswunsch abgefragt werden soll, ist eine Eingabevorrichtung vorgesehen, die im Fall sogenannter Brake-by-Wire-Systeme lediglich einen elektronischen Bremsbefehl erzeugt, der an die Druckerzeugungseinheit weitergegeben wird. Falls jedoch das Fahrzeug in einem autonomen oder teilautonomen Betriebsmodus betrieben wird, wird die Druckerzeugungseinheit von einem übergeordneten fahrerunabhängigen Steuersystem des Fahrzeugs angesprochen, das den Bremsbefehl überträgt.
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Als Druckerzeugungseinheiten kommen beispielsweise sogenannte Plungeranordnungen zum Einsatz, die einen elektromotorisch beweglichen Kolben aufweisen, der den gewünschten Fluiddruck im Bremskreis erzeugt. Die Plungeranordnung kann einfach- oder doppeltwirkend ausgebildet sein.
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Für die Druckerzeugungseinheit sollte eine Redundanz gegeben sein, damit auch bei Ausfall einer Komponente stets ein ausreichender Bremsdruck bereitgestellt werden kann, weshalb oft mehrere Druckerzeugungseinheiten verbaut werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Bremssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das auch bei Ausfall einzelner Komponenten sicher betrieben werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Bremssystem eines Fahrzeugs gelöst, das eine elektronische Datenschnittstelle zur Übermittlung eines Bremsbefehls hat, wobei das Bremssystem so ausgebildet ist, dass der Bremsbefehl ausschließlich elektronisch in das Bremssystem übertragbar ist. Das Bremssystem weist eine erste und eine zweite elektromechanische Druckerzeugungseinheit auf, die den Bremsbefehl umsetzen können und die fluidisch mit einem Bremskreis verbunden sind, sowie mehrere Aktor-Ventile, die jeweils einem Bremsaktor an einem Fahrzeugrad zugeordnet sind und mittels derer der Bremsaktor wahlweise mit Druck beaufschlagbar und von Druck entlastbar ist. Beide Druckerzeugungseinheiten sind so ausgelegt, dass sie jeweils allein einen ausreichenden Bremsdruck zur Betätigung aller Bremsaktoren aufbringen können.
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Die Erfindung stellt damit ein fehlertolerantes Bremssystem bereit, denn bei Ausfall einer der Druckerzeugungseinheiten kann die jeweils andere Druckerzeugungseinheit den sicheren Betrieb des Bremssystems auch alleine übernehmen, um einen ausreichenden Bremsdruck aufzubauen und sämtliche Aktor-Ventile anzusprechen.
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Vorzugsweise ist es auch möglich, selbst mit nur einer der Druckerzeugungseinheiten eine ABS-Funktionalität zur Verfügung zu stellen.
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Das Bremssystem ist dazu ausgelegt, mit einem „trockenen Bremspedal“ nach dem Brake-by-Wire-Prinzip oder ohne Fahrereingabe in einem vollständig oder teilweise autonomen Modus betrieben zu werden, wobei entweder eine oder beide dieser Optionen umgesetzt sein können. Falls eine Eingabevorrichtung für einen Fahrerbremswunsch vorhanden ist, z.B. ein Pedalsimulator, steht diese in keiner direkten mechanischen oder hydraulischen Verbindung zum Bremskreis. Es wird stets lediglich ein elektronisches Signal, das den Bremsbefehl repräsentiert, an das Bremssystem übermittelt.
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Die beiden Druckerzeugungseinheiten sind bevorzugt die einzigen Druckerzeugungseinheiten des Bremssystems, es ist also kein konventioneller Hauptbremszylinder, der in einem Störungsfall auch mechanisch durch den Fahrer betätigbar ist, vorgesehen. Auch auf zusätzliche Bremskraftverstärker kann verzichtet werden.
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Der Bremskreis kann wie herkömmlich bekannt mit einer geeigneten Hydraulikflüssigkeit als Bremsfluid betrieben werden. Es ist ein Fluidreservoir für das Bremsfluid vorhanden, das zumindest der ersten Druckerzeugungseinheit Bremsfluid bereitstellen kann und in das bei einer Entlastung der Bremsaktoren gegebenenfalls Bremsfluid zurückfließen kann.
