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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge aufweisend eine Druckbereitstellungseinrichtung, zumindest eine erste Radbremse, welche insbesondere einer Vorderachse zugeordnet ist, mit einem ersten Auslassventil und insbesondere einem ersten Einlassventil, sowie zumindest eine zweite Radbremse, welche insbesondere einer Hinterachse zugeordnet ist, mit zumindest einem zweiten Auslassventil und einem zweiten Einlassventil, und ein Steuergerät welches dazu eingerichtet ist die Druckbereitstellungseinrichtung, erste und zweite Auslassventile und Einlassventile anzusteuern. Einlassventile sind insbesondere zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und den Radbremsen angeordnet. Die Auslassventile verbinden die Radbremsen mit einem druckfreien Bereich, insbesondere mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter.
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Hydraulische Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge müssen heutzutage sehr hohe Bremsdrücke bereitstellen, um auch große und insbesondere schwere Fahrzeuge mit einer ausreichenden Verzögerung abbremsen zu können. Diese hohen Drücke müssen von den hydraulischen Ventilen der Bremsanlage in Verbindung mit den zugeordneten Stromversorgungen geschaltet werden können, um verschiedene Betriebszustände darstellen zu können.
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Neben der grundsätzlichen Schaltfähigkeit der Ventile, hängt die tatsächliche Schaltfähigkeit insbesondere von der Temperatur der Ventile genauer gesagt der elektrischen Spulen zum Schalten der Ventile ab. Bei häufigen Schaltvorgängen und somit elektrischen Strömen durch die Spulen erwärmen sich diese, wodurch deren ohmscher Widerstand ansteigt. Da die zur Verfügung stehende elektrische Spannung durch die jeweiligen Endstufen begrenzt ist, sinkt der zur Verfügung stehende Schaltstrom mit steigender Temperatur der Spulen. Die Beschränkung des Stroms wiederum führt zu einer Beschränkung des erzeugbaren Magnetfeldes, welches die Kraft zum Schalten bereitstellt. Da die benötigte Schaltkraft direkt vom Differenzdruck über das Ventil abhängt, kann ein Ventil mit steigender Temperatur nur bei immer kleineren Differenzdrücken schalten.
Insbesondere bei modernen brake-by-wire Bremsanlagen, welche keine hydraulische Verbindung des Bremspedals an die Radbremsen für eine Rückfallebene ermöglichen, muss die Schaltfähigkeit der Ventile sichergestellt werden. Andernfalls kann bei einem Teilausfall der Bremsanlage, bei anliegenden hohen Drücken, nicht garantiert werden, dass ein Druckabbau durchgeführt werden kann. Somit besteht die Gefahr eines Überbremsens, wodurch Gefahrensituationen im Straßenverkehr auftreten können. Eine Überdimensionierung der hydraulischen Ventile ist dabei aufgrund des hohen Kostendrucks in der Automobilbranche oftmals keine Option.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Druckabbaufähigkeit der Bremsanlage über den vollständigen Druckbereich sicherzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Bremsanlage nach Anspruch 1. Diese umfasst eine Druckbereitstellungseinrichtung, zumindest eine erste Radbremse, welche insbesondere einer Vorderachse zugeordnet ist, mit einem ersten Auslassventil und insbesondere einem ersten Einlassventil, sowie zumindest eine zweite Radbremse, welche insbesondere einer Hinterachse zugeordnet ist, mit zumindest einem zweiten Auslassventil und einem zweiten Einlassventil, und ein Steuergerät welches dazu eingerichtet ist die Druckbereitstellungseinrichtung, erste und zweite Auslassventile und Einlassventile anzusteuern. Das Steuergerät ist weiter dazu eingerichtet, eine Druckanforderung größer als einen Limitierungsdruck mittels der Druckbereitstellungseinrichtung an der zumindest einen ersten Radbremse umzusetzen und den Druck an der zumindest einen zweiten Radbremse durch Schließen des zweiten Einlassventils auf den Limitierungsdruck zu beschränken. So bleiben die zweiten Auslassventile immer schaltbar und der Raddruckregler kann problemlos arbeiten. Der Limitierungsdruck kann dabei statisch festgelegt sein oder das Steuergerät eingerichtet sein, den Limitierungsdruck während des Betriebs dynamisch anzupassen.
