EP4232328A1 - Bremssystem und verfahren zum abbremsen eines zumindest zweiachsigen fahrzeugs - Google Patents

Bremssystem und verfahren zum abbremsen eines zumindest zweiachsigen fahrzeugs

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Publication number
EP4232328A1
EP4232328A1 EP21755425.2A EP21755425A EP4232328A1 EP 4232328 A1 EP4232328 A1 EP 4232328A1 EP 21755425 A EP21755425 A EP 21755425A EP 4232328 A1 EP4232328 A1 EP 4232328A1
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EP
European Patent Office
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wheel
brake
brake cylinder
vehicle
delay unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21755425.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schmidt
Toni Frenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4232328A1 publication Critical patent/EP4232328A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input
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    • B60T8/885—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using electrical circuitry
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    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/81—Braking systems

Definitions

  • the invention relates to a braking system for an at least two-axle vehicle.
  • the invention also relates to a method for braking an at least two-axle vehicle.
  • Brake systems for two-axle vehicles are known from the prior art, such as DE 10 2016 208 529 A1, which each have exactly four wheel brake cylinders, of which each wheel brake cylinder is hydraulically connected to a master brake cylinder of the respective brake system with a brake pedal upstream of the master brake cylinder.
  • the present invention creates a braking system for an at least two-axle vehicle with the features of claim 1 and a method for braking an at least two-axle vehicle with the features of claim 10.
  • the present invention provides hybrid braking systems having a first "hydraulic axle” and a second "dry axle”.
  • all stabilizing functions of a conventional purely hydraulic braking system both for longitudinal and lateral stabilization, and all assisted deceleration functions can also be performed using a braking system according to the invention.
  • the second "dry axle” of the brake system according to the invention can be a middle axle, the rear axle or the rearmost axle of the respective at least two-axle vehicle.
  • a conventional parking brake function can also be integrated into the second "dry axle”.
  • Another advantage of the second "dry axle” is the reduced need for toxic brake fluid in the braking system according to the invention that is effected in this way, since brake fluid is only required for the first "hydraulic axle", preferably the front axle or foremost axle of the respective two-axle vehicle .
  • brake lines no longer have to be routed to the second “dry axle” for conducting brake fluid, as a result of which the assembly work involved in assembling the brake system according to the invention is significantly reduced.
  • first "hydraulic axle” and the second “dry axle” also automatically causes a variable brake force distribution in the braking system according to the invention for advantageous braking of the respective at least two-axle vehicle, in particular if the first "hydraulic axle” is the front axle of the vehicle and the second " dry axle” are the rear axles of the vehicle.
  • at least one electric motor is installed on the rear axle, there is the possibility of interaction/symbiogenesis with an electric motor used for recuperative braking of the respective vehicle, converting the kinetic energy of the vehicle into electrically storable energy.
  • the brake system according to the invention has redundancies for reliable automated driving of the respective at least two-axle vehicle without an increased probability of failure of one of the components of the brake system according to the invention compared to the prior art.
  • the hydraulic delay unit includes a brake fluid reservoir on which the first wheel brake cylinder is hydraulically connected via a first normally closed outlet valve and the second wheel brake cylinder is hydraulically connected via a second normally closed outlet valve.
  • first normally closed outlet valve and the second normally closed outlet valve implement improved return hydraulics, in particular with relief in the direction of the brake fluid reservoir.
  • the hydraulic delay unit preferably comprises a brake master cylinder to which a brake actuation element of the vehicle can be or is connected in such a way that at least one piston of the master brake cylinder that delimits at least one chamber of the master brake cylinder can be adjusted by a driver of the vehicle actuating the brake actuation element, with the first wheel brake cylinder and /or the second wheel brake cylinder is hydraulically connected via at least one normally open switching valve to the at least one chamber of the master brake cylinder.
  • the driver of the vehicle still has the option of applying sufficient braking pressure in the first wheel brake cylinder and/or in the second wheel brake cylinder to transfer his vehicle to the to bring about a standstill.
  • the hydraulic delay unit includes a simulator which is hydraulically connected to the at least one chamber of the master brake cylinder via a normally closed switching valve.
  • a simulator which is hydraulically connected to the at least one chamber of the master brake cylinder via a normally closed switching valve.
  • the driver can still brake into the simulator via the open switching valve, so that the driver has a standard brake actuation/pedal feel despite the decoupling of the master brake cylinder.
  • the single chamber or one of the chambers of the master brake cylinder is preferably hydraulically connected to the brake fluid reservoir via an isolating valve. This enables "sniffing" via the open separating valve.
  • the hydraulic delay unit can be or is electrically connected to a first energy storage unit, while the electromechanical delay unit is electrically connectable or is connected to a second energy storage unit that is separate from the first energy storage unit.
  • the hydraulic delay unit or the electromechanical delay unit can still be used to brake the vehicle. In this way, the vehicle can still be brought to a standstill, in particular during an autonomous journey, such as a driverless journey, despite the failure of one of the two energy storage units.
  • a first control device of the hydraulic delay unit is preferably designed and/or programmed for this, taking into account at least one brake specification signal, which is generated by at least one brake actuation element sensor of the vehicle, an automatic speed control system of the vehicle, a second control device of the electromechanical delay unit and/or a further stabilization device of the brake system is output to the first control device, to control the motorized brake pressure build-up device, the first pressure control valve and the second pressure control valve in such a way that a first brake pressure present in the first wheel brake cylinder can be adjusted and modulated individually for each wheel and a second brake pressure present in the second wheel brake cylinder can be adjusted and modulated individually for each wheel.
  • the second control device of the electromechanical delay unit can be designed and/or programmed to do this, taking into account at least one additional brake specification signal which is generated by the at least one brake actuation element sensor, the automatic speed control system of the vehicle, the first control device of the hydraulic delay unit and/or the others Stabilization device of the braking system is issued to the second control device to control the first electromechanical wheel brake cylinder and the second electromechanical wheel brake cylinder individually.
  • a large number of standard stabilization functions can thus also be carried out by means of the electromechanical delay unit.
  • wheel-specific active delay modulations are possible by means of the electromechanical delay unit, which can be part of a vehicle stabilization function, such as VDC and TCS.
  • the hydraulic delay unit and the electromechanical delay unit are preferably connected to one another at most via at least one signal and/or bus line connected to the first control device and to the second control device. It is expressly pointed out here that a connection between the hydraulic delay unit and the electromechanical delay unit via hydraulic lines is not necessary. This brings about a significant reduction in the outlay on assembly of the brake system according to the invention.
  • Fig. 2 shows a flow chart for explaining an embodiment of the
  • Fig. La and lb show overall and partial representations of an embodiment of the brake system.
  • the braking system shown schematically in FIGS. 1a and 1b can be mounted on an at least two-axle vehicle/motor vehicle. It is expressly pointed out that the usability of the braking system is not limited to any special type of vehicle/motor vehicle.
  • the brake system includes a hydraulic deceleration unit 10 with at least one motorized brake pressure build-up device 12, a first wheel brake cylinder 14a that can be mounted/mounted on a first wheel of a first axle of the vehicle, and a second wheel brake cylinder 14b that can be mounted/mounted on a second wheel of the first axle.
  • the hydraulic deceleration unit 10 can also be referred to as a decoupled power brake.
  • the hydraulic deceleration unit 10 preferably has no further wheel brake cylinders in addition to the two wheel brake cylinders 14a and 14b.
  • the first wheel brake cylinder 14a and the second wheel brake cylinder 14b can each be referred to as a “hydraulic” wheel brake cylinder which is hydraulically connected to the motorized brake pressure build-up device 12 .
  • the first wheel brake cylinder 14a has a first pressure control valve 16a is hydraulically connected to the motorized brake pressure build-up device 12.
  • the second wheel brake cylinder 14b is hydraulically connected to the motorized brake pressure build-up device 12 via a second pressure control valve 16b.
  • a first brake pressure present in first wheel brake cylinder 14a can thus be adjusted by means of motorized brake pressure build-up device 12 with an at least partially open first pressure control valve 16a and a closed second pressure control valve 16b independently of a second brake pressure present in second wheel brake cylinder 14b.