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In der Regel ist die erste Druckerzeugungseinheit in einem Normalbetrieb, bei dem beide Druckerzeugungseinheiten störungsfrei arbeiten, der primäre Druckerzeuger des Bremssystems.
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Vorzugsweise ist das Bremssystem so ausgelegt, dass die zweite Druckerzeugungseinheit in einem Unterstützungsbetrieb die erste Druckerzeugungseinheit unterstützen kann, um einen Gesamtdruck im Bremskreis zu erhöhen. Der Unterstützungsbetrieb wird im Normalbetrieb des Bremssystems angeboten und dient dazu, in bestimmten Situationen einen Spitzenbremsdruck bereitzustellen, der einen Normal-Maximalwert, also den maximal von der ersten Druckerzeugungseinheit erzeugbaren Druck, überschreitet. Auf diese Weise können beispielsweise Spitzenbremsdrücke auch von über 180 bar (180.000 hPa) durch das Zusammenwirken beider Druckerzeugungseinheiten erzeugt werden.
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Die Druckerhöhung kann beispielsweise durch eine direkte Erhöhung des Drucks in zu den Ventil-Aktoren führenden Bremsleitungen erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, Bremsfluid unter erhöhtem Druck der ersten Druckerzeugungseinheit zuzuführen, um diese bei der Erzeugung eines höheren Druckes zu unterstützen.
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Auf diese Weise ist die zweite Druckerzeugungseinheit auch im Normalbetrieb einsetzbar, sodass sie trotz der redundanten Auslegung der Druckerzeugungseinheiten nicht nur ausschließlich für einen selten auftretenden Störungsfall vorgehalten wird.
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In einer möglichen Gestaltung weist der Bremskreis zwei Bremsleitungen auf, die von der zweiten Druckerzeugungseinheit zu den Aktor-Ventilen verlaufen und die durch eine erste Verbindungsleitung fluidisch verbunden sind, in die eine Fluidleitung von der ersten Druckerzeugungseinheit mündet. In der ersten Verbindungsleitung ist zwischen der Mündung und den Bremsleitungen jeweils ein schaltbares Ventil angeordnet, das im Normalbetrieb so geschaltet ist, dass es eine Fluidströmung von der ersten Druckerzeugungseinheit zu den Bremsleitungen zulässt und in einem Notfallbetrieb, in dem die erste Druckerzeugungseinheit ausgefallen ist, so schaltbar ist, dass es eine Fluidströmung von der ersten Druckerzeugungseinheit zu den Bremsleitungen unterbindet.
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Im Normalbetrieb wird so das Bremsfluid von der ersten Druckerzeugungseinheit zu den beiden Bremsleitungen geführt.
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Die Ventile in der Verbindungsleitung können optional auch im Unterstützungsbetrieb, in dem beide Druckerzeugungseinheiten gleichzeitig betrieben werden, so schaltbar sein, dass sie eine Fluidströmung von der ersten Druckerzeugungseinheit zu den Bremsleitungen unterbinden.
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Bei Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit oder bei zusätzlichem Betrieb der zweiten Druckerzeugungseinheit lässt sich so auf einfache Weise verhindern, dass Bremsfluid durch den Betrieb der zweiten Druckerzeugungseinheit ungewollt zur ersten Druckerzeugungseinheit zurückgeführt und gegebenenfalls in das Fluidreservoir überführt wird.
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Außerdem lässt sich auch bei Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit gegebenenfalls bei Verwendung des ABS-Systems durch zeitweiliges Öffnen dieser Ventile eine Druckentlastung der Bremsaktoren bewirken. Auch bei Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit steht somit die ABS-Funktionalität zur Verfügung.
