DE102021129660A1

DE102021129660A1 - Bremssystem mit zwei Druckversorgungen

Info

Publication number: DE102021129660A1
Application number: DE102021129660.9A
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Ipgate AG
Current assignee: LEIBER, HEINZ, DIPL-ING, DE; Ipgate AG
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2023-05-17
Also published as: WO2023084111A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem mit- einer ersten und einer zweiten Druckversorgung (DV1, DV2), wobei die erste Druckversorgung (DV1) eine elektromotorisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, sowie- einer Ventile (PD1, PD2, MV) und Hydraulikleitungen () aufweisenden Ventileinrichtung (HCU),- einer Steuer- und Regeleinrichtung (ECU), wobei- die Ventileinrichtung (HCU) und die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) zumindest bereichsweise aneinandergrenzen , und dass- die Ventileinrichtung (HCU) eine Längserstreckung (L) aufweist, welche größer ist als ihre Breite (B), und dass- die Bewegungsrichtung (RDV1) des Kolbens der ersten Druckversorgung (DV1) parallel oder senkrecht oder in einem Winkel (cp) zwischen 0° und 90° (Grad) zur Längserstreckung (L) der Ventileinrichtung (HCU) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) an die Ventileinrichtung (HCU) angrenzt und/oder zumindest teilweise in dieser angeordnet bzw. Bestandteil von dieser ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einer ersten und einer zweiten Druckversorgung, wobei die erste Druckversorgung eine elektromotorisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, sowie einer Ventile und Hydraulikleitungen aufweisenden Ventileinrichtung, einer Steuer- und Regeleinrichtung, wobei die Ventileinrichtung und die Steuer- und Regeleinrichtung zumindest bereichsweise aneinandergrenzen, und dass die Ventileinrichtung eine Längserstreckung aufweist, welche größer ist als ihre Breite, und dass die Bewegungsrichtung des Kolbens der ersten Druckversorgung parallel oder senkrecht oder in einem Winkel φ zwischen 0° und 90° (Grad) zur Längserstreckung der Ventileinrichtung ausgerichtet ist.
Aus DE 10 2019 207 057 A1 ist ein Bremssystem mit zwei getrennten Druckbereitstellungseinrichtungen vorbekannt, wobei die erste Druckbereitstellungseinrichtung durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum gebildet ist, welche von einer ersten elektrischen Einrichtung angesteuert wird. Die zweite Druckbereitstellungseinrichtung wird bevorzugt durch eine 2-Kolbenpumpe bzw. zweikreisige Radialkolbenpumpe gebildet und wird durch eine zweite elektrische Einrichtung angesteuert. Zudem weist das Bremssystem einen Hauptbremszylinder auf, über den mit dem Bremspedal im Fehlerfall ein Bremsdruck in den Radbremsen aufbaubar ist. Vorteilhaft sind die beiden Druckbereitstellungseinrichtungen sowie die Ventile in einem ersten Modul zusammengefasst sind, und der Hauptbremszylinder mit der Simulationseinrichtung in Form, eines Wegsimulators in einem zweiten vom ersten Modul getrennten, Modul angeordnet sind.
Aus DE 10 2018 209 575 A1 ist ein Bremssystem vorbekannt, bei dem das Bremssystem, einen Hauptbremszylinder, eine erste Druckbereitstellungseinrichtung, eine Ventileinheit und eine Steuereinheit aufweist, welche zusammen in einem Gehäuse angeordnet sind. Über separate Hydraulikleitungen ist eine außerhalb vom Gehäuse angeordnete zweite Druckbereitstellungseinrichtung, welche Radialkolbenpumpe aufweist, angeschlossen.
In der Kfz-Technik finden 3/2-Wege-Ventile vielseitige Anwendung, wie in der DE 10 2017000472 offenbart, wo ein 3/2-Wegeventil zur wahlweisenden Verbindung eines Bremskreise mit der Druckversorgung oder mit einem Tandem-Hauptbremszylinder dient. Durch den Einsatz eines 3/2-Wegeventils kann vorteilhaft ein Ventil eingespart werden, wenn zuvor nur 2/2-Wegeventile verwendet worden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein besonders kleines und kompaktes Bremssystem bereitzustellen, welches zudem eine hohe Funktionssicherheit bereitstellt.
Diese Aufgabe wird mit einem Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Bremssystems nach Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Druckversorgung insbesondere unmittelbar an die Ventileinrichtung angrenzt und/oder zumindest teilweise in dieser angeordnet bzw. Bestandteil von dieser ist. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt.
Das Bremssystem kann zudem einen Hauptbremszylinder mit einer Kolben-Zylinder-Einheit sowie einem Anschluss für ein Bremspedal aufweisen, welcher insbesondere voll oder teilweise in die Ventileinrichtung integriert ist. Hierdurch kann vorteilhaft im Fehlerfall, insbesondere bei Ausfall der ersten und/oder zweiten Druckversorgung mittels des Bremspedals ein Bremsdruck aufgebaut werden.