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Bei einer hohen Systemdruckanforderung wird sich bei einer Beschränkung an der Hinterachse durch das erfindungsgemäße Verfahren zunutze gemacht, dass der Hauptverzögerungsanteil durch die Radbremsen an der Vorderachse abgesetzt wird, welche weiterhin mit dem vollständigen Druck der Druckanforderung beaufschlagt wird. Dementsprechend kann mit nur geringfügigen Verzögerungsnachteilen die Systemanforderung ohne mechanische oder elektronische Zusatzkosten erfüllt werden.
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Damit kann das Sicherheitsrisiko eines Festbremsens bei hohen Bremsdrücken vermieden werden, welches sonst bei Einzelfehlern wie einem Linearaktuatorausfall, Steuergerätteilausfall, Bordnetzausfall das Fahrzeug auftreten könnte.
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Bei einem Druckaufbau sind entsprechend zuerst alle Einlassventile geöffnet, während die Druckbereitstellungseinrichtung sukzessive den Druck in allen Radbremsen erhöht. Sobald der Limitierungsdruck erreicht ist, werden die Einlassventile der zweiten Radbremsen, insbesondere der Hinterachse geschlossen, sodass dort der Druck auf den Limitierungsdruck begrenzt bleibt. Der Druck in der Vorderradbremsen kann nachfolgend weiter erhöht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Limitierungsdruck ein Grenzdruck herangezogen, bis zu dem das zweite Auslassventil durch Anlegen eines Schaltstroms vom geschlossenen in den geöffneten Zustand versetzt werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Limitierungsdruck ein theoretischer Grenzdruck der Auslassventile herangezogen und/oder im Betrieb ein aktueller Grenzdruck bestimmt. Der Grenzdruck kann sich insbesondere in Kombination mit der zugeordneten Endstufe ergeben. Über den Widerstand der Spule und die maximale elektrische Spannung der Endstufe ergibt sich ein maximaler Strom. Dieser spezifiziert den maximalen Differenzdruck über dem Ventil, bei welchem das erzeugte Magnetfeld ausreichend für das Umschalten ist. Ein theoretischer Grenzdruck kann als statischer Wert oder als Temperaturabhängiger dynamischer Wert gewählt werden, wobei die Temperatur basierend auf den vergangenen Bremsungen geschätzt werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der aktuelle Grenzdruck anhand einer gemessenen Stromstellfähigkeit bestimmt. Es wird also der tatsächliche maximale Spulenstrom ermittelt, welche den aktuellen Grenzdruck festlegt, bei dem noch geschaltet werden kann. Hierzu kann eine Spannung an die Spule angelegt werden und aus dem sich einstellenden Verlauf des Stroms Rückschlüsse auf Induktivität und ohmschen Widerstand geschlossen werden. Die Limitierung des Bremsdrucks muss daher nur bedarfsgerecht erfolgen. Da die Auftretenswahrscheinlichkeit dieser Situation sehr selten ist, sind die tatsächlichen Leistungseinbußen im Normalbetrieb nicht zu bemerken.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Limitierungsdruck zwischen 120 bar und 220 bar. Soll ein statischer Limitierungsdruck gewählt werden, welcher dauerhaft den Druck an den zweiten Radbremsen auf einen festen Wert limitiert, kann bevorzugt ein Wert größer gleich 190 bar gewählt werden. Bevorzugt wird der Limitierungswert jedoch dynamisch an die tatsächliche Schaltfähigkeit der zweiten Auslassventile angepasst.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät dazu eingerichtet bei einem Druck größer als der Limitierungsdruck zum Druckabbau an der zumindest einen ersten Radbremse, zumindest ein zweites Auslassventil zu öffnen, bis der Druck an der zumindest einen zweiten Radbremse auf einen Ausgleichsdruck abgefallen ist. Der Druckabbau kann durch Auslassventile in einen Bremsflüssigkeitsbehälter oder durch Auslassventile in einen Niederdruckspeicher einer ABS Anlage erfolgen. Die zweiten Auslassventile werden nachfolgend wieder geschlossen und die Einlassventile der zweiten Radbremsen geöffnet, sodass Bremsflüssigkeitsvolumen aus den ersten Radbremsen in Richtung der zweiten Radbremsen fließt, bis die ersten Radbremsen und zweiten Radbremsen das gleiche Druckniveau aufweisen. Hierbei sind insbesondere auch die Einlassventile der ersten Radbremsen geöffnet. So ist es möglich trotz fehlender Schaltbarkeit der Auslassventile an den ersten Radbremsen den dortigen Druck durch Cross-Flow zu reduzieren.