DE102014214378A1

DE102014214378A1 - Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremssystems

Info

Publication number: DE102014214378A1
Application number: DE102014214378.0A
Authority: DE
Inventors: Bastian Witte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (10) für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einem von einem Bremsmedium durchströmbaren ersten Bremskreis (12), einem von einem Bremsmedium durchströmbaren zweiten Bremskreis (14), einer im ersten Bremskreis (12) angeordneten ersten Ventileinrichtung (20) zur Modulation des den ersten Bremskreis (12) durchströmenden Bremsmediums, einer im zweiten Bremskreis (14) angeordneten zweiten Ventileinrichtung (20) zur Modulation des den zweiten Bremskreis (14) durchströmenden Bremsmediums, einer ersten Recheneinrichtung (ECU1) zum Ansteuern der ersten Ventileinrichtung (20), einer zweiten Recheneinrichtung (ECU2) zum Ansteuern der zweiten Ventileinrichtung (24), einer im ersten Bremskreis (12) angeordneten ersten Pumpe (49) zum Fördern des Bremsmediums, und einer im zweiten Bremskreis (14) angeordneten zweiten Pumpe (51) zum Fördern des Bremsmediums, wobei die erste Pumpe (49) mittels einer der Recheneinrichtungen (ECU1, ECU2) und die zweite Pumpe (51) mittels der anderen Recheneinrichtung (ECU2) ansteuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremssystems gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
Ein solches Bremssystem und ein solches Verfahren sind beispielsweise der EP 1 968 831 B1 als bekannt zu entnehmen. Das Bremssystem weist einen ersten Bremskreis und einen zweiten Bremskreis auf, welche jeweils von einem Bremsmedium durchströmbar sind. Bei dem Bremsmedium handelt es sich beispielsweise um Luft, insbesondere Druckluft. Alternativ kann es sich bei dem Bremsmedium um eine Flüssigkeit, das heißt eine Bremsflüssigkeit, handeln, sodass das Bremssystem beispielsweise als hydraulisches Bremssystem ausgebildet ist. Da das Bremssystem zwei Bremskreise aufweist, wird das Bremssystem üblicherweise auch als Zweikreis-Bremssystem bezeichnet.
Das Bremssystem weist ferner eine im ersten Bremskreis angeordnete erste Ventileinrichtung zum Einstellen einer Versorgung wenigstens einer ersten Betriebsbremseinrichtung mit dem den ersten Bremskreis durchströmenden Bremsmedium auf. Die erste Betriebsbremseinrichtung dient zum Bewirken beziehungsweise Erzeugen wenigstens einer ersten Bremskraft beziehungsweise eines ersten Bremsmoments, mittels welchem wenigstens ein Rad des Fahrzeugs abgebremst werden kann. Die erste Bremskraft beziehungsweise das erste Bremsmoment wird dabei insbesondere mittels des Bremsmediums bewirkt. Mit anderen Worten dient die erste Ventileinrichtung zur Modulation des den ersten Bremskreis durchströmenden Bremsmediums, wodurch das mittels der ersten Betriebsbremseinrichtung zu bewirkende erste Bremsmoment eingestellt wird.
Ferner umfasst das Bremssystem eine im zweiten Bremskreis angeordnete zweite Ventileinrichtung zum Einstellen einer Versorgung wenigstens einer zweiten Betriebsbremseinrichtung mit dem den zweiten Bremskreis durchströmenden Bremsmedium. Mittels der zweiten Betriebsbremseinrichtung kann wenigstens eine zweite Bremskraft beziehungsweise ein zweites Bremsmoment bewirkt beziehungsweise erzeugt werden, mittels welchem wenigstens ein anderes Rad des Fahrzeugs abgebremst werden kann. Auch hierbei wird das zweite Bremsmoment insbesondere mittels des Bremsmediums bewirkt. Mit anderen Worten dient die zweite Ventileinrichtung zur Modulation des den zweiten Bremskreis durchströmenden Bremsmediums, wodurch das mittels der zweiten Betriebsbremseinrichtung zu bewirkende zweite Bremsmoment eingestellt wird.
Die Betriebsbremseinrichtungen sind beispielsweise Bestandteil einer sogenannten Betriebsbremsanlage, welche eine Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, gegebenenfalls bis zum Stillstand, ermöglicht. Üblicherweise werden die Betriebsbremsanlage und somit die Betriebsbremseinrichtungen mittels wenigstens eines Betätigungselements vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt, wobei das Betätigungselement im Innenraum angeordnet ist. Üblicherweise handelt es sich bei dem Betätigungselement um ein Pedal, welches auch als Bremspedal bezeichnet wird und der Fahrer mit seinem Fuß betätigen kann.
Schließlich umfasst das Bremssystem eine erste Recheneinrichtung zum Ansteuern der ersten Ventileinrichtung sowie eine zweite Recheneinrichtung zum Ansteuern der zweiten Ventileinrichtung. Dadurch kann die Versorgung der ersten Betriebsbremseinrichtung mit dem Bremsmedium über die erste Ventileinrichtung mittels der ersten Recheneinrichtung eingestellt werden, wobei die Versorgung der zweiten Betriebsbremseinrichtung mit dem Bremsmedium über die zweite Ventileinrichtung mittels der zweiten Recheneinrichtung eingestellt werden kann. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass mittels der Recheneinrichtungen eine automatische Einstellung der Versorgung der jeweiligen Betriebsbremseinrichtungen mit dem Bremsmedium erfolgt. Hierdurch ist beispielsweise ein Antiblockiersystem darstellbar, mittels welchem eine Antiblockierbremsung durchgeführt werden kann. Mittels der Recheneinrichtungen kann nämlich in Abhängigkeit von einem jeweiligen, erfassten Schlupf der Räder des Fahrzeugs der Bremsdruck automatisch eingestellt, das heißt beispielsweise geregelt werden, sodass bei einer Bremsung des Fahrzeugs ein unerwünschtes Blockieren der Räder zumindest zeitweise vermieden werden kann. Mit anderen Worten ist es möglich, dass die Versorgung der Betriebsbremseinrichtungen mit dem Bremsmedium automatisch mittels der Recheneinrichtungen, insbesondere in Abhängigkeit von dem jeweiligen Schlupf der Räder, derart eingestellt wird, dass ein unerwünschtes Blockieren der Räder zumindest zeitweise verhindert wird. Dies wird beispielsweise auch als Schlupfregelung bezeichnet.
Ferner offenbart die EP 1 481 864 B1 ein Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrerassistenzsystems, wobei das Fahrzeug mit einer hydraulischen Zweikreis-Bremsanlage ausgestattet ist, die einen einkreisigen, der Fahrzeug-Vorderachse zugeordneten Hauptbremszylinder mit Bremsfluid-Reservoir aufweist und mit einer Blockierschutzeinrichtung, die eine Bremsdruckmodulationsventilanordnung und eine der Fahrzeug-Vorderachse zugeordnete Rückförderpumpe besitzt, versehen ist. Die Bremsanlage enthält ferner eine automatische Bremseinrichtung, die im Zusammenwirken mit der Blockierschutzeinrichtung und deren Rückförderpumpe die Fahrzeugbewegung fahrerunabhängig und radindividuell abbremsen und/oder stabilisieren kann. Darüber hinaus ist die Bremsanlage mit einer elektromotorisch angetriebenen Hilfspumpe zum Fördern von Bremsfluid zu Einlassventilen der Radbremszylinder der Vorderachse ausgerüstet.
Dabei ist es vorgesehen, dass für fahrerunabhängige Bremseingriffe durch ein Fahrerassistenzsystem zunächst ein der Fahrzeug-Hinterachse zugeordnetes elektrohydraulisches Bremssystem, das aus einer geeigneten, aus einem Bremsfluid-Reservoir gespeisten Pumpe und den Radbremszylindern zugeordneten Einlassventilen und Auslassventilen besteht, aktiviert wird, und dass für stärkere Fahrzeug-Verzögerungen die der Fahrzeug-Vorderachse zugeordnete elektromotorische Hilfspumpe aktiviert wird, und dass erst zur Erzielung einer maximalen Fahrzeug-Verzögerung ein zusätzlicher Bremsdruckaufbau mittels der Rückförderpumpe erfolgt.
