WO2019086502A1 - Kolben-zylinder-einheiten und hydraulische einrichtungen mit diagnose- oder überwachungsfunktion der steuer- und regelvorrichtung - Google Patents

Kolben-zylinder-einheiten und hydraulische einrichtungen mit diagnose- oder überwachungsfunktion der steuer- und regelvorrichtung Download PDF

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Anton Van Zanten
Thomas Leiber
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    • F15B19/005—Fault detection or monitoring

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic device and a piston-cylinder unit sealing system for such devices, in particular for brake and clutch devices for automated driving, and their components.
  • Hydraulic devices and piston-cylinder units of the type mentioned are known.
  • a brake system is already known in which for higher requirements the use of a second seal is provided, whereby the probability of failure is significantly smaller, but not zero, is.
  • the ball-threaded drive (KGT) and the motor of the brake device is protected by the second seal against ingress of brake fluid.
  • the object of the invention is to provide a hydraulic device and a piston-cylinder unit sealing system for such devices, in particular for brake and clutch devices and the like, in particular for automated driving, which in a functional failure of the device or a safety-related assembly or Component, such as. B. a seal still ensures a sufficient function of the device.
  • Redundant assemblies or components as well as seals, valves, pressure supplies, reservoirs, control and regulating units are used in the widest sense, with appropriate diagnostic devices or monitoring devices being provided to diagnose functional impairments or failures in a simple manner or monitor and if necessary initiate necessary measures to detect individual errors in redundant components.
  • redundancy according to the invention in seals is in particular the use of a second (redundant) seal together with a throttled return flow in a non-pressurized space, in particular one
  • the throttle has the effect that in the event of a failure of the second seal, the leakage flow is so low that it can still be tolerated by the system, in other words, e.g. In the case of a brake system, there is no system failure or even sufficient braking action or braking and lateral stability is present. In this case, if necessary, e.g. compensation of the volume loss by the pressure supply or only slight unintentional movement of the pedal may in any case be acceptable if the pedal travel loss over the braking time is acceptable. Both can be detected by sensors during operation through monitoring and diagnostics. The limitation of the leakage flow can also be done by a suitable valve.
  • Usual is z. B. in braking systems a waysimulator with shut-off valve. If this fails, the path simulator no longer acts, so that the brake pedal becomes hard and the brake booster is switched off. In a system with redundant pressure supply, the probability of failure is very low, so that a worse pedal characteristic can be accepted in the fallback level. Thus, the failure-critical valve can be dispensed with.
  • a Wegsimulatorsystem be provided without a valve with a return spring of the piston-cylinder unit (main cylinder) takes over the first surface part of the Wegsimulatorkennline by particular provided on the piston-cylinder unit (master cylinder) Schnüffelloch by the corresponding amount (Distance Schnüffelloch / piston in the retracted position) is moved axially.
  • ABS or braking effect can be disturbed if the valve can no longer close due to dirt particles. If this happens at the end of a deceleration, it may be very difficult to detect this by further braking from the diagnosis. Possibly. by measuring the induction voltage when closing the valve, since no or only a small armature movement is possible by the dirt particles, which can be detected by measuring voltage V. As an improvement, it is also possible to provide no exhaust valve or only one exhaust valve by the multiplex method (MUX).
  • MUX multiplex method
  • At least one wheel per axle is controlled with the ABS function to ensure longitudinal and lateral stability.
  • This is possible by an additional redundant switching valve in series, preferably in multiplex (MUX) in a diagonal arrangement.
  • This valve can also be used to close the connection to the wheel cylinder when z. B. this is leaking.
  • This can be known by volume or volume requirement of the pressure supply to be diagnosed. In this case, the corresponding switching valve or inlet valve is closed in known systems.
  • Redundancy also belongs, despite two-circuit pressure supply via a Doppelhubkolben, the z. B. is driven by two times three-phase motor, a second dual-circuit pressure supply via a double-stroke piston, the z. B. is driven by two times three-phase motor, and with additional isolation valves between the brake circuits and the pressure supply. Redundancy also includes the redundant power supply, if possible from two different energy storage devices. At level 5 of AD (according to the VDA definition), a supply of two or three on-board networks may take place, as in aircraft technology.
  • the electronic control unit in particular diagnostic circuits, according to the invention can be configured redundant or self-check.
  • the voltage supply can take place redundantly from the redundant electrical stores U 1, U 2 and in some cases also from U 3, comparable to aircraft technology with the so-called "2 out of 3" selection
  • This power supply supplies the computers (CP 1 to CP 3) CP1 and CP2 have an effect on the control of, for example, the motor and the valves, with the corresponding output stages.
  • a fully redundant braking system preferably for fully autonomous driving AD (level 5 of automated driving)
  • AD level 5 of automated driving
  • the THZ can be replaced by a "brake and go" signal, which is generated in the central ECU by the AD.
  • one or more powerful computer CPU z. B. microcontroller, used, which the actuators, z. As motors and valves, control the corresponding integrated or separate control with power amplifiers.
  • the computers CP1, CP2 and CP3 can be configured redundantly, eg. B. dual redundant as CP1 and CP2 or triple redundant as CP1 and CP2 and CP3. Because of the expense, alternatively, the computer CP2 for reduced functions and the computer CP3 for emergency functions of the braking system can be used. Accordingly, this also applies to the actuators and valves
  • all the input signals from the sensors and the brake and go signal can act on all computers CP1, CP2, CP3.
  • the output signals for the control with output stages are also separated from each CP.
  • the slave ECU With the tendency to architecture with domains and central computers, it makes sense to make the control separately in an ECU as a slave.
  • the slave ECU then contains the entire control with power amplifiers and optionally I / O for sensors or switch signals Brake and Go.
  • the signal transmission to the master ECU is then via redundant bus systems, optionally according to the above-mentioned computer structure for full function to emergency function with different structure and different protocols.
  • Figure 1 a piston assembly with two pressure chambers and a redundant seal with throttle to a reservoir;
  • Figure 2 a piston assembly with mechanical actuation and a
  • Pressure chamber with a redundant seal with throttle to the reservoir a double-stroke piston with two pressure chambers and a redundant seal with throttle for each piston;
  • Figure 4 a tandem master cylinder (THZ) with primary and secondary pistons with path simulator and pressure supply and redundant seal for the travel simulator with throttle and drain to the outside or reservoir and diagnostic valve from the breather hole of the piston to the reservoir;
  • TTZ tandem master cylinder
  • Figure 5 similar to Figure 4 for a tandem master cylinder assembly with plunger on an auxiliary piston and a redundant seal with throttle to the reservoir on the plunger;
  • Figure 5a similar to Figure 5 but without plunger on the auxiliary piston.
  • Figure 6 similar to Figure 5 with a flow check valve instead of
  • Figure 7 a tandem master cylinder assembly with three pistons, each with a redundant seal per piston with throttle to the reservoir and travel simulator with redundant seal and throttle to drain to the outside;
  • FIG. 8 shows a pressure curve and control signals for a typical diagnostic cycle
  • 9a a brake system with ECU (extension of the partial brake system according to FIG. 5) and redundant valves and a further reservoir;
  • FIG. 9b shows an embodiment of a throttle according to the invention
  • 9c a brake system largely as in FIG. 9a, with redundant pressure supply (DV1, DV2); and
  • FIG. 9d shows schematically the basic concept of a redundant control unit
  • FIG. 1 shows different hydraulic applications in the upper and lower half. The upper part shows an application to a brake system, while the lower part shows an application to a hydraulic actuator.
  • the application in a brake system shows the re- dundancy in a piston 1, z. B. the secondary circuit piston (SK piston) of a tandem master cylinder 2 (THZ).
  • a pressure supply (not shown) via the hydraulic line 14 and channel 13 in tandem master cylinder 2 (THZ)
  • the piston 1 moves in tandem master cylinder 2 (THZ) to the left.
  • brake fluid is displaced from the secondary chamber 4 of the tandem master cylinder 2 (THZ) through the passage 15 and through the hydraulic line 16, e.g. B. in the wheel brake cylinder (not shown).
  • a seal 9 is provided for the hydraulic separation of the primary chamber 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) to the channel 5, which communicates via a hydraulic line 6 with the reservoir 7 (VB).
  • the seal 9 is supplemented by a redundant seal 9 a and a channel 10.
  • the channel 10 is connected via a hydraulic line 11, a hydraulic line 6 and a throttle 12 to the reservoir 7 (VB) in connection.
  • the redundant seal 9a thus separates the working chamber 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) hydraulically from the channel 10 and thus also from the reservoir 7 (VB).
  • the channel 10 is hydraulically separated from the working space 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ).
  • no brake fluid flows from the working chamber 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) to the channel 10, not even when the working chamber 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) is under pressure.
  • the pressure in channel 10 is the same the pressure in the reservoir 7 (VB), when height differences between the reservoir 7 (VB) and the channel 10 are neglected.
  • channel 5 is connected via a hydraulic line 6 to the reservoir 7 (VB) in connection, so that the pressure in channel 5 equal to the pressure in the reservoir 7 (VB), although here height differences between the reservoir 7 (VB) and the Channel 5 are neglected.
  • the seal 9 is thus not loaded, even when the working space 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) is under pressure.
  • any dirt particles in the working space 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) are retained by the redundant seal 9a so that they do not penetrate into the channel 10 and can not damage the seal 9. With an intact redundant seal 9a, the seal 9 thus does not fail.
  • the seal 9 takes over the hydraulic separation of the working space 3 of the tandem master cylinder 2 (THZ) of the channel 5, which communicates via a hydraulic line 6 with the reservoir 7 (VB).
  • the throttle 12 is dimensioned so that the flow through the leakage of the redundant seal 9a from a pressure supply (not shown) in the hydraulic line 14 can be compensated. Further, the equalizing flow of the pressure supply is an indicator of the leakage of the redundant seal 9a.
  • a hydraulic actuator (lower part of Fig. 1) shows the redundancy in a piston 21, z. B. the actuator piston of a clutch (not shown). If the working space 24 pressurized, z. B. by a pressure supply (not shown) via the hydraulic line 28 and channel 27 in the cylinder 23, then the piston 21 moves in the cylinder
  • the piston plunger 22 can exert a force 26 on the clutch (not shown), which corresponds to the pressure in the working chamber 24.
  • a seal 9 is provided for the hydraulic separation of the working space 24 of the cylinder 23 to the interior 25 of the cylinder 23 .
  • the seal 9 is supplemented by a redundant seal 9a and a channel 10.
  • the channel 10 is connected via a hydraulic line 17, a hydraulic line 6 and a throttle 12 to the reservoir 7 (VB) in connection.
  • the redundant seal 9a thus separates the working space
  • Fig. Figure 2 shows the redundancy in a piston 41, e.g. B. the primary piston of a tandem master cylinder 42 (THZ), which is operated by a plunger 41 a.
  • the plunger 41a is connected to a brake pedal (not shown).
  • a brake pedal not shown
  • In the drawn rest position of the primary piston 41 is the primary chamber 43 of the tandem master cylinder 42 (THZ) through the bore 45 of the primary piston 41, through the channel 46 in the tandem master cylinder 42 (THZ) and through the hydraulic line 47 to the reservoir. 7 (VB) in connection.