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ausgleichsdruck derart gewählt, dass das sich einstellende gleiche Druckniveau kleiner gleich einem Druck ist, bei dem die ersten Auslassventile öffnen können. Somit kann nachfolgend der Druckabbau an den ersten Radbremsen wieder durch die eigenen Auslassventile unabhängig von den zweiten Radbremsen erfolgen.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ausgleichsdruck derart gewählt, dass das sich einstellende gleiche Druckniveau kleiner gleich ein Druck ist bis zu dem ein Hauptzylinderventil oder ein Systemöffnungsventil öffnen kann. Somit kann der Systemdruck über diese Ventile abgebaut werden oder der Betriebsmodus durch Umschalten dieser Ventile gewechselt werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuergerät dazu eingerichtet zur Bestimmung des benötigten Ausgleichsdrucks die pV-Kennlinien der ersten und zweiten Radbremsen heranzuziehen. Diese geben einen Zusammenhang zwischen dem jeweils bewegten Volumen an Bremsflüssigkeit und dem sich einstellenden Druck an. Somit kann exakt der benötigte Ausgleichsdruck bestimmt werden, der jeweils benötigt wird um ein gewünschtes sich einstellendes gleiches Druckniveau zu erhalten.
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Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Bremsanlage für Kraftfahrzeuge aufweisend eine Druckbereitstellungseinrichtung, zumindest eine erste Radbremse, welche einer Vorderachse zugeordnet ist, mit einem ersten Auslassventil und insbesondere einem ersten Einlassventil, sowie zumindest eine zweite Radbremse, welche einer Hinterachse zugeordnet ist, mit zumindest einem zweiten Auslassventil und einem zweiten Einlassventil. Erfindungsgemäß wird eine Druckanforderung größer als ein Limitierungsdruck mittels der Druckbereitstellungseinrichtung an der zumindest einen ersten Radbremse umgesetzt und der Druck an der zumindest einen zweiten Radbremse durch Schließen des zweiten Einlassventils auf den Limitierungsdruck beschränkt.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
- 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage,
- 2 zeigt Messgrößen einer erfindungsgemäßen Bremsanlage,
- 3 zeigt Messgrößen einer erfindungsgemäßen Bremsanlage,
- 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bremsanlage einer weiteren Ausführungsform;
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In der 1 ist eine Ausführungsform einer Bremsanlage dargestellt. Die Bremsanlage der 1 weist keinen mechanischen Hauptbremszylinder auf, sondern ist mit einem rein elektronischen Bremspedal 1 ausgeführt, welches keine hydraulische Kopplung, auch nicht schaltbar, an die Radbremsen aufweist. Stattdessen weist das Bremspedal 1 einen elektronischen Ausgang 3 an das Steuergerät der ersten Bremseneinheit und einen elektronischen Ausgang 4 an das Steuergerät der zweiten Bremseneinheit auf. Ein Absperrventil 21 ist im Normalbetrieb geschlossen. Der Linearaktuator 5 ist über ein im Normalbetrieb geöffnetes Versorgungsventil 19 und über ebenfalls geöffnete Einlassventile 14 mit den Radbremsen 8, 9 verbunden. Weiter weist der Linearaktuator 5 eine Verbindung über ein Kreistrennventil 28 und über entsprechende Einlassventile 14 mit den Radbremsen 6, 7 der Vorderachse auf. Die Verbindung ist jeweils durch die zweite Bremseinheit mit einem Umschaltventil 25 geführt, welches im Normalbetrieb geöffnet ist. Die weitere Bremseinheit umfasst aus Redundanzgründen eine weitere Druckbeaufschlagungseinrichtung, welche als hydraulische Pumpe 26 ausgeführt ist. Die hydraulische Pumpe 26 ist saugseitig über ein normal geschlossenes Pumpentrennventil 24 mit einem Niederdruckspeicher 27 verbunden, welcher wiederum eine Verbindung an das Bremsflüssigkeitsreservoir 2 aufweist. Der Niederdruckspeicher 27 ist außerdem durch ein Auslassventil 29 mit der Radbremse 6, 7, verbunden.