  • the second brake pressure in the second wheel brake cylinder 14b can also be set independently of the first brake pressure in the first wheel brake cylinder 14a by means of the motorized brake pressure build-up device 12 when the second pressure control valve 16b is at least partially open and the first pressure control valve 16a is closed.
  • wheel-specific brake pressure adjustment is possible both for the first wheel brake cylinder 14a and for the second wheel brake cylinder 14b. Accordingly, wheel-specific pressure modulation is also possible both for the first brake pressure present in the first wheel brake cylinder 14a and for the second brake pressure present in the second wheel brake cylinder 14b.
  • the higher brake pressure can be built up by means of the motorized brake pressure build-up device 12, while the lower brake pressure can be built up in the respective wheel brake cylinder 14a or 14b by means of a suitable Delta pressure control of the associated pressure control valve 16a or 16b can be effected/is effected.
  • the braking system also includes an electromechanical delay unit 18 having a first electromechanical wheel brake cylinder 20a mountable/mounted on a first wheel of a second axle of the vehicle and a second electromechanical wheel brake cylinder 20b mountable/mounted on a second wheel of the second axle.
  • the first electromechanical wheel brake cylinder 20a and the second electromechanical wheel brake cylinder 20b can each also be used as an electromechanical Individual wheel actuator or as an electromechanical brake (EMB) are referred to.
  • EMB electromechanical brake
  • the electromechanical delay unit 18 preferably has no further “hydraulic” wheel brake cylinders in addition to the two electromechanical wheel brake cylinders 20a and 20b.
  • a braking force exerted on the first wheel of the second axle and the second wheel of the second axle can also be adjusted or varied for each wheel by designing the electromechanical delay unit 18 with the first electromechanical wheel brake cylinder 20a and the second electromechanical wheel brake cylinder 20b.
  • the first axle of the vehicle equipped with the hydraulic retarder unit 10 can be described as a "hydraulic axle”, while the second axle of the vehicle equipped with the electromechanical retarder unit 18 can be described as a “dry axle”.
  • Typical stabilization functions such as ABS (anti-lock braking system) and VDC (vehicle dynamic control) can be implemented on the “hydraulic axis”.
  • ABS modulations electromechanical brake modulations
  • the first axle of the vehicle is its front axle, or its foremost axle
  • the second axle of the vehicle is a middle axle, its rear axle or its rearmost axle.
  • the first wheel of the first axle and the second wheel of the first axle can thus be front wheels of the vehicle, while the first wheel of the second axle and the second wheel of the second axle can be understood as its rear wheels.
  • the assignment of the hydraulic deceleration unit 10 to the front axle or front axle of the vehicle and the electromechanical deceleration unit 18 to the middle axle and/or the rear axle or rear axle of the vehicle takes into account that braking the rear wheels of the vehicle often requires a lower force/clamping force , a smaller dynamic response and a lower setting accuracy is sufficient compared to braking the front wheels.
  • the electromechanical delay unit 18 can cause reliable braking of the rear wheels, while the advantages / strengths of the hydraulic delay unit 10 over the electromechanical Deceleration unit 18 can be used for the front wheels. It is pointed out again here that the advantages of the hydraulic delay unit 10 compared to the electromechanical delay unit 18 lie in greater dynamics and in an increase in the force that can be applied. Since, as a rule, greater dynamics and a greater force that can be applied are desired on the front wheels due to dynamic axle load distributions than on the rear wheels, the use of the hydraulic deceleration unit 10 is specifically advantageous for the front wheels. Instead, the electromechanical delay unit 18, which can be produced more cost-effectively, can be used for the rear wheels. At the same time, by equipping the brake system with the electromechanical delay unit 18, its need for toxic brake fluid is significantly reduced compared to the prior art.
  • the assignment of the hydraulic deceleration unit 10 to the front axle or foremost axle of the vehicle and the electromechanical deceleration unit 18 to the middle axle, the rear axle and/or rearmost axle of the vehicle also automatically causes a variable brake force distribution between the front and rear wheels, which is necessary for stable braking of the respective vehicle. Since the function of the parking brake is typically integrated in the prior art in the rear wheel actuators, the function of the parking brake can also be easily integrated into the electromechanical delay unit 18 in the braking system shown schematically in FIGS.
  • the electromechanical delay unit 18 can interact well with an electric motor used for recuperative braking of the respective vehicle, converting the kinetic energy of the vehicle into electrically storable energy.
  • an interaction/symbiogenesis in which/which an inability to use the electric motor for recuperative braking of the vehicle can easily be compensated by means of a correspondingly adapted operation of the electromechanical delay unit 18 .
  • first electromechanical wheel brake cylinder 20a and/or second electromechanical wheel brake cylinder 20b it is possible to easily compensate for the electric motor no longer being able to be used for recuperative braking of the vehicle.
  • recuperation is possible in the vehicle equipped with the brake system without restrictions on recuperation efficiency or an influence on a brake operation feel/pedal feel.
  • FIG. La and lb Another advantage of the brake system shown schematically in Fig. La and lb is the hydraulic connection of the first wheel brake cylinder 14a via a first normally closed outlet valve 22a to a brake fluid reservoir 24 of the hydraulic delay unit 10 and the hydraulic connection of the second wheel brake cylinder 14b via a second normally closed outlet valve 22b to the brake fluid reservoir 24.
  • both the first brake pressure in the first wheel brake cylinder 14a by opening the first normally closed outlet valve 22a and the second brake pressure in the second wheel brake cylinder 14b by opening the second normally closed outlet valve 22b can be reduced at any time for each individual wheel.
  • the first normally closed outlet valve 22a and the second normally closed outlet valve 22b can be used to modulate the first brake pressure in the first wheel brake cylinder 14a or the second brake pressure in the second wheel brake cylinder 14b, for example to carry out a ABS function or a VDC function. If desired, a pressure difference between the first brake pressure in the first wheel brake cylinder 14a and the second brake pressure in the second wheel brake cylinder 14b can also be adjusted by means of the first pressure control valve 16a, the second pressure control valve 16b, the first normally closed outlet valve 22a and/or by means of the second normally closed Outlet valve 22b can be adjusted.
  • the hydraulic delay unit 10 of the brake system shown in Figs Actuation of the brake actuator 28 is adjustable by a driver of the vehicle / is adjusted.
  • the brake actuation element 28 can be a brake pedal, for example.
  • the first wheel brake cylinder 14a and/or the second wheel brake cylinder 14b are hydraulically connected to the at least one chamber of the master brake cylinder 26 via at least one normally open switching valve 30a and 30b.
  • the brake system of FIGS In the brake system of FIGS .
  • the hydraulic delay unit 10 can therefore also be a hydraulic delay unit 10 without a master brake cylinder.
  • the at least one normally open switching valve 30a and 30b via which the first wheel brake cylinder 14a and/or the second wheel brake cylinder 14b are connected to the at least one chamber of master brake cylinder 26, is in its closed state, opening the normally closed switching valve 34 It can be ensured that the driver actuating brake activation element 28 brakes into simulator 32 via switching valve 34, which is closed when de-energized, and therefore, despite the decoupling of first wheel brake cylinder 14a and second wheel brake cylinder 14b, via the at least one switching valve 30a that is open when de-energized and is in its closed state 30b still has standard brake actuation/pedal feel.
  • the at least one normally open switching valve 30a and 30b via which the first wheel brake cylinder 14a and/or the second wheel brake cylinder 14b are connected to the at least one chamber of the master brake cylinder 26, is closed and the driver brakes via the open valve in his State present normally closed switching valve 34 in the simulator 32.
  • the respectively desired brake pressure in the first wheel brake cylinder 14a and in the second wheel brake cylinder 14b can be set via the pressure control valves 16a and 16b that are in their open state.
  • a reference chamber of the simulator 32 which is on a side of a piston of the simulator 32 facing away from the normally closed switching valve 34, can be hydraulically connected to the brake fluid reservoir 24, as shown schematically in FIG.
  • the only chamber or one of the chambers of the master cylinder 26 via a separating valve 36, preferably a normally open separating valve 36 on which Brake fluid reservoir 24 be hydraulically connected. If present, the separating valve 36 can advantageously be used for sniffing.