  • the brake pedal By pressing the brake pedal (not shown), the driver can move the primary piston 41 to the left.
  • the passage 50 is hydraulically isolated from the primary chamber 43 of the tandem master cylinder 42 (THZ).
  • the primary chamber 43 of the tandem master cylinder 42 (THZ) is under pressure.
  • the pressure in channel 50 is equal to the pressure in the reservoir 7 (VB) when height differences between the reservoir 7 (FIG. VB) and the channel 50 are neglected.
  • channel 46 is connected via a hydraulic line 47 to the reservoir 7 (VB) in connection, so that the pressure in channel 46 equal to the pressure in the reservoir 7 (VB), although here height differences between the reservoir 7 (VB) and the Channel 46 are neglected.
  • the seal 49 With intact redundant seal 49a, the seal 49 is thus not loaded, even when the primary chamber 43 of the tandem master cylinder 42 (THZ) is under pressure. Further, with intact redundant seal 49a, any debris in the primary chamber 43 of the tandem master cylinder 42 (THZ) is retained by the redundant seal 49a so that it does not enter channel 50 and can not damage the seal 49. With an intact redundant seal 49a, the seal 49 thus does not fail. If the redundant seal 49a leaking, z. B. by wear or
  • the throttle 52 is dimensioned so that the flow through the leak of the redundant seal 49a by the driver by the onset of the brake pedal (not shown) can be compensated.
  • the brake pedal does not break. Further, the equalizing flow is an indicator of the leakage of the redundant seal 49a.
  • Fig. Figure 3 shows the redundancy in a stepped piston 71, e.g. B. a Doppelhubkolben (DHK), in a cylinder 72 of a pressure supply.
  • Cylinder 72 has five channels, 73a, 73b, 73c, 73d and 78.
  • the channels 73a and 73b are connected via hydraulic lines 74a and 74b, respectively, in which suction valves 75a and 75b are accommodated, and via the hydraulic line 76 to the reservoir 7 (VB).
  • the ducts 73c and 73d, respectively, are connected to brake circuits BK1 and BK2 via hydraulic lines 74c and 74d, respectively, in which check valves 75a and 75b are accommodated.
  • two seals 79 and 80 are housed in the stepped piston 71. Between the seals 79 and 80 there is a channel 81 and 81a with throttle 82. Further, two seals 83 and 84 are housed in cylinder 72. Between the seals 83 and 84 is channel 78 with throttle 85. Via the hydraulic line 76, the channel 78 is connected to the reservoir 7 (VB).
  • the double-stroke piston 71 (DHK) divides the cylinder 72 into two working chambers, chamber 86 and annular chamber 87.
  • the suction valve 75a closes and opens the check valve 75c, and brake fluid is pushed out of the chamber 86 via the passage 73c and via the hydraulic passage 74c into the brake circuit BK1.
  • the suction valve 75b opens and the check valve 75d closes and via the channel 73b, the suction valve 75b and the hydraulic line 76 brake fluid from the reservoir 7 (VB) is sucked into the annular chamber 87.
  • the suction valve 75a opens and the check valve 75c closes and brake fluid is introduced into the chamber 86 via the channel 73a and via the hydraulic line 74a with suction valve 75a and via the hydraulic line 76 sucked from the reservoir 7 (VB).
  • the suction valve 75b closes and the check valve 75d opens and via the channel 73d, the suction valve 75d and the hydraulic line 74d, brake fluid is displaced from the annular chamber 87 into the brake circuit BK2.
  • the two seals 79 and 80 are provided for the hydraulic separation of the chamber 86 of the cylinder 72 to the annular chamber 87. Between these two seals 79 and 80, there are provided a passage 81 and a passage 81a containing a throttle 82. With intact seals 79 and 80, ie. no brake fluid flows through the channels 81, 81a and through the throttle 82 into the piston rod chamber 89, the pressure in channel 81 is the same as the pressure in the piston rod chamber 89th
  • the throttle 82 is dimensioned so that the flow through the leakage of the seal 79 from the pressure supply by correction of the advance of the Doppelhubkolbens 71 (DHK) can be compensated. Further, the equalizing flow of the pressure supply is an indicator of the leakage of the seal 79.
  • the throttle 82 is dimensioned so that the flow can be compensated by the leakage of the seal 80 from the pressure supply by correcting the return stroke of the Doppelhubkolbens 71 (DHK). Further, the equalization flow of the pressure supply is an indicator of the leakage of the seal 80.
  • the seal 83 and the seal 84 are provided for the piston rod 88. Between these seals 83 and seal 84, a channel 78 is provided which contains a throttle 85.
  • the pressure in channel 78 with an intact seal 83 equal to the pressure in the reservoir 7 (VB), when height differences between the reservoir 7 (FIG. VB) and the channel 78 are neglected.
  • the seal 84 is not loaded with an intact seal 83, even if the annular chamber 87 of the cylinder 72 is under pressure. Further, with the seal 83 intact, any dirt particles in the annular chamber 87 of the cylinder 72 are retained by the seal 83 so that they do not penetrate channel 78 and can not damage the seal 84. With an intact seal 83, the seal 84 thus does not fail. If the seal 83 leaking, z. B. by wear or dirt particles, so brake fluid from the annular chamber 87 of the cylinder 72 through the channel 78 and the hydraulic line 76 and the throttle 85 to the reservoir 7 (VB) flow.
  • the seal 84 takes over the hydraulic separation of the annular chamber 87 of the cylinder 72 from the Kolbenstangen- space 89.
  • the throttle 85 is dimensioned so that the flow compensated by the leakage of the seal 83 by correcting the return stroke of the Doppelhubkolbens 71 (DHK) can be. Further, the equalizing flow of the pressure supply is an indicator of the leakage of the seal 83.
  • Fig. 4 shows a braking system in which the redundancy is applied to two seals. First, the brake system will be briefly described.
  • the brake pedal 101 is actuated by the driver by the driver when braking request.
  • the pedal tappet 102 and the pedal piston 103 are displaced, in FIG. 4 to the left.
  • the primary piston 105 of the tandem master cylinder 112 (THZ) is also displaced to the left.
  • the secondary piston 119 shifts into the tandem master cylinder 112 (THZ) to the left in FIG. 4.
  • the bore 120 of the secondary piston 119 has passed the thief 121, then stops with closed isolation valves 108 and 109, the left movement of the secondary piston, because the secondary chamber 122 of the tandem master cylinder 112 (THZ) then a closed chamber , Neglecting the spring forces of the primary piston spring 123, the secondary piston spring 124 and neglecting the frictional forces of the seals 121, 125, 127 on the secondary piston 119, the pressure in the secondary chamber 122 is equal to the pressure in the primary chamber 111.
  • the seal 107 hydraulically separates the primary chamber 111 of the tandem master cylinder 112 (THZ) from the channel 128 of the tandem master cylinder 112 (THZ) during a left movement of the primary piston 105.
  • the connection of the primary chamber 111 of the tandem master cylinder 112 (THZ) via the bore 106 of the primary piston 5 and the channel 128 of the tandem master cylinder 112 (THZ) and via the hydraulic lines 129 and 129a and via the opened diagnostic valve 130 to the reservoir 131th (VB) interrupted.
  • the pressure in channel 128 is equal to the pressure in the reservoir 131 (VB) when height differences between the reservoir 131 (VB) and channel 128 are neglected. If the pressure in the outer chamber 132 of the tandem master cylinder 112 (THZ) is the same as the pressure in the reservoir 131 (VB), then with the seal 107 intact, the seal 107a is not loaded, not even when the primary chamber 111 of the tandem master cylinder 112 (THZ) is under pressure.
  • any contaminants in the primary chamber 111 of the tandem master cylinder 112 (THZ) are retained by the seal 107 so that they do not penetrate channel 128 and can not damage the seal 107a. With an intact seal 107, the seal 107a thus does not fail.
  • This drainage of brake fluid can be stopped by closing the diagnostic valve 130.
  • the outflow of brake fluid is an indicator of the leakage of the seal 107 and can be determined by means of the displacement sensors 133 and 133a, the force of the pedal piston spring 04 and the pressure-volume characteristic of the travel simulator 116.
  • seal 107 Leakage of the seal 107 can thus be detected during operation without disturbing operation by this leakage. Therefore, the combination of seal 107 with diagnostic valve 130 results in a hydraulic separation of the primary chamber 111 of the THZ 112 from the reservoir 131 (VB), which may be referred to as fail operational.
  • the combination of the seal 121 and the seal 125 with the channel 136, and the hydraulic lines 137 and 137a and the check valve 138 and the hydraulic line 129a to the reservoir 131 (VB) leads to a hydraulic separation of the secondary chamber 122 of the THZ 112 from the reservoir 131 (VB), which may be referred to as Fail Operational, as already shown in FIG. 4 for the combination of the seal 107 and the seal 107a with channel 128, and hydraulic lines 129 and 129a and diagnostic valve 130 to reservoir 131 (VB).
  • the travel simulator piston 117 of the travel simulator 116 includes a seal 140 and a redundant seal 140a. Between the seal 140 and the redundant seal 140a is a channel 141 and a channel 141a with a throttle 142, wherein the channel 141 opens into the space 143 of the spring assembly 118.
  • the redundant seal 140a hydraulically separates the working chamber 139 of the travel simulator 116 from the spring pack space 118 of the travel simulator 116. With the redundant seal 140a intact, no brake fluid flows from the working chamber 139 of the travel simulator 116 through the passages 141, 141a and through the throttle 142 into the spring pack space 143 Thus, with intact redundant seal 140a, the pressure in channel 141 is equal to the pressure in spring pack space 143 of travel simulator 116.
  • a control unit (not shown) all control and evaluation signals are processed.
  • the sensor evaluation, the diagnostics, the error evaluation and the error display are processed.
  • the diagnosis of the seal failures of the redundant seal 140 a of the piston displacement simulator 116, the seal 107 of the auxiliary piston chamber 111 and the redundant seal 127 in the primary chamber 111 of the tandem master cylinder 112 (THZ) and the seal 121 in the secondary chamber 122 of the tandem master cylinder 112 (THZ), which lead to a leakage current, takes place via plausibility considerations of the pedal travel sensor signals 133, 133a with the pedal piston spring 104 taking into account the pressure-volume characteristic of the travel simulator 116.
  • Another way to detect the leakage of a seal that results in a leakage current is to correlate the pressure-volume characteristic of the brake system with the volume displacement of the pressure supply 146 and the signal of the brake pressure sensor (not shown) in the brake circuit 148.
  • the leakage flow through each seal flows back into the reservoir 131 (VB), except for the redundant seal 140a in the piston travel simulator 116, and in the seals of the dual stroke piston, in the case of the pressure supply 146, a double stroke piston of FIG. 3 is used (see Fig. 3, seals 79 and 80). If the leakage flow does not flow back into the reservoir 131 (VB), then a diagnosis of leaks is possible by correlating the leakage with the signal from a redundant level sensor 151 in the reservoir 131 (VB), which is preferably linear.
  • the seal 107a can also be tested for leaks when the brake pedal 101 is not actuated.
  • the diagnostic valve 130, the simulator valve 110, the isolation valve 108 and the check valve 138 are closed, and the isolation valve 109 and the feed valve 144 are opened.