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Wird mittels des Linearaktuators 5 ein Bremsdruck aufgebaut, so wird dieser mittels des Absperrventils 21 und der Auslassventile 15 gegenüber dem druckfreien Reservoir abgesperrt. Das Absperrventil 21 bildet somit ein Systemöffnungsventil im Sinne der Erfindung. Über diese Ventile herrscht demnach der volle Bremsdruck. Diese Ventile können jedoch konstruktionsbedingt nur bis zu einem Grenzdruck öffnen. Bei hohen Bremsanforderungen, bei denen dieser Grenzdruck überschritten ist, ist die Bremsanlage somit auf die Fehlerfreiheit des Linearaktuators 5 angewiesen, der zum Druckabbau zurückfahren kann. Tritt im Linearaktuator 5 oder in dessen Versorgungsventil 19 ein Fehler auf, fällt diese Möglichkeit des Druckabbaus weg. Ohne alternative Druckabbaumöglichkeit wäre ein Überbremsen unumgänglich wodurch Gefahrensituationen im Straßenverkehr auftreten können.
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Es ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass beim Druckaufbau mittels des Linearaktuators 5 neben dem Versorgungsventil 19 und dem Kreistrennventil 28 auch alle Einlassventile 14 sowohl für die beiden Radbremsen der Vorderachse als auch für die beiden Radbremsen der Hinterachse geöffnet sind.
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Während des Betriebs der Bremsanlage wird fortlaufend die Stellfähigkeit der Auslassventile 15 und 29 überprüft. Dazu wird beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Spulen der Ventile der Verlauf des sich einstellenden Spulenstroms analysiert, woraus sowohl die Induktivität als auch der ohmsche Widerstand der Spule hervorgeht. Durch diese Werte und die Leistungsfähigkeit der verbauten Endstufen, welche für die Strom- und Spannungsversorgung der Auslassventile 15, 29 zuständig ist, ist der Spulenstrom und somit der maximale Differenzdruck festgelegt, bei dem die Ventile noch geschaltet werden können. Dieser Differenzdruck wird als Limitierungsdruck festgelegt.
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Wird nun ein Bremsdruck angefordert, der den Differenzdruck überschreitet, werden bei Erreichen des Limitierungsdrucks die Einlassventil 14 der Hinterradbremsen 8, 9 geschlossen. Der Linearaktuator 5 kann daraufhin den Druck in der Radbremsen 6, 7 der Vorderachse weiter erhöhen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich weiter anhand der 2 nachvollziehen. Zu Beginn (t1) sind die Einlassventile 14 der Hinterachse geschlossen, wodurch der Druck dort auf 180 bar begrenzt ist, während der Druck in der Vorderachse von Linearaktuator 5 auf 220 bar gehalten wird. Durch die Begrenzung auf 180 bar an der Hinterachse bleiben dort die Auslassventile 15 schaltbar. Das Absperrventil 21 kann zum Druckabbau in dieser Situation nicht geöffnet werden, da dieses bauartbedingt nur bis zu einem Differenzdruck von 160 bar öffnen kann. Es ist deshalb erfindungsgemäß vorgesehen, in einer Phase t2 die Auslassventile der Hinterachse soweit und so lange zu öffnen, dass dort der Druck auf einen Ausgleichsdruck abfällt. In der Phase t3 werden die Auslassventile 15 wieder geschlossen und stattdessen die Einlassventile 14 an der Hinterachse geöffnet, wodurch die Radbremsen der Vorderachse und der Hinterachse strömungsoffen verbunden sind. Es findet demnach ein Cross-Flow statt wodurch der Druck ausgeglichen wird. In der Phase t4 herrscht daher in Vorderachse und Hinterachse ein Druck von 160 bar. Bei diesem Druck kann nun das Absperrventil 21 zu einem weiteren Druckabbau öffnen.