Dabei kann der Hauptbremszylinder entweder angrenzend an und/oder innerhalb der Ventileinrichtung oder aber zwischen der Ventileinrichtung und der Steuer- und Regeleinrichtung angeordnet sein, wobei die Bewegungsrichtung des mindestens einen Kolbens des Hauptbremszylinders besonders bevorzugt parallel zur Längserstreckung der Ventileinrichtung ausgerichtet ist. Es ist jedoch ebenso möglich, dass der Hauptbremszylinder so zur Längserstreckung der Ventileinrichtung angeordnet ist, dass die Bewegungsrichtung des Kolbens des Hauptbremszylinders nicht parallel, sondern in einem Winkel β zur Längserstreckung der Ventileinrichtung ausgerichtet ist. Der Winkel β ist jedoch bevorzugt kleiner als 35°.
Das erfindungsgemäße Bremssystem kann so ausgebildet sein, dass die zweite Druckversorgung zusätzlich an die Steuer- und Regeleinrichtung angrenzt und/oder mittels elektrischer Kontakte, insbesondere Steckverbindungen, mit der Steuer- und Regeleinrichtung zur elektrischen Versorgung und/oder Datenkommunikation in Verbindung ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass keine zusätzlichen langen elektrischen Leitungen zwischen der Steuer- und Regeleinrichtung und der zweiten Druckversorgung verlegt werden müssen, welche gesondert geschützt werden müssten.
Die zweite Druckversorgung ist mittels hydraulischer Leitungen mit der Ventileinrichtung verbunden. Sofern jedoch die zweite Druckversorgung unmittelbar an die Ventileinrichtung angrenzt oder sogar ganz oder teilweise in der Ventileinrichtung integriert ist, müssen lediglich hydraulische Anschlüsse vorgesehen werden. Hierdurch sind vorteilhaft keine außerhalb der Ventileinrichtung verlaufenden Hydraulikleitungen notwendig.
Eine kompakte Bauart des Bremssystems ergibt sich, wenn die Ventileinrichtung und die Steuer- und Regeleinrichtung jeweils eigene Gehäuse aufweisen, welche parallel zueinander angeordnet sind. Dabei können die Ventileinrichtung und/oder die Steuer- und Regeleinrichtung bzw. deren Gehäuse eine Längserstreckung aufweisen die größer ist als deren Breite und/oder Höhe. Gleichfalls können die Ventileinrichtung und/oder die Steuer- und Regeleinrichtung als Module ausgebildet sein. Hierdurch ergibt vorteilhaft sind eine einfache Montage und ein modularer Aufbau.
Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich vorteilhaft, wenn die zweite Druckversorgung stirnseitig an die Ventileinrichtung angrenzt bzw. an oder in einem Ende, insbesondere einer Rückseite, der Ventileinrichtung angeordnet ist. Unter der Rückseite der Ventileinrichtung wird erfindungsgemäß die der Montageseite und/oder der Spritzwand des Fahrzeugs abgewandte Seite der Ventileinrichtung bzw. des Bremssystems verstanden.
Die zweite Druckversorgung kann vorteilhaft durch eine Rotationspumpe, insbesondere eine Rotationskolbenpumpe, welche vorzugsweise zwei bis fünf Kolben hat, aufweist, gebildet sein. Dabei kann die Rotationsachse der Rotationspumpe in einem Winkel o zwischen 0° und 90°, besonders bevorzugt parallel bzw. α = 0°, zur Bewegungsrichtung des Kolbens der ersten Druckversorgung ausgerichtet sein. Insbesondere bei der parallelen Anordnung bzw. o = 0°, ergibt sich eine besonders kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Bremssystems, was nicht nur sehr kurz, sondern auch schmal baut.
Dabei kann die zweite Druckversorgung in einem eigenen Gehäuse oder in der Ventileinrichtung angeordnet sein.
Die elektromotorisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit der ersten Druckversorgung kann einen einfach wirkenden Kolben, welcher nur einen Arbeitsraum begrenzt bzw. nur in eine Hubrichtung fördert, oder einen zweifach wirkenden Doppelhubkolben, welcher zwei Arbeitsräume begrenzt und in beiden Hubrichtungen fördert, aufweisen. Dabei kann sich die erste Druckversorgung zumindest teilweise in die Ventileinrichtung hinein erstrecken bzw. in dieser zumindest teilweise angeordnet oder Bestandteil von dieser sein. Diese Anordnung und Ausbildung der ersten Druckversorgung ist bereits bekannt.
Auch kann der Hauptbremszylinder als Tandem-Hauptbremszylinder oder Single-Hauptbremszylinder ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform mit Hauptbremszylinder, weist dieser einen Pedalstößel auf, der zur Vorderseite des Bremssystems hin angeordnet ist, wobei die zweite Druckversorgung im Bereich oder an der Rückseite des Bremssystems bzw. an der Rückseite der Ventilanordnung angeordnet ist bzw. die Rückseite des Bremssystems bildet.
Auch kann das Bremssystem vorteilhaft einen Wegsimulator aufweisen, welcher insbesondere im Gehäuse des Hauptbremszylinders oder in der Ventileinrichtung angeordnet ist.