  • the motor 145 is energized with a certain current value and thus brake fluid from the pressure supply 146 via the hydraulic line 147, via the feed valve 144, via the hydraulic line 147a, via the hydraulic line 148, via the separating valve 109, via the hydraulic line 149 and via the channel 150 into the primary space 111 of the THZ 112 shifted, whereby the pressure in the primary space 111 on rises to a certain value, z. B. 25bar.
  • the pressure in the hydraulic line 148 is measured by a pressure sensor (not shown). If the seal 107a has a leak, then the pressure supply must retard brake fluid to keep the pressure in the hydraulic line 148 constant. Leakage of the seal 107a may be detected by the need to recharge brake fluid through the pressure supply 146 to keep the pressure in the hydraulic line 148 constant.
  • Fig. 5 shows a brake system which is similar to the brake system of FIG. 4 has.
  • An essential difference is that in the braking system of FIG. 5 of the master cylinder 201 (HZ) is divided into three chambers. These are the primary chamber 111, the secondary chamber 122 and the auxiliary piston chamber 204. Between the primary chamber 111 and the secondary chamber 122 is the secondary piston 119. Between the primary chamber 111 and the auxiliary piston chamber 204 is an intermediate wall 206.
  • the brake pedal 101 is actuated by the driver by the driver when braking request.
  • the pedal tappet 102 and the pedal piston 103 are displaced, in FIG. 5 to the left.
  • the motor 228 is energized by a defined volume from the pressure supply 229 via the hydraulic line 147, the open feed valve 144, the hydraulic line 147a, the primary circuit 233 in the wheel brake cylinders the primary circuit 233 (not shown) and via channel 150 of the master cylinder 201 (HZ) in the primary chamber 111 of the master cylinder 201 (HZ) to move.
  • the pressure in the wheel brake cylinders increases, and so does the pressure in the primary chamber 111 of the master cylinder 201 (HZ). Due to the pressure in the primary chamber 111 of the master cylinder 201 (HZ), the secondary piston 119 also shifts to the left in FIG.
  • seals 241 and 242 In the bore 213 of the intermediate wall 206 of the master cylinder 201 (HZ) there are two seals 241 and 242. Between the two seals 241 and 242 is a channel 243. This channel 243 is connected via a hydraulic line 244, with a throttle 245 and a hydraulic line 129a is connected to the reservoir 131 (VB). These seals hydraulically separate the primary chamber 111 of the master cylinder 201 (HZ) from the slave piston chamber 204 of the master cylinder 201 (HZ). If the seal 241 leaking, z. B.
  • the throttle 245 is dimensioned so that the flow can be compensated by the leakage of the seal 241 of the pressure supply 229. Further, the equalizing flow of the pressure supply 229 is an indicator of the leakage of the seal 241.
  • Another way of detecting the leakage of the redundant seal 127 of the primary chamber 111 of the master cylinder 201 (HZ), the seal 121 of the secondary chamber 122 of the master cylinder 201 (HZ), the seal 241 of the auxiliary piston ram 212 and the isolation valve 216, the leads to a leakage current, is to correlate the pressure-volume characteristic of the brake system with the volume displacement of the pressure supply 229 and the signal of the brake pressure sensor 252 in the primary circuit 233.
  • the separating valve 216 can be additionally checked for leaks when the brake pedal 101 is not actuated.
  • the isolation valve 16 is closed, and the optional isolation valve 16a and the diagnostic valve 130 are opened.
  • the motor 228 is energized with a certain current value and thus brake fluid from the pressure supply 229 via the hydraulic line 147, via the isolation valve 144, via the hydraulic line 147a, in the primary circuit 233, and in the wheel brake cylinder (not shown) of the primary circuit 233rd , and moved over the channel 150 in the primary chamber 111 of the HZ 201, whereby the pressure in the primary circuit 233 increases to a certain value, for. B. 25bar.
  • the pressure in the primary circuit 233 is measured by a pressure sensor 252, which is connected to the primary circuit 233 via a hydraulic line 253. If the isolation valve 216 is leaking, then the pressure supply 229 must advance brake fluid to maintain the pressure in the primary circuit 233 constant. Leakage of the isolation valve 216 may be detected by the need to recharge brake fluid through the pressure supply 229 to maintain the pressure in the primary circuit 233 constant.
  • the optional isolation valve 216a can additionally be checked for tightness when the brake pedal 101 is not actuated.
  • the optional isolation valve 216a is closed, and the isolation valve 216 and the diagnostic valve 130 are opened.
  • the engine 228 comes with a specific one
  • FIG. 5a shows a brake system which is similar to the brake system of FIG. 5 has.
  • An essential difference, however, is that in the braking system of FIG. 5a of the auxiliary piston 211 has no auxiliary piston plunger 212.
  • the intermediate wall 206 has no bore 213.
  • An important difference between the brake system of FIG. 5 and the brake system of FIG. 5a relates to the error case "failure of the brake booster", for example due to the simultaneous failure of the seals 125 and 127 of the master cylinder 201.
  • the pressure in the primary chamber 111 and in the primary circuit 233 then remains unpressurized during braking by the driver, and can not be increased by the pressure supply 229, DV1 Since the auxiliary plunger 212 is absent, the driver can not shift the secondary piston 119 by means of the auxiliary piston plunger 212 with his foot force on the pedal 101, and also the secondary circuit 237 would remain depressurized can be remedied by a downstream ESP, 254 via the pressure supply DV2, 255.
  • the "active braking" function of the ESP is activated.
  • ESP increases the pressure in the wheel brake cylinders of the primary circuit 233 and the secondary circuit 237 to a desired value, the z. B. from the signal of the displacement sensor 133 of Pedalkol- Bens 103 may be formed.
  • ESP, 254 gets the necessary volume of brake fluid in the primary circuit 233 z. For example, by the leaking seals 127 and 125 (Fig. 5a), the channel 136, the hydraulic lines 137 and 137a and the open check valve 138 ( Figure 4) from the Vorratsbe- container 131.
  • the secondary piston 119 Under the influence of the spring force of the secondary piston spring 124 and the pressure difference between the primary chamber 111 and the secondary chamber 122 of the master cylinder 201, the secondary piston 119 is pushed back (in Fig. 5a to the right) to the starting position. In the initial position of the secondary piston 119, there is a direct connection between the secondary chamber 122 and the hydraulic line 137 via the bore of the secondary piston 120 and the passage 136 in the master cylinder 112 (FIG. 4). This gives ESP the necessary volume of brake fluid in the secondary circuit 237 z. 4), the secondary chamber 122, through the bore of the secondary piston 120, through the hydraulic lines 137 and 137a and the opened solenoid valve 138 (FIG. 4) from the reservoir 131.
  • Another important difference between the brake system of FIG. 5 and the brake system of FIG. 5a relates to the error case "Failure of the brake booster", for example due to the failure of the seal in a wheel brake cylinder in brake circuit 233, eg wheel brake 516 in Fig. 9a
  • the pressure in the primary chamber 111 then remains during the braking by the driver without pressure and can not be increased by the pressure supply 229. Since the auxiliary piston plunger 212 is missing, the driver can not shift the secondary piston 119 by means of the Hllfskolbenst Formulaels 212 with his foot force on the pedal 101, and also the secondary circuit 237 would remain depressurized can be prevented by a normally open isolation valve 144a in the primary circuit 233.
  • the isolation valve 144a is closed and the pressure supply 229 can brake fluid through the open injection valve 144, through the primary circuit 233 and the passage 150 in the master brake cylinder 201 move into the primary chamber 111.
  • the secondary piston 119 shifts (in FIG 5a) to the left) whereby brake fluid from the secondary chamber 122 is displaced through the channel 236 into the secondary circuit 237.
  • the brake fluid shift In the secondary circuit 237, the pressure in the secondary circuit 237 and thus also the pressure in the wheel cylinders of the wheel brakes (not shown, eg in FIGS.
  • the "active braking" function of the ESP, 254 is activated, and ESP, 254 then increases the pressure in the wheel brake cylinders by means of the pressure supply 255 to a setpoint that results from the signal of the pedal travel sensor 133 of the pedal piston 103
  • ESP, 254 will not be able to increase the pressure in the wheel brake cylinders of the brake circuit 233, and there is a danger that the reservoir 131 will be sucked empty by the ESP, 254.
  • z. B the combination of the error cases "failure of the seal in a wheel brake cylinder in brake circuit 233, z. B. wheel brake 516 in FIG. 9a and failure of the control unit of the brake system according to FIG. 5a (not shown) and failure of the control unit of the ESP
  • the isolation valve 216 opens while the isolation valve 144a remains open Fig. 5a to the left) and thereby pushes brake fluid from the auxiliary piston chamber 204 through the channel 248 in the master cylinder 201, through the hydraulic line 249, through the open separating valve 216 and through the hydraulic line 250 in the primary circuit 233. Due to the failure of In this case, the primary circuit 233 remains unpressurized in a wheel brake cylinder in primary circuit 233, eg wheel brake 516 in Fig. 9a. Further, due to the failure of the control unit of the brake system according to Fig. 5a (not shown), the isolation valve 144a can not be closed, and the primary chamber 111 is also depressurized.
  • auxiliary piston plunger 212 Since the auxiliary piston plunger 212 is missing, the driver can apply his foot force to the pedal 101 Secondary piston 119 by means of the auxiliary piston plunger 212 does not move, and also the secondary circuit 237 would remain pressureless. Due to the simultaneous failure of the ESP controller (254), ESP (254) also can not increase the pressure in the wheel brake cylinders of the wheel brakes (eg, 514, 515, 516, 517 in FIG. 9a). Thus, in the case of driver braking, all the wheel brake cylinders of the wheel brakes (eg 514, 515, 516, 517 in FIG. 9a) would remain pressureless, and the vehicle would remain unrestrained despite driver braking.
  • z. B. can be used advantageously in the ABS control, if z. B. in case of failure of the ESP, the pressure supply and the pressure control via the pressure supply 229 with the valve 144 is open.
  • the function of the isolation valve 144a, 144b can also be taken over by the ESP valves UPS, HSV and EV, whereby the isolation valves 144a, 144b are not needed in case of doubt.
  • the communication interface between ESP and Booster has to be changed. If necessary z. B. for the failure of the ESP and a redundant electrical control of the booster take effect.
  • FIG. 6 shows a brake system which is similar to the brake system of FIG. 5 shows. Differences between the brake systems of FIG. 6 and FIG. 5 do not affect the functions. For the description of the function of the brake system of FIG. FIG. 6 will therefore be directed to the description of the function of the brake system of FIG. 5 referenced. Significant changes in the brake system of FIG. 6 compared to the braking system of FIG. 5 concern the seals. These changes in the brake system of FIG. 6 are explained in the following text.
  • the seal 301 is supplemented by a redundant seal 301a. Between the seal 301 and the redundant seal 301a is a channel 302 in the master cylinder 201 (HZ).
  • a hydraulic line 304 connected to a throttle 305.
  • the hydraulic line 304 is connected to the reservoir 131 (VB).
  • Such a configuration of seal 301, redundant seal 301a, channel 302 and line 304 with throttle 305 and reservoir 131 (VB) has already been described in FIG. 2 shown and described. Therefore, a re-description is omitted here.