  • the motorized brake pressure build-up device 12 has, for example, a piston 12b that can be linearly adjusted by means of a motor 12a, wherein brake fluid can be transferred between a storage volume 12c of the motorized brake pressure build-up device 12 and at least one of the wheel brake cylinders 14a and 14b by adjusting the linearly adjustable piston 12b.
  • the motorized brake pressure build-up device 12 also has a connected pressure sensor 12d and a yaw rate sensor 12e of the motor 12a.
  • a reference chamber formed on a side of the piston 12b directed away from the storage volume 12c can also be hydraulically connected to the brake fluid reservoir 24, although this is not shown schematically in FIG. 1b.
  • the design of the motorized brake pressure build-up device 12 as a piston-cylinder device 12 is only to be interpreted as an example.
  • at least one pump can also be used as a motorized brake pressure build-up device 12 .
  • the first energy storage unit 38a and/or the second energy storage unit 38b can each be a battery, for example.
  • the separate design of the two energy storage units 38a and 38b means that even after a failure of one of the two energy storage units 38a and 38b, the other energy storage unit 38a and 38b can generally still output energy.
  • the failure of one of the two energy storage units 38a and 38b can thus usually still be bridged by the other of the two energy storage units 38a and 38b, because in such a situation at least the hydraulic delay unit 10 or the electromechanical delay unit 18 can still perform its function such that the vehicle is braked reliably.
  • the brake system preferably has at least one first control device 40a, by means of which at least the motorized brake pressure build-up device 12, the first pressure control valve 16a and the second pressure control valve 16b, and possibly at least one further component of the hydraulic delay unit 10 can be/are controlled.
  • the first control device 40a can also be configured and/or programmed to control the first electromechanical wheel brake cylinder 20a and the second electromechanical wheel brake cylinder 20b.
  • the brake system preferably also has a second control device 40b of electromechanical delay unit 18, which is designed and/or programmed to control first electromechanical wheel brake cylinder 20a and second electromechanical wheel brake cylinder 20b.
  • the brake system of FIGS. 1a and 1b has a high degree of redundancy due to the two energy storage units 38a and 38b and the two control devices 40a and 40b, which is why the brake system is particularly suitable for a vehicle designed/programmed for automated driving.
  • the braking system can therefore be used particularly well for assisted, automated and semi-automated applications or for purely manual driving.
  • at least motorized brake pressure build-up device 12, first pressure control valve 16a and second pressure control valve 16b, and possibly at least one further component of hydraulic delay unit 10 can be controlled by means of first control device 40a in such a way that the first brake pressure present in first wheel brake cylinder 14a and the the second brake pressure present in the second wheel brake cylinder 14b can be adjusted and modulated individually for each wheel.
  • the second control device is also designed and/or programmed to individually control first electromechanical wheel brake cylinder 20a and second electromechanical wheel brake cylinder 20b.
  • Other functions such as TCS (Traction Control System) and VDC (Vehicle Dynamic Control) can also be activated using the hydraulic
  • Delay unit 10 and / or the electromechanical delay unit 18 are implemented.
  • First control device 40a of hydraulic delay unit 10 can be designed and/or programmed, in particular, at least motorized brake pressure build-up device 12, first pressure control valve 16a and second pressure control valve 16b, and possibly at least one other component of hydraulic delay unit 10, taking into account at least one brake specification signal 42, which is output to the first control device 40a by at least one brake activation element sensor 44 of the vehicle, an automatic speed control system (not shown) of the vehicle, the second control device 40b of the electromechanical delay unit 18 and/or a further stabilization device (not shown) of the brake system is.
  • the at least one brake actuation element sensor 44 can be a rod travel sensor and/or a differential travel sensor, for example.
  • the automatic speed control system can be, for example, an automatic cruise control, specifically an ACC (Adaptive Cruise Control) device, or an emergency braking device, such as in particular an AEB (Autonomous Emergency Braking) device.
  • the second control device 40b of the electromechanical delay unit 18 can also be designed and/or programmed to take into account at least the first electromechanical wheel brake cylinder 20a and the second electromechanical wheel brake cylinder 20b a further brake specification signal 46, which is output by the at least one brake activation element sensor 44, the vehicle's automatic speed control system, the first control device 40a of the hydraulic delay unit 10 and/or the further stabilizing device of the brake system to the second control device 40b.
  • At least one pressure signal 48 from at least one pressure sensor 12d and 50 can also be taken into account by means of the first control device 40a and/or the second control device 40b during activation.
  • the hydraulic delay unit 10 and the electromechanical delay unit 18 are preferably connected to one another at most via at least one signal and/or bus line 52 connected to the first control device 40a and to the second control device 40b. It is expressly pointed out here that in the brake system of FIGS. This also eliminates conventional assembly work for laying such conventionally required brake lines between the first axis of hydraulic delay unit 10 and the second axis of electromechanical delay unit 18.
  • the brake system of FIGS. 1a and 1b also requires comparatively little toxic brake fluid. Nevertheless, a significant reduction in components and complexity is realized in the brake system, which significantly reduces its manufacturing costs. In addition, due to the modularity of the braking system, different variants can be implemented at low cost.
  • FIG. 2 shows a flow chart for explaining an embodiment of the method for braking an at least two-axle vehicle.
  • a motorized brake pressure build-up device of a hydraulic delay unit is operated in this way and a first pressure control valve, via which a first wheel brake cylinder of the hydraulic delay unit mounted on a first wheel of a first axle of the vehicle is hydraulically connected to the motorized brake pressure build-up device, and a second pressure control valve , via which a second wheel brake cylinder of the hydraulic deceleration unit mounted on a second wheel of the first axle is hydraulically connected to the motorized brake pressure build-up device, switched in such a way that the first wheel is braked using the first wheel brake cylinder and the second wheel is braked using the second wheel brake cylinder.
  • step S2 a first wheel of a second axle of the vehicle is braked by means of a first electromechanical wheel brake cylinder of an electromechanical delay unit mounted thereon and a second wheel of the second axle is braked by means of a second electromechanical wheel brake cylinder of the electromechanical delay unit mounted thereon.
  • Method steps S1 and S2 can be carried out in any order, simultaneously or with an overlapping time. In addition to the method steps S1 and S2, the method can also be expanded to include the processes explained above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug mit einer hydraulischen Verzögerungseinheit (10) mit einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12), einem an einem ersten Rad einer ersten Achse des Fahrzeugs montierbaren ersten Radbremszylinder (14a) und einem an einem zweiten Rad der ersten Achse montierbaren zweiten Radbremszylinder (14b), wobei der erste Radbremszylinder (14a) über ein erstes Druckregelventil (16a) an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) hydraulisch angebunden ist und der zweite Radbremszylinder (14b) über ein zweites Druckregelventil (16b) an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) hydraulisch angebunden ist, und wobei das Bremssystem eine elektromechanische Verzögerungseinheit (18) mit einem an einem ersten Rad einer zweiten Achse des Fahrzeugs montierbaren ersten elektromechanischen Radbremszylinder (20a) und einem an einem zweiten Rad der zweiten Achse montierbaren zweiten elektromechanischen Radbremszylinder (20b) aufweist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs.

Description

Beschreibung
Titel
Bremssystem und Verfahren zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 10 2016 208 529 Al, sind Bremssysteme für zweiachsige Fahrzeuge bekannt, welche jeweils genau vier Radbremszylinder aufweisen, von denen jeder Radbremszylinder hydraulisch an einem Hauptbremszylinder des jeweiligen Bremssystems mit einem dem Hauptbremszylinder vorgelagerten Bremspedal angebunden ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Bremssystem für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft hybride Bremssysteme mit einer ersten "hydraulischen Achse" und einer zweiten "trockenen Achse". Wie anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, können alle stabilisierenden Funktionen eines herkömmlichen rein-hydraulischen Bremssystems, sowohl zur Längs- als auch zur Querstabilisierung, sowie alle assistierten Verzögerungsfunktionen, auch mittels eines erfindungsgemäßen Bremssystems ausgeführt werden. Ebenso sind auch vorteilhafte Redundanzen für ein automatisiertes Fahren des jeweils mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs und für ein automatisiertes Parken des jeweiligen Fahrzeugs, inklusive Remote Controlled Parking, bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem realisiert.