Insbesondere sollte beim Vorsehen eines E-Pedals oder für die weiteren Ausbaustufen hin zum autonomen Fahren mit Level 5 die elektrische Verbindung zwischen E-Pedal bzw. der zentralen Bremssteuerung des E-Pedal hin zum Hauptrechner absolut fehlersicher, zweifach redundant oder sogar dreifach redundant, z.B. mit der von Flugzeugen bekannten 2 aus 3 Methode, ausgebildet sein. Auch kann bei einer Domainenstruktur die elektrische Steuer- und Regeleinrichtung des E-Pedals z.B. nur redundante I/O-Schaltungen für I/O-Signale ohne Rechner aufweisen. So ist es zudem möglich, das Bremssystem mit E-Pedal oder auch ohne E-Pedal, z.B. für Level 5, zu betreiben.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems ergibt sich, wenn in der Ventileinrichtung mindestens ein gesteuertes 3/2-Wege-Ventil angeordnet ist, wobei ein erstes 3/2-Wege-Ventil zur wahlweisen Verbindung des einen ersten Arbeitsraumes der ersten Druckversorgung mit einem ersten Bremskreis oder einem Vorratsbehältnis für Hydraulikfluid dient. Sofern noch ein zweites 3/2-Wege-Ventil vorgesehen ist, kann dies zur wahlweisen Verbindung des einen zweiten Arbeitsraumes der ersten Druckversorgung mit einem zweiten Bremskreis oder dem Vorratsbehältnis für Hydraulikfluid dienen.
An Stelle des zweiten 3/2-Wegeventils oder zusätzlich zu diesem kann auch noch ein weiteres drittes 3/2-Wege-Ventil vorgesehen werden, welches zur wahlweisen Verbindung des einen ersten Arbeitsraumes des Hauptbremszylinders mit einem Fluidspeicher eines bzw. des Wegsimulators oder mit mindestens einem Bremskreis dient. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau mit vorteilhaft sehr wenigen Ventilen.
Ferner können die Ventileinrichtung, und sofern vorhanden der Hauptbremszylinder, die erste Druckversorgung sowie die Steuer- und Regeleinrichtung in einem ersten Modul zusammengefasst sein und ein eigenständiges Bremssystem bilden, wobei die zweite Druckversorgung als ein zweites Modul ausgebildet ist und an dem ersten Modul befestigbar ist, derart, dass das durch das erste Modul gebildete Bremssystem um eine zweite Druckversorgung modular erweiterbar ist. Bei dieser Ausgestaltung kann ein drittes Modul an die Steuer- und Regeleinrichtung des ersten Moduls angeschlossen werden, welches zur Steuerung und/oder Regelung der zweiten Druckversorgung dient.
Ferner kann das Bremssystem einen Pedalsensor aufweisen, der die Bewegung eines Target-Magneten, welcher insbesondere im Hauptbremszylinder angeordnet ist, detektieren. Der Pedalsensor kann einen Hallsensor aufweisen, welcher die Bewegung des Target-Magneten detektiert, wobei der Hallsensor mit der Leiterplatte der Steuer- und Regeleinrichtung elektrisch verbunden ist oder auf dieser angeordnet ist.
Durch die oben beschriebenen Merkmale ergeben sich besondere Vorteile, die gerade auch durch ihre Kombination miteinander zu einem klein und kostengünstig bauenden Bremssystem führen. Ein beschriebenes Bremssystem mit nur einer Druckversorgung mit Hauptbremszylinder und Wegsimulator kann vorteilhaft bereits mit einer Länge von 104mm und einer Breite von 156mm realisiert werden. Mit einer Rotationspumpe als zweite Druckversorgung, welche rückseitig an diesem Bremssystem angeordnet wird, führt lediglich zu einer Verlängerung des Bremssystems um ca. 50mm, wobei die Breite des Bremssystems gleichbleibt. Das Bremssystem mit zwei Druckversorgungen kann somit mit einer Länge von kleiner 160mm, bevorzugt kleiner als 155mm und mit einer Breite von kleiner 160mm, bevorzugt kleiner gleich 156mm realisiert bzw. gefertigt werden.