  • the seal of the secondary chamber 122 to the reservoir 131 (VB) may be made in accordance with the description of FIG. 2 be referred to as Fail Operational.
  • the seal 328 is supplemented by a redundant seal 329. Between the seal 328 and the redundant seal 329 is a channel 330 in the master cylinder 201 (HZ).
  • the passage 330 of the master cylinder 201 (HZ) is connected to the throttle 332 via the hydraulic line 331 and to the reservoir 131 (VB) via the hydraulic line 322.
  • Such a configuration of seal 328, redundant seal 329, channel 330 and hydraulic line 331 with throttle 332 and reservoir 131 (VB) has already been described in FIG. 2 shown and described. Therefore, a re-description is omitted here.
  • the sealing of the auxiliary piston chamber 204 to the reservoir 131 (VB) can be carried out according to the description of FIG. 2 be referred to as Fail Operational.
  • About this connection can suck a downstream ESP device (not shown) brake fluid via the brake circuit 237 and the channel 236 of the master cylinder 201 (HZ) brake fluid from the reservoir 131 (VB).
  • a downstream ESP device (not shown) via this connection, via the brake circuit 237 and the channel 236 of the master cylinder 201 (HZ) brake fluid to the reservoir 131 (VB) deliver.
  • the delivery of brake fluid from the downstream ESP device (not shown) to the reservoir 131 (VB) is guaranteed when the flow check valve 312 is open.
  • the flow check valve 312 is open when the flow rate through the reverse flow check valve 312 (i.e., toward the reservoir 131) remains below a defined value. It makes sense that this defined value is greater than the maximum delivery rate of the ESP return pump (not shown) in brake circuit 237.
  • the flow check valve 312 is designed to close at higher volumetric flow rates than the defined value to allow larger gasket leaks 301 and the redundant seal 301a (double error) the connection is hydraulically separated, and thus the volume loss is limited in the brake circuit 237.
  • a downstream ESP device (not shown) brake fluid via the primary circuit 233, via the hydraulic line 250, via the opened separating valve 216, via the hydraulic line 249 and via the channel 248 of the master cylinder 201 (HZ) brake fluid from the reservoir 131 (VB) suck.
  • a downstream ESP device via this connection and via the primary circuit 233, via the hydraulic line 250, through the open separating valve 216, via the hydraulic line 249 and via the channel 248 of the master cylinder 201 (HZ) brake fluid to Dispose of the reservoir 131 (VB).
  • the delivery of brake fluid from the downstream ESP device (not shown) to the reservoir 131 (VB) is guaranteed when the flow check valve 321 is open.
  • the flow check valve 321 is open when the volume flow through the flow check valve 321 in the reverse direction (ie in the direction of the reservoir 131) remains below a defined value. It makes sense that this defined value is greater than the maximum capacity of the return pump of the ESP device (not shown) in the primary circuit 233.
  • the flow check valve 321 should at larger values of the volume flow than close the defined value, so that at greater leaks of the seal 328, the compound is hydraulically separated, and thus the volume loss is limited in the primary circuit 233.
  • the seal 107a and the flow check valve 321 are checked for leaks when the brake pedal 101 is not actuated.
  • the simulator valve 334 is closed and the separating valve 216 is opened.
  • the motor 228 is supplied with a defined value, and thus brake fluid is transferred from the pressure supply 229 via the hydraulic line 147, via the open feed valve 144, via the hydraulic line 147a, via the primary circuit 233, via the hydraulic line 250 the isolation valve 216, via the hydraulic line 249, via the channel 248 via the auxiliary piston chamber 204 of the master cylinder 201 (HZ), via the bore 214 of the auxiliary piston 211, via the channel 255 of the master cylinder 201 (HZ), via the hydraulic line 320 in Directed flow check valve 321 shifted.
  • the defined value of the motor current is chosen so large that the volume flow in the direction of flow check valve 321 is greater than the defined value at which the flow check valve 321 closes. This closes the flow check valve 321.
  • the pressure in the primary circuit 233 is increased via a hydraulic circuit. see line 253 by a pressure sensor 252 measured. If the seal 107a has a leak, then the pressure supply 229 must retard brake fluid to keep the pressure in the primary circuit 233 constant. Leakage of the seal 107a may be detected by the need to recharge brake fluid through the pressure supply 229 to keep the pressure in the primary circuit 233 constant.
  • the pressure supply 229 must advance brake fluid to maintain the pressure in the primary circuit 233 constant. Leakage of the flow check valve 321 may be detected by the need to recharge brake fluid through the pressure supply 229 to keep the pressure in the primary circuit 233 constant.
  • FIG. 7 shows a master brake cylinder 401 (HZ) and a piston travel simulator 402 from the published patent application DE 10 2013 216 477 A1.
  • the master cylinder 401 (HZ) are the primary piston 403 as
  • Stepped piston and the secondary piston 404 The primary piston forms an annular chamber 405 and a primary chamber 406 in the master cylinder 401 (HZ).
  • the annular chamber 405 of the primary piston 403 is connected via a hydraulic line 407 to the working chamber 408 of the piston travel simulator 402.
  • the secondary piston 404 forms a secondary chamber 409 in the
  • the pedal follower 411 When the driver depresses the brake pedal (not shown), the pedal follower 411 is shifted to the left. With the displacement of the pedal plunger 411 to the left and the primary piston 403 is moved to the left. With the displacement of the primary piston 403, the connection between the primary chamber 406 of the master cylinder 401 (HZ) via the bore 410 with the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) through the seal 412 hydraulically separated and brake fluid from the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) via the hydraulic line 407 in the working chamber 408 of the piston displacement simulator 402 is moved.
  • the piston 413 of the piston travel simulator 402 With the displacement of brake fluid into the working chamber 408 of the piston travel simulator 402, the piston 413 of the piston travel simulator 402 is displaced to the right against a spring 414, whereby the spring 414 is compressed.
  • the force of the spring 414 creates a pressure in the working chamber 408 of the piston displacement simulator, and thus also a pressure in the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ).
  • This pressure in the annular chamber 405 of the master brake cylinder 401 (HZ) generates a counterforce on the brake pedal (not shown) which the driver feels upon actuation of the brake pedal (not shown).
  • the secondary chamber 409 of the master cylinder 401 (HZ) is connected to the pressure supply (not shown) via the passage 423, so that the pressure in the secondary chamber 409 of the master cylinder 401
  • (HZ) corresponds to the pressure of the pressure supply.
  • the secondary piston 404 is in the normal case on actuation of the brake pedal (not shown) by the driver to the right stop 404a in the master cylinder 401 (HZ).
  • the pressure supply (not shown) brake fluid via the channel 423, via the bore 424, via the secondary chamber 409, via the channel 425, via the hydraulic line 426, via the check valve 427 and the hydraulic line 428 brake fluid from the Prime reservoir 131 (VB).
  • the primary chamber 406 of the master cylinder 401 (HZ) is hydraulically separated from the secondary chamber 409 of the master cylinder 401 (HZ) by the seals 429 and the redundant seal 429a. Between the seal 429 and the redundant seal 429a is a channel 430, which is connected via the hydraulic line 431 with throttle 432 and via the hydraulic line 419 to the reservoir 131 (VB).
  • the pressure in channel 430 is equal to the pressure in the reservoir 131 (VB ), when height differences between the reservoir 131 (VB) and the channel 430 are neglected.
  • the seal 429 will not be stressed because the pressure in the channel 430 will also be the pressure in the reservoir 131 (VB), not even when the secondary chamber 409 of the master cylinder 401 (HZ) is pressurized. Further, with the redundant seal 429a intact, any debris in the secondary chamber 409 of the master brake cylinder 401 (HZ) is retained by the redundant seal 429a so that it does not penetrate channel 430 and can not damage the seal 429. With intact redundant seal 429a, the seal 429 thus does not fail.
  • the primary piston 403 slides to the left and the bore 410 in the primary piston 403 slides past the redundant seal 412a. Due to the redundant seal 412a, the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) is hydraulically separated from the primary chamber 406 of the master cylinder 401 (HZ).
  • the bore 410 in the primary piston 403 may also be displaced past the seal 412.
  • the primary chamber 406 of the master cylinder 401 (HZ) is then hydraulically separated by the seal 412 and the redundant seal 412a from the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ).
  • a channel 433 which is connected via the hydraulic line 419 with throttle 434 to the reservoir 131 (VB).
  • the pressure in channel 433 is equal to the pressure in the reservoir 131 (VB), if differences in height between the reservoir 131 (VB) and the channel 433 are neglected.
  • This outflow of brake fluid can be compensated by the driver by reducing the force on the brake pedal (not shown).
  • Brake pedal fails. Brake force compensation is an indicator of the redundancy of the redundant seal 412a, and may be determined using the primary piston travel sensor (not shown) and the piston displacement simulator pressure sensor (not shown) using the pressure-volume characteristic of the piston travel simulator 402.
  • the hydraulic separation of the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) from the protected space 435 of the pedal plunger 411 is via the redundant seal 436a and the seal 436. Between the redundant seal 436a and the seal 436 is a channel 437 in the primary piston 403 with a throttle 438. The pressure in the protected space 435 of the pedal plunger 411 is equal to the atmospheric pressure.
  • the pressure in the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) is higher than the atmospheric pressure in the protected space 435 of the pedal follower 411.
  • the pressure in the channel 437 of the primary piston 403 is equal also the atmospheric pressure.
  • the seal 436 is normally not loaded when the brake pedal is actuated (not shown) by the driver and when the redundant seal 436a is intact, even if the annular chamber 405 of the master brake cylinder 401 (HZ) is pressurized.
  • any debris in the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) is retained by the redundant seal 436a so that it does not penetrate channel 437 and can not damage the seal 436.
  • the seal 436 With an intact redundant seal 436a, the seal 436 thus does not fail. If the redundant seal 436a leaking, z. B. by wear or dirt particles, so brake fluid from the annular chamber 405 of the master cylinder 401 can flow through channel 437 with the throttle 438 in the protected space 435 of the pedal plunger 411. This outflow of brake fluid can be compensated by the driver by reducing the force on the brake pedal (not shown). The brake pedal does not break.
  • the brake pedal force compensation is indicative of the redundancy of the redundant seal 436a, and may be determined using the primary piston travel sensor (not shown) and the pressure transducer of the piston travel simulator 402 (not shown) using the pressure-volume characteristic of the piston travel simulator 402.
  • the hydraulic separation of the working chamber 408 of the piston travel simulator 402 from the air filled spring chamber 439 of the piston travel simulator 402 is via the redundant seal 440a and the seal 440.
  • a channel 441 in the Piston Displacement Simulator 402 which has a hydraulic cable tion 442 with the throttle 443, via the hydraulic line 418 and via the hydraulic line 419 with the reservoir 131 (VB) is in communication.
  • the pressure in passage 441 of the piston travel simulator is equal to the pressure in reservoir 131 (VB) when differences in level between reservoir 131 (VB) and passage 441 are neglected, with reservoir pressure 131 (VB) at atmospheric pressure.
  • the pressure in the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) and thus the pressure in the working chamber 408 of the piston travel simulator 402 is higher than the atmospheric pressure in the spring chamber 439 of FIG Piston Displacement Simulator 402.