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Alternativ kann auch der Druck an der Vorderachse beschränkt werden. Dort kann der Druckabbau entweder über die Auslassventile 15 in den Behälter oder mittels der Auslassventile 29 in den Niederdruckspeicher erfolgen.
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In 3 ist nun ein radindividueller Druckregelbedarf dargestellt. In Phase t1 ist der Druck in der Hinterachse wieder auf 180bar und somit den Grenzdruck der Auslassventile der Hinterachse limitiert, sodass diese schaltfähig bleiben. In den Phasen t2, t3 und t4 ist der Raddruckregler der Hinterachse daher in der Lage, radindividuell die Drücke der Hinterachse zu regeln. In Phase t5 baut der Linearaktuator 5 den Druck so weit ab, dass der Raddruckregler an der Vorderachse ebenfalls einen radindividuellen Druck einstellen kann.
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Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsanlage ist in 4 dargestellt. Beispielsgemäß ist die Bremsanlage zur Betätigung von vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 108a-108d ausgebildet, eine Erweiterung auf mehr Radbremsen sind einfach möglich. Beispielsgemäß sind die Radbremsen 108a, 108b der Hinterachse (rear) und die Radbremsen 108c, 108d der Vorderachse (front) des Fahrzeugs zugeordnet.
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Die Bremsanlage umfasst eine erste Baueinheit 100, welche beispielsgemäß als ein erstes elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (HECU1) mit einem Ventilblock HCU 1 und einer ersten elektronischen Steuervorrichtung 101 (ECU1) ausgeführt ist, und eine zweite Baueinheit 200, welche beispielsgemäß als ein zweites elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (HECU2) mit einem Ventilblock HCU2 und einer zweiten elektronischen Steuervorrichtung 201 (ECU2) ausgeführt ist.
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An der ersten Baueinheit 100 ist ein Druckmittelvorratsbehälter 104 mit drei Kammern angeordnet, wobei der ersten Kammer ein erster Behälteranschluss zugeordnet ist, der zweiten Kammer ein zweiter Behälteranschluss zugeordnet ist und der dritten Kammer ein dritter Behälteranschluss zugeordnet ist.
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In der ersten Baueinheit 100 ist eine erste elektrisch betätigbare Druckquelle 105 angeordnet.
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In der zweiten Baueinheit 200 ist eine zweite elektrisch betätigbare Druckquelle 102 sowie radindividuelle Bremsdruckmodulationsventile angeordnet, welche als ein elektrisch betätigbares Einlassventil 106a-106d und ein elektrisch betätigbares Auslassventil 107a-107d je Radbremse 108a-108d ausgeführt sind.
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Die erste Druckquelle 105 und die zweite Druckquelle 102 sind druckseitig mit einer Bremsversorgungsleitung verbunden, an welche die vier Einlassventile 106a-106d angeschlossen sind. So können alle vier Radbremsen 108a-108d mittels der ersten Druckquelle 105 oder mittels der zweiten Druckquelle 102 betätigt werden.
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In der Bremsversorgungsleitung ist ein elektrisch betätigbares Kreistrennventil 140 angeordnet, so dass bei geschlossenem Kreistrennventil 140 die Bremsversorgungsleitung in einen ersten Leitungsabschnitt, an welchen die Einlassventile 106a, 106b bzw. die Radbremsen 108a, 108b angeschlossen sind, und einen zweiten Leitungsabschnitt, an welchen die Einlassventile 106c, 106d bzw. die Radbremsen 108c, 108d angeschlossen sind, getrennt wird. Die zweite Druckquelle 102 ist mit dem ersten Leitungsabschnitt hydraulisch verbunden und die erste Druckquelle 105 ist mit dem zweiten Leitungsabschnitt hydraulisch verbunden. Bei geschlossenen Kreistrennventil 140 ist die Bremsanlage somit in zwei hydraulische Bremskreise I und II aufgetrennt oder aufgeteilt. Dabei ist im ersten Bremskreis I die Druckquelle 102 (über den ersten Leitungsabschnitt) mit nur noch den Radbremsen 108a und 108b verbunden, und im zweiten Bremskreis II die erste Druckquelle 105 (über den zweiten Leitungsabschnitt) mit nur noch den Radbremsen 108c und 108d verbunden. Das Kreistrennventil 140 ist vorteilhafterweise stromlos offen ausgeführt.