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In einer weiteren Gestaltung kann eine zweite Verbindungsleitung vorhanden sein, die zur ersten Verbindungsleitung parallel geschaltet ist, in die eine Fluidleitung von der ersten Druckerzeugungseinheit mündet, wobei in der zweiten Verbindungsleitung zwischen der Mündung und den Bremsleitungen jeweils ein schaltbares Ventil angeordnet ist, das in einem Normalbetrieb so geschaltet ist, dass es eine Fluidströmung von der ersten Druckerzeugungseinheit zu den Bremsleitungen zulässt, und in einem Notfallbetrieb, in dem die erste Druckerzeugungseinheit ausgefallen ist, so schaltbar ist, dass es eine Fluidströmung von der ersten Druckerzeugungseinheit zu dem Bremsleitungen unterbindet. Diese Variante wird verwendet, wenn die erste Druckerzeugungseinheit zwei getrennte Hydraulikkammern zur Druckerzeugung aufweist, die jeweils den Bremskreis versorgen können.
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Bei Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit kann durch Schließen der Ventile verhindert werden, dass Bremsfluid ungewollt zur ersten Druckerzeugungseinheit zurückgeführt wird.
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Im Unterstützungsbetrieb sind die Ventile in der zweiten Verbindungsleitung vorzugsweise offen, sodass sich über die zweite Verbindungsleitung unter Druck stehendes Bremsfluid zur ersten Druckerzeugungseinheit führen lässt, um wie oben bereits beschrieben einen erhöhten Spitzenbremsdruck bereitzustellen.
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Vorzugsweise ist keine weitere direkte Fluidverbindung zwischen den beiden Bremsleitungen vorgesehen, sodass ein sehr einfacher Bremskreis resultiert.
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Es ist möglich, mit den Aktor-Ventilen und den insgesamt vier Ventilen in den Verbindungsleitungen den gesamten Bremskreis zu realisieren, was das Bremssystem sehr kompakt macht.
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Die erste und die zweite Druckerzeugungseinheit haben vorzugsweise getrennte Stromversorgungen und funktional getrennte, voneinander unabhängige Steuereinheiten, um ein möglichst hohes Maß an Redundanz zu realisieren. Die Aktor-Ventile sollten sowohl von der Steuereinheit der ersten als auch von der Steuereinheit der zweiten Druckerzeugungseinheit ansteuerbar ausgelegt sein, damit nicht die doppelte Anzahl an Ventilen verbaut werden muss.
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Die schaltbaren Ventile in der ersten Verbindungsleitung sind bevorzugt so ausgelegt, dass sie sowohl von der Steuereinheit der ersten als auch von der Steuereinheit der zweiten Druckerzeugungseinheit ansteuerbar sind. Die schaltbaren Ventile in der zweiten Verbindungsleitung sind gegebenenfalls nur von der Steuereinheit der zweiten Druckerzeugungseinheit ansteuerbar ausgelegt, da diese lediglich bei einem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit schaltbar sein müssen.
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Beispielsweise ist in den von beiden Steuereinheiten ansteuerbaren Ventilen jeweils die Ansteuerelektronik doppelt ausgelegt, wobei bei Magnetventilen eine doppelte Spulenwicklung verwendet werden kann, um den zum Schalten benötigten Stromfluss von beiden Stromversorgungen zu ermöglichen.
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Vorzugsweise sind auch Radsensoren, die beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit des jeweilige Fahrzeugrads messen, von beiden Steuereinheiten ansprechbar ausgelegt.
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Eine derart redundante Auslegung gewährleistet ein im Wesentlichen normales Führen des Fahrzeugs auch bei Ausfall einer der Druckerzeugungseinheiten, inklusive der ABS-Funktionalität.
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Es ist möglich, zumindest die elektrischen Antriebsmotoren der beiden Druckerzeugungseinheiten sowie deren Steuereinheiten in einem kompakten Bauteil zusammenzufassen. Dieses Bauteil kann auch zumindest einen Teil der hydraulischen Steuerelemente, insbesondere der Ventile, umfassen.
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In einer bevorzugten Variante ist die erste Druckerzeugungseinheit eine Plungeranordnung, und die zweite Druckerzeugungseinheit ist durch wenigstens eine Pumpe gebildet.
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Wenn eine doppeltwirkende Plungeranordnung verwendet wird, ist vorteilhaft eine der beiden Verbindungsleitungen mit einer Vorwärtskammer und die andere mit einer Rückwärtskammer verbunden, zwischen denen der Kolben der Plungeranordnung positioniert ist, sodass bei jeder Bewegung des Kolbens der Plungeranordnung Bremsfluid in die beiden Bremsleitungen gedrückt wird.