Dabei kann sich das Bremssystem insbesondere durch die nachfolgend aufgelisteten Eigenschaften auszeichnen, wobei nicht alle dieser Eigenschaften gleichzeitig erfüllt sein müssen:

a) Eine erste Druckversorgung mit einem Doppelhubkolben, der zwei Bremskreise versorgt und kurzbauend ist;
b) eine zweite Druckversorgung, welche insbesondere an der Rückseite des Bremssystems angeordnet ist, wobei diese als eigenständiges Modul ausgebildet sein kann oder in bzw. an der Ventileinrichtung angeordnet sein kann;
c) dass die zweite Druckversorgung als Modul ausgebildet ist und sowohl an der Ventileinrichtung als auch an der Steuer- und Regeleinrichtung angrenzt bzw. zumindest teilwiese in der Ventileinrichtung integriert ist;
d) dass die zweite Druckversorgung eine insbesondere kurzbauende Rotationspumpe aufweist;
e) eine insbesondere kurzbauende Ventileinrichtung mit integriertem Hauptbremszylinder, welcher vorteilhaft als Single-Hauptbremszylinder ausgebildet sein kann, sowie einem in die Ventileinrichtung integriertem Wegsimulator;
f) dass die erste Druckversorgung einen fehlersicheren zweikreisigen Doppelhubkolben aufweist, wobei vorzugsweise dessen Antriebsmotor eine redundante Spannungsversorgung und redundante Ansteuerung aufweist (2x3-Phasen-Motor);
g) die Ventileinrichtung und die Steuer- und Regeleinrichtung parallel zueinander angeordnet sind, wodurch eine günstige Verbindung zwischen der Elektronik und den Ventilen, Sensoren sowie den Motoren möglich ist;
h) senkrechte Anordnung von dem Kolben-Zylinder-System der ersten Druckversorgung zum Hauptbremszylinder.

Das erfindungsgemäße Bremssystem weist somit die nachfolgend aufgeführten Vorteile gegenüber bekannten Bremssystemen auf:

a) es ist sehr kurzbauend durch den Einsatz eines Doppelhubkolbens für die erste Druckversorgung und kostengünstig durch die Verwendung von 3/2-Wege-Ventilen;
b) der Einsatz einer Rotationspumpe für die zweite Druckversorgung führt zu einer kurzen Bauweise bei gleichzeitig niedrigen Kosten; an die zweite Druckversorgung bestehen nur geringe Anforderungen bzgl. deren Leistung, da sie in der Regel nur bei Ausfall der ersten Druckversorgung einspringen muss;
c) durch den Einsatz eines Single-Hauptbremszylinders baut die Ventileinrichtung, kurz und es werden nur verhältnismäßig wenige Magnetventile benötigt;
d) durch die Diagnose der jeder Radbremse bzw. Bremskreis zugeordneten Komponenten, wie Magnetventil, hydraulische Leitung, Radbremse und - sofern vorhanden - einem Auslassventil, kann das Bremssystem bei einer auftretenden Undichtigkeit oder eines Fehlers eine höhere Bremskraft als übliche Bremssysteme zur Verfügung stellen;
e) es ergibt sich eine hohe Ausfallsicherheit durch die zweikreisige Druckversorgung mittels eines Doppelhubkolbens der ersten Druckversorgung, welcher im Vorhub und im Rückhub Druck aufbauen und Druck abbauen kann;
f) durch die Verwendung von 3/2-Wege-Ventilen reduziert sich die Anzahl der benötigten Ventile;
g) durch den Einsatz von optionalen zusätzlichen Dichtungen im Kolben-Zylinder-System der ersten Druckversorgung, sowie dem Einsatz von doppelter Spannungsversorgung des Antriebsmotors und redundant vorgesehenen Antriebsspulen der ersten Druckversorgung sowie einer doppelt vorgesehenen Ansteuerung dieser Antriebsspulen (2x3-Phasen-Motor) erhöht sich deren Ausfallsicherheit;
h) durch den modularen Aufbau, können die gleichen Teile für ein Bremssystem mit nur einer oder mit zwei Druckversorgungen genutzt werden.

Nachfolgend werden einige mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bremssystems anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1: Ein Bremssystem mit den Komponenten Hauptbremszylinder, Druckversorgung, Ventileinrichtung, Steuer- und Regeleinrichtung sowie hydraulischen Verbindungen;
2: Ventilschaltung für ABS/ESP mit Single-Hauptbremszylinder und Druckversorgung;
3a: 3D-Darstellung des Bremssystems mit zwei Druckversorgungen, wobei die zweite Druckversorgung stirnseitig und senkrecht zum Hauptbremszylinder angeordnet ist;
3b: 3D-Darstellung des Bremssystems mit zwei Druckversorgungen, wobei die zweite Druckversorgung stirnseitig und parallel zum Hauptbremszylinder angeordnet ist;
4a und 4b: Prinzipdarstellungen der in den 3a und 3b dargestellten 3D-Darstellungen mit zusätzlichen Angaben.

Die 1 zeigt ein System mit Hauptbremszylinder HZ, z.B. Single-Hauptbremszylinder SHZ mit einem Arbeitsraum R1 oder Tandem-Hauptbremszylinder THZ mit zwei Arbeitsräumen R1 und R2, zusammen mit einem Vorratsbehälter VB und Pedalwegsensor 2. Im Fall des Single-Hauptbremszylinder SHZ führt eine Hydraulikleitung L1 über ein 3/2-Wegeventil MV zur Druckversorgung DV und zum Bremskreis BK1. Über das 3/2-Wegeventil MV ist der Arbeitsraum R1 wahlweise über Hydraulikleitung L3 mit dem Wegsimulator WS oder in der unbestromter Normalstellung mit dem Bremskreis BK1 verbunden. Die Hydraulikleitung L4 führt direkt an das 3/2-Wegeventil PD2 und über das Kreistrennventil KTV zum Bremskreis BK2. Der Arbeitsraum KV der Druckerzeugungseinrichtung DV ist über das 3/2-Wegeventil PD1 entweder mit dem zweiten Bremskreis BK2 oder dem Vorratsbehälter über die Rückleitung R verbunden. Die 3/2-Wegeventile PD1 und PD2 sind die Hauptkomponenten des Doppelhubkolbens DHK. Die beiden Kreise der Druckversorgung DV führen zur Hydraulikeinheit HCU für ABS, ESP und Assistenzfunktionen, die von der Druckversorgung DV mit Druck versorgt werden. Dabei kann die Druckerzeugungseinrichtung nicht nur zum Druckaufbau, sondern auch zum Druckabbau genutzt werden. Der Motor M der Druckversorgung DV kann eine 2x3-Phasen-Versorgung und entsprechende redundante Steuerung aufweisen. Die erfindungsgemäße zweite Druckversorgung kann z.B. durch eine Rotationspumpe oder ein weiteres elektromotorisch angetriebenes Kolben-Zylinder-System gebildet sein und ist in 1 nicht dargestellt. So ist es z.B. möglich, die im gestrichelten Kreis angeordneten Komponenten doppelt vorzusehen und parallel zu schalten, so dass eine benötigte Redundanz bzw. zusätzliche Sicherheit gegeben ist.
Die 2 zeigt die Anordnung der zweiten Druckversorgung DV2, welche eine Rotationspumpe aufweist, welche mittels eines Rückschlagventils und des Trennventils MVDV2 von den Bremskreisen abtrennbar ist bzw. im Bedarfsfall, z.B. bei Ausfall der ersten Druckversorgung DV1, mit den Bremskreisen BK1/BK2 verbindbar ist. 1 zeigt zudem eine mögliche Ventilschaltung für die ABS/ESP Funktionen, welche abhängig von dem System der Druckregelung für Druckaufbau Pauf und Druckabbau Pab sind. Die jeweiligen Ausführungsformen unterscheiden sich jeweils in der Anzahl der Ventile, wobei das Differenzierungsmerkmal das Auslassventil AV und damit die Druckabbau-Steuerung ist. Unter Zuziehen oder Zureissen des Ventils versteht man das selbsttätige Schließen des stromlos offenen Ventils durch eine Volumenströmung durch das Ventil.
Der Hauptbremszylinder ist als Single-Hauptbremszylinders SHZ ausgebildet, welcher über das Trennventil 9 mit den Bremskreisen verbindbar ist. Das Kreistrennventils BP1 ist optional, ebenso das Sicherheitsventil MVDV1 und bei zweikreisiger Pumpe das Sicherheitsventil MVDV2. Die Sicherheitsventile MVDV1/MVDV2 sind stromlos geschlossene Ventile. Dieses Sicherheitsventil MVDV1/MVDV2 wird bei Ausfall der Druckversorgung DV, z.B. bei Ausfall des Motors der Druckversorgung oder Ausfall der Kolbendichtung D1 während eines Druckaufbaus, geschlossen, um ein unkontrolliertes Rückströmen von Volumen aus den Radbremszylindern in die Druckversorgung DV und damit einen ungewollten und unkontrollierten Druckabbau in den Radbremszylindern zu verhindern. Bei Verwendung einer Druckversorgung DV mit einem Doppelhubkolben, welcher zwei Arbeitskammern abdichtend voneinander trennt, können zwei Magnetventile MVDV und MVDV2 in den hydraulischen Verbindungen, welche die beiden Ausgänge der Arbeitskammern mit den Bremskreisen BK1 und BK2 verbinden, zu deren wahlweisen Absperrung und Öffnung eingesetzt werden. Auch hier können beide Bremskreise BK1 und BK2 wahlweise über ein Ventil BP1 verbunden werden.
Auch kann anstelle einer Kolbenpumpe eine Rotationspumpe, wie z.B. eine Zahnradpumpe, eingesetzt werden, wobei anstatt eines Magnetventils MVDV1 am Ausgang der Pumpe ein einfaches Rückschlagventil RVDV1 vorgesehen werden kann. Dieses Rückschlagventil RVDV1 erfüllt die gleiche Funktion bei Ausfall der Druckversorgung DV wie das Magnetventil MVDV1. Im Gegensatz zum Magnetventil MVDV1, bei dem über das offene Ventil ein Druckabbau über die Druckversorgung DV erfolgen kann, ist dies mit dem Rückschlagventil RVDV1 nicht möglich. Der Druckabbau Pab bei einem System mit einer Rotationspumpe erfolgt deshalb über die Auslassventile AV. Beim langsamen Druckabbau können die Auslassventile AV einzeln oder alle gemeinsam über der Druckgeber DG1 zum Druckabbau Pab gesteuert werden. Die Kombination von Rotationspumpe mit Rückschlagventil RVDV1 am Pumpenausgang stellt eine kostenminimale Lösung für eine Druckversorgung DV dar. Bei manchen Rotationspumpen ist auch die Kombination einer Druckversorgung mit Magnetventil MVDV1 möglich, mit Vorteilen bei gut regelbaren Druckabbaugeschwindigkeit über die Rotationspumpe, z.B. bei Zahnradpumpen.
Die optionalen Schaltventile BP1 und MVDV1 können in verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt werden:

1. Beide Ventile werden eingesetzt;
2. Nur das Sicherheitsventil MVDV1 wird eingesetzt, ohne Kreistrennventil BP1;
3. Nur das Kreistrennventil BP1 wird eingesetzt, ohne Sicherheitsventil MVDV1.

Die Ausführungsform Nr. 1 ist dabei von allen drei Ausführungsformen das teuerste Bremssystem, mit dem Vorteil der hohen Sicherheit bei Ausfall der Druckversorgung DV oder eines Bremskreises BK1 oder BK2, wie es bereits zuvor beschrieben worden ist.
Bei der Ausführungsform Nr. 2 kann der Ausfall eines Bremskreises, z.B. Undichtigkeit des Bremskreises BK1, mit Hilfe einer Diagnose festgestellt werden. So ist auch mittels Diagnose feststellbar, welcher Radkreis ausgefallen ist, z.B. Undichtigkeit des Radbremszylinders RZ1, woraufhin das zugehörige Ventil SV2k1 geschlossen werden kann. Die anderen Radbremszylinder RZ2, RZ3 und RZ4 können weiterhin über die Druckversorgung DV mit Druck beaufschlagt werden.
Bei der Ausführungsform Nr. 3, d.h. ohne Sicherheitsventil MVDV1, kann bei Ausfall der Druckversorgung DV, z.B. durch Undichtigkeit der Kolbendichtung der Druckversorgung DV, das Schaltventil 9 geöffnet und das Kreistrennventil BP1 geschlossen werden. Der Fahrer kann dann über das Bremspedal den Druck in Bremskreis BK1 kontrollieren. Es fällt dann nur Bremskreis BK2 aus. Fällt die Druckversorgung während der Bremsung aus, dann kann der Druck in den Radbremszylindern RZ1, ..., RZ4 bei geschlossenen Ventilen SV2k1, ..., SV2k4 über die Ventile AV abgebaut werden.
Die 3a und 3b zeigen den Aufbau eines integrierten Systems als sogenannte „Einbox-Lösung“ mit allen Hauptkomponenten wie Hauptbremszylinder HZ, Ventileinrichtung HCU, Steuer- und Regeleinrichtung ECU mit Steckergehäuse, erster Druckversorgung DV/DV1, welche sowohl eine Rotationspumpe oder ein Kolben-Zylinder-System aufweisen kann. Der Hauptbremszylinder HZ muss nicht vorhanden sein, sofern das Bremssystem über ein sogenanntes E-Pedal verfügt. Auch kann der Hauptbremszylinder separat als Einheit ausgebildet sein.
Sofern vorhanden kann der Hauptbremszylinder, welcher bevorzugt als Single-Hauptbremszylinder ausgebildet ist, voll oder auch nur teilweise in der Ventileinrichtung HCU integriert sein.
Ebenso kann ein Pedalwegsimulator vorgehsehen sein, welcher ebenfalls bevorzugt in der Ventileinrichtung HCU integriert ist, jedoch auch als separate Einheit vorgesehen sein kann.
Die Achse der ersten Druckversorgung DV1 ist dabei senkrecht zur Achse des Hauptbremszylinders HZ angeordnet. Die Druckversorgung ist vorzugsweise mit einem Doppelhubkolben-System ausgestattet, welches kürzer baut als Einfachkolben-Systeme und zudem kontinuierlich im Vor- und im Rückhub fördern kann. Das Kolben-Zylinder-System der ersten Druckversorgung DV1 ist dabei überwiegend in der Ventileinrichtung angeordnet. Die Steuer- und Regeleinrichtung ECU ist parallel zur Ventileinrichtung HCU angeordnet. So kann die ECU wahlweise mit einer oder mehreren Leiterplatte(n) ausgebildet werden. Ebenso können ein oder zwei Verbindungsstecker vorgesehen sein.
Die vorbeschriebenen Komponenten können als eine Einheit bzw. Modul ausgebildet sein. Die Vorderseite V des Bremssystems weist eine Befestigungsplatte auf, mit der das Bremssystem mit nicht dargestellten Befestigungselementen (z.B. Schrauben) mit der Stirnwand, Spritzschutzwand oder einem anderen Teil des Fahrzeugs verbunden werden kann.
In 3a ist die zweite Druckversorgung DV2 stirnseitig an der Rückseite der Ventileinrichtung HCU angeordnet, kann jedoch auch teilweise oder ganz in der Ventileinrichtung HCU integriert sein. Dabei weist die zweite Druckversorgung eine Rotationspumpe auf, deren Achse parallel zur Achse des Hauptbremszylinders HZ und senkrecht zur Achse der ersten Druckversorgung DV1 angeordnet ist.
Eine alternative Ausführungsform zeigt die 3b, bei der die Achse der zweiten Druckversorgung DV2 parallel zur Achse des Kolben-Zylinder-Systems der ersten Druckversorgung DV1 angeordnet ist. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die die Achsen der ersten und der zweiten Druckversorgung in einem Winkel zwischen 0 und 90° zueinander angeordnet sind. Ein besonders kompakter und bevorzugter Aufbau ergibt sich jedoch durch die in 3a dargestellte Ausführungsform bzw. Anordnung.
Die 4a und 4b sind Prinzipdarstellungen, welche im Wesentlichen den Ausführungsformen der 3a und 3b entsprechen, in denen jedoch die Anordnung der einzelnen Achsen der Druckversorgungen DV1 und DV2 zueinander und relativ zum Hauptbremszylinder HZ dargestellt sind. Die Achse R_DV1 der ersten Druckversorgung DV1 ist in einem Winkel φ = 90° zur Rotationsachse R_HZ des Hauptbremszylinders HZ angeordnet. Der Winkel φ muss jedoch nicht zwangsläufig 90° betragen, sondern kann in einem Winkelbereich von 90° bis 45° liegen. Die Achse R_HZ des Hauptbremszylinders HZ ist parallel zur Längserstreckungsrichtung L der Ventileinrichtung HCU ausgerichtet, so dass sich bei der dargestellten Anordnung ein Winkel von o = 90° zur Achse R_DV1 der ersten Druckversorgung DV1 ergibt. Die Achse R_HZ des Hauptbremszylinders HZ muss jedoch nicht zwangsläufig parallel zur Längserstreckungsrichtung L ausgerichtet sein, sondern kann zu dieser in einem Winkel von bis zu 35° angeordnet sein. Die Vorderseite des Bremssystems ist in der Regel an der Trennwand zum Fahrzeuginnenraum angeordnet. An der Rückseite R ist die zweite Druckversorgung DV2 angeordnet bzw. die zweite Druckversorgung DV2 bildet die Rückseite R des erfindungsgemäßen Bremssystems. Die Achse RA der Rotationspumpe bzw. Rotationskolbenpumpe der zweiten Druckversorgung ist bevorzugt in einem Winkel von 90° zur Achse RDV1 der ersten Druckversorgung DV1 angeordnet, wie es in 3a und 4a dargestellt ist. Es ist jedoch ebenso möglich, wie in den 3b und 4b dargestellt, dass die Rotationsachse RA der zweiten Druckversorgung DV2 parallel zur Achse R_DV1 der ersten Druckversorgung DV1 angeordnet ist.
Durch eine schräge Anordnung, d.h. einem Winkel φ ≠ 90°, z.B. <p = 45° ± 10° baut das Bremssystem z.B. noch schmaler in der Breite B.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019207057 A1 [0002]
DE 102018209575 A1 [0003]
DE 102017000472 [0004]

Claims

Bremssystem mit - einer ersten und einer zweiten Druckversorgung (DV1, DV2), wobei die erste Druckversorgung (DV1) eine elektromotorisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, sowie - einer Ventile (PD1, PD2, MV) und Hydraulikleitungen () aufweisenden Ventileinrichtung (HCU), - einer Steuer- und Regeleinrichtung (ECU), wobei - die Ventileinrichtung (HCU) und die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) zumindest bereichsweise aneinandergrenzen , und dass - die Ventileinrichtung (HCU) eine Längserstreckung (L) aufweist, welche größer ist als ihre Breite (B), und dass - die Bewegungsrichtung (R_DV1) des Kolbens der ersten Druckversorgung (DV1) senkrecht oder in einem Winkel (cp) zwischen 90° und 45° (Grad) zur Längserstreckung (L) der Ventileinrichtung (HCU) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) an die Ventileinrichtung (HCU) angrenzt und/oder zumindest teilweise in dieser angeordnet bzw. Bestandteil von dieser ist.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem zusätzlich einen Hauptbremszylinder (HZ) mit einer Kolben-Zylinder-Einheit und einem Anschluss (b) für ein Bremspedal aufweist, welcher insbesondere voll oder teilweise in die Ventileinrichtung (HCU) integriert ist.
Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (HZ) - entweder angrenzend an und/oder innerhalb der Ventileinrichtung (HCU) - oder zwischen der Ventileinrichtung (HCU) und der Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) angeordnet ist, wobei die Bewegungsrichtung (R_HZ) des mindestens einen Kolbens des Hauptbremszylinders (HZ) parallel oder in einem Winkel (β) zur Längserstreckung (L) der Ventileinrichtung (HCU) ausgerichtet ist.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) zusätzlich an die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) angrenzt und/oder mittels elektrischer Kontakte, insbesondere Steckverbindungen, mit der Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) zur elektrischen Versorgung und/oder Datenkommunikation in Verbindung ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) mittels hydraulischer Leitungen mit der Ventileinrichtung (HCU) verbunden ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (HCU) und die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) jeweils eigene Gehäuse aufweisen und parallel zueinander angeordnet sind.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (HCU) und/oder die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) bzw. deren Gehäuse eine Längserstreckung (L) aufweist bzw. aufweisen die größer ist als deren Breite (B) und/oder Höhe (H), und insbesondere als Module (M_HCU, M_ECU) ausgebildet sind.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) stirnseitig an die Ventileinrichtung (HCU) angrenzt bzw. an oder in einem Ende, insbesondere einer Rückseite (R), der Ventileinrichtung (HCU) angeordnet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) eine Rotationspumpe (RP), insbesondere eine Rotationskolbenpumpe, welche vorzugsweise zwei bis fünf Kolben hat, aufweist.
Bremssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (RA) der Rotationspumpe (RP) in einem Winkel (α) zwischen 0° und 90°, besonders bevorzugt parallel bzw. α = 0°, zur Bewegungsrichtung (R_DV1) des Kolbens der ersten Druckversorgung (DV1) ausgerichtet ist.
Bremssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Druckversorgung (DV2) in einem eigenen Gehäuse (G_HCU) oder in der Ventileinrichtung (HCU) angeordnet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorisch angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit der ersten Druckversorgung (DV1) einen einfach wirkenden Kolben, welcher nur einen Arbeitsraum (KV) begrenzt bzw. nur in eine Hubrichtung fördert, oder einen zweifach wirkenden Doppelhubkolben (DHK), welcher zwei Arbeitsräume (KV, KH) begrenzt und in beiden Hubrichtungen fördert, aufweist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Druckversorgung (DV1) zumindest teilweise in die Ventileinrichtung (HCU) hinein erstreckt bzw. in dieser zumindest teilweise angeordnet oder Bestandteil von dieser ist, insbesondere deren Achse (R_DV1) senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (L) der Ventileinrichtung (HCU) ausgerichtet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (HZ) ein Tandem-Hauptbremszylinder (THZ) oder ein Single-Hauptbremszylinder (SHZ) ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (HZ) einen Pedalstößel (b) aufweist, der an einer Vorderseite (V) des Bremssystems angeordnet ist, dass die zweite Druckversorgung (DV2) im Bereich oder an der Rückseite (R) des Bremssystems angeordnet ist bzw. die Rückseite (R) bildet.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem einen Wegsimulator (WS) aufweist, welche insbesondere im Gehäuse des Hauptbremszylinders (HZ) oder in der Ventileinrichtung (HCU) angeordnet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventileinrichtung (HCU) mindestens ein gesteuertes 3/2-Wege-Ventil (PD1, PD2, MV) angeordnet ist.
Bremssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes 3/2-Wege-Ventil (PD1) zur wahlweisen Verbindung des einen ersten Arbeitsraumes (KV) der ersten Druckversorgung (DV1) mit einem ersten Bremskreis (BK1) oder einem Vorratsbehältnis (VB) für Hydraulikfluid dient und/oder ein zweites 3/2-Wege-Ventil (PD2) zur wahlweisen Verbindung des einen zweiten Arbeitsraumes (KV) der ersten Druckversorgung (DV1) mit einem zweiten Bremskreis (BK2) oder dem Vorratsbehältnis (VB) für Hydraulikfluid dient.
Bremssystem nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes 3/2-Wege-Ventil (MV) zur wahlweisen Verbindung des einen ersten Arbeitsraumes (R1) des Hauptbremszylinders (HZ) mit einem Fluidspeicher eines Wegsimulators (WS) oder mindestens einem Bremskreis (BK1, BK2) dient.
Bremssystem, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (HCU), der Hauptbremszylinder (HZ), die erste Druckversorgung (DV1) sowie die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) in einem ersten Modul (M1) zusammengefasst sind und ein eigenständiges Bremssystem ausbilden, wobei die zweite Druckversorgung (DV2) als ein zweites Modul (M2) ausgebildet ist und an dem ersten Modul (M1) befestigbar ist, derart, dass das durch das erste Modul gebildete Bremssystem um eine zweite Druckversorgung (DV2) erweiterbar ist.
Bremssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Modul (EC2) an die Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) des ersten Moduls (M1) anschließbar ist, welches zur Steuerung und/oder Regelung der zweiten Druckversorgung (DV2) dient.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem einen Pedalsensor aufweist, der die Bewegung eines Target-Magneten, welcher insbesondere im Hauptbremszylinder (HZ) angeordnet ist, detektiert.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalsensor einen Hallsensor aufweist, welcher die Bewegung eines Target-Magneten detektiert, wobei der Hallsensor mit der Leiterplatte der Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) elektrisch verbunden ist oder auf dieser angeordnet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem ein E-Pedal oder gar kein Bremspedal aufweist.
Bremssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung vom E-Pedal oder dessen Steuerung hin zum Hauptrechner oder der Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) fehlersicher, insbesondere zweifach- oder dreifach-redundant, diagnostizierbar, ausgebildet ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem in die Domainenstruktur eines Fahrzeugs eingebunden ist, wobei insbesondere ein Hauptrechner des Fahrzeugs der Steuer- und Regeleinrichtung (ECU) des Bremssystems die einzustellenden Drücke und/oder Druckänderungen vorgibt.