Die zuvor beschriebene Schlupfregelung erfolgt also beispielsweise durch eine Bremsdruckmodulation und eine damit einhergehende Bremskraftmodulation, welche mittels der zuvor genannten jeweiligen Ventileinrichtungen bewirkbar sind.
Bremsanlagen, welche in modernen PKW in Serie eingesetzt werden, sind üblicherweise hydraulisch zweikreisig aufgebaut und umfassen beispielsweise einen Tandem-Hauptbremszylinder. Der Tandem-Hauptbremszylinder weist zwei Kammern auf, die durch einen schwimmend gelagerten Zylinder voneinander getrennt sind. Zudem hat jedes Rad sein eigenes Einlass- und Auslassventil zur Erhöhung oder Verringerung des fluidischen Bremsdrucks. Es gibt aber Komponenten, die dort nur einfach verbaut sind. Das betrifft beispielsweise eine Recheneinheit zur Ansteuerung der Ventile und der Rückförderpumpe und zudem den Antrieb der Rückförderpumpe. Jeder der beiden Bremskreise hat zwar üblicherweise sein eigenes mechanisches Pumpenelement. Beide Pumpenelemente sind jedoch auf einer gemeinsamen Antriebswelle montiert, sie haben einen gemeinsamen Elektromotor als Antrieb und gemeinsame elektrische Leistungshalbleiter zur Stromregelung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bremssystem sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Funktionalität des Bremssystems realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Bremssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen und insbesondere einen Personenkraftwagen. Das Bremssystem weist einen von einem Bremsmedium durchströmbaren ersten Bremskreis sowie einen von einem Bremsmedium durchströmbaren zweiten Bremskreis auf und ist demzufolge beispielsweise als Zweikreis-Bremssystem ausgebildet. Durch die Ausgestaltung des Bremssystems als Zweikreis-Bremssystem weist das erfindungsgemäße Bremssystem somit eine Redundanz auf, da – falls einer der Bremskreise ausfällt – eine hinreichende Abbremsung des Fahrzeugs mittels des anderen Bremskreises realisiert werden kann.
Das Bremsmedium ist beispielsweise eine Flüssigkeit, das heißt eine Bremsflüssigkeit, sodass das Bremssystem beispielsweise als hydraulisches Bremssystem beziehungsweise hydraulische Bremsanlage ausgebildet ist. Alternativ kann das Bremsmedium jedoch ein von einer Flüssigkeit unterschiedliches Medium, beispielsweise ein Gas wie beispielsweise Luft, sein, sodass das Bremssystem beispielsweise als pneumatisches Bremssystem beziehungsweise pneumatische Bremsanlage ausgebildet ist.
Das Bremssystem umfasst ferner eine im ersten Bremskreis angeordnete erste Ventileinrichtung zur Modulation des den ersten Bremskreis durchströmenden Bremsmediums, um dadurch beispielsweise ein mittels wenigstens einer ersten Betriebsbremseinrichtung zu bewirkendes erstes Bremsmoment einzustellen. Mit anderen Worten dient die erste Ventileinrichtung zum Einstellen einer Versorgung wenigstens einer ersten Betriebsbremseinrichtung mit dem den ersten Bremskreis durchströmenden Bremsmedium. Darüber hinaus ist eine im zweiten Bremskreis angeordnete zweite Ventileinrichtung zur Modulation des den zweiten Bremskreis durchströmenden Bremsmediums vorgesehen, um dadurch beispielsweise ein mittels wenigstens einer zweiten Betriebsbremseinrichtung zu bewirkendes zweites Bremsmoment einzustellen. Mit anderen Worten dient die zweite Ventileinrichtung zum Einstellen einer Versorgung wenigstens einer zweiten Betriebsbremseinrichtung mit dem den zweiten Bremskreis durchströmenden Bremsmedium. Schließlich weist das Bremssystem eine erste Recheneinrichtung zum Ansteuern der ersten Ventileinrichtung und eine zweite Recheneinrichtung zum Ansteuern der zweiten Ventileinrichtung auf. Dadurch lässt sich beispielsweise mittels der Ventileinrichtungen und der Recheneinrichtungen eine eingangs beschriebene Schlupfregelung realisieren, in deren Rahmen automatische, das heißt vom Fahrer des Fahrzeugs unabhängige Bremseingriffe mittels der Recheneinrichtungen über die Ventileinrichtungen bewirkt werden.
Um nun eine besonders vorteilhafte Funktionalität des Bremssystems zu realisieren, sind erfindungsgemäß eine im ersten Bremskreis angeordnete erste Pumpe zum Fördern des Bremsmediums und eine dem zweiten Bremskreis angeordnete zweite Pumpe zum Fördern des Bremsmediums vorgesehen, wobei die erste Pumpe mittels einer der Recheneinrichtungen und die zweite Pumpe mittels der anderen Recheneinrichtung ansteuerbar ist.
Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass die erste Pumpe mit der einen Recheneinrichtung gekoppelt ist, sodass die erste Pumpe erste Signale, die von der einen Recheneinrichtung bereitgestellt werden, empfangen kann, wobei die erste Pumpe mittels der ersten Signale von der einen Recheneinrichtung angesteuert wird. Ebenfalls kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die zweite Pumpe mit der anderen Recheneinrichtung gekoppelt ist, sodass die zweite Pumpe zweite Signale, die von der anderen Recheneinrichtung bereitgestellt werden, empfangen kann, wobei die zweiten Signale zum Ansteuern der zweiten Pumpe dienen.
Unter dem jeweiligen Ansteuern der Ventileinrichtungen beziehungsweise der Pumpen ist ein Steuern oder insbesondere ein Regeln der Ventileinrichtungen beziehungsweise der Pumpen zu verstehen, sodass demzufolge die Ventileinrichtungen beziehungsweise die Pumpen mittels der jeweiligen Recheneinrichtungen gesteuert oder geregelt werden. Insbesondere kann dabei eine automatische, das heißt vom Fahrer des Fahrzeugs unabhängige Steuerung oder Regelung und somit Betätigung der jeweiligen Ventileinrichtungen beziehungsweise der jeweiligen Pumpen erfolgen. Durch diese Ansteuerung (Regeln oder Steuern) ist eine bedarfsgerechter und gezielter Einsatz der jeweiligen Pumpe darstellbar, so dass sich beispielsweise eine Schlupfregelung oder ein automatischer Bremsdruckaufbau vorteilhaft durchführen lässt.
Die Kopplung zwischen der jeweiligen Recheneinrichtung und der zugehörigen elektrischen beziehungsweise elektrisch angetriebenen Pumpe beziehungsweise der Ventileinrichtung kann beispielsweise über wenigstens eine Leitung beziehungsweise ein Kabel erfolgen. Insbesondere können Leistungshalbleiter zum Schalten von elektrischen Strömen Bestandteil der jeweiligen Recheneinrichtung sein.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, nicht nur eine Redundanz hinsichtlich der Bremskreise, das heißt beispielsweise – wenn das Bremsmedium eine Flüssigkeit ist – eine hydraulische Redundanz des Bremssystems vorzusehen, sondern auch eine elektronische beziehungsweise elektrische Redundanz. Bei den Recheneinrichtungen handelt es sich um Steuergeräte, welche üblicherweise auch als elektronische Steuereinheiten (ECU – Electronic Control Unit) bezeichnet und zum Steuern beziehungsweise Regeln der Ventil-einrichtungen und insbesondere der Pumpen, beispielsweise von Elektromotoren der Pumpen, genutzt werden. Durch das Einbeziehen der Pumpen, insbesondere ihrer elektrischen Antriebe, sowohl in die hydraulische Redundanz als auch in die elektrische beziehungsweise elektronische Redundanz sind eine besonders vorteilhafte Funktionalität im Fehlerfall und ein besonders sicherer Betrieb des Bremssystems und somit des Fahrzeugs insgesamt realisierbar, da eine besonders hohe Verfügbarkeit des Bremssystem realisiert werden kann. Beispielsweise kann bei Ausfall einer der Recheneinrichtungen die andere Recheneinrichtung immer noch genutzt werden, um die der anderen, noch funktionstüchtigen Recheneinrichtung zugeordnete Pumpe anzusteuern. Beispielsweise ist es dadurch möglich, den Fahrzustand des Fahrzeugs auch dann zu beeinflussen, eine hohe Abbremsung und einen stabilen Fahrzustand des Fahrzeugs zu bewirken, wenn eine der Recheneinrichtungen oder eine von zwei Energieversorgungen ausgefallen ist.