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Eine doppeltwirkende Plungeranordnung ermöglicht gegebenenfalls, durch eine geeignete Ansteuerung der Ventile in den Verbindungsleitungen auch bei Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit den Kolben der Plungeranordnung so zu positionieren, dass zur Druckentlastung der Bremsaktoren Bremsfluid durch die Plungeranordnung in das Fluidreservoir abgeleitet werden kann.
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Wenn die zweite Druckerzeugungseinheit Teil eines Antiblockiersystems (ABS-System) ist und daher in doppelter Funktion einsetzbar ist, kann die Anzahl der Komponenten des Bremssystems weiter verringert werden, was Bauraum und Kosten eingespart.
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Es ist möglich, die zweite Druckerzeugungseinheit mit einer kleineren Maximalleistung als die erste Druckerzeugungseinheit auszulegen.
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Als zweite Druckerzeugungseinheit kann insbesondere eine Kolbenpumpe verwendet werden.
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Die zweite Druckerzeugungseinheit steht vorzugsweise direkt mit den Aktor-Ventilen in Fluidverbindung, ohne weitere zwischengeschaltete Ventile.
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Beispielsweise ist die zweite Druckerzeugungseinheit so angeordnet, dass sie zwei Bremskreise bedient, insbesondere über die beiden oben beschrieben Bremsleitungen, denen jeweils wenigstens zwei Aktor-Ventile angeordnet sind. So lässt sich eine Zweikreisbremsanlage verwirklichen, in der auch beim Ausfall einer der beiden Bremskreise noch ein Abbremsen des Fahrzeugs möglich ist.
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Da auch die erste Druckerzeugungseinheit Bremsfluid zu beiden Bremsleitungen liefern kann, wie oben beschrieben ist, ist dies auch nur mit der ersten Druckerzeugungseinheit möglich. Hierzu sollte das Bremsfluid stromaufwärts der zweiten Druckerzeugungseinheit in die beiden Bremsleitungen eingespeist werden.
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Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten gelöst. In einem Normalbetrieb stellt die erste Druckerzeugungseinheit den gewünschten Bremsdruck im Bremskreis bis zu einem Normal-Maximalwert bereit. Eventuelle Spitzenbremsdrücke, die den Normal-Maximalwert überschreiten, werden zusätzlich von der zweiten Druckerzeugungseinheit bereitgestellt. In einem Notfallbetrieb bei einem Ausfall der zweiten Druckerzeugungseinheit wird der gesamte Bremsdruck von der ersten Druckerzeugungseinheit bereitgestellt, wobei der Bremsdruck auf den Normal-Maximalwert beschränkt ist. In einem Notfall-Betrieb bei einem Ausfall der ersten Druckerzeugungseinheit wird der gesamte Bremsdruck von der zweiten Druckerzeugungseinheit bereitgestellt, wobei der Bremsdruck auf den Normal-Maximalwert oder einen darunterliegenden Notfall-Maximalwert beschränkt ist.
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Der Notfall-Maximalwert stellt dabei den allein von der zweiten Druckerzeugungseinheit maximal erreichbaren Bremsfluiddruck in den Bremsleitungen dar. Dieser ist so hoch zu wählen, dass ein sicheres Abbremsen des Fahrzeugs gewährleistet bleibt.
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Durch die beiden Druckerzeugungseinheiten, die separat ansteuerbar sind und die jeweils für sich sämtliche Ventil-Aktoren ansprechen können, ist das Bremssystem vollständig redundant ausgelegt.
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Im Normalbetrieb ist nur die erste Druckerzeugungseinheit in Betrieb, abgesehen von kurzfristigen Spitzenbremsdruckanforderungen, dann arbeiten beide Druckerzeugungseinheiten zusammen. Im Notfallbetrieb, also bei Ausfall einer der beiden Druckerzeugungseinheiten, wird der gesamte Bremsdruck von der jeweils verbleibenden Druckerzeugungseinheit geliefert. Das Bremssystem ist vorzugsweise so ausgelegt, dass immer noch ausreichend hohe Bremsdrücke erreicht werden, die ein normales Führen des Fahrzeugs gewährleisten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bremssystems; und
- - 2 eine schematische Darstellung von integrierten Komponenten des Bremssystems aus 1.