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Die Bremsanlage umfasst, wie bereits erwähnt, je hydraulisch betätigbarer Radbremse 108a-108d ein Einlassventil 106a-106d und ein Auslassventil 107a-107d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und jeweils mit einem hydraulischen Radanschluss der zweiten Baueinheit 200 verbunden sind, an welche die entsprechende Radbremse 108a-108d angeschlossen ist. Den Einlassventilen 106a-106d ist jeweils ein zu der Bremsversorgungsleitung hin öffnendes Rückschlagventil parallelgeschaltet. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 107a-107d sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung mit einem Reservoir 111 und über dieses mit dem Druckmittelvorratsbehälter 104 bzw. dessen dritten Kammer verbunden. Die Eingangsanschlüsse aller Einlassventile 106a-106d können mittels der Bremsversorgungsleitung (also bei offenem Kreistrennventil 140) mit einem Druck versorgt werden, der von der ersten Druckquelle 105 oder, z.B. bei Ausfall der ersten Druckquelle 105, von der zweiten Druckquelle 102 bereitgestellt wird.
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Die erste elektrisch steuerbare Druckquelle 105 des Ventilblocks HCU 1 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator (Linearaktuator)) ausgebildet, deren Kolben von einem schematisch angedeuteten Elektromotor unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist, insbesondere vor- und zurückgefahren werden kann, um einen Druck in einem Druckraum auf- und abzubauen. Der Kolben begrenzt den Druckraum der Druckquelle 105. Zur Ansteuerung des Elektromotors ist ein die Rotorlage des Elektromotors erfassender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor vorgesehen.
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An den Druckraum der ersten elektrisch steuerbaren Druckquelle 105 ist ein Systemdruckleitungsabschnitt angeschlossen. Mittels dem Leitungsabschnitt ist die Druckquelle 105 bzw. deren Druckraum mit einem hydraulischen Anschluss der ersten Baueinheit 100 verbunden, welcher über ein hydraulisches Verbindungselement 80 mit einem hydraulischen Anschluss der zweiten Baueinheit 200 verbunden ist. Verbindung 80 stellt die einzige hydraulische Druckverbindung, insbesondere die einzige hydraulische Verbindung, zwischen der ersten und der zweiten Baueinheit dar. Es handelt sich dabei um eine hydraulische Verbindung zur Übertragung eines Bremsdrucks zur Betätigung der Radbremsen 108a-108d. Verbindungselement 80 muss daher druckfest ausgeführt sein.
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Der Druckraum ist, unabhängig vom Betätigungszustand des Kolbens, über eine (Nachsaug)Leitung 142 mit zwei hydraulischen Anschlüssen der ersten Baueinheit 100 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 104 bzw. dessen ersten und zweiten Kammer 401 verbunden. In der Leitung 142 ist ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 104 schließendes Rückschlagventil 153 in Verbindung an die zweite Kammer angeordnet. Ein elektrisch schaltbares Ventil 154 bildet die Verbindung an die erste Kammer. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 105 weist beispielsgemäß keine Schnüffellöcher auf.
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Die zweite elektrisch steuerbare Druckquelle 102 der zweiten Baueinheit 200 ist beispielsgemäß als eine Zwei-Kolben-Pumpe ausgeführt, deren zwei Druckseiten zusammengeschaltet sind. Die Saugseiten sind über das Reservoir 111 mit der Rücklaufleitung 114 und somit dem Druckmittelvorratsbehälter 104 verbunden. Die Druckseiten sind mit dem ersten Leitungsabschnitt der Bremsversorgungsleitung verbunden.
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Neben der Druckquelle 102 und den Bremsdruckmodulationsventilen 106a-106d, 107a-107d ist in der zweiten Baueinheit 200 beispielsgemäß ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos offenes, Isolationsventil 126 angeordnet. Isolationsventil 126 ist hydraulisch zwischen dem Anschluss und dem zweiten Leitungsabschnitt der Bremsversorgungsleitung angeordnet. Somit ist die erste Druckquelle 105 über das Isolationsventil 126 mit dem zweiten Leitungsabschnitt bzw. der Bremsversorgungsleitung trennbar verbunden.