Die zweite "trockene Achse" des erfindungsgemäßen Bremssystems kann insbesondere eine mittlere Achse, die Hinterachse oder hinterste Achse des jeweiligen zumindest zweiachsigen Fahrzeugs sein. In die zweite "trockene Achse" ist auch eine herkömmliche Feststellbrems- Funktion integrierbar. Ein weiterer Vorteil der zweiten "trockenen Achse" ist der reduzierte Bedarf an toxischer Bremsflüssigkeit bei dem auf diese Weise bewirkten erfindungsgemäßen Bremssystem, da Bremsflüssigkeit nur noch für die erste "hydraulische Achse", vorzugsweise die Vorderachse oder vorderste Achse des jeweilige zweiachsigen Fahrzeugs, benötigt wird. Ebenso müssen auch keine Bremsleitungen mehr an die zweite "trockene Achse" zur Führung von Bremsflüssigkeit mehr verlegt werden, wodurch sich ein Montageaufwand bei einer Montage des erfindungsgemäßen Bremssystems deutlich reduziert.
Die Verwendung der ersten "hydraulischen Achse" und der zweiten "trockenen Achse" bewirkt außerdem bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem automatisch eine variable Bremskraftverteilung zum vorteilhaften Abbremsen des jeweiligen zumindest zweiachsigen Fahrzeugs, insbesondere sofern die erste "hydraulische Achse" die Vorderachse des Fahrzeugs und die zweite "trockene Achse" die Hinterachse des Fahrzeugs sind. Außerdem besteht bei einer Verbauung mindestens einen elektrischen Motors an der Hinterachse in diesem Fall die Möglichkeit eines Zusammenwirkens/einer Symbiogenese mit einem zum rekuperativen Abbremsen des jeweiligen Fahrzeugs genutzten Elektromotor unter Umwandlung der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrisch abspeicherbare Energie. Des Weiteren weist das erfindungsgemäße Bremssystem Redundanzen für ein verlässliches automatisiertes Fahren des jeweiligen zumindest zweiachsigen Fahrzeugs auf, ohne dass dazu eine Ausfallwahrscheinlichkeit an einer der Komponenten des erfindungsgemäßen Bremssystems gegenüber dem Stand der Technik erhöht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Bremssystems umfasst die hydraulische Verzögerungseinheit ein Bremsflüssigkeitsreservoir, an welchem der erste Radbremszylinder über ein erstes stromlos geschlossenes Auslassventil hydraulisch angebunden ist und der zweite Radbremszylinder über ein zweites stromlos geschlossenes Auslassventil hydraulisch angebunden ist. Im Unterschied zu herkömmlicherweise verwendeten Rückschlagventilen realisieren das erste stromlos geschlossene Auslassventil und das zweite stromlos geschlossene Auslassventil eine verbesserte Rückförderhydraulik, insbesondere mit einer Entlastung in Richtung zu dem Bremsflüssigkeitsreservoir.
Vorzugsweise umfasst die hydraulische Verzögerungseinheit einen Hauptbremszylinder, an welchem ein Bremsbetätigungselement des Fahrzeugs derart anbindbar oder angebunden ist, dass mindestens ein mindestens eine Kammer des Hauptbremszylinders begrenzender Kolben des Hauptbremszylinders mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements durch einen Fahrer des Fahrzeugs verstellbar ist, wobei der erste Radbremszylinder und/oder der zweite Radbremszylinder über mindestens ein stromlos offenes Schaltventil an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders hydraulisch angebunden sind. Somit hat der Fahrer des Fahrzeugs bei der hier beschriebenen Ausführungsform des Bremssystems selbst bei einem kompletten Ausfall der gesamten Elektronik seines Fahrzeugs noch die Möglichkeit, mittels seiner Fahrerbremskraft einen ausreichenden Bremsdruck in dem ersten Radbremszylinder und/oder in dem zweiten Radbremszylinder zum Überführen seines Fahrzeugs in den Stillstand zu bewirken.
Beispielsweise umfasst die hydraulische Verzögerungseinheit einen Simulator, welcher über ein stromlos geschlossenes Schaltventil an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders hydraulisch angebunden ist. In diesem Fall kann der Fahrer nach einem Entkoppeln des Hauptbremszylinders von dem ersten Radbremszylinder und dem zweiten Radbremszylinder noch über das geöffnete Schaltventil in den Simulator einbremsen, sodass der Fahrer trotz der Entkoppelung des Hauptbremszylinders ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl hat. Bevorzugter Weise ist die einzige Kammer oder eine der Kammern des Hauptbremszylinders über ein Trennventil an dem Bremsflüssigkeitsreservoir hydraulisch angebunden. Dies ermöglicht ein "Nachschnüffeln" über das geöffnete Trennventil.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Bremssystems ist die hydraulische Verzögerungseinheit an einer ersten Energiespeichereinheit elektrisch anbindbar oder angebunden, während die elektromechanische Verzögerungseinheit an einer von der ersten Energiespeichereinheit getrennt ausgebildeten zweiten Energiespeichereinheit elektrisch anbindbar oder angebunden ist. Bei einem Ausfall einer der beiden Energiespeichereinheiten kann in diesem Fall die hydraulische Verzögerungseinheit oder die elektromechanische Verzögerungseinheit noch zum Abbremsen des Fahrzeugs verwendet werden. Auf diese Weise kann das Fahrzeug insbesondere während einer autonomen Fahrt, wie beispielsweise einer fahrerlosen Fahrt, trotz des Ausfalls einer der beiden Energiespeichereinheiten noch in seinen Stillstand überführt werden.
Vorzugsweise ist eine erste Steuervorrichtung der hydraulischen Verzögerungseinheit dazu ausgelegt und/oder programmiert, unter Berücksichtigung mindestens eines Bremsvorgabesignals, welches von mindestens einem Bremsbetätigungselement-Sensor des Fahrzeugs, einer Geschwindigkeitssteuerautomatik des Fahrzeugs, einer zweiten Steuervorrichtung der elektromechanischen Verzögerungseinheit und/oder einer weiteren Stabilisierungsvorrichtung des Bremssystems an die erste Steuervorrichtung ausgegebenen ist, die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung, das erste Druckregelventil und das zweite Druckregelventil derart anzusteuern, dass ein in dem ersten Radbremszylinder vorliegender erster Bremsdruck radindividuell einstellbar und modulierbar ist und ein in dem zweiten Radbremszylinder vorliegender zweiter Bremsdruck radindividuell einstellbar und modulierbar ist. Auf diese Weise sind eine Vielzahl von Stabilisierungsfunktionen, wie beispielsweise ABS und VDC, mittels der hydraulischen Verzögerungseinheit ausführbar. Als vorteilhafte Weiterbildung kann die zweite Steuervorrichtung der elektromechanischen Verzögerungseinheit dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, unter Berücksichtigung mindestens eines weiteren Bremsvorgabesignals, welches von dem mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor, der Geschwindigkeitssteuerautomatik des Fahrzeugs, der ersten Steuervorrichtung der hydraulischen Verzögerungseinheit und/oder der weiteren Stabilisierungsvorrichtung des Bremssystems an die zweite Steuervorrichtung ausgegebenen ist, den ersten elektromechanischen Radbremszylinder und den zweiten elektromechanischen Radbremszylinder individuell anzusteuern. Somit ist auch mittels der elektromechanischen Verzögerungseinheit eine Vielzahl von standardgemäßen Stabilisierungsfunktionen ausführbar. Insbesondere sind mittels der elektromechanischen Verzögerungseinheit radindividuelle aktive Verzögerungsmodulationen möglich, welche Bestandteil einer Fahrzeugstabilisierungsfunktion, wie beispielsweise VDC und TCS, sein können.
Vorzugsweise sind die hydraulische Verzögerungseinheit und die elektromechanische Verzögerungseinheit höchstens über mindestens eine an der ersten Steuervorrichtung und an der zweiten Steuervorrichtung angebundene Signal- und/oder Busleitung miteinander verbunden. Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Verbindung zwischen der hydraulischen Verzögerungseinheit und der elektromechanischen Verzögerungseinheit über hydraulische Leitungen nicht notwendig ist. Dies bewirkt eine deutliche Reduktion des Montageaufwands des erfindungsgemäßen Bremssystems.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile können auch durch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs bewirkt werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Verfahren zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des Bremssystems entsprechend weitergebildet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. la und lb Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform des Bremssystems; und
Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des
Verfahrens zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. la und lb zeigen Gesamt- und Teildarstellungen einer Ausführungsform des Bremssystems.