  • the pressure in the channel 441 of the piston travel simulator 402 is also equal to the atmospheric pressure.
  • any dirt particles in the working chamber 408 of the piston travel simulator 402 are retained by the redundant seal 440a, so that they do not penetrate into the passage 441 and can not damage the seal 440. With intact redundant seal 440a, the seal 440 thus does not fail.
  • the redundant seal 446 a, the channel 447 and the hydraulic line 449 with the throttle 448 are provided for the mechanical fallback level, z. B. in case of failure of the entire electrical system.
  • the brake pedal is depressed (not shown)
  • the primary piston 403 slides to the left and the bore 410 in the primary piston 403 slides past the redundant seal 412a. Due to the redundant seal 412a, the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ) is hydraulically separated from the primary chamber 406 of the master cylinder 401 (HZ).
  • the bore 410 in the primary piston 403 may also be displaced past the seal 412.
  • the primary chamber 406 of the master cylinder 401 (HZ) is then hydraulically separated by the seal 412 and the redundant seal 412a from the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ).
  • the annular chamber 405 is connected via hydraulic lines and a solenoid valve (not shown) directly to the reservoir 131 (VB), so that the pressure in the annular chamber 405 by the operation of the brake pedal (not shown) does not increase.
  • the hydraulic line 421 is blocked by a solenoid valve (not shown), so that upon actuation of the brake pedal (not shown), the pressure in the primary chamber 406 increases.
  • the pressure supply (not shown) is not in operation, so that the pressure in channel 423, and thus the pressure in the secondary chamber 409 of the master cylinder 401 (HZ), is not affected by the pressure supply (not shown).
  • the secondary piston 404 shifts to the left.
  • This outflow of brake fluid can be compensated by the driver by increasing the displacement of the brake pedal (not shown).
  • the brake pedal does not break. Leakage of the seal 412 does not disturb the operation in the mechanical fallback due to this leakage. Therefore, the combination of the redundant seal 412a, the seal 412, the passage 433, the hydraulic line 419 with the throttle 434 to the reservoir 131 (VB) results in a hydraulic separation of the primary chamber 404 of the HZ 401 from the reservoir 131 (VB ), which in the mechanical fallback mode can be called Fail Operational.
  • the diagnosis of the seal failures of the redundant seal 412a of the primary chamber 406, the redundant seal 436a of the annular chamber 405, and the redundant seal 440a of the working chamber 408 of the piston travel simulator 402 leading to a leakage current is based on plausibility considerations of the redundant sensor signals of the primary piston travel ( not shown) with the signal of the pressure sensor (not shown) for the pressure in the working chamber 408 of the piston displacement simulator 402 taking into account the pressure-volume characteristics of the piston displacement simulator
  • Another way to detect the leakage of a seal that results in a leakage current is to correlate the pressure-volume characteristic of the brake system with the volume displacement of the pressure supply (not shown) and the signal of the redundant brake pressure sensor (not shown) in the brake circuit 444.
  • the leakage flow through each seal flows back into the reservoir 131 (VB) except at the redundant seal 436a of the annular chamber 405 of the master cylinder 401 (HZ). If the leakage flow does not flow back into the reservoir 131 (VB), then a diagnosis of leaks is possible by correlating the leakage with the signal from a redundant level sensor 151 in the reservoir 131 (VB), which is preferably linear.
  • the brake pressure P in the primary circuit 233, measured by the pressure sensor 252, as an example of the actuation of the brake pedal 101 is indicated as a solid or dashed curve over the time t.
  • the signal of the isolation valve 216 (FV) being closed when the signal is 1 and the isolation valve 216 (FV) being open when the signal is 0.
  • the driver door signal is the driver door signal, with the driver's door closed when the signal is 1 and the driver's door open when the signal is 0.
  • the signal of the intake valves EV of the wheel brakes (not shown), wherein the intake valves EV of the wheel brakes are closed when the signal is 1 and the intake valves EV of the wheel brakes are opened when the signal is 0.
  • the braking operation is initiated until the vehicle stop.
  • the isolation valve 216 FV
  • the intake valves EV of the wheel brakes (not shown) are open.
  • brake fluid from the wheel brakes flows through the open intake valves of the wheel brakes (not shown) through the primary circuit 233, with the brake pedal 101 unoperated the hydraulic line 250, through the open cutoff valve 216 (FV), through the hydraulic line 249, through the channel 248, through the auxiliary piston chamber 204, through the auxiliary piston bore 214, through the channel 255, through the hydraulic line 129, through the opened diagnostic valve 218 and through the hydraulic line 129a back into the
  • the functions of the isolation valve 216 (FV) open / close and the tightness are important for the safety category “Fail Operational", as in case of failure a brake booster function (BKV) may not be possible the diagnosis described is of great importance. It is thus ensured that no volume flow through the valve FV takes place after the diagnosis.
  • Fig. 9a shows a complete brake system as an extension of the partial brake system of FIG. 5.
  • the extensions mainly concern redundancy and will now be described.
  • the pressure supply 500 (DV) is two-circuited, z. B. on the principle of Doppelhubkolbens DHK (Fig. 3), and supplied via the annular chamber (87, Fig. 3), via the hydraulic line 501, the primary circuit 502 and via the chamber (86, Fig. 3), via the hydraulic Line 503 the secondary 504 with
  • the annular chamber (87, Fig. 3) via the hydraulic line 505, connected to the suction valve 506 with the chamber 507 (VB1) of the reservoir 508.
  • the chamber (86, FIG. 3) is connected via the hydraulic line 509, with suction valve 510 to the chamber 511 (VB2) of the reservoir 508.
  • the primary circuit 502 and the secondary circuit 504 remain hydraulically isolated.
  • a leak in the primary circuit 502 leads to the failure of the primary circuit 502 but not to the failure of the secondary circle 504.
  • a leak in the secondary circuit 504 leads to the failure of the secondary circuit 504 but not to the failure of the primary circuit 502.
  • the hydraulic lines 501, 505, and 503 and 509 may also contain solenoid valves (not shown) to allow a pressure build-up and a pressure reduction in the primary circuit 502 and in the secondary circuit 504. If the chamber (86, FIG. 5) of the double-stroke piston (87, FIG. 3) fails, the pressure build-up and the pressure reduction in the secondary circuit 504 are discharged via the hydraulic line 503. The pressure build-up and the pressure reduction in the primary circuit 502 via the hydraulic line 503 are still possible. Similarly, when the annular chamber (87, FIG. 5) of the double-stroke piston (FIG. 3) fails, the pressure build-up and pressure drop in the primary circuit 502 via the hydraulic line 501 drops. The pressure build-up and the pressure reduction in the secondary circuit 504 via the hydraulic line 503 are still possible. Thus, a single error in the pressure supply 500 (DV) does not lead to a failure of the pressure supply 500 (DV).
  • the motor 512 includes two three-phase windings with two-phase three-phase drive. If a three-phase winding fails, then the operation of the motor 512 is still possible. Furthermore, the motor still contains a redundant, preferably intrinsically safe, armature angle sensor 513, so that in case of failure of an armature angle sensor 513, the operation of the motor 512 is still maintained.
  • the brake circuit distribution is shown in FIG. 9a shown diagonally.
  • the wheel brake 514 is located on the front left wheel and the wheel brake 515 on the rear right wheel.
  • the wheel brake 516 is located on the front right wheel and the wheel brake 517 on the rear left wheel.
  • the valve assembly for the wheel brakes 514, 515, 516, 517 is provided for the so-called multiplex operation in ABS. For example, if the pressure on the wheel brake 514 has to be reduced during ABS operation, then the valves 519, 520, 521 are closed and the valve 518 is opened. The pressure reduction at the wheel brake 514 then takes place via the piston movement (71, FIG. 3) of the pressure supply 500 (DV). During the pressure reduction at the wheel brake 514, the pressure at the wheel brakes 515, 516, 517 constant (hold pressure). Alternatively, at the wheel brake 514, the pressure may also be reduced via the outlet valve 522 and via the hydraulic line 523 to the chamber 511 (VB2) of the reservoir 508. This is preferably done when during the pressure build-up on a wheel brake, z. 515 or 516 or 517, the pressure is built in the multiplex mode, while the pressure on the wheel brake 514 has to be reduced.
  • the wheel brake 516 is connected to the primary circuit 502 via the hydraulic line 524, via the valve 521, via the hydraulic line 525, via the redundant valve 521 a, via the hydraulic line 526 and via the hydraulic line 501.
  • the valve 521 closes ABS regulator for "holding pressure” in the wheel brake 516 implemented by closing the redundant valve 521a. This ensures that, if the valve 521 leaks, the lateral stability of the vehicle on the wheel 516 is ensured.
  • the leakage of the valve 521 and the redundant valve 521a can be checked in the diagnosis, as already described with reference to FIG. 5 for the valves 216 and 216a. On the other hand, in case of leakage of the wheel brake 516, loss of brake fluid can be surely prevented by closing the valve 521 and the redundant valve 521a.
  • a similar valve arrangement as on the wheel brake 516 is provided on the wheel brake 515.
  • the reservoir 508 is extended by a third chamber 527 (VB3). Leakage through the restrictors 528 and 529, which may occur during braking or during diagnosis due to leaks in the seals of the master cylinder 201, increase the level of the brake fluid in the third chamber 527 (VB3) and reduce the level of the brake fluid in the chambers 507 (VB1) and 511 (VB2) of the reservoir 508. About the level sensor 530 in the third chamber 527 (VB3) and the redundant level sensor 151 of the chamber 507th (VB1) and the chamber 511 (VB2) of the reservoir 508, this level change can be detected in the third chamber 527 (VB3) and in the chamber 507 (VB1) and in the chamber 511 (VB2) of the reservoir 508.
  • the control unit 531 shows the input and output signals of the sensors, eg. As the redundant level sensor 151, the motor 512 and the valves, z. B. solenoid valve 518, and any other input and output signals X as a reserve. Further, the controller 531 (ECU) shows a triple redundancy in the electric memories 532 (U l), 533 (U2), and 534 (U3). The failure of an electrical storage, z.
  • Fig. Fig. 9b shows an embodiment of a throttle, e.g. B. throttle 528 in FIG. 9a.
  • the throttle consists of a perforated plate 535 in the hydraulic line, z. 536 to the reservoir 508.
  • the orifice plate 535 has at least two holes 537 and 537a, each hole 537 and 537a forming a restrictor through which the leakage flow in the hydraulic line 536 passes. If the hole 537 is clogged with dirt particles, then the leakage flow through the hydraulic line 536 may still flow through at least one hole 537a.
  • the throttle 528 is therefore redundant. To avoid that dirt gets to the perforated plate, is still a filter 538 in front of the perforated plate, installed in the flow direction.
  • HZ master cylinder 201
  • Fig. 9c shows a complete brake system as an extension of the brake system of FIG. 9a.
  • the extension mainly concerns the redundancy of the pressure supply with drive, and will now be described.
  • the annular chamber (87, FIG. 3) of the dual-circuit pressure supply 500 (DV1) is now connected to the primary circuit 502 via the hydraulic line 501, via the separating valve 601 and via the hydraulic line 602.
  • the chamber (86, FIG. 3) of the dual-circuit pressure supply 500 (DV1) is now connected to the secondary circuit 504 via the hydraulic line 503, via the isolation valve 603 and via the hydraulic line 604.