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1 zeigt ein integriertes Bremssystem 10 für ein Fahrzeug.
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Ein hydraulischer Bremskreis 12, in dem eine primäre erste Druckerzeugungseinheit 14 sowie eine zweite Druckerzeugungseinheit 16 angeordnet sind, ist mit Aktor-Ventilen 18 verbunden, die jeweils einem Bremsaktor 20 an einem Fahrzeugrad zugeordnet sind.
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Das dargestellte Bremssystem 10 für ein Fahrzeug mit insgesamt vier Rädern ausgelegt.
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Beide Druckerzeugungseinheiten 14, 16 sind rein elektromechanisch betätigbar ausgelegt. Weitere Druckerzeugungseinheiten sind in diesem Beispiel nicht vorgesehen.
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Das Bremssystem 10 ist als Brake-by-Wire-System und/oder als autonomes oder teilautonomes System ausgelegt. Es weist eine Datenschnittstelle 21 auf, über die ein Bremsbefehl ausschließlich elektronisch an das Bremssystem 10 übermittelt wird.
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Ein eventueller Fahrerbremswunsch wird durch einen Pedalsimulator 22 erfasst, von dem der Bremsbefehl elektronisch an eine Steuereinheit 24, 26 der ersten bzw. zweiten Druckerzeugungseinheit 14, 16 übermittelt wird. Eine unmittelbare Einwirkungsmöglichkeit des Fahrers auf den Bremsdruck im Bremskreis 12, etwa durch eine mechanische Kraftübertragung über einen bekannten Hauptbremszylinder, besteht hier nicht.
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In einem optionalen autonomen Modus wird der Bremsbefehl ohne Einwirkung eines Fahrers von einer übergeordneten Steuereinheit 27 im Fahrzeug erzeugt und dem Bremssystem 10 und den Steuereinheiten 24, 26 elektronisch übermittelt.
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In diesem Beispiel ist die erste Druckerzeugungseinheit 14 durch eine doppelwirkende Plungeranordnung realisiert. Ein durch einen Elektromotor 28 verschiebbarer Kolben 29 begrenzt zwei Hydraulikkammern, nämlich eine Vorwärtskammer 30 sowie eine Rückwärtskammer 32, die jeweils mit dem Bremskreis 12 verbunden sind. Hierfür ist der Kolben 29 mit einem elektrisch betätigbaren Spindeltrieb bidirektional antriebsmäßig gekoppelt. Bei Verringerung des Volumens einer der Hydraulikammern 30, 32 wird aus dieser Bremsfluid in dem Bremskreis 12 gedrückt.
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Die erste Druckerzeugungseinheit 14 steht mit einem Fluidreservoir 34 in Strömungsverbindung, aus dem Bremsfluid in die Plungeranordnung nachfließen kann, wenn sich der Kolben 29 bewegt. Das Bremssystem 10 weist nur ein einziges Fluidreservoir 34 auf. Auf die Verwendung von zusätzlichen Niederdruckakkumulatoren, aus denen zwischengespeichertes Bremsfluid in das Fluidreservoir 34 zurückgeführt wird, wird hier verzichtet.
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Die zweite Druckerzeugungseinheit 16 ist hier eine Kolbenpumpe, die von einem Pumpenmotor 36 angetrieben wird. In diesem Beispiel ist die zweite Druckerzeugungseinheit 16 Teil eines ABS-Systems des Bremssystems 10.
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Beide Kolben der zweiten Druckerzeugungseinheit 16 fördern bei Betrieb des Pumpenmotors 36 unter Druck stehendes Bremsfluid in den Bremskreis 12 und sind daher als zwei getrennte Bauteile in 1 dargestellt.