Das in Fig. la und lb schematisch wiedergegebene Bremssystem ist an einem zumindest zweiachsigen Fahrzeug/Kraftfahrzeug montierbar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit des Bremssystems auf keinen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs limitiert ist.
Das Bremssystem umfasst eine hydraulische Verzögerungseinheit 10 mit zumindest einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12, einem an einem ersten Rad einer ersten Achse des Fahrzeugs montierbaren/montierten ersten Radbremszylinder 14a und einem an einem zweiten Rad der ersten Achse montierbaren/montierten zweiten Radbremszylinder 14b. Die hydraulische Verzögerungseinheit 10 kann auch als eine entkoppelte Kraftbremse (Decoupled Power Brake) bezeichnet werden. Vorzugsweise weist die hydraulische Verzögerungseinheit 10 zusätzlich zu den zwei Radbremszylindern 14a und 14b keinen weiteren Radbremszylinder auf.
Der erste Radbremszylinder 14a und der zweite Radbremszylinder 14b können jeweils als ein „hydraulischer“ Radbremszylinder bezeichnet werden, welcher an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtdung 12 hydraulisch angebunden ist. Außerdem ist der erste Radbremszylinder 14a über ein erstes Druckregelventil 16a an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtdung 12 hydraulisch angebunden. Entsprechend ist der zweite Radbremszylinder 14b über ein zweites Druckregelventil 16b an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 hydraulisch angebunden. Damit kann ein in dem ersten Radbremszylinder 14a vorliegender erster Bremsdruck mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bei einem zumindest teilgeöffneten ersten Druckregelventil 16a und einem geschlossenen zweiten Druckregelventil 16b unabhängig von einem in dem zweiten Radbremszylinder 14b vorliegenden zweiten Bremsdruck eingestellt werden. Entsprechend kann auch der zweite Bremsdruck in dem zweiten Radbremszylinder 14b mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 bei einem zumindest teilgeöffneten zweiten Druckregelventil 16b und einem geschlossenen ersten Druckregelventil 16a unabhängig von dem ersten Bremsdruck in dem ersten Radbremszylinder 14a festgelegt werden. Mittels der Ausbildung der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 mit dem ersten Druckregelventil 16a und dem zweiten Druckregelventil 16b ist damit eine radindividuelle Bremsdruckeinstellung sowohl für den ersten Radbremszylinder 14a als auch für den zweiten Radbremszylinder 14b möglich. Entsprechend ist auch eine radindividuelle Druckmodulation sowohl für den in dem ersten Radbremszylinder 14a vorliegenden ersten Bremsdruck als auch für den in dem zweiten Radbremszylinder 14b vorliegenden zweiten Bremsdruck möglich. Sofern eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Bremsdruck in dem ersten Radbremszylinder 14a und dem zweiten Bremsdruck in dem zweiten Radbremszylinder 14b gewünscht ist, kann der höhere Bremsdruck mittels der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 aufgebaut werden, während der niedrigere Bremsdruck in dem jeweiligen Radbremszylinder 14a oder 14b mittels einer geeigneten Delta-Druck-Ansteuerung des zugeordneten Druckregelventils 16a oder 16b bewirkbar ist/bewirkt wird.
Das Bremssystem weist auch eine elektromechanische Verzögerungseinheit 18 mit einem an einem ersten Rad einer zweiten Achse des Fahrzeugs montierbaren/montierten ersten elektromechanischen Radbremszylinder 20a und einem an einem zweiten Rad der zweiten Achse montierbaren/montierten zweiten elektromechanischen Radbremszylinder 20b auf. Der erste elektromechanische Radbremszylinder 20a und der zweite elektromechanische Radbremszylinder 20b können jeweils auch als ein elektromechanischer Einzelradaktuator oder als eine elektromechanische Bremse (EMB) bezeichnet werden. Bevorzugter Weise weist die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 zusätzlich zu den zwei elektromechanischen Radbremszylindern 20a und 20b keinen weiteren „hydraulischen“ Radbremszylinder auf. Auch mittels der Ausbildung der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 mit dem ersten elektromechanischen Radbremszylinder 20a und dem zweiten elektromechanischen Radbremszylinder 20b kann eine auf das erste Rad der zweiten Achse und das zweite Rad der zweiten Achse ausgeübte Bremskraft radindividuell eingestellt oder variiert werden.
Die mit der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 ausgestattete erste Achse des Fahrzeugs kann als eine "hydraulische Achse" umschrieben werden, während die mit der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 ausgestattete zweite Achse des Fahrzeugs als eine "trockene Achse" bezeichenbar ist. Typische Stabilisierungsfunktionen, wie beispielsweise ABS (Antiblockiersystem) und VDC (Vehicle Dynamic Control), können an der "hydraulischen Achse" umgesetzt werden. An der "trockenen Achse" können insbesondere ABS- Modulationen (elektromechanische Bremsen-Modulationen) leicht umgesetzt werden.
Vorzugsweise ist die erste Achse des Fahrzeugs seine Vorderachse, bzw. seine vorderste Achse, während die zweite Achse des Fahrzeugs eine mittlere Achse, seine Hinterachse oder seine hinterste Achse ist. Das erste Rad der ersten Achse und das zweite Rad der ersten Achse können somit Vorderräder des Fahrzeugs sein, während unter dem ersten Rad der zweiten Achse und dem zweiten Rad der zweiten Achse seine Hinterräder verstanden werden können. Die Zuordnung der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 zu der Vorderachse oder vordersten Achse des Fahrzeugs und der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 zu der mittleren Achse und/oder der Hinterachse oder hintersten Achse des Fahrzeugs berücksichtigt, dass für eine Abbremsung der Hinterräder des Fahrzeugs häufig eine geringere Kraft/Klemm kraft, ein kleineres dynamisches Ansprechverhalten und eine geringere Stellgenauigkeit im Vergleich mit einem Abbremsen der Vorderräder ausreichend ist. Damit kann die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 ein verlässliches Abbremsen der Hinterräder bewirken, während die Vorteile/Stärken der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 gegenüber der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 für die Vorderräder genutzt werden können. Es wird hier nochmals darauf hingewiesen, dass die Vorteile der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 gegenüber der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 in einer höheren Dynamik und in einer Steigerung der aufbringbaren Kraft liegen. Da in der Regel an den Vorderrädern aufgrund dynamischer Achslastverteilungen eine höhere Dynamik und eine größere aufbringbare Kraft als an den Hinterrädern gewünscht wird, ist die Verwendung der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 gezielt für die Vorderräder vorteilhaft. Für die Hinterräder kann stattdessen die kostengünstiger herstellbare elektromechanische Verzögerungseinheit 18 eingesetzt werden. Gleichzeitig ist mittels der Ausstattung des Bremssystems mit der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 dessen Bedarf an toxischer Bremsflüssigkeit gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert.
Die Zuordnung der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 an die Vorderachse oder vorderste Achse des Fahrzeugs und der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 an die mittlere Achse, die Hinterachse und/oder hinterste Achse des Fahrzeugs bewirkt außerdem automatisch eine variable Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterrädern, welche für ein stabiles Abbremsen des jeweiligen Fahrzeugs sorgt. Da die Funktion der Feststellbremse typischerweise beim Stand der Technik in die Hinterradaktuatoriken integriert ist, kann auch bei dem mittels der Fig. la und lb schematisch wiedergegebenen Bremssystem die Funktion der Feststellbremse problemlos in die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 integriert sein/werden.