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Die Bremsanlage umfasst beispielsgemäß im Bremskreis I einen Drucksensor, welcher somit der zweiten Druckquelle 102 zugeordnet ist. Dies ist vorteilhaft für den Berstschutz bei aktiver Kreistrennung, also wenn das Kreistrennventil 140 geschlossen ist. Drucksensor kann aber auch im Bremskreis II angeordnet sein oder kann ein zweiter Drucksensor vorgesehen sein, so dass jeder der beiden Bremskreise I und II mittels eines Drucksensors direkt überwacht werden kann.
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Beispielsgemäß umfasst die Bremsanlage zur Leckageüberwachung eine Pegelmesseinrichtung zur Bestimmung eines Druckmittel-Pegels in dem Druckmittelvorratsbehälter 104.
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Beispielsgemäß sind die Komponenten 105, 153 sowie die Leitungsabschnitte 142 in dem ersten Ventilblock HCU1 angeordnet und die Komponenten 102, 106a-106d, 107a-107d, 126 sowie die Leitungsabschnitte und die Leitungsabschnitte zwischen den Einlass- und Auslassventilen einerseits und den Radanschlüssen andererseits in dem zweiten Ventilblock HCU2 angeordnet.
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Jedem Ventilblock HCU1, HCU2 ist eine elektronische Steuervorrichtung 101, 201 zugeordnet (ECU1, ECU2). Jede elektronische Steuervorrichtung 101, 201 umfasst elektrische und/oder elektronische Elemente (z.B. Mikrocontroller, Leistungsteile, Ventiltreiber, sonstigen elektronische Bauteile, etc.) zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des zugehörigen Ventilblocks und ggf. der zugeordneten Sensoren. Ventilblock und elektronische Steuervorrichtung sind vorteilhafterweise in bekannterweise als eine elektrohydraulische Einheit (HECU) ausgeführt.
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Die erste elektronische Steuervorrichtung 101 steuert die erste Druckquelle 105 an. Beispielsgemäß wird die erste Druckquelle 105 über die erste elektronische Steuervorrichtung 101 mit Energie (von einer ersten elektrischen Energiequelle) versorgt.
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Die zweite elektronische Steuervorrichtung 201 steuert die zweite Druckquelle 102 an. Beispielsgemäß wird die zweite Druckquelle 102 über die zweite elektronische Steuervorrichtung 201 mit Energie (von einer zweiten elektrischen Energiequelle) versorgt.
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Beispielsgemäß lässt sich bzw. wird die erste Druckquelle 5 ausschließlich durch die erste elektronische Steuervorrichtung 101 und die zweite Druckquelle 102 ausschließlich durch die zweite elektronische Steuervorrichtung 201 ansteuern bzw. angesteuert.
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Die Bremsanlage weist eine primäre Druckquelle 105 und eine sekundäre Druckquelle 102 auf, die von jeweils von einer ECU elektrisch betrieben werden und einen Sauganschluss und einen Druckanschluss haben. In den Druckanschluss der Sekundärdruckquelle 102 kann auch im stromlosen Zustand keine Bremsflüssigkeit einströmen. Bevorzugt ist die primäre Druckquelle 105 ein Linearaktuator mit Nachsaug-Rückschlagventil 153 und die sekundäre Druckquelle 102 eine Kolbenpumpe. Bevorzugt kann die sekundäre Druckquelle 102 einen höheren Druck als die primäre Druckquelle 105 erzeugen.
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Die Saugseiten der beiden Druckquellen 102, 105 sind mit einem Druckmittelvorratsbehälter 104 verbunden, bevorzugt jeweils mit zumindest einer von drei getrennten Kammern.
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Die Druckseite der primären Druckquelle 105 ist über ein elektromagnetisches Ventil 126, auch Druckzuschaltventil oder Isolationsventil genannt, mit einem primären Kreisknoten verbunden.
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Die Druckseite der sekundären Druckquelle 102 ist direkt (ohne Zwischen-schaltung eines Ventils) mit einem sekundären Kreisknoten verbunden. Die beiden Kreisknoten sind über ein elektromagnetisches Ventil 140, auch Kreisteilungsventil genannt, miteinander verbunden.