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Von der zweiten Druckerzeugungseinheit 16 führen eine erste Bremsleitung 38 und eine zweite Bremsleitung 40 zu den Aktor-Ventilen 18, wobei jede der Bremsleitungen 38, 40 mit den Aktor-Ventilen 18 zweier Bremsaktoren 20 verbunden ist. Dies erfolgt hier über Kreuz, sodass in diesem Beispiel die erste Bremsleitung 38 zu den Bremsaktoren 20 des rechten Hinterrads und des linken Vorderrads führt, und die zweite Bremsleitung 40 zu den Bremsaktoren 20 des linken Hinterrads und des rechten Vorderrads. Mit den beiden Bremsleitungen 38, 40 ist somit eine Zweikreis-Bremsanlage realisiert.
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Die Aktor-Ventile 18 können auf jede geeignete Weise realisiert sein. Hier umfassen die Aktor-Ventile 18 jeweils pro Bremsaktor 20 ein Einlassventil zum Druckaufbau am Bremsaktor 20 sowie ein Auslassventil zur Druckentlastung des jeweiligen Bremsaktors 20. Soll ein Druck am Bremsaktor 20 aufgebaut werden, wird das jeweilige Auslassventil geschlossen und das jeweilige Einlassventil geöffnet. Soll der Bremsaktor 20 von Druck entlastet werden, also vorher aufgebrachter Druck am Bremsaktor 20 wieder abgebaut werden, wird das jeweilige Auslassventil geöffnet und das jeweilige Einlassventil geschlossen. Die Aktor-Ventile 18, hier jeweils die Auslassventile, sind mit einer zurück zum Fluidreservoir 34 führenden Leitung verbunden.
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Außerdem ist an jedem Fahrzeugrad ein Radsensor 41 zur Erfassung der aktuellen Drehgeschwindigkeit des Rades angeordnet.
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Die beiden Bremsleitungen 38, 40 sind hier durch zwei parallel geschaltete Verbindungsleitungen 42, 44 fluidisch verbunden, in denen jeweils zwei schaltbare Ventile 46, 48 angeordnet sind. Zwischen den beiden schaltbaren Ventilen 46, 48 einer Verbindungsleitung 42, 44 mündet jeweils eine Fluidleitung 50, 52 von der Vorwärtskammer 30 bzw. der Rückwärtskammer 32 der ersten Druckerzeugungseinheit 14.
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Die Aktor-Ventile 18 sowie die Ventile 46, 48 sind hier magnetbetätigte, zwischen offenen und geschlossenen Positionen schaltbare Ventile.
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In der geschlossenen Position ist optional ein Fluiddurchfluss in eine Richtung gestattet, was in 1 durch ein Rückschlagventil dargestellt ist. Die Ventile 18, 46, 48 sind in einer normal offenen Position oder einer normal geschlossenen Position einbaubar (sind also im ungeschalteten, unbestromten Zustand offen oder geschlossen).
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Die Fluidleitung 50 ist außerdem mit der zweiten Druckerzeugungseinheit 16 verbunden, wie in 1 dargestellt ist.
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Wie 2 zeigt, sind die beiden Elektromotoren 28, 36 und gegebenenfalls die gesamten Druckerzeugungseinheiten 14, 16, die beiden Steuereinheiten 24, 26 sowie beispielsweise die gesamte Hydrauliksteuerung 58 des Bremskreises 12, gegebenenfalls inklusive einiger oder sämtlicher Ventile 18, 46, 48, in einem einzigen Bauteil zusammengefasst. Die Hydrauliksteuerung 58 ist über Reservoiranschlüsse 60 mit dem Fluidreservoir 34 verbunden.
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Die Steuereinheiten 24, 26 der ersten und die zweiten Druckerzeugungseinheit 14, 16 sind funktional voneinander unabhängig. Die beiden Druckerzeugungseinheiten 14, 16, verfügen auch über separate Stromversorgungen, respektive Stromversorgungsanschlüsse, 54, 56 (siehe 2), über die der jeweilige Elektromotor 28, 36 und die jeweilige Steuereinheit 24, 26 versorgt werden. Aufgrund der so hergestellten Redundanz kann nicht nur bei Ausfall einer der Druckerzeugungseinheiten 14, 16, sondern auch bei Ausfall einer der Stromversorgungen 54, 56 oder einer der Steuereinheiten 24, 26 das Bremssystem 10 mit der jeweils anderen Druckerzeugungseinheit 16, 14 weiter betrieben werden.
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Die Aktor-Ventile 18 sowie die Ventile 46 in der ersten Verbindungsleitung 42 sind hier so ausgelegt, dass sie von beiden Steuereinheiten 24, 26 separat ansteuerbar sind. Hierzu sind die Ventile 18, 46 beispielsweise jeweils mit einer doppelten Steuerelektronik sowie mit doppelt gewickelten Spulen versehen, die jeweils mit einer der beiden Steuereinheiten 24, 26 verbunden sind. In 1 ist dies mit den Bezeichnungen „1“ für eine Ansteuerung durch die Steuereinheit 24 der ersten Druckerzeugungseinheit 14 und „2“ für eine Ansteuerung durch die Steuereinheit 26 der zweiten Druckerzeugungseinheit 16 verdeutlicht.
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Auch die Radsensoren 41 sind hier so ausgelegt, dass sie von beiden Steuereinheiten 24, 26 unabhängig ausgelesen werden können.
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Das Bremssystem 10 kann in einem Normalbetrieb arbeiten, in dem sämtliche Komponenten inklusive der ersten und der zweiten Druckerzeugungseinheit 14, 16 störungsfrei funktionieren. Im Normalbetrieb wird meistens der gesamte Bremsdruck durch die erste Druckerzeugungseinheit 14 bereitgestellt.
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Wird im Normalbetrieb jedoch kurzfristig ein Spitzenbremsdruck angefordert, der über einen Normal-Maximalwert hinausgeht, den die ersten Druckerzeugungseinheit 14 alleine bereitstellen kann, wird das Bremssystem 10 in einem Unterstützungsbetrieb betrieben, in dem sowohl die erste als auch die zweite Druckerzeugungseinheit 14, 16 gleichzeitig aktiv sind, um einen über den Normal-Maximalwert hinausgehenden Spitzenbremsdruck bereitzustellen.
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Außerdem kann das Bremssystem 10 in einem Notfallbetrieb arbeiten, in dem entweder die erste oder die zweite Druckerzeugungseinheit 14, 16 ausgefallen ist und nur noch die jeweils andere Druckerzeugungseinheit 16, 14 zur Verfügung steht, die dann alleine den notwendigen Bremsdruck erzeugt. Beide Druckerzeugungseinheiten 14, 16 sind hier so ausgelegt, dass sie auch alleine einen ausreichenden Bremsdruck zum Betrieb des Bremssystems 10 und zur Bedienung sämtlicher Bremsaktoren 20 bereitstellen können.
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Wenn im Normalbetrieb nur die erste Druckerzeugungseinheit 14 arbeitet, sind sowohl die Ventile 46 in der ersten Verbindungsleitung 42 als auch die Ventile 48 in der zweiten Verbindungsleitung 44 geöffnet, sodass sowohl aus der Vorwärtskammer 30 als auch aus der Rückwärtskammer 32 der ersten Druckerzeugungseinheit 14 Bremsfluid mit dem gewünschten Druck in die Bremsleitungen 38, 40 zu den Ventil-Aktoren 18 gelangt.
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Wird ein besonders hoher Spitzenbremsdruck angefordert, so wird im Unterstützungsbetrieb die zweite Druckerzeugungseinheit 16 dazu geschaltet.
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Hierbei ist es möglich, die Rückwärtskammer 32 der ersten Druckerzeugungseinheit 14 nach Erschöpfung deren Volumens wieder aufzufüllen, indem die Ventile 46 in der ersten Verbindungsleitung 42 für eine Fluidströmung geschlossen geschaltet werden, während die Ventile 48 in der zweiten Verbindungsleitung 44 so geschaltet werden, dass eine Fluidströmung von den Bremsleitung 38, 40 über die Fluidleitung 52 zur ersten Druckerzeugungseinheit 14 geöffnet sind. Die Rückwärtskammer 32 kann auf diese Weise aufgefüllt werden, um einen weiteren Rückwärtshub des Kolbens 29 auszuführen.
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Durch Zuschalten der zweiten Druckerzeugungseinheit 16 lassen sich beispielsweise Spitzenbremsdrücke von über 180 bar (180.000 hPa) im Bremskreis 12 einstellen.
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Die ABS-Funktionalität des Bremssystems 10 ist, gegebenenfalls unter Verwendung der zweiten Druckerzeugungseinheit 16, auf bekannte Weise und uneingeschränkt gegeben.
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Falls die zweite Druckerzeugungseinheit 16 ausgefallen ist, bringt die erste Druckerzeugungseinheit 14 stets alleinig den gesamten Bremsdruck für den Bremskreis 12 auf.
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In diesem Notfallbetrieb sind wie im Normalbetrieb die Ventile 46 und die Ventile 48 so geschaltet, dass Bremsfluid von der ersten Druckerzeugungseinheit 14 durch die Verbindungsleitungen 42, 44 in die Bremsleitungen 38, 40 eingespeist werden kann.
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Lediglich der Unterstützungsbetrieb durch die zweite Druckerzeugungseinheit 16 und somit das Erreichen von über den Normal-Maximalwert des Bremsdrucks, der allein von der ersten Druckerzeugungseinheit 14 bereitgestellt werden kann, ist nicht möglich.
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Falls die erste Druckerzeugungseinheit 14 ausgefallen ist, wird das Bremssystem 10 stellt die zweite Druckerzeugungseinheit 16 den gesamten Bremsdruck für den Bremskreis 12 bereit.
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Wenn die Leistung der zweiten Druckerzeugungseinheit 16 schwächer ausgelegt ist als erste Druckerzeugungseinheit 14, liegt in diesem Notfallbetrieb der erreichbare Notfall-Maximalwert des Bremsdrucks unterhalb des Normal-Maximalwerts des Bremsdrucks, der alleine mit der ersten Druckerzeugungseinheit 14 erreichbar ist. Der Notfall-Maximalwert ist aber immer noch so hoch gewählt, dass eine ordnungsgemäße Funktion des Bremssystems 10 und ein sicheres Führen des Fahrzeugs möglich ist.
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Die zweite Druckerzeugungseinheit 16 stellt den gewünschten Bremsdruck direkt an den ersten und zweiten Bremsleitungen 38, 40 zur Verfügung.
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Die Ventile 46 und die Ventile 48 sind normalerweise geschlossen, um ein Rückströmen von Bremsfluid aus den Bremsleitungen 38, 40 durch die Fluidleitungen 50, 52 zur ersten Druckerzeugungseinheit 14 und gegebenenfalls in das Fluidreservoir 34 zu verhindern.
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Eine Druckmodulation in den Bremsleitung 38, 40 ist über die Ablassventile der Aktor-Ventile 18 denkbar.
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Gegebenenfalls kann auch über das kurzzeitige Öffnen der Ventile 48 in der zweiten Verbindungsleitung 44 Bremsfluid durch die Fluidleitung 52 und die Rückwärtskammer 32 der ersten Druckerzeugungseinheit 14 in das Fluidreservoir 34 zurückgeführt werden, um die Bremsaktoren 20 wieder zu entlasten.
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Eine ABS-Regelung ist weiterhin möglich. Optional werden hierzu die Ventile 46 in der ersten Verbindungsleitung 42 in kurzen Schaltintervallen geöffnet, um Bremsfluid in einem Kurzschlusskreis zur zweiten Druckerzeugungseinheit 16 zurückzuführen. Eine solche Ansteuerung kann auch dazu führen, dass durch eine Druckerhöhung auf der Fluidleitung 50 und dadurch in der Vorwärtskammer 30 der ersten Druckerzeugungseinheit 14 der Kolben 29 in Richtung seiner Neutralstellung bewegt wird, sodass ein Abströmen von Bremsfluid zur Entlastung der Bremsaktoren 20 über die Fluidleitung 52 in das Fluidreservoir 34 möglich ist.
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Auch im Notfallbetrieb sind stets alle Aktor-Ventile 18 sowie die jeweils benötigten Ventile 46, 48 ansteuerbar.
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Sämtliche Ventile 18, 46, 48 können auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, mit der sich die beschriebene Funktion erzielen lässt, auch abweichend von den oben erläuterten Gestaltungen.