Zusätzlich kann die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 gut mit einem zum rekuperativen Abbremsen des jeweiligen Fahrzeugs genutzten Elektromotor unter Umwandlung der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrisch abspeicherbare Energie Zusammenwirken. Insbesondere ergeben sich Möglichkeiten eines Zusammenwirkens/einer Symbiogenese, bei welchem/welcher eine entfallende Einsetzbarkeit des Elektromotors zum rekuperativen Abbremsen des Fahrzeugs leicht mittels eines entsprechend angepassten Betriebs der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 ausgeglichen werden kann. Damit ist es häufig nicht notwendig, auf eine entfallende Einsetzbarkeit des Elektromotors zum rekuperativen Abbremsen des Fahrzeugs mit einem aufwändigen "hydraulischen Verblendvorgang" der hydraulischen Verzögerungseinheit 10, d.h. mit einer Variierung des ersten Bremsdrucks in dem ersten Radbremszylinder 14a und/oder des zweiten Bremsdrucks in dem zweiten Radbremszylinder 14b zu reagieren. Stattdessen kann durch ein entsprechendes Ansteuern des ersten elektromechanischen Radbremszylinders 20a und/oder des zweiten elektromechanischen Radbremszylinders 20b eine entfallende Einsetzbarkeit des Elektromotors zum rekuperativen Abbremsen des Fahrzeugs leicht kompensiert werden. Zusätzlich ist eine Rekuperation bei dem mit dem Bremssystem ausgestatteten Fahrzeug ohne Einschränkungen einer Rekuperationseffizienz oder eines Einflusses auf ein Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl möglich.
Ein weiterer Vorteil des in Fig. la und lb schematisch dargestellten Bremssystems ist die hydraulische Anbindung des ersten Radbremszylinders 14a über ein erstes stromlos geschlossenes Auslassventil 22a an ein Bremsflüssigkeitsreservoir 24 der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 und die hydraulische Anbindung des zweiten Radbremszylinders 14b über ein zweites stromlos geschlossenes Auslassventil 22b an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24. Somit können sowohl der erste Bremsdruck in dem ersten Radbremszylinder 14a über ein Öffnen des ersten stromlos geschlossenen Auslassventils 22a als auch der zweite Bremsdruck in dem zweiten Radbremszylinder 14b über ein Öffnen des zweiten stromlos geschlossenen Auslassventils 22b jederzeit radindividuell reduziert werden. Das erste stromlos geschlossene Auslassventil 22a und das zweite stromlos geschlossene Auslassventil 22b können zusammen mit dem ersten Druckregelventil 16a und dem zweiten Druckregelventil 16b zur Modulation des ersten Bremsdrucks in dem ersten Radbremszylinder 14a oder des zweiten Bremsdrucks in dem zweiten Radbremszylinder 14b, wie beispielsweise zum Ausführen einer ABS-Funktion oder einer VDC-Funktion, genutzt werden. Sofern gewünscht, kann auch eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Bremsdruck in dem ersten Radbremszylinder 14a und dem zweiten Bremsdruck in dem zweiten Radbremszylinder 14b mittels des ersten Druckregelventils 16a, des zweiten Druckregelventils 16b, des ersten stromlos geschlossenen Auslassventils 22a und/oder mittels des zweiten stromlos geschlossenen Auslassventils 22b eingestellt werden. Als vorteilhafte Weiterbildung umfasst die hydraulische Verzögerungseinheit 10 des Bremssystems der Fig. la und lb auch einen Hauptbremszylinder 26, an welchem ein Bremsbetätigungselement 28 des Fahrzeugs derart anbindbar/angebunden ist, dass mindestens ein mindestens eine Kammer des Hauptbremszylinders 26 begrenzender Kolben des Hauptbremszylinders 26 mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 28 durch einen Fahrer des Fahrzeugs verstellbar ist/verstellt wird. Das Bremsbetätigungselement 28 kann beispielsweise ein Bremspedal sein. Der erste Radbremszylinder 14a und/oder der zweite Radbremszylinder 14b sind über mindestens ein stromlos offenes Schaltventil 30a und 30b an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders 26 hydraulisch angebunden. Beispielhaft sind bei dem Bremssystem der Fig. la und lb der erste Radbremszylinder 14a über ein erstes stromlos offenes Schaltventil 30a an einer ersten Kammer des Hauptbremszylinders 26 und der zweite Radbremszylinder 14b über ein zweites stromlos offenes Schaltventil 30b an einer zweiten Kammer des Hauptbremszylinders 26 hydraulisch angebunden. Somit kann über ein Öffnen mindestens eines der stromlos offenen Schaltventile 30a und 30b sichergestellt werden, dass der das Bremsbetätigungselement 28 betätigende Fahrer mittels seiner Fahrerbremskraft noch in den ersten Radbremszylinder 14a und/oder den zweiten Radbremszylinder 14b einbremsen kann, um eine Bremsdrucksteigerung in dem ersten Radbremszylinder 14a und/oder in dem zweiten Radbremszylinder 14b zu bewirken. Auf diese Weise kann der Fahrer selbst während eines vollständigen Elektronikausfalls seines Fahrzeugs mittels der bewirkten Bremsdrucksteigerung das Fahrzeug sicher in den Stillstand überführen. Außerdem können aufgrund der Ausstattung des Bremssystems der Fig. la und lb mit den zwei stromlos offenen Schaltventilen 30a und 30b der in dem ersten Radbremszylinder 14a vorliegende erste Bremsdruck und der in dem zweiten Radbremszylinder 14b vorliegende zweite Bremsdruck radindividuell kleinergleich einem in dem Hauptbremszylinder 26 vorliegenden
Hauptbremszylinderdruck eingestellt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass aufgrund der unten beschriebenen Redundanzen des Bremssystems dessen Ausstattung mit dem Hauptbremszylinder 26 in der Regel nicht notwendig ist. Die hydraulische Verzögerungseinheit 10 kann deshalb auch eine Hauptbremszylinder-lose hydraulische Verzögerungseinheit 10 sein. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Bremssystems der Fig. la und lb ist ein Simulator 32 der hydraulischen Verzögerungseinheit 10, welcher über ein stromlos geschlossenes Schaltventil 34 an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders 26 hydraulisch angebunden ist. Sofern das mindestens eine stromlos offene Schaltventil 30a und 30b, über welches der erste Radbremszylinder 14a und/oder der zweite Radbremszylinder 14b an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders 26 angebunden sind, in seinem geschlossenen Zustand vorliegt, kann über ein Öffnen des stromlos geschlossenen Schaltventils 34 sichergestellt werden, dass der das Bremsbetätigungselement 28 betätigende Fahrer über das stromlos geschlossene Schaltventil 34 in den Simulator 32 einbremst, und deshalb trotz der Abkopplung des ersten Radbremszylinders 14a und des zweiten Radbremszylinders 14b über das mindestens eine in seinem geschlossenen Zustand vorliegende stromlos offene Schaltventil 30a und 30b noch ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl/Pedalgefühl hat.
Während eines Normalbetriebs des Bremssystems ist das mindestens eine stromlos offene Schaltventil 30a und 30b, über welches der erste Radbremszylinder 14a und/oder der zweite Radbremszylinder 14b an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders 26 angebunden sind, geschlossen und der Fahrer bremst über das in seinem geöffneten Zustand vorliegende stromlos geschlossene Schaltventil 34 in den Simulator 32 ein. Über die in ihrem geöffneten Zustand vorliegenden Druckregelventile 16a und 16b kann im Normalbetrieb des Bremssystems bei geschlossenen Auslassventilen 22a und 22b der jeweils gewünschte Bremsdruck in dem ersten Radbremszylinder 14a und in dem zweiten Radbremszylinder 14b eingestellt werden.
Eine Referenzkammer des Simulators 32, welche auf einer von dem stromlos geschlossenen Schaltventil 34 weg gerichteten Seite eines Kolbens des Simulators 32 liegt, kann, wie in Fig. lb schematisch dargestellt ist, an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 hydraulisch angebunden sein. Ebenso kann die einzige Kammer oder eine der Kammern des Hauptbremszylinders 26 über ein Trennventil 36, vorzugsweise ein stromlos offenes Trennventil 36, an dem Bremsflüssigkeitsreservoir 24 hydraulisch angebunden sein. Sofern vorhanden, kann das Trennventil 36 zum Nachschnüffeln vorteilhaft eingesetzt werden.