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Im Normalbetrieb wird der Druck in den Radbremsen von der Primärdruckquelle 105 aufgebaut. Abgebaut wird der Druck in die Primärdruckquelle 105. Von den Einlass- und Auslassventilen wird der Druck bei Bedarf radindividuell moduliert. Gegebenenfalls wird das Isolationsventil 126 geschlossen, damit die Primärdruckquelle 105 zusätzliches Volumen nachsaugen kann.
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Wenn ein besonders hoher Volumenstrom angefordert wird, arbeiten beide Druckquellen 105 und 102 gleichzeitig parallel. Wenn ein besonders hoher Druck angefordert wird, wird das Isolationsventil 126 geschlossen, und die Sekundärdruckquelle 102 erhöht den Druck über den Druck der Primärdruckquelle 105 hinaus. Außerhalb von Bremsungen kann der atmosphärische Druckausgleich über Trennventil 154 und Isolationsventil 26 permanent gewährleistet werden.
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Bei einer Leckage in der Bremsanlage wird das Kreistrennventil 140 geschlossen und das System dadurch in zwei unabhängige Bremskreise I und II aufgeteilt.
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Bevorzugt wird das Isolationsventil 126 von der sekundären ECU 201 angesteuert. Auf diese Ventilzuordnung bezieht sich die folgende Beschreibung des Betriebs im Fehlerfall.
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Wenn das Primärsystem elektrisch ausfällt, insbesondere die primäre ECU 101 oder ihre Spannungsversorgung schließt die sekundäre ECU 201 das Isolationsventil 126, um über die Sekundärdruckquelle 102 Druck aufzubauen.
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Abgebaut wird Druck über das Isolationsventil 126 oder über die Auslassventile 107a-107d. Bevorzugt werden die Ein- und Auslassventile von der sekundären ECU 201 angesteuert, so dass der Druck radindividuell moduliert werden kann.
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Wenn das Sekundärsystem elektrisch ausfällt, insbesondere die sekundäre ECU 201 oder ihre Spannungsquelle, wird der Druck wie im Normalbetrieb über die primäre Druckquelle 105 auf- und abgebaut. Auf eine radindividuelle Druckregelung muss verzichtet werden, aber eine gemeinsame Modulation der Raddrücke bleibt möglich, um zu verhindern, dass das Fahrzeug durch blockierende Räder destabilisiert wird.
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Erfindungsgemäß ist nun wieder ein Limitierungsdruck implementiert, bei dem die Auslassventile 107 gerade noch öffnen können. Wird der Limitierungsdruck bei einem Druckaufbau überschritten, so werden die Einlassventile 106a, b geschlossen, sodass der Druck in den Radbremsen 108a, b der Hinterachse begrenzt wird.
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Geht der Druckaufbau in einen Bereich, der nur durch die Pumpe 102 bereitgestellt werden kann, so wird bei der Übergabe von dem Linearaktuator 105 zu der Pumpe 102 das Isolationsventil 126 geschlossen. In Druckbereichen, die noch durch den Linearaktuator 105 bearbeitet werden können, wird das Isolationsventil 126 bei Nachsaugevorgängen des Linearaktuators 105 geschlossen. In beiden Fällen wird ein Differenzdruck über das Isolationsventil 126 aufgebaut. Da es sich um ein stromlos offenes Ventils handelt, wird der Öffnungsvorgang des Ventils lediglich über die Federkraft dargestellt. Bereits ab einem Differenzdruck von etwa 50 Bar genügt die Federkraft nicht mehr, um das Ventil zu öffnen, welches daher trotz stromlos Schaltung geschlossen bleibt. Ein Druckabbau über das Isolationsventil 126 ist daher nicht möglich. Da durch die Pumpe 102 ebenfalls kein Druckabbau möglich ist, muss zur Druckreduktion zumindest eines der Auslassventile 107 eine Verbindung an den Bremsflüssigkeitsbehälter herstellen. Durch die Limitierung des Drucks an der Hinterachse sind dort die Auslassventile 107a, b immer schaltfähig und können erfindungsgemäß genutzt werden, um den Druck zu reduzieren und so die Schaltfähigkeit der anderen Ventile wieder herzustellen.