  • the valve 612 is connected in parallel to the suction valve 506.
  • the pressure in the primary circuit 502 via the hydraulic line 602, via the isolation valve 601 and via the hydraulic line 501 and via the valve 612 can be rapidly reduced to the chamber VB2 of the reservoir 508.
  • the valve 613 is connected in parallel with the suction valve 510.
  • the annular chamber (87, FIG. 3) of the dual circuit pressure supply 605 (DV2) is via the hydraulic line 606, via the isolation valve 607, via the hydraulic line 608 and connected via the hydraulic line 602 to the primary circuit 502.
  • the chamber (86, FIG. 3) of the dual-circuit pressure supply 605 (DV2) is now connected to the secondary circuit 504 via the hydraulic line 609, via the isolation valve 610, via the hydraulic line 611 and via the hydraulic line 604.
  • Fig. 9d shows the basic concept of a redundant control unit (ECU) for the brake systems of FIG. 9a and FIG. 9c.
  • the voltage supply 700 takes place redundantly from the redundant electrical stores U 1, U 2 and occasionally additionally from U 3, comparable to the aircraft technology with the so-called "2 out of 3" selection, as described in FIG
  • the output signals of the computers CP1 and CP2 act on the control 702 of, for example, motor and valves, with the corresponding output stages 703.
  • control 702 of, for example, motor and valves, with the corresponding output stages 703.
  • this requires a great deal of effort, for example, additional valve actuators would have to be installed in ESP 12.
  • smart redundancy is possible in which only selected valves with redundant actuation are executed, as shown in FIG. the To monitor the control permanently, via the lines 704 to the computer CP1 and to the computer CP2. Only the control with the computers CP1, CP2 and CP3 can be made redundant.
  • Braking system without tandem master cylinder THZ (not shown).
  • the THZ can be replaced by a "brake and go" signal 707, which is generated in the central ECU by the AD.
  • one or more high-performance computer CPUs eg. microcontrollers
  • the actuators e.g. As motors and valves
  • the designations 702 and 703 are only related to one symbol, but also apply to the adjacent symbols.
  • the computers CP1, CP2 and CP3 can be configured redundantly, eg. B. dual redundant as CP1 and CP2 or triple redundant as CP1 and CP2 and CP3.
  • the computer CP2 for reduced functions and the computer CP3 for emergency functions of the braking system can be used. Accordingly, this also applies to the actuators and valves.
  • a partial redundancy of the valves may be sufficient. The may in certain cases, such as ESP, require an additional sensor yaw angle sensor for ESP).
  • the block diagram shows that all input signals from the sensors 705 and the brake and go signal 706 act on all computers CP1, CP2, CP3.
  • the output signals to the driver 702 with output stages 703 are also separated from each CP.
  • the slave ECU With the tendency to architecture with domains and central computers, it makes sense to make the control separately in an ECU as a slave.
  • the slave ECU then contains the entire control with power amplifiers and optionally I / O for sensors or switch signals Brake and Go 707.
  • the signal to the master ECU is then via redundant bus systems, possibly according to the above-mentioned computer structure for full function to emergency function with different structure and different protocols.

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Abstract

Die ersten Erfindungen betreffen eine Kolben-Zylinder-Einheit (2, 42, 72), - welche einen Kolben (1, 41, 71) aufweist, der zumindest einen Arbeitsraum (3, 43, 86, 87) begrenzt, - wobei eine erste Dichtung (9, 49, 79) zur Abdichtung zumindest eines ersten Arbeitsraumes (3, 43, 86, 87) abdichtend entweder zwischen Kolben (1, 41, 71) und Zylinder (23, 42, 72) oder zwischen einem mit dem Kolben (71) verbundenen Stößel (88) und dem Zylinder (23, 42, 72) angeordnet ist, - und dass eine zweite Dichtung (9a, 49a, 80, 83) zwischen der ersten Dichtung (9, 49, 79) und dem ersten Arbeitsraum (3, 43, 86,87) angeordnet ist, - und die Kolben-Zylinder-Einheit (2, 42, 72) einen ersten Kanal (10, 46, 78, 81, 81a) aufweist, welcher in der Wandung des Zylinders (23, 42, 72) oder im Kolben (1, 41, 71) angeordnet ist und zwischen der ersten Dichtung (9) und der zweiten Dichtung (9a), insbesondere im Innenraum des Zylinders, mündet, - dass der erste Kanal (10) und/oder eine damit verbundene hydraulische Leitung (11, 51, 76) eine Drosseleinrichtung (12) und/ oder einer Ventileinrichtung aufweist, - und dass eine elektronische Steuer- und Regelvorrichtung (ECU) mit einer Diagnose- bzw. Überwachungsfunktion vorgesehen ist, um einen möglichen Defekt bzw. Ausfall einer Dichtung zu diagnostizieren bzw. zu überwachen. Die vorliegende Anmeldung umfasst als weitere Erfindungen eine Anzahl von hydraulischen Einrichtungen mit Kolben-Zylinder-Einheit und Steuer- und Regelvorrichtung mit Diagnose- bzw. Überwachungsfunktion.

Description

KOLBEN-ZYLINDER-EINHEITEN UND HYDRAULISCHE EINRICHTUNGEN MIT
DIAGNOSE- ODER ÜBERWACHUNGSFUNKTION DER STEUER- UND
REGELVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einrichtung und eine Kolben-Zylinder- Einheit Dichtungssystem für derartige Einrichtungen, insbesondere für Bremsund Kupplungseinrichtungen für automatisiertes Fahren, sowie deren Komponenten.
Stand der Technik
Hydraulische Einrichtungen und Kolben-Zylinder-Einheiten der eingangs genannten Art sind bekannt. So ist beispielsweise aus der DE 11 2015 00 39 89 bereits ein Bremssystem bekannt bei dem für höhere Anforderungen den Einsatz einer zweiten Dichtung vorgesehen ist, wodurch die Ausfallwahrscheinlichkeit deutlich kleiner, aber nicht Null, wird . Hierbei wird der der Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) und der Motor der Bremsvorrichtung durch die zweite Dichtung gegen Eindringen von Bremsflüssigkeit geschützt.
In Verbindung mit der Einführung von automatisiertem Fahren steigen die Anforderungen an die Sicherheit bei Komponentenausfall allerding sehr stark an, vor allem ab Stufe 3. Es genügt nicht mehr das System„Fail Safe" (FS) auszulegen, z. B. bei Ausfall des ABS wirkt als Rückfallebene die normale Bremse ohne Regelfunktion. Ab Stufe 3 des automatisierten Fahrens (HAF, Hoch Automatisiertes Fahren) wird die Bedingung„Fail Operational" (FO) gefordert, bei der bei Ausfall einer Komponente des ABS immer noch zumindest eine ABS-Notfunktion gegeben sein muss, um die Längs- und Querstabilität des Fahrzeugs beim Bremsen zu gewährleisten. Bei ABS werden die Spulen der Ventile elektrisch auf Unterbrechung und Kurzschluss geprüft. Größere Herausforderungen sind bei der Erfüllung dieser Forderung in der Aktuatorik zu finden, z. B. Undichtigkeit durch Schmutz in Ventilsitzen und Dichtungen, insbesondere bei schlafenden Fehlern. Besonders kritisch ist der Übergang von automatisiertem Fahren (HAF) zum Pilotierten Fahren (PF) da hier andere Komponenten zusätzlich wirken, welche bei automatisiertem Fahren (HAF) nicht genutzt werden, so z.B. das Pedalinterface mit Hauptbremszylinder. Hierbei sollte die gewohnte Charakteristik der Pedalbetätigung sich nicht ändern, da andernfalls der Fahrer irritiert wird, und eine Notbremsung nicht optimal gestaltet. Hier muss z. B. sichergestellt sein, dass alle Dichtungen funktionieren.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Einrichtung und eine Kolben- Zylinder-Einheit Dichtungssystem für derartige Einrichtungen, wie insbesondere für Brems- und Kupplungseinrichtungen und dergleichen, insbesondere für automatisiertes Fahren zu schaffen, welches bei einem funktionellen Versagen der Einrichtung oder einer sicherheitsrelevanten Baugruppe oder Komponente, wie z. B. einer Dichtung noch eine ausreichende Funktion der Einrichtung si- cherstellt.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 251 gelöst auf die hier Bezug genommen wird . In den Ansprüchen angegebene Figurenbezeichnungen dienen lediglich dem leichteren Verständ- nis der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen und haben keinerlei einschränkenden Charakter.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass ein hydraulisches System, wie z. B. Bremssystem bei Funktionsbeeinträchti- gungen oder Ausfall einer Baugruppe bzw. Komponente noch insoweit funktionsfähig bleibt, wie dies bei erhöhten Anforderungen, wie z. B. automatisiertes Fahren, wie oben beschrieben, erforderlich ist.
Mit anderen Worten werden im weitesten Sinne der Erfindung alle Basisfunktionen der Systeme ganz oder teilweise in beschränktem Umfang aufrechterhal- ten, wobei mittels Redundanz ein sog . Erstfehlermittels Diagnose oder Überwachung erkannt wird, damit der Zweitfehler sich nicht auswirken kann bzw. zu einem Versagen des Systems führt. Derartige Basisfunktionen können bei Bremssystemen beispielsweise sein, die Bremskraftverstärkung, die Pedalcharakteristik, insbesondere beim Wechsel vom automatisierten zum pilotierten Fahren, Aufrechterhaltung der Längs- und Querstabilität (ESP mit„Fail Opera- tionaT-Sensoren, Vollfunktion bei ABS auf allen Fahrbahnen, Erkennung von Leckagen in Radbremskreisen mit entsprechenden Abhilfemaßnahmen, z. B. gegen Bremskreisausfall.
Hierbei kommen in weitestem Sinne redundante Baugruppen bzw. Komponen- ten, wie auch Dichtungen, Ventile, Druckversorgungen, Vorratsbehälter, Steuer- und Regeleinheiten zum Einsatz, wobei zweckmäßig Diagnoseeinrichtungen bzw. Überwachungseinrichtungen vorgesehen sind sein können, um Funktionsbeeinträchtigungen oder Ausfälle auf einfache Weise zu diagnostizieren bzw. zu überwachen und ggf. erforderliche Maßnahmen einzuleiten, um bei redundanten Komponenten Einzelfehler zu erkennen.
In den weiteren Ansprüchen sind zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung enthalten, sowie Anwendungen bei verschiedenen hydraulischen Systemen, wie Brems- und Kupplungseinrichtungen und dergleichen, bei denen ein rechtzeitiges Erkennen von funktionellen Män- geln der Dichtungen wichtig ist, um Systemausfälle möglichst zu verhindern. Die erfindungsgemäße Lösung bzw. ihre vorteilhaften Ausführungen bzw. Ausgestaltungen können prinzipiell bei allen Zylindern / Kolben in hydraulischen Systemen mit erhöhter Sicherheit eingesetzt werden. Die Redundanz kann ferner dadurch erweitert werden auf das gesamte System, z. B. ECU, Ventile, Wegsimulator (WS) (ohne Simulatorventil), ABS (ohne Auslassventil) mit Multiplex (MUX), zusätzliche Einlassventile und Drossel, Druckversorgung, elektrische Spannungsversorgung mit Antrieb und Motor.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Redundanz bei Dichtungen ist insbesondere der Einsatz einer zweiten (redundanten) Dichtung zusammen mit ei- nem gedrosselten Rücklauf in einen drucklosen Raum, insbesondere einen
Vorratsbehälter oder ins Freie vorgesehen. Die Drossel hat den Effekt, dass bei einem Ausfall der zweiten Dichtung der Leckfluss so gering ist, dass dieser vom System noch toleriert werden kann, mit anderen Worten, dass z.B. bei einem Bremssystem es nicht zu einem Systemausfall kommt bzw. noch aus- reichende Bremswirkung bzw. Brems- und Querstabilität vorhanden ist. Hierbei kann ggf. z.B. ein Ausgleich des Volumenverlustes durch die Druckversorgung oder nur leichte unbeabsichtigte Pedalbewegung jedenfalls akzeptabel sein, wenn der Pedalwegverlust über die Bremszeit akzeptabel ist. Beides kann wird durch Sensoren während des Betriebs durch Überwachung und in der Di- agnose erfasst werden. Die Begrenzung des Leckflusses kann auch durch ein geeignetes Ventil erfolgen.
Die erfindungsgemässen Lösungen mit Redundanz setzen eine fehlersichere Diagnose bzw. Überwachung von Erstfehlern voraus, um u.a. auch zu warnen, dass ggf. ein möglicher Zweitfehler kritische Auswirkungen haben kann. Bei Einsatz einer einzelnen Komponente ohne Redundanz muss, durch Diagnose im passiven Bereich sichergestellt werden, dass im aktiven Bereich, z. B. bei Bremsbetätigung, kein Ausfall möglich ist. Dies kann erreicht werden, indem bei einer Bremsung mit anschließendem Fahrzeug-Stopp, der Restdruck im System, bei entsprechender Ventilschaltung„zu - auf - zu", für die Diagnose der Dichtheit genutzt wird . Damit wird ein separater Pre-Drive-Check (PDC), der die Belastungszyklen insbesondere der Dichtungen erhöht, vermieden. So können diese Maßnahmen z. B. im Fall von Bremssystemen beim Tandem- Hauptbremszylinders (THZ), beim Kolben einer Druckversorgung und auch beim Kolben eines Wegsimulators und ggf. weiteren Dichtungen eingesetzt werden. Damit kann das System„Wegsimulator mit THZ" Fail Operational (FO) Anforderungen genügen.
Üblich ist z. B. bei Bremssystemen ein Wegsimulator mit Abschaltventil. Fällt diese aus, wirkt der Wegsimulator nicht mehr, so dass das Bremspedal hart wird und die Bremskraftverstärkung wird abgeschaltet. Bei einem System mit redundanter Druckversorgung ist die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls sehr ge- ring, so dass in der Rückfallebene eine schlechtere Pedalcharakteristik akzeptiert werden kann. Somit kann auf das ausfallkritische Ventil verzichtet werden.
Vorteilhaft kann erfindungsgemäß auch ein Wegsimulatorsystem ohne Ventil vorgesehen sein wobei eine Rückstellfeder der Kolben-Zylinder-Einheit (Haupt- zylinder) den ersten Flächenteil der Wegsimulatorkennlinie übernimmt, indem insbesondere ein an der Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) vorgesehenes Schnüffelloch um den entsprechenden Betrag (Abstand Schnüffelloch / Kolben in der zurückgezogenen Position) axial verlegt wird .
Die ABS- bzw. Bremswirkung kann gestört werden, wenn durch Schmutzparti- kel das Ventil nicht mehr schließen kann. Wenn dies am Ende einer Abbrem- sung geschieht, kann dies ggf. von einer weiteren Bremsung von der Diagnose sehr schwer erkannt werden. Ggf. durch Messung der Induktionsspannung beim Schließen des Ventils, da durch die Schmutzpartikel keine oder nur eine kleine Ankerbewegung möglich ist, was durch Messung von Spannung V er- kannt werden kann. Als Verbesserung ist auch möglich, durch das Multiplex- verfahren (MUX) kein Auslassventil vorzusehen bzw. nur ein Auslassventil.
Weiterhin ist wichtig, dass bei ABS-Funktion mindestens immer ein Rad pro Achse geregelt wird, um Längs- und Querstabilität zu gewährleisten. Dies ist möglich durch ein zusätzliches redundantes Schaltventil in Reihe, vorzugswei- se bei Multiplex (MUX) in diagonaler Anordnung . Dieses Ventil kann auch zur Schließung der Verbindung zum Radzylinder verwendet werden, wenn z. B. dieser undicht wird . Dies kann bekannterweise durch die Volumenaufnahme bzw. Volumenanforderung der Druckversorgung diagnostiziert werden. In di- sem Fall wird das entsprechende Schaltventil oder Einlassventil bei bekannten Systemen geschlossen.
Zur vollen Redundanz gehört auch, trotz zweikreisiger Druckversorgung über einen Doppelhubkolben, der z. B. mittels zweimal dreiphasigem Motor angetrieben ist, eine zweite zweikreisige Druckversorgung über einen Doppelhubkolben, der z. B. mittels zweimal dreiphasigem Motor angetrieben ist, und mit zusätzlichen Trennventilen zwischen den Bremskreisen und der Druckversorgung . Zur Redundanz gehört weiter die redundante Spannungsversorgung, möglichst aus zwei verschiedenen Energiespeichern. Bei Level 5 von AD (gem. VDA- Definition) erfolgt ggf. wie in der Flugzeugtechnik eine Versorgung aus zwei oder drei Bordnetzen erfolgen.
Vorteilhaft kann auch die elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU), insbe- sondere Diagnoseschaltungen, erfindungsgemäß redundant ausgeführt sein oder sich selbst überprüfen. Hierbei kann die Spannungsversorgung redundant aus den redundanten elektrischen Speichern U l, U2 und fallweise zusätzlich aus U3 erfolgen, vergleichbar mit der Flugzeugtechnik mit der sogenannten„2 aus 3" Auswahl. Diese Spannungsversorgung versorgt die Computer (CP1 bis CP3). Die Ausgangssignale der Computer CP1 und CP2 wirken auf die Ansteue- rung von z.B. Motor und Ventilen, mit den entsprechenden Endstufen. Hier besteht bei der Ansteuerung die Möglichkeit, die Motoren und Ventile zweifach redundant oder dreifach redundant anzusteuern. Dies bedeutet jedoch viel Aufwand . Hier ist eine smarte Redundanz möglich, in dem nur ausgewählte Ventile mit redundanter Ansteuerung ausgeführt werden. Es ist üblich bei ESP, die Ansteuerung permanent zu überwachen. Es kann auch vorteilhaft auch nur die Ansteuerung mit den Computern CP1, CP2 und CP3 redundant gestaltet werden. Z.B. ist es bekannt, einen BLCD-Motor anstelle dreiphasig mit zweimal dreiphasig anzusteuern, in der Annahme, dass die Motorlagerung und der Antrieb ausfallsicher sind .
Bei einem voll redundanten Bremssystem, vorzugsweise für voll autonomes Fahren AD (Stufe 5 des automatisierten Fahrens), ist es auch denkbar, das Bremssystem ohne Tandem- Hauptbremszylinder THZ (nicht eingezeichnet) zu gestalten. Hier kann der THZ durch ein„Brake und Go"-Signal ersetzt werden, welches in der Zentral-ECU vom AD generiert wird .
Für die gesamten Rechenfunktionen für die Verarbeitung der Eingangssignale, werden zweckmäßig ein oder mehrere leistungsfähige Computer CPU, z. B. Mikrokontroller, eingesetzt, welche die Stellglieder, z. B. Motoren und Ventile, über die entsprechende integrierte oder getrennte Ansteuerung mit Endstufen ansteuern.
Die Computer CP1, CP2 und CP3 können redundant aufgebaut werden, z. B. zweifach redundant als CP1 und CP2 oder dreifach redundant als CP1 und CP2 und CP3. Wegen des Aufwands kann alternativ der Computer CP2 für reduzierte Funktionen und der Computer CP3 für Notfunktionen des Bremssystems verwendet werden. Entsprechend gilt dies auch für die Stellglieder und Ventile
Für den Motor bedeutet dies entsprechend, dass die redundante Ansteuerung für die zwei-Wicklungskombination, also einmal dreiphasig redundant, und für die Ventile, dass nur ein oder zwei Ventile einer Achse redundant angesteuert werden. Oder auch nur die Ansteuerung redundant ist und auf ein Ventil wirkt, da die Ausfallrate der Spule eines Ventils äußerst gering ist.
So können vorteilhaft alle Eingangssignale von den Sensoren und dem Brake und Go Signal auf alle Computer CP1, CP2, CP3 wirken. Die Ausgangssignale zu der Ansteuerung mit Endstufen erfolgt ebenfalls getrennt von jedem CP.
Mit der Tendenz zur Architektur mit Domänen und Zentralrechnern, bietet sich an, die Ansteuerung getrennt in einer ECU als Slave zu gestalten. Die Slave ECU enthält dann die gesamte Ansteuerung mit Endstufen und gegebenenfalls I/O für Sensoren oder Schaltersignale Brake und Go. Die Signalübertragung zum Master ECU erfolgt dann über redundante Bussysteme, gegebenenfalls entsprechend der oben genannten Computerstruktur für voll Funktion bis Notfunktion mit unterschiedlicher Struktur und unterschiedlichen Protokolle.
Wegen der geringen Komplexität der Slave ECU kann gegebenenfalls durch einfache Entflechtung der Leiterplatte mit einer Lage oder nur wenigen Lagen Kosten gespart werden. Infolge der hohen Komplexität der Funktionen sind neuronale Netzwerke in der Software besonders geeignet.
Eine weitere Möglichkeit Kosten einzusparen, besteht im Weglassen des Stößels am Hilfskolben. Bei konventionellen Hauptbremszylindern besteht die Möglichkeit der Ankoppelung des Primärkolbens an den Sekundärkolben für den Fall, dass der Primärkreis ausfällt. In diesem Fall trifft der Primärkolben auf den Sekundärkolben und erzeugt in dem Sekundärkreis Bremsdruck. Ohne dieses Merkmal wäre ein Totalausfall der Bremse die Folge. Dies gilt für konventionelle Systeme ohne Redundanzen. Bei der folgenden Systemlösung wird eine redundante Lösung vorgeschlagen. Hier wirkt sich der Ausfall des Primärkreises nicht aus, da ein Trennventil den Primärkreis in diesem Fall schließt. Außerdem wird bei Ausfall des Primärkreises und Ausfall der Druckversorgung des Systems 1 (Booster), der Sekundärkreis von einer getrennten Druckversorgung des zweiten Systems (ESP) versorgt. Für den Totalausfall müssten 3 Fehler, d .h. beide Druckversorgungen und der Primärkreis, ausfallen, was eine Ausfallrate von ca. 10"14/Jahr ausmacht. Zum Vergleich, die Ausfallrate eines Bremskreises liegt in der Größenordnung von 10"5/Jahr.
Weitere vorteilhafte bzw. zweckmäßige Ausführungen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung und ihre Merkmale sind in der Zeichnung dargestellt und im Fol- genden näher beschrieben.
Es zeigen :
Figur 1 : eine Kolbenanordnung mit zwei Druckräumen und einer redundanten Dichtung mit Drossel zu einem Vorratsbehälter;
Figur 2 : eine Kolbenanordnung mit mechanischer Betätigung und einem
Druckraum mit einer Redundanten Dichtung mit Drossel zum Vorratsbehälter; einen Doppelhubkolben mit zwei Druckräumen und einer redundanten Dichtung mit Drossel für jeden Kolben;
Figur 4: einen Tandemhauptzylinder (THZ) mit Primär- und Sekundärkolben mit Wegsimulator und Druckversorgung und redundanter Dichtung für den Wegsimulator mit Drossel und Ablauf ins Freie bzw. Vorratsbehälter sowie Diagnoseventil vom Schnüffelloch des Kolbens zum Vorratsbehälter;
Figur 5 : ähnlich Figur 4 für eine Tandemhauptzylinder-Anordnung mit Stößel an einem Hilfskolben und einer redundanten Dichtung mit Drossel zum Vorratsbehälter am Stößel;
Figur 5a : ähnlich wie Figur 5 aber ohne Stößel an dem Hilfskolben;
Figur 6: ähnlich Figur 5 mit einem Strömungs-Rückschlagventil anstelle des
Diagnoseventils; Figur 7 : eine Tandem-Hauptzylinder-Anordnung mit drei Kolben mit je einer redundanten Dichtung pro Kolben mit Drossel zum Vorratsbehälter und Wegsimulator mit redundanter Dichtung und Drossel zum Ablauf ins Freie;
Figur 8: einen Druckverlauf und Ansteuersignale für einen typischen Diag- nosezyklus;
Figur 9a : ein Bremssystem mit ECU (Erweiterung des Teil-Bremssystems gem. Figur 5) und redundanten Ventilen und einem weiteren Vorratsbehälter;
Figur 9b : Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drossel; Figur 9c: ein Bremssystem weitgehend wie Figur 9a, mit redundanter Druckversorgung (DV1, DV2); und
Figur 9d : schematisch das Basiskonzept eines redundanten Steuergerätes
(ECU) wie es erfindungsgemäß zweckmäßig z. B. bei Bremssystemen gem. Figuren 9a bzw. 9c eingesetzt werden kann. Fig . 1 zeigt in der oberen und unteren Hälfte unterschiedliche Hydraulikanwendungen. Der obere Teil zeigt eine Anwendung bei einem Bremssystem, während der untere Teil eine Anwendung bei einem Hydrauliksteller zeigt.
Die Anwendung bei einem Bremssystem (obere Teil der Fig . 1) zeigt die Re- dundanz bei einem Kolben 1, z. B. den Sekundärkreiskolben (SK-Kolben) eines Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ). Wird der Arbeitsraum bzw. die Primärkammer 3 mit Druck beaufschlagt, z. B. durch eine Druckversorgung (nicht eingezeichnet) über die hydraulische Leitung 14 und Kanal 13 im Tandem Hauptbremszylinder 2 (THZ), dann verschiebt sich der Kolben 1 im Tandem Hauptbremszylinder 2 (THZ) nach links. Wenn die Bohrung 17 des Kolbens 1 an der Dichtung 8 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) vorbei verschoben wurde, dann wird Bremsflüssigkeit aus dem Sekundärkammer 4 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) durch den Kanal 15 und durch die hydraulische Leitung 16 verschoben, z. B. in die Radbremszylinder (nicht eingezeich- net).
Für die hydraulische Trennung der Primärkammer 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) zum Kanal 5, welche über eine hydraulische Leitung 6 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung steht, ist eine Dichtung 9 vorgesehen. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Redundanzprinzip wird die Dich- tung 9 um eine redundante Dichtung 9a und einen Kanal 10 ergänzt. Der Kanal 10 steht über eine hydraulische Leitung 11, eine hydraulische Leitung 6 und eine Drossel 12 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung . Die redundante Dichtung 9a trennt somit den Arbeitsraum 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) hydraulisch vom Kanal 10 und somit auch vom Vorratsbe- hälter 7 (VB).
Bei intakter redundanter Dichtung 9a ist der Kanal 10 vom Arbeitsraum 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) hydraulisch getrennt. Dadurch fließt keine Bremsflüssigkeit vom Arbeitsraum 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) zu dem Kanal 10, auch nicht, wenn der Arbeitsraum 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) unter Druck steht. Durch die Verbindung des Kanals 10 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) über eine hydraulische Leitung 11, eine hydraulische Leitung 6 und die Drossel 12 ist der Druck in Kanal 10 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 7 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 7 (VB) und dem Kanal 10 vernachlässigt werden. Auch Kanal 5 steht über eine hydraulische Leitung 6 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung, so dass auch der Druck in Kanal 5 dem Druck im Vorratsbehälter 7 (VB) gleicht, wenn auch hier Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 7 (VB) und dem Kanal 5 vernachlässigt werden. Bei intakter redundanter Dichtung 9a wird die Dichtung 9 somit nicht belastet, auch nicht, wenn der Arbeitsraum 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) unter Druck steht.
Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 9a eventuelle Schmutzparti- kel im Arbeitsraum 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) von der redundanten Dichtung 9a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 10 vordringen, und nicht die Dichtung 9 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 9a fällt die Dichtung 9 somit nicht aus.
Wird die redundante Dichtung 9a undicht, z. B. durch Verschleiß oder
Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Kammer 3 des Tandem
Hauptbremszylinders 2 (THZ) durch den Kanal 10 und die hydraulische Leitung 1, die hydraulische Leitung 6 und die Drossel 12 zum Vorratsbehälter 7 (VB) fließen. In diesem Zustand übernimmt die Dichtung 9 die hydraulische Trennung des Arbeitsraums 3 des Tandem Hauptbremszylinders 2 (THZ) von dem Kanal 5, welche über eine hydraulische Leitung 6 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung steht. Die Drossel 12 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 9a von einer Druckversorgung (nicht eingezeichnet) in der hydraulischen Leitung 14 ausgeglichen werden kann. Weiter ist der Ausgleichsfluss der Druckversorgung ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 9a.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 9a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird. Deshalb führt diese Redundanz zu einer hydraulischen Trennung des Arbeitsraums 3 des Tandem-Hauptbremszylinders 2 (THZ) vom Vorrats- behälter 7 (VB), die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Die Anwendung bei einem Hydrauliksteller (untere Teil der Fig . 1) zeigt die Redundanz bei einem Kolben 21, z. B. den Stellerkolben einer Kupplung (nicht eingezeichnet). Wird der Arbeitsraum 24 mit Druck beaufschlagt, z. B. durch eine Druckversorgung (nicht eingezeichnet) über die hydraulische Leitung 28 und Kanal 27 im Zylinder 23, dann verschiebt sich der Kolben 21 im Zylinder
23 nach links. Bei dieser Linksverschiebung des Kolbens 21 kann der Kolben- Stößel 22 eine Kraft 26 auf die Kupplung (nicht eingezeichnet) ausüben, die den Druck im Arbeitsraum 24 entspricht.
Für die hydraulische Trennung des Arbeitsraums 24 des Zylinders 23 zum Innenraum 25 des Zylinders 23, ist eine Dichtung 9 vorgesehen. Entsprechend der Redundanz wird die Dichtung 9 um eine redundante Dichtung 9a und ei- nen Kanal 10 ergänzt. Der Kanal 10 steht über eine hydraulische Leitung 17, eine hydraulische Leitung 6 und eine Drossel 12 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung . Die redundante Dichtung 9a trennt somit den Arbeitsraum
24 des Zylinders 23 (THZ) hydraulisch vom Kanal 10 und somit auch vom Vorratsbehälter 7 (VB) und auch vom Innenraum 25 des Zylinders 23. Bei intakter redundanter Dichtung 9a ist der Kanal 10 vom Arbeitsraum 24 des Zylinders 23 hydraulisch getrennt. Dadurch fließt keine Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitsraum 24 des Zylinders 23 zu dem Kanal 10, auch nicht, wenn der Arbeitsraum 24 des Zylinders 23 unter Druck steht. Durch die Verbindung des Kanals 10 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) über eine hydraulische Leitung 27 und die Drossel 12 ist der Druck in Kanal 10 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 7 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 7 (VB) und dem Kanal 10 vernachlässigt werden. Wenn der Druck im Vorratsbehälter 7 (VB) dem atmosphärischen Druck gleicht, und wenn auch der Innenraum 25 des Zylinders 23 dem atmosphärischen Druck gleicht, dann wird bei intakter redundanter Dichtung 9a die Dichtung 9 nicht belastet, auch nicht, wenn der Arbeitsraum 24 des Zylinders 23 unter Druck steht.
Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 9a eventuelle Schmutzpartikel im Arbeitsraum 24 des Zylinders 23 von der redundanten Dichtung 9a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 10 vordringen, und nicht die Dich- tung 9 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 9a fällt die Dichtung 9 somit nicht aus. Wird die redundante Dichtung 9a undicht, z. B. durch Verschleiß oder
Schmutzpartikel, so kann Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer 24 des Zylinders 23 durch den Kanal 10 und die hydraulische Leitung 27 und die Drossel 12 zum Vorratsbehälter 7 (VB) fließen. In diesem Zustand übernimmt die Dichtung 9 die hydraulische Trennung des Arbeitsraums 24 des Zylinders 23 von dem Innenraum 25 des Zylinders 23. Die Drossel 12 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 9a von der Druckversorgung (nicht eingezeichnet) in der hydraulischen Leitung 28 ausgeglichen werden kann. Weiter ist der Ausgleichsfluss der Druckversorgung ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 9a.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 9a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird. Deshalb führt diese Redundanz zu einer hydraulischen Trennung des Arbeitsraums 24 von dem Innenraum 25 des Zylinders 23 die als Fail Ope- rational bezeichnet werden kann.
Fig . 2 zeigt die Redundanz bei einem Kolben 41, z. B. den Primärkolben eines Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ), der von einem Stößel 41a betrieben wird . Der Stößel 41a ist mit einem Bremspedal (nicht eingezeichnet) verbunden. In der gezeichneten Ruhestellung der Primärkolbens 41 steht die Primär- kammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) durch die Bohrung 45 des Primärkolbens 41, durch den Kanal 46 in dem Tandem Hauptbremszylinder 42 (THZ) und durch die hydraulische Leitung 47 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung . Durch Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) kann der Fahrer den Primärkolben 41 nach links verschieben. Wird bei dieser Verschiebung die Bohrung 45 des Primärkolbens 41 an der redundanten Dichtung 49a der Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) vorbei geschoben, dann wird Bremsflüssigkeit aus der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) durch den Kanal 53 und durch die hydraulische Leitung 54 in einen Radbremszylinder (nicht eingezeichnet) verschoben. Für die hydraulische Trennung der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) zum Kanal 46, welche über eine hydraulische Leitung 47 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung steht, ist eine Dichtung 49 vorgesehen. Entsprechend der Redundanz wird die Dichtung 49 um eine redundante Dichtung 49a und einen Kanal 50 ergänzt. Der Kanal 50 steht über eine hydraulische