Lediglich beispielhaft ist bei dem Bremssystem der Fig. la und lb die motorisierte Bremsdruckaufbaueinrichtung 12 als eine Kolben-Zylinder- Vorrichtung 12, bzw. als eine Plungervorrichtung, ausgebildet. Dazu weist die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 beispielhaft einen mittels eines Motors 12a linear verstellbaren Kolben 12b auf, wobei über ein Verstellen des linear verstellbaren Kolbens 12b Bremsflüssigkeit zwischen einem Speichervolumen 12c der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 und mindestens einem der Radbremszylinder 14a und 14b transferierbar ist. Als optionale Weiterbildung weist die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 zusätzlich noch einen angebundenen Drucksensor 12d und einen Drehratensensor 12e des Motors 12a auf. Eine auf einer von dem Speichervolumen 12c weg gerichteten Seite des Kolbens 12b ausgebildete Referenzkammer kann außerdem an das Bremsflüssigkeitsreservoir 24 hydraulisch angebunden sein, was in Fig. lb jedoch nicht schematisch dargestellt ist. Es wird allerdings darauf hingewiesen, dass die Ausbildung der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 als Kolben-Zylinder-Vorrichtung 12 lediglich beispielhaft zu interpretieren ist. Alternativ kann beispielsweise auch mindestens eine Pumpe als motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12 eingesetzt sein.
Wie in Fig. la erkennbar ist, ist bei dem hier beschriebenen Bremssystem die hydraulische Verzögerungseinheit 10 an einer ersten Energiespeichereinheit 38a elektrisch anbindbar/angebunden, während die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 an einer von der ersten Energiespeichereinheit 38a getrennt ausgebildeten zweiten Energiespeichereinheit 38b elektrisch anbindbar/angebunden ist. Die erste Energiespeichereinheit 38a und/oder die zweite Energiespeichereinheit 38b kann beispielsweise jeweils eine Batterie sein. Unter der getrennten Ausbildung der beiden Energiespeichereinheiten 38a und 38b ist zu verstehen, dass selbst nach einem Ausfall einer der beiden Energiespeichereinheiten 38a und 38b die andere Energiespeichereinheit 38a und 38b in der Regel noch eine Energie ausgeben kann. Der Ausfall der einen der beiden Energiespeichereinheiten 38a und 38b kann somit in der Regel noch mittels der anderen der beiden Energiespeichereinheiten 38a und 38b überbrückt werden, weil in einer derartigen Situation noch zumindest die hydraulische Verzögerungseinheit 10 oder die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 ihre Funktion so ausführen kann, dass das Fahrzeug verlässlich abgebremst wird.
Vorzugsweise weist das Bremssystem zumindest eine erste Steuervorrichtung 40a auf, mittels welcher zumindest die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12, das erste Druckregelventil 16a und das zweite Druckregelventil 16b, und evtl, noch mindestens eine weitere Komponente der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 ansteuerbar sind/angesteuert werden. Optionaler Weise kann die erste Steuervorrichtung 40a auch dazu ausgebildet und/oder programmiert sein, den ersten elektromechanischen Radbremszylinder 20a und den zweiten elektromechanischen Radbremszylinder 20b anzusteuern. Bevorzugt weist das Bremssystem jedoch zusätzlich zu der ersten Steuervorrichtung 40a der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 noch eine zweite Steuervorrichtung 40b der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 auf, welche dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, den ersten elektromechanischen Radbremszylinder 20a und den zweiten elektromechanischen Radbremszylinder 20b anzusteuern. Mittels der Ausstattung des Bremssystems mit den beiden Steuervorrichtungen 40a und 40b kann sichergestellt werden, dass bei einem Ausfall einer der beiden Steuervorrichtungen 40a und 40b noch zumindest die hydraulische Verzögerungseinheit 10 oder die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 ihre Funktion so ausführen kann, dass das Fahrzeug verlässlich in seinen Stillstand überführbar ist.
Das Bremssystem der Fig. la und lb weist aufgrund der zwei Energiespeichereinheiten 38a und 38b und der zwei Steuervorrichtungen 40a und 40b einen hohen Redundanzgrad auf, weshalb sich das Bremssystem insbesondere für ein zum automatisierten Fahren ausgelegtes/programmiertes Fahrzeug besonders gut eignet. Das Bremssystem kann deshalb besonders gut für assistierte, automatisierte und teilautomatisierte Anwendungen oder für ein rein manuelles Fahren genutzt werden. Vorzugsweise sind zumindest die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12, das erste Druckregelventil 16a und das zweite Druckregelventil 16b, und evtl, noch mindestens eine weitere Komponente der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 mittels der ersten Steuervorrichtung 40a derart ansteuerbar, dass der in dem ersten Radbremszylinder 14a vorliegende erste Bremsdruck und der in dem zweiten Radbremszylinder 14b vorliegende zweite Bremsdruck radindividuell einstellbar und modulierbar sind. Bevorzugter Weise ist auch die zweite Steuervorrichtung dazu ausgelegt und/oder programmiert, den ersten elektromechanischen Radbremszylinder 20a und den zweiten elektromechanischen Radbremszylinder 20b individuell anzusteuern. Auch weitere Funktionen, wie beispielsweise TCS (Traction Control System) und VDC (Vehicle Dynamic Control), können mittels der hydraulischen
Verzögerungseinheit 10 und/oder der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 umgesetzt werden.
Die erste Steuervorrichtung 40a der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 kann insbesondere dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, zumindest die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung 12, das erste Druckregelventil 16a und das zweite Druckregelventil 16b, und evtl, noch mindestens eine weitere Komponente der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 unter Berücksichtigung mindestens eines Bremsvorgabesignals 42 anzusteuern, welches von mindestens einem Bremsbetätigungselement-Sensor 44 des Fahrzeugs, einer (nicht dargestellten) Geschwindigkeitssteuerautomatik des Fahrzeugs, der zweiten Steuervorrichtung 40b der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 und/oder einer (nicht dargestellten) weiteren Stabilisiervorrichtung des Bremssystems an die erste Steuervorrichtung 40a ausgegebenen ist. Der mindestens eine Bremsbetätigungselement-Sensor 44 kann beispielsweise ein Stangenwegsensor und/oder ein Differenzwegsensor sein. Die Geschwindigkeitssteuerautomatik kann z.B. ein Abstantsregeltempomat, speziell eine ACC-Vorrichtung (Adaptive Cruise Control), oder eine Notbremsvorrichtung, wie insbesondere eine AEB-Vorrichtung (Autonomous Emergency Braking), sein. Auch die die zweite Steuervorrichtung 40b der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 kann dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, den ersten elektromechanischen Radbremszylinder 20a und den zweiten elektromechanischen Radbremszylinder 20b unter Berücksichtigung mindestens eines weiteren Bremsvorgabesignals 46, welches von dem mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor 44, der Geschwindigkeitssteuerautomatik des Fahrzeugs, der ersten Steuervorrichtung 40a der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 und/oder der weiteren Stabilisiervorrichtung des Bremssystems an die zweite Steuervorrichtung 40b ausgegebenen ist, anzusteuern. Auch mindestens ein Drucksignal 48 mindestens eines Drucksensors 12d und 50 kann mittels der ersten Steuervorrichtung 40a und/oder der zweiten Steuervorrichtung 40b beim Ansteuern mitberücksichtigbar sein.
Vorzugsweise sind die hydraulische Verzögerungseinheit 10 und die elektromechanische Verzögerungseinheit 18 höchstens über mindestens eine an der ersten Steuervorrichtung 40a und an der zweiten Steuervorrichtung 40b angebundene Signal- und/oder Busleitung 52 miteinander verbunden. Es wird hier ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei dem Bremssystem der Fig. la und lb keine "hydraulische Verbindung" durch Bremsleitungen zwischen der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 und der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18 benötigt wird. Somit entfällt auch ein herkömmlicher Montageaufwand zum Verlegen derartiger herkömmlicherweise benötigter Bremsleitungen zwischen der ersten Achse der hydraulischen Verzögerungseinheit 10 und der zweiten Achse der elektromechanischen Verzögerungseinheit 18. Ebenso benötigt das Bremssystem der Fig. la und lb vergleichsweise wenig toxische Bremsflüssigkeit. Trotzdem ist bei dem Bremssystem eine deutliche Bauteil- und Komplexitätsreduzierung realisiert, was dessen Herstellungskosten signifikant verringert. Außerdem sind aufgrund der Modularität des Bremssystems verschiedene Ausprägungsvarianten kostengünstig umsetzbar.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs.