Mit anderen Worten, fällt beispielsweise einer der Bremskreise beziehungsweise die zu diesem Bremskreis gehörende Recheneinrichtung aus, so kann die zu dieser Recheneinrichtung gehörende Pumpe nicht mehr angesteuert werden. Die andere Pumpe jedoch, das heißt die zum anderen Bremskreis und somit zur anderen Recheneinrichtung gehörende Pumpe kann jedoch noch angesteuert werden, so dass mittels des noch funktionsfähigen Bremskreises und der noch funktionsfähigen Pumpe der Fahrzustand des Fahrzeugs vorteilhaft beeinflusst werden kann. Beispielsweise ist es möglich, mittels des noch funktionsfähigen, verbleibenden Bremskreises eine Schlupfregelung durchzuführen und beispielsweise somit eine Anti-Blockierbremsung des Fahrzeugs durchzuführen, in deren Rahmen ein unerwünschtes Blockieren von beispielsweise wenigstens zwei Rädern des Fahrzeugs zumindest zeitweise vermieden werden kann.
Mittels des erfindungsgemäßen Bremssystems lässt sich darüber hinaus auf besonders vorteilhafte Weise ein automatisches Fahren des Fahrzeugs realisieren. Im Rahmen eines solchen automatischen Fahrens wird das Fahrzeug von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt automatisch, das heißt ohne Zutun des Fahrers, bewegt das heißt gefahren. Durch das Vorsehen der elektrischen beziehungsweise elektronischen Redundanz und das Einbinden der Pumpen, insbesondere mit ihren elektrischen Antriebsmotoren, in diese Redundanz kann auch im Fehlerfall eine besonders hohe Sicherheit des Fahrzeugs realisiert werden, da beispielsweise das Fahrzeug auch dann, gegebenenfalls bis zum Stillstand, stark abgebremst werden kann, wenn eine der Recheneinrichtungen oder der Energieversorgungen ausgefallen ist.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei einem automatisch fahrenden Fahrzeug, insbesondere Kraftwagen, im Falle eines beliebigen Einfachfehlers eine hinreichende Abbremsung des Fahrzeugs weiterhin möglich sein sollte. Dabei ist jedoch nicht notwendiger Weise der gesamte Funktionsumfang und die Dynamik eines vollständig intakten Bremssystems zu erfüllen, sondern eine geringere Performance eines Aktors kann beim automatischen Fahren durch einen entsprechenden Modus mit defensiver Fahrweise zumindest teilweise kompensiert werden. Mit anderen Worten reicht im Fehlerfall ein noch funktionierender Bremskreis aus, um das Fahrzeug im Rahmen des automatischen Verfahrens hinreichend abbremsen und beispielsweise anhalten zu können.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es somit, die Pumpen nicht durch ein gemeinsames Steuergerät beziehungsweise eine gemeinsame Recheneinrichtung anzusteuern, sondern eine redundante Ansteuerung der Pumpen zu realisieren, um somit eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit des gesamten Bremssystems zu realisieren.
Vorzugsweise ist die jeweilige Pumpe als sogenannte Rückförderpumpe ausgebildet, welche – insbesondere bei einer Schlupfregelung, das heißt beispielsweise bei einer Anti-Blockierbremsung – überflüssiges Bremsmedium, insbesondere überflüssige Bremsflüssigkeit, von der jeweiligen Betriebsbremseinrichtung wegfördert. Beispielsweise wird mittels der jeweiligen Rückförderpumpe überflüssiges Bremsmedium aus einem im jeweiligen Bremskreis gegebenenfalls angeordneten Druckspeicher von diesem Druckspeicher zurück in den jeweiligen Bremskreis gefördert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erste Pumpe ein erstes Pumpenelement zum Fördern des Bremsmediums und einen ersten Motor, insbesondere Elektromotor, zum Antreiben des ersten Pumpenelements. Dabei umfasst die zweite Pumpe ein zweites Pumpenelement zum Fördern des Bremsmediums und einen zweiten Motor, insbesondere Elektromotor, zum Antreiben des zweiten Pumpenelements. Dies bedeutet, dass zwei voneinander unterschiedliche Pumpenelemente und zwei von einander unterschiedliche Motoren vorgesehen sind, so dass bei Ausfall eines der Motoren der andere Motor noch betriebsfähig ist, um das zugehörige Pumpenelement anzutreiben. Mittels der jeweiligen Recheneinrichtungen werden dabei insbesondere die jeweiligen Motoren, insbesondere Elektromotoren, angesteuert.
Bei dem jeweiligen Pumpenelement handelt es sich um ein Bauelement, mittels welchem das Fördern des jeweiligen Bremsmediums bewirkt wird. Bei einem solchen Pumpenelement handelt es sich beispielsweise um einen Flügelzellenrotor, um ein Zahnrad oder ein Zahnradpaar oder aber um einen Exzenternocken beziehungsweise Pumpennocken, welcher auch als Nocken bezeichnet wird und mittels welchem ein zugehöriger Stößel beziehungsweise Pumpenstößel antreibbar ist. Das Pumpenelement wird mittels des jeweiligen Motors angetrieben und insbesondere dazu benutzt, vom Motor bereitgestellte mechanische Energie zum Antreiben des Pumpenelements derart umzusetzen, dass das Fördern des jeweiligen Bremsmediums bewirkt werden kann. Das jeweilige Pumpenelement ist beispielsweise über eine Welle der jeweiligen Pumpe mit dem entsprechend zugehörigen Motor gekoppelt. Die jeweilige Pumpe kann dabei ferner Leistungshableiter, insbesondere zur Stromregelung, aufweisen. Mit anderen wird im Hinblick auf diese Ausführungsform eine Gesamtheit umfassend zumindest ein Pumpenelement und einen Motor zum Antreiben des Pumpenelements als Pumpe bezeichnet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn die Pumpenelemente über jeweilige Wellen mit den jeweiligen Motoren gekoppelt sind, wobei die Wellen koaxial zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass das erste Pumpenelement über eine erste der Wellen mit dem ersten Motor gekoppelt und dadurch über die erste Welle vom ersten Motor antreibbar ist. Das zweite Pumpenelement ist über die zweite Welle mit dem zweiten Motor gekoppelt und dadurch vom zweiten Motor antreibbar. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit und eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden, da beispielsweise bei Beschädigung einer der Wellen die andere Welle noch intakt ist und zum Antreiben des zugehörigen Pumpenelements verwendet werden kann. Infolge der koaxialen Anordnung der Welle kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine der Wellen zumindest in einem Teilbereich hohl ausgebildet ist, wobei die andere Welle zumindest teilweise in einem hohlen Bereich aufgenommen ist. Hierdurch kann ein besonders kompaktes Aggregat umfassend zumindest die Motoren und die Wellen geschaffen werden, da die Wellen zumindest teilweise ineinander aufgenommen sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die eine Welle als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei die andere Welle die Hohlwelle durchdringt.
Zur Realisierung einer besonders hohen Verfügbarkeit und Sicherheit des Bremssystems sind bei einer weiteren Ausführungsform eine erste Energieversorgungseinrichtung zum Versorgen der ersten Recheneinrichtung mit Energie und eine zweite Energieversorgungseinrichtung zum Versorgen der zweiten Recheneinrichtung mit Energie vorgesehen.
Dies bedeutet, dass die erste Recheneinrichtung mit Energie, insbesondere elektrischem Strom, aus der ersten Energieversorgungseinrichtung und die zweite Recheneinrichtung mit Energie, insbesondere elektrischem Strom, aus der zweiten Energieversorgungseinrichtung versorgt und somit betrieben werden kann. Die zuvor erläuterte, elektrische beziehungsweise elektronische Redundanz bezieht bei dieser Ausführungsform auch die Energieversorgung mit ein. Fällt beispielsweise einer der Energieversorgungseinrichtungen aus, so steht die andere Energieversorgungseinrichtung noch zur Verfügung, um die zugehörige andere Recheneinrichtung mit Energie zu versorgen, so dass der entsprechend zugehörige Bremskreis noch zu einer Realisierung einer hinreichenden Abbremsung des Fahrzeugs zur Verfügung steht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Ventileinrichtung mittels einer der Energieversorgungseinrichtungen, insbesondere der ersten Energieversorgungseinrichtung, und die zweite Ventileinrichtung mittels der anderen Energieversorgungseinrichtung, insbesondere der zweiten Energieversorgungseinrichtung, mit Energie versorgbar. Somit sind auch die Ventileinrichtungen in die elektrische beziehungsweise elektronische Redundanz mit einbezogen, so dass – wenn eine der Energieversorgungseinrichtungen ausfällt – die andere Energieversorgungseinrichtung noch zur Verfügung steht, um die zugehörige Ventileinrichtung mit Energie versorgen zu können.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die erste Pumpe mittels einer der Energieversorgungseinrichtungen, insbesondere der ersten Energieversorgungseinrichtung, und die zweite Pumpe mittels der anderen Energieversorgungseinrichtung, insbesondere der zweiten Energieversorgungseinrichtung, mit Energie versorgbar ist. Dieser Ausführungsform liegt die Idee zugrunde, die Pumpen du ihre elektrischen Antriebe (Motoren) in die Redundanz hinsichtlich der Energieversorgung mit einzubeziehen, so dass eine besonders hohe Verfügbarkeit der Pumpen und somit des Bremssystems insgesamt realisiert werden kann.
Bei einer solchen Energieversorgungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Batterie oder einen Kondensator. Die jeweilige Recheneinrichtung, die jeweilige Ventileinrichtung und/oder die jeweilige Pumpe ist dabei beispielsweise über wenigstens eine Leitung mit der jeweiligen Energieversorgungseinrichtung verbunden, insbesondere elektrisch verbunden, sodass Energie von der Energieversorgungseinrichtung an die jeweilige Recheneinrichtungen, die jeweilige Ventileinrichtung beziehungsweise die jeweilige Pumpe übertragen werden kann. Es wird dabei vorzugsweise ausgeschlossen, dass Energie in Form von elektrischem Strom von der einen Energieversorgungseinrichtung zur anderen Energieversorgungseinrichtung fließen kann.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die erste Pumpe mittels der ersten Recheneinrichtung und die zweite Pumpe mittels der zweiten Recheneinrichtung ansteuerbar ist. Dies bedeutet, dass die Zuordnung der Ventileinrichtungen zu den Recheneinrichtungen der Zuordnung der Pumpen zu den Recheneinrichtungen entspricht, so dass eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit geschaffen werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bremssystems, für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen und insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem von einem Bremsmedium durchströmbaren ersten Bremskreis, einem von einem Bremsmedium durchströmbaren zweiten Bremskreis, einer im ersten Bremskreis angeordneten ersten Ventileinrichtung zur Modulation des den ersten Bremskreis durchströmenden Bremsmediums, einer im zweiten Bremskreis angeordneten zweiten Ventileinrichtung zur Modulation des den zweiten Bremskreis durchströmenden Bremsmediums, einer ersten Recheneinrichtung, mittels welcher die erste Ventileinrichtung angesteuert wird, und mit einer zweiten Recheneinrichtung, mittels welcher die zweite Ventileinrichtung angesteuert wird.
Um nun eine besonders gute Funktionalität des Bremssystems zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine im ersten Bremskreis angeordnete erste Pumpe, insbesondere ihr erster Motor, zum Fördern des Bremsmediums mittels einer der Recheneinrichtungen und eine im zweiten Bremskreis angeordnete zweite Pumpe, insbesondere ihr zweiter Motor, zum Fördern des Bremsmediums mittels der anderen Recheneinrichtung angesteuert wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit nicht nur eine Redundanz hinsichtlich des Bremskreises, sondern auch eine elektrische beziehungsweise elektronische Redundanz geschaffen, in welche die Pumpen mit ihren Motoren mit einbezogen sind, so dass – beispielsweise bei Ausfall einer der Recheneinrichtungen – die andere Recheneinrichtung noch zur Verfügung steht, um die zugehörige Pumpe anzusteuern. In der Folge kann auch in einem solchen Fehlerfall eine hinreichende Abbremsung des Fahrzeugs realisiert werden, so dass das beispielsweise als Kraftwagen und insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildete Fahrzeug insbesondere im Rahmen eines automatischen Fahrens automatisch abgebremst werden kann.
Dies bedeutet, dass sich auch durch das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders hohe Verfügbarkeit des Bremssystems und somit eine besonders hohe Sicherheit realisieren lassen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die erste Pumpe mittels der ersten Recheneinrichtung und die zweite Pumpe mittels der zweiten Recheneinrichtung angesteuert wird. Die Zuordnung der Pumpen zu den Recheneinrichtungen entspricht somit der Zuordnung der Ventileinrichtungen zu den Pumpen, so dass sich eine besonders vorteilhafte Funktionalität darstellen lässt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumpen mit identischer Drehzahl betrieben werden, wobei ein Winkelversatz zwischen den Pumpen konstant bleibt. Dadurch können die Pumpen genutzt werden, um durch die jeweiligen Pumpen bewirkte Schwingungen zu kompensieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 einen Schaltplan eines Bremssystems für ein Fahrzeug in Form eines Personenkraftwagens, wobei nicht nur eine hydraulische, sondern auch eine elektrische Redundanz vorgesehen ist, in deren Rahmen eine erste Pumpe mittels einer Recheneinrichtung und eine zweite Pumpe mittels einer anderen Recheneinrichtung des Bremssystems angesteuert wird; und
2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Pumpen.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Schaltplan eines im Ganzen mit 10 bezeichneten Bremssystems, welches auch als Bremsanlage bezeichnet wird. Das Bremssystem 10 wird für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, verwendet und dient dazu, jeweilige Räder des Kraftwagens und somit beispielsweise den Kraftwagen insgesamt abzubremsen.
Das Bremssystem 10 weist einen ersten Bremskreis 12 auf, welcher von einem Bremsmedium in Form einer Bremsflüssigkeit durchströmbar ist. Ferner weist das Bremssystem 10 einen zweiten Bremskreis 14 auf, welcher von einem Bremsmedium in Form einer Bremsflüssigkeit durchströmbar ist. Bei diesen Bremsflüssigkeiten handelt es sich um die gleiche Bremsflüssigkeit, wobei die Bremskreise 12 und 14 vorliegend mit einem gemeinsamen Ausgleichsbehälter 16 fluidisch verbunden sind. In dem Ausgleichsbehälter 16 ist die Bremsflüssigkeit aufgenommen. Ferner ist der Ausgleichsbehälter 16 mit einem Füllstandssensor 18 ausgestattet, mittels welchem zumindest ein Parameter erfassbar ist, welcher eine Menge der in dem Ausgleichsbehälter 16 aufgenommenen Bremsflüssigkeit charakterisiert.
Im ersten Bremskreis 12 ist eine im Ganzen mit 20 bezeichnete erste Ventileinrichtung angeordnet. Die erste Ventileinrichtung umfasst eine Mehrzahl von ersten Ventilen 22a–f, welche als geregelte, das heißt regelbare Ventile ausgebildet sind. Beispielsweise sind die ersten Ventile 22a–f als Magnetventile und/oder als Zwei/Zwei-Wege-Ventile ausgebildet. Die Ventile 22a und 22b sind sogenannte Trennventile, wobei die Ventile 22c, 22d, 22e und 22f sogenannte Raddruckventile sind. Im zweiten Bremskreis 14 ist eine im Ganzen mit 24 bezeichnete, zweite Ventileinrichtung angeordnet, welche zweite Ventile 26a–f umfasst. Dabei sind auch die Ventile 26a–f als geregelte beziehungsweise regelbare Ventile ausgebildet, wobei sie als Magnetventile und/oder als Zwei/Zwei-Wege-Ventile ausgebildet sein können. Die Ventile 26a und 26b sind Trennventile, wobei die Ventile 26c, 26d, 26e und 26f Raddruckventile sind. Aus 1 ist erkennbar, dass im ersten Bremskreis 12 ferner eine Mehrzahl von ersten Rückschlagventilen 28a–e angeordnet ist. Ebenso ist im zweiten Bremskreis 14 eine Mehrzahl von zweiten Rückschlagventilen 30a–e angeordnet. Insgesamt ist erkennbar, dass die Bremskreise 12 und 14 zumindest im Wesentlichen identisch oder sehr ähnlich aufgebaut sind.
Bezuggenommen wird im Weiteren auf ein Kraftfahrzeug mit diagonaler Bremskreisaufteilung.
In 1 sind darüber hinaus Räder in Form eines rechten Vorderrads VR, eines linken Hinterrads HL, eines linken Vorderrads VL und eines rechten Hinterrads HR des Fahrzeugs gezeigt. Den Rädern ist jeweils eine Betriebsbremseinrichtung zugeordnet, mittels welcher das jeweilige Rad abgebremst werden kann. Aus 1 ist erkennbar, dass die Betriebsbremseinrichtung des rechten Vorderrads VR und die Betriebsbremseinrichtung des linken Hinterrads HL dem ersten Bremskreis 12 zugeordnet beziehungsweise im ersten Bremskreis 12 angeordnet und demzufolge mittels der den ersten Bremskreis 12 durchströmenden Bremsflüssigkeit betätigbar sind. Die jeweiligen Betriebsbremseinrichtungen des rechten Vorderrads VR und des linken Hinterrads HL werden somit über die erste Ventileinrichtung 20 mit der den ersten Bremskreis 12 durchströmenden Bremsflüssigkeit versorgt, wobei diese Versorgung der Betriebsbremseinrichtungen des rechten Vorderrads VR und des linken Hinterrads HL mit der den ersten Bremskreis 12 durchströmenden Bremsflüssigkeit mittels der ersten Ventileinrichtung 20 einstellbar ist.
Die Betriebsbremseinrichtungen des linken Vorderrads VL und des rechten Hinterrads HR sind im zweiten Bremskreis 14 angeordnet, sodass die Betriebsbremseinrichtungen des linken Vorderrads VL und des rechten Hinterrads HR über die zweite Ventileinrichtung 24 mit der den zweiten Bremskreis 14 durchströmenden Bremsflüssigkeit versorgt werden können. Diese Versorgung der Betriebsbremseinrichtungen des linken Vorderrads VL und des rechten Hinterrads HR mit der den zweiten Bremskreis 14 durchströmenden Bremsflüssigkeit ist mittels der zweiten Ventileinrichtung 24 einstellbar. Dadurch können ein jeweiliger Bremsdruck und eine daraus resultierende Bremskraft, mit welcher das jeweilige Rad abgebremst wird, bedarfsgerecht eingestellt werden.
Hierzu sind ferner eine erste Recheneinrichtung ECU1 und eine zweite Recheneinrichtung ECU2 vorgesehen. Die erste Recheneinrichtung ECU1 ist elektrisch mit der ersten Ventileinrichtung 20, das heißt mit den ersten Ventilen 22a–f, verbunden und dient zum Ansteuern, vorliegend zum Regeln der ersten Ventileinrichtung 20 beziehungsweise der ersten Ventile 22a–f. Dadurch kann mittels der ersten Recheneinrichtung ECU1 der Bremsdruck der Betriebsbremseinrichtungen des rechten Vorderrads VR und des linken Hinterrads HL eingestellt werden.
Die zweite Recheneinrichtung ECU2 ist mit der zweiten Ventileinrichtung 24, das heißt mit den zweiten Ventilen 26a–f, elektrisch verbunden und dient zum Ansteuern, vorliegend zum Regeln, der Ventileinrichtung 24 beziehungsweise der Ventile 26a–f. Hierdurch kann der jeweilige Bremsdruck der Betriebsbremseinrichtungen des linken Vorderrads VL und des rechten Hinterrads HR automatisch mittels der zweiten Recheneinrichtung ECU2 eingestellt werden. Im Rahmen einer solchen Einstellung des jeweiligen Bremsdrucks kann vorgesehen sein, dass der Bremsdruck über einen vorgebbaren Zeitraum mittels der jeweiligen Recheneinrichtung ECU1 beziehungsweise ECU2 mehrere Male abwechselnd erhöht, gehalten und verringert wird. Eine solche Einstellung des Bremsdrucks wird auch als Bremsdruckmodulation bezeichnet, wodurch eine Schlupfregelung des jeweiligen Rades erfolgen kann. Mittels dieser Schlupfregelung kann beim Abbremsen des jeweiligen Rades ein unerwünschtes Blockieren dieses Rades vermieden werden, sodass das Rad hinreichend Seitenkräfte übertragen und ein Schleudern des Fahrzeugs vermieden werden kann. Ferner ist im zweiten Bremskreis 14 ein Drucksensor 31 angeordnet, um den Bremswunsch des Fahrers zu detektieren.
Die geschilderte Bremsdruckmodulation erfolgt in Abhängigkeit von einem jeweiligen Schlupf der Räder, wobei der jeweilige Schlupf anhand von jeweiligen Drehzahlen der Räder ermittelt werden kann. Dabei wird jeweilige Drehzahl des jeweiligen Rades mittels eines jeweiligen Raddrehzahlsensors 32a–d erfasst. Die Raddrehzahlsensoren 32a und 32b sind mit der ersten Recheneinrichtung ECU1 elektrisch verbunden, sodass jeweilige Drehzahlsignale, die die jeweiligen Drehzahlen des rechten Vorderrads VR und des linken Hinterrads HL charakterisieren, von den Raddrehzahlsensoren 32a und 32b bereitgestellt, an die erste Recheneinrichtung ECU1 übertragen und von dieser empfangen und ausgewertet werden können. Die Raddrehzahlsensoren 32c und 32d hingegen sind mit der zweiten Recheneinrichtung ECU2 elektrisch verbunden, sodass jeweilige Drehzahlsignale, welche die jeweiligen Drehzahlen des linken Vorderrades VL und des rechten Hinterrades HR charakterisieren, von den Raddrehzahlsensoren 32c und 32d bereitgestellt, an die zweite Recheneinrichtung ECU2 übertragen und von dieser empfangen und ausgewertet werden können. Der Austausch aller Raddrehzahlinformationen zwischen den beiden ECU1 und ECU2 erfolgt durch einen internen Datenbus 35 beider ECUs. Jeder ECU stehen dann die Raddrehzahlen aller Fahrzeugräder zur Verfügung. Die jeweiligen elektrischen Kopplungen mit dem Restfahrzeug, u.a. die Sollwertvorgaben zum automatischen Fahren, erfolgen beispielsweise über einen in der Fig. ausschnittsweise dargestellten externen Datenbus 34 des Fahrzeugs, wobei es sich beispielsweise um einen CAN-Bus oder Flexray-Bus handelt. Über diesen externen Datenbus 34 können entsprechende Signale übermittelt werden.
In 1 ist darüber hinaus eine Erfassungseinrichtung 36 erkennbar, welche auch als Sensorcluster bezeichnet wird und zur Ermittlung von fahrdynamischen Größen dient. Diese mittels der Erfassungseinrichtung 36 ermittelten, fahrdynamischen Größen werden beispielsweise über den internen Datenbus 35 an die Recheneinrichtungen ECU1 und ECU2 übertragen und von diesen empfangen. Die Recheneinrichtungen ECU1 und ECU2 sind beispielsweise Steuergeräte beziehungsweise elektronische Steuereinheiten, welche zum Regeln der Ventileinrichtungen 20 und 24 dienen.
In 1 erkennbare Leitungen, über welche die Betriebsbremseinrichtungen mit der jeweiligen Bremsflüssigkeit versorgbar sind, sind beispielsweise in einem einstückigen Hydraulikblock ausgebildet, welcher in 1 schematisch gezeigt und mit 38 bezeichnet ist. Hierbei sind die Leitungen beispielsweise als Bohrungen ausgebildet.
Das Bremssystem 10 umfasst darüber hinaus einen Hauptbremszylinder 40, welcher als Tandemhauptbremszylinder ausgebildet ist. Über den Hauptbremszylinder 40 werden die jeweiligen Betriebsbremseinrichtungen mit der Betriebsflüssigkeit versorgt. Mit anderen Worten kann mittels des Hauptbremszylinders 40 die Versorgung der Betriebsbremseinrichtungen mit der Bremsflüssigkeit und somit die jeweilige Bremskraft durch den Fahrer des Fahrzeugs eingestellt werden. Die Betriebsbremseinrichtungen umfassen jeweils beispielsweise einen Bremszylinder, welcher mit der Bremsflüssigkeit versorgbar ist und dazu dient, einen Druck der jeweiligen Bremsflüssigkeit in ein Bremsmoment einer jeweiligen Radbremse umzusetzen. Der Fahrer kann ein Abbremsen des Fahrzeugs über ein Betätigungselement in Form eines Bremspedals 42 bewirken, welches im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Fahrer kann das Bremspedal 42 mit seinem Fuß betätigen, wobei er eine Bremskraft F_Brems auf das Bremspedal 42 ausübt. Die Bremskraft F_Brems des Fahrers wird mittels eines Bremskraftverstärkers 44 verstärkt und schließlich auf den Hauptbremszylinder 40 übertragen. Würde die vom Fahrer ausgeübte Bremskraft F_Brems beispielsweise so hoch sein, dass eines der Räder blockieren würde, so kann diesem Blockieren mittels der entsprechenden Recheneinrichtung ECU1 beziehungsweise ECU2 über die jeweilige Ventileinrichtung 20 beziehungsweise 24 entgegengewirkt werden, sodass ein unerwünschtes Blockieren des Rads verhindert wird.
Im ersten Bremskreis 12 sind ferner ein erster Niederdruckspeicher 46 und eine erste Pumpe in Form einer ersten Rückförderpumpe 49 angeordnet. Die Rückförderpumpe 49 umfasst ein erstes Pumpenelement 48 zum Fördern der den ersten Bremskreis 12 durchströmenden Bremsflüssigkeit sowie einen ersten Motor in Form eines ersten Elektromotors M1, mittels welchem das erste Pumpenelement 48 antreibbar ist. Hierzu ist das erste Pumpenelement 48 über eine erste Welle 56 mit dem ersten Elektromotor M1, insbesondere mit einem ersten Rotor des ersten Elektromotors M1 gekoppelt, sodass das Pumpenelement 48 über die erste Welle 56 vom ersten Elektromotor M1 antreibbar ist. Die erste Rückförderpumpe 49, insbesondere das erste Pumpenelement 48 dient dazu, überschüssige Bremsflüssigkeit aus dem ersten Niederdruckspeicher 46 zurück in den zugehörigen ersten Bremskreis 12 zu fördern. Sollte der Bremsflüssigkeitsvorrat im ersten Niederdruckspeicher 46 zu gering sein, dann kann das erste Pumpenelement 48 Bremsflüssigkeit über den Hauptbremszylinder 40 aus dem Ausgleichsbehälter 16 ansaugen.
Analog dazu sind im zweiten Bremskreis 14 ein zweiter Niederdruckspeicher 47 und eine zweite Pumpe in Form einer zweiten Rückförderpumpe 51 angeordnet. Die zweite Rückförderpumpe 51 umfasst ein zweites Pumpenelement 50 zum Fördern der den zweiten Bremskreis 14 durchströmenden Bremsflüssigkeit sowie einen zweiten Motor in Form eines zweiten Elektromotors M2, mittels welchem das zweite Pumpenelement 50 antreibbar ist. Hierzu ist das zweite Pumpenelement 50 über eine zweite Welle 57 mit dem zweiten Elektromotor M2, insbesondere mit einem zweiten Rotor des zweiten Elektromotors M2 gekoppelt, sodass das Pumpenelement 50 über die zweite Welle 57 vom zweiten Elektromotor M2 antreibbar ist. Die zweite Rückförderpumpe 51, insbesondere das zweite Pumpenelement 50, dient dazu, überschüssige Bremsflüssigkeit aus dem zweiten Niederdruckspeicher 47 zurück in den zugehörigen zweiten Bremskreis 14 zu pumpen. Sollte der Bremsflüssigkeitsvorrat im zweiten Niederdruckspeicher 47 zu gering sein, dann kann das zweite Pumpenelement 50 Bremsflüssigkeit über den Hauptbremszylinder 40 aus dem Ausgleichsbehälter 16 ansaugen.
Außerdem umfasst das Bremssystem 10 eine erste Energieversorgungseinrichtung vorliegend in Form einer ersten Batterie 52. Die erste Batterie 52 ist elektrisch mit der ersten Recheneinrichtung ECU1, dem ersten Elektromotor M1 und der ersten Ventileinrichtung 20 beziehungsweise den ersten Ventilen 22a–f elektrisch verbunden, sodass die erste Recheneinrichtung ECU1, der erste Elektromotor M1 und die erste Ventileinrichtung 20 mittels der ersten Batterie 52 mit Energie in Form von elektrischem Strom versorgbar sind. Dies bedeutet, dass die erste Recheneinrichtung ECU1, der erste Elektromotor M1 und die als Magnetventile ausgebildeten Ventile 22a–f mit elektrischem Strom aus der ersten Batterie 52 versorgt werden. Außerdem weist das Bremssystem 10 eine zweite Energieversorgungseinrichtung in Form einer zweiten Batterie 54 auf. Die zweite Batterie 54 ist elektrisch mit der zweiten Recheneinrichtung ECU2, dem zweiten Elektromotor M2 und der zweiten Ventileinrichtung 24, insbesondere den zweiten Ventilen 26a–f, elektrisch verbunden, sodass die zweite Recheneinrichtung ECU2, der zweite Elektromotor M2 und die zweite Ventileinrichtung 24 beziehungsweise die als Magnetventile ausgebildeten, zweiten Ventile 26a–f mit Energie in Form von elektrischem Strom aus der zweiten Batterie 54 versorgt werden.
Somit ist aus 1 insgesamt erkennbar, dass bei dem Bremssystem 10 sowohl eine hydraulische Redundanz, das heißt eine Redundanz hinsichtlich der Bremskreise 12 und 14, als auch eine elektrische Redundanz geschaffen ist, da nicht eine gemeinsame Recheneinrichtung, sondern die zwei Recheneinrichtungen ECU1 und ECU2 zum Regeln verwendet werden. Darüber hinaus wird zur Energieversorgung nicht eine gemeinsame Energieversorgungseinrichtung verwendet, sondern zur Energieversorgung werden die beiden Batterien 52 und 54 verwendet. Schließlich werden die Rückförderpumpen 49 und 51 nicht mittels eines gemeinsamen Motors, sondern mittels jeweiliger Motoren in Form der Elektromotoren M1 und M2 angetrieben.
Besonders vorteilhaft ist es, dass der hydraulische Teil des Bremssystems 10, das heißt die Bremskreise 12 und 14, diagonal ausgelegt ist beziehungsweise sind. Dies bedeutet, dass jedem der Bremskreise 12 und 14 sowohl ein Vorderrad als auch ein Hinterrad zugeordnet ist. Fällt somit einer der Bremskreise 12 und 14 aus, so kann dennoch mittels des anderen Bremskreises sowohl eines der Vorderräder als auch eines der Hinterräder hydraulisch abgebremst werden.
Jedem hydraulischen Kreis (Bremskreis 12 beziehungsweise 14) ist eine Rückförderpumpe 49, 51 beziehungsweise Pumpe zugeordnet. Jede der Pumpen umfasst ein Pumpenelement 48, 50 zur Förderung der hydraulischen Flüssigkeit (Bremsflüssigkeit) und einen Antriebsmotor in Form eines Elektromotor M1, M2. Die jeweilige Pumpe umfasst außerdem eine Welle zum Übertragen eines vom Antriebsmotor bereitgestellten Antriebsmoments. Über die jeweilige Welle 56, 57 ist der jeweilige Antriebsmotor mit dem zugehörigen Pumpenelement 48, 50 gekoppelt. Ferner kann die jeweilige Pumpe elektrische Halbleiter zum Einstellen, insbesondere Steuern von Phasenströmen des jeweiligen Elektromotors umfassen.
Um nun eine besonders vorteilhafte Funktionalität und Verfügbarkeit des Bremssystems zu realisieren, ist die erste Rückförderpumpe 49, insbesondere der erste Elektromotor M1, mittels der ersten Recheneinrichtungen ECU1 und die zweite Rückförderpumpe 51, insbesondere der zweite Elektromotor M2, mittels der zweiten Recheneinrichtung ECU2 ansteuerbar. Dadurch kann bei Ausfall einer der beiden Recheneinrichtungen ECU1 und ECU2 mittels der anderen Recheneinrichtung ECU1 beziehungsweise ECU2 der zugehörige Elektromotor M1 beziehungsweise M2 angesteuert werden.
Aus 2 ist erkennbar, dass das erste Pumpenelement 48 als erster Pumpennocken ausgebildet ist, welcher auf der ersten Welle 56 der ersten Rückförderpumpe 49 angeordnet und drehfest mit dieser verbunden ist. Beispielsweise ist der Pumpennocken mit der ersten Welle 56 einstückig ausgebildet. In 2 sind ein erster Stator 58 und der zugehörige, mit 60 bezeichnete erste Rotor des ersten Elektromotor M1 erkennbar, wobei der erste Rotor 60 drehfest mit der ersten Welle 56 gekoppelt ist. Dadurch sind die erste Welle 56 und somit das erste Pumpenelement 48 mittels des ersten Elektromotors M1 antreibbar, wodurch die entsprechende Bremsflüssigkeit gefördert wird. Aus 2 ist auch eine Drehachse 61 erkennbar, um welche die erste Welle 56 und das erste Pumpenelement 48 sowie der Rotor 60 drehbar sind.
Die erste Rückförderpumpe 49 umfasst ferner beispielsweise ein weiteres Pumpenelement in Form eines ersten Pumpenstößels zum Fördern der Bremsflüssigkeit, wobei der erste Pumpenstößel mittels des ersten Pumpennockens (erstes Pumpelement 48) antreibbar ist.
In 2 ist ferner erkennbar, dass auch das zweite Pumpenelement 50 als Pumpennocken ausgebildet ist. Der zweite Pumpennocken 50 ist über die zweite Welle 57 mit dem zweiten Elektromotors M2 der zweiten Rückförderpumpe 51 gekoppelt, so dass das zweite Pumpenelement 50 über die zweite Welle 57 vom zweiten Elektromotor M2 antreibbar ist. Der zweite Pumpennocken ist mit der zweiten Welle 57 drehfest gekoppelt und kann mit dieser einstückig ausgebildet sein. Auch der zweite Elektromotor M2 umfasst einen Stator 62. Ferner ist in 2 der zum zweiten Stator 62 gehörende und mit 64 bezeichnete zweite Rotor des zweiten Elektromotors M2 erkennbar, wobei der zweite Rotor 64 mit der zweiten Welle 57 drehfest gekoppelt ist. Der zweite Rotor 64, die zweite Welle 57 und das zweite Pumpenelement 50 sind um die Drehachse 61 drehbar. Dies bedeutet, dass die Wellen 56 und 57 koaxial zueinander angeordnet sind.
Aus 2 ist erkennbar, dass die erste Welle 56 als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei die zweite Welle 57 die Hohlwelle über deren vollständige Länge hinweg durchdringt. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau der Rückförderpumpe 49 und 51 geschaffen werden. Zudem werden keine Änderungen am Aufbau des Bremssystem 10 erforderlich.
Insgesamt ist erkennbar, dass das Bremssystem 10 hydraulisch zweikreisig aufgebaut ist, wobei das linke Vorderrad VL und das rechte Hinterrad HR beziehungsweise das rechte Vorderrad VR und das linke Hinterrad HL zu zwei hydraulischen Diagonalen zusammengefasst sind. Bei dem Bremssystem 10 ist dabei eine Zweikreisigkeit nicht nur hinsichtlich der Hydraulik, sondern auch hinsichtlich der Elektrik beziehungsweise Elektronik vorgesehen, wobei auch die Rückförderpumpen 49 und 51 in diese Zweikreisigkeit beziehungsweise Redundanz mit einbezogen sind. Vorzugsweise ist jedoch dabei vorgesehen, dass die hydraulischen und elektrischen Kreise zumindest im Wesentlichen identisch sind und die Regelung für die jeweiligen Betriebsbremseinrichtungen umfassen.
Zur Realisierung eines besonders geringen Bauraumbedarfs werden die Elektromotoren M1 und M2 vorzugsweise – wie aus 2 erkennbar ist – axial übereinander gestapelt, und die zweite Welle 57 wird durch die als Hohlwelle ausgebildete erste Welle 56 hindurchgeführt. Dabei sind die koaxialen Wellen 56 und 57 gegeneinander gelagert. Hierzu ist wenigstens eine Lagerungseinrichtung 66 vorgesehen, mittels welcher die Wellen 56 und 57 aneinander gelagert sind. Die Lagerungseinrichtung 66 umfasst hierzu beispielsweise wenigstens ein Lagerelement 67, mittels welchem die Wellen 56 und 57 in radialer Richtung gegenseitig gelagert sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Lagerungseinrichtung 66 ein Lagerelement 69 umfassen, mittels welchem die Pumpenelemente 48 und 50 in axialer Richtung gegenseitig gelagert sind.
Bevorzugt werden die beiden Elektromotoren M1 und M2 mittels der Recheneinrichtungen ECU1 und ECU2 beispielsweise in einem Normalbetrieb derart angesteuert, dass sie beziehungsweise ihre Rotoren 60 und 64 und somit die Pumpenelemente 48 und 50 (Pumpennocken) in einem festen vorgebbaren Winkelversatz zueinander rotieren, also die gleiche Motordrehzahl aufweisen. Dadurch rotieren die Pumpenelemente 48 und 50 in einem festen Winkel so zueinander, dass durch den jeweiligen einzelnen Pumpennocken hervorgerufene mechanische Schwingungen durch den jeweils anderen Pumpennocken kompensiert oder zumindest reduziert werden. Mit anderen Worten, der jeweilige Pumpennocken stellt bezogen auf die jeweilige Pumpe 49 beziehungsweise 51 alleine eine Exzentrizität oder Unwucht dar, welche mechanische Schwingungen bewirkt, wenn die jeweilige Welle 56 beziehungsweise 57 um die Drehachse 61 gedreht wird.
Zu diesen mechanischen Schwingungen kommt es, da die jeweilige Rückförderpumpe 49 beziehungsweise 51 an sich keinen Massenausgleich zum Ausgleichen dieser mechanischen Schwingungen aufweist. Da nun jedoch die zwei redundanten Rückförderpumpen 49 und 51 zum Einsatz kommen, kann beispielsweise die Rückförderpumpe 49 beziehungsweise ihr Pumpennocken (Pumpenelement 48) als Massenausgleichselement genutzt werden, um mechanische Schwingungen, die durch das Pumpenelement 50 hervorgerufen werden, zumindest im Wesentlichen zu kompensieren. Umgekehrt ist es möglich, das Pumpenelement 50 als Massenausgleich zu nutzen, um Schwingungen, die durch das Pumpenelement 48 hervorgerufen werden, zumindest im Wesentlichen auszugleichen.
Hierdurch kann im Normalbetrieb der gleiche Effekt wie bei einer drehfesten Kopplung der Pumpennocken erreicht werden. Jedoch ist eine solche drehfeste Kopplung nicht vorgesehen, so dass der Freiheitsgrad besteht, dass im Fehlerfall der Pumpennocken mittels des noch funktionsfähigen Elektromotors M1 beziehungsweise M2 gedreht werden kann, während der entsprechend andere Elektromotor M1 beziehungsweise M2 im Fehlerfall nicht mehr funktionstüchig ist.
Die Erfassungseinrichtung 36 (Sensorcluster) wird zur Messung von fahrdynamischen Größen beispielsweise an einen der Bremskreise 12 beziehungsweise 14, vorliegend an dem Kreiskreis 12 angekoppelt. In Normalbetrieb ist somit der Bremskreis 12 ein Master-Bremskreis, welcher die Ansteuerung der vier Betriebsbremseinrichtungen errechnet. Die Recheneinrichtung ECU2 des Bremskreises 14 setzt für die ihr zugeordneten Räder diese errechnete Ansteuerung um. Beispielsweise kommunizieren die Recheneinrichtungen ECU1 und ECU2 über eine Datenverbindung in Form des internen Datenbus 35 miteinander.
Insgesamt ist erkennbar, dass nicht nur eine vollständige hydraulische Trennung der Bremskreise 12 und 14 geschaffen ist, sondern diese Trennung ist auch bei der Elektrik beziehungsweise Elektronik vorgesehen. Hierbei sind die Bremskreise 12 und 14 hinsichtlich der Hydraulik und hinsichtlich der Elektronik zumindest im Wesentlichen identisch aufgebaut, wodurch die Kosten geringgehalten werden können. Beide Bremskreise 12 und 14 haben ihre eigene Energieversorgung vorliegend in Form der Batterien 52 und 54. Die Rückförderpumpen 49 und 51 sind nicht nur hinsichtlich ihres jeweiligen Pumpenelements 48 und 50, sondern auch hinsichtlich ihres jeweiligen Antriebsmotors (Elektromotor M1 und M2) redundant ausgeführt, so dass eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit und Sicherheit des Bremssystems 10 geschaffen werden kann. Zur Realisierung eines geringen Bauraumbedarfs sind die Wellen 56 und 57 koaxial angeordnet und vorzugsweise ineinander aufgenommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1968831 B1 [0002]
EP 1481864 B1 [0007]

Claims

Bremssystem (10) für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit: – einem von einem Bremsmedium durchströmbaren ersten Bremskreis (12), – einem von einem Bremsmedium durchströmbaren zweiten Bremskreis (14), – einer im ersten Bremskreis (12) angeordneten ersten Ventileinrichtung (20) zur Modulation des den ersten Bremskreis (12) durchströmenden Bremsmediums, – einer im zweiten Bremskreis (14) angeordneten zweiten Ventileinrichtung (20) zur Modulation des den zweiten Bremskreis (14) durchströmenden Bremsmediums, – einer ersten Recheneinrichtung (ECU1) zum Ansteuern der ersten Ventileinrichtung (20), und – einer zweiten Recheneinrichtung (ECU2) zum Ansteuern der zweiten Ventileinrichtung (24), gekennzeichnet durch: – eine im ersten Bremskreis (12) angeordnete erste Pumpe (49) zum Fördern des Bremsmediums, und – eine im zweiten Bremskreis (14) angeordnete zweite Pumpe (51) zum Fördern des Bremsmediums, wobei die erste Pumpe (49) mittels einer der Recheneinrichtungen (ECU1, ECU2) und die zweite Pumpe (51) mittels der anderen Recheneinrichtung (ECU2, ECU1) ansteuerbar ist.
Bremssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpe (49) ein erstes Pumpenelement (48) zum Fördern des Bremsmediums und einen ersten Motor (M1), insbesondere Elektromotor (M1), zum Antreiben des ersten Pumpenelements (48) umfasst, wobei die zweite Pumpe (51) ein zweites Pumpenelement (50) zum Fördern des Bremsmediums und einen zweiten Motor (M2), insbesondere Elektromotor (M2), zum Antreiben des zweitens Pumpenelements (50) umfasst.
Bremssystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenelemente (48, 50) über jeweilige Wellen (56, 57) mit den jeweiligen Motoren (M1, M2) gekoppelt sind, wobei die Wellen (56, 57) koaxial zueinander angeordnet sind.
Bremssystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wellen (56, 57) zumindest in einem Teilbereich hohl, insbesondere rohrförmig, ausgebildet ist, wobei die andere Welle (57) zumindest teilweise in dem hohlen Teilbereich aufgenommen ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Energieversorgungseinrichtung (52) zum Versorgen der ersten Recheneinrichtung (ECU1) mit Energie und eine zweite Energieversorgungseinrichtung (54) zum Versorgen der zweiten Recheneinrichtung (ECU2) mit Energie vorgesehen sind.
Bremssystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinrichtung (20) mittels einer der Energieversorgungseinrichtungen (52, 54), insbesondere der ersten Energieversorgungseinrichtung (52), und die zweite Ventileinrichtung (24) mittels der anderen Energieversorgungseinrichtung (54), insbesondere der zweiten Energieversorgungseinrichtung (54), mit Energie versorgbar ist.
Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpe (49) mittels einer der Energieversorgungseinrichtungen (52, 54), insbesondere der ersten Energieversorgungseinrichtung (52), und die zweite Pumpe (51) mittels der anderen Energieversorgungseinrichtung (54), insbesondere der zweiten Energieversorgungseinrichtung (54), mit Energie versorgbar ist.
Bremssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpe (49) mittels der ersten Recheneinrichtung (ECU1) und die zweite Pumpe (51) mittels der zweiten Recheneinrichtung (ECU2) ansteuerbar ist.
Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (10) für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einem von einem Bremsmedium durchströmbaren ersten Bremskreis (12), einem von einem Bremsmedium durchströmbaren zweiten Bremskreis (14), einer im ersten Bremskreis (12) angeordneten ersten Ventileinrichtung (20) zur Modulation des den ersten Bremskreis (12) durchströmenden Bremsmediums, einer im zweiten Bremskreis (14) angeordneten zweiten Ventileinrichtung (20) zur Modulation des den zweiten Bremskreis (14) durchströmenden Bremsmediums, einer ersten Recheneinrichtung (ECU1), mittels welcher die erste Ventileinrichtung (20) angesteuert wird, und mit einer zweiten Recheneinrichtung (ECU2), mittels welcher die zweite Ventileinrichtung (24) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine im ersten Bremskreis (12) angeordnete erste Pumpe (49) zum Fördern des Bremsmediums mittels einer der Recheneinrichtungen (ECU1, ECU2) und eine im zweiten Bremskreis (14) angeordnete zweite Pumpe (51) zum Fördern des Bremsmediums mittels der anderen Recheneinrichtung (ECU2) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpe (49) mittels der ersten Recheneinrichtung (ECU2) und die zweite Pumpe (51) mittels der zweiten Recheneinrichtung (ECU1) angesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (49, 51) mit identischer Drehzahl betrieben werden, wobei ein Winkelversatz zwischen den Pumpen (49, 51) konstant bleibt.