Das im Weiteren erläuterte Verfahren kann an (nahezu) jedem zumindest zweiachsigen Fahrzeug/Kraftfahrzeug ausgeführt werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Ausführbarkeit des Verfahrens auf keinen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs beschränkt ist.
In einem Verfahrensschritt S1 des Verfahrens werden eine motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung einer hydraulischen Verzögerungseinheit derart betrieben und ein erstes Druckregelventil, über welches ein an einem ersten Rad einer ersten Achse des Fahrzeugs montierter erster Radbremszylinder der hydraulischen Verzögerungseinheit an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung hydraulisch angebunden ist, und ein zweites Druckregelventil, über welches ein an einem zweiten Rad der ersten Achse montierter zweiter Radbremszylinder der hydraulischen Verzögerungseinheit an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung hydraulisch angebunden ist, so geschaltet, dass das erste Rad mittels des ersten Radbremszylinders und das zweite Rad mittels des zweiten Radbremszylinders abgebremst werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 werden ein erstes Rad einer zweiten Achse des Fahrzeugs mittels eines daran montierten ersten elektromechanischen Radbremszylinders einer elektromechanischen Verzögerungseinheit und ein zweites Rad der zweiten Achse mittels eines daran montierten zweiten elektromechanischen Radbremszylinders der elektromechanischen Verzögerungseinheit abgebremst. Damit bewirkt auch ein Ausführen des hier beschriebenen Verfahrens die oben erläuterten Vorteile.
Die Verfahrensschritte S1 und S2 können in beliebiger Reihenfolge, gleichzeitig oder zeitlich überschneidend ausgeführt werden. Außerdem kann das Verfahren zusätzlich zu den Verfahrensschritten S1 und S2 noch um die oben erläuterten Prozesse erweitert werden.

Claims

Ansprüche
1. Bremssystem für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug mit: einer hydraulischen Verzögerungseinheit (10) mit einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12), einem an einem ersten Rad einer ersten Achse des Fahrzeugs montierbaren ersten Radbremszylinder (14a) und einem an einem zweiten Rad der ersten Achse montierbaren zweiten Radbremszylinder (14b); wobei der erste Radbremszylinder (14a) über ein erstes Druckregelventil (16a) an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) hydraulisch angebunden ist und der zweite Radbremszylinder (14b) über ein zweites Druckregelventil (16b) an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) hydraulisch angebunden ist, gekennzeichnet durch eine elektromechanische Verzögerungseinheit (18) mit einem an einem ersten Rad einer zweiten Achse des Fahrzeugs montierbaren ersten elektromechanischen Radbremszylinder (20a) und einem an einem zweiten Rad der zweiten Achse montierbaren zweiten elektromechanischen Radbremszylinder (20b).
2. Bremssystem nach Anspruch 1, wobei die hydraulische Verzögerungseinheit (10) ein Bremsflüssigkeitsreservoir (24) umfasst, an welchem der erste Radbremszylinder (14a) über ein erstes stromlos geschlossenes Auslassventil (22a) hydraulisch angebunden ist und der zweite Radbremszylinder (14b) über ein zweites stromlos geschlossenes Auslassventil (22b) hydraulisch angebunden ist.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hydraulische Verzögerungseinheit (10) einen Hauptbremszylinder (26) umfasst, an welchem ein Bremsbetätigungselement (289 des Fahrzeugs derart anbindbar oder angebunden ist, dass mindestens ein mindestens eine Kammer des Hauptbremszylinders (26) begrenzender Kolben des Hauptbremszylinders (26) mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements (28) durch einen Fahrer des Fahrzeugs verstellbar ist, und wobei der erste Radbremszylinder (14a) und/oder der zweite Radbremszylinder (14b) über mindestens ein stromlos offenes Schaltventil (30a, 30b) an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders (26) hydraulisch angebunden sind. Bremssystem nach Anspruch 3, wobei die hydraulische Verzögerungseinheit (10) einen Simulator (32) umfasst, welcher über ein stromlos geschlossenes Schaltventil (34) an der mindestens einen Kammer des Hauptbremszylinders (26) hydraulisch angebunden ist. Bremssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die einzige Kammer oder eine der Kammern des Hauptbremszylinders (26) über ein Trennventil (36) an dem Bremsflüssigkeitsreservoir (24) hydraulisch angebunden ist. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydraulische Verzögerungseinheit (10) an einer ersten Energiespeichereinheit (38a) elektrisch anbindbar oder angebunden ist, und wobei die elektromechanische Verzögerungseinheit (18) an einer von der ersten Energiespeichereinheit (38a) getrennt ausgebildeten zweiten Energiespeichereinheit (38b) elektrisch anbindbar oder angebunden ist. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Steuervorrichtung (40a) der hydraulischen Verzögerungseinheit (10) dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, unter Berücksichtigung mindestens eines Bremsvorgabesignals (42), welches von mindestens einem Bremsbetätigungselement-Sensor (44) des Fahrzeugs, einer Geschwindigkeitssteuerautomatik des Fahrzeugs, einer zweiten Steuervorrichtung (40b) der elektromechanischen Verzögerungseinheit (18) und/oder einer weiteren Stabilisiervorrichtung des Bremssystems an die erste Steuervorrichtung (40a) ausgegebenen ist, die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung (12), das erste Druckregelventil (16a) und das zweite Druckregelventil (16b) derart anzusteuern, dass ein in dem ersten Radbremszylinder (14a) vorliegender erster Bremsdruck radindividuell einstellbar und modulierbar ist und ein in dem zweiten Radbremszylinder (14b) vorliegender zweiter Bremsdruck radindividuell einstellbar und modulierbar ist. Bremssystem nach Anspruch 7, wobei die zweite Steuervorrichtung (40b) der elektromechanischen Verzögerungseinheit (18) dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, unter Berücksichtigung mindestens eines weiteren Bremsvorgabesignals (46), welches von dem mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor (44), der Geschwindigkeitssteuerautomatik des Fahrzeugs, der ersten Steuervorrichtung (40a) der hydraulischen Verzögerungseinheit (10) und/oder der weiteren Stabilisiervorrichtung des Bremssystems an die zweite Steuervorrichtung (40b) ausgegebenen ist, den ersten elektromechanischen Radbremszylinder (20a) und den zweiten elektromechanischen Radbremszylinder (20b) individuell anzusteuern. Bremssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die hydraulische Verzögerungseinheit (10) und die elektromechanische Verzögerungseinheit (18) höchstens über mindestens eine an der ersten Steuervorrichtung (40a) und an der zweiten Steuervorrichtung (40b) angebundene Signal- und/oder Busleitung (52) miteinander verbunden sind. Verfahren zum Abbremsen eines zumindest zweiachsigen Fahrzeugs mit den Schritten:
Betreiben einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) einer hydraulischen Verzögerungseinheit (10) und Schalten eines ersten Druckregelventils (16a), über welches ein an einem ersten Rad einer ersten Achse des Fahrzeugs montierter erster Radbremszylinder (14a) der hydraulischen Verzögerungseinheit (10) an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) hydraulisch angebunden ist, und eines zweiten Druckregelventils (16b), über welches ein an einem zweiten Rad der ersten Achse montierter zweiter Radbremszylinder (14b) der hydraulischen Verzögerungseinheit (10) an der motorisierten - 21 -
Bremsdruckaufbauvorrichtung (12) hydraulisch angebunden ist, derart, dass das erste Rad mittels des ersten Radbremszylinders (14a) und das zweite Rad mittels des zweiten Radbremszylinders (14b) abgebremst werden (Sl), gekennzeichnet durch den Schritt:
Abbremsen eines ersten Rads einer zweiten Achse des Fahrzeugs mittels eines daran montierten ersten elektromechanischen Radbremszylinders (20a) einer elektromechanischen Verzögerungseinheit (18) und eines zweiten Rads der zweiten Achse mittels eines daran montierten zweiten elektromechanischen Radbremszylinders (20b) der elektromechanischen Verzögerungseinheit (18)(S2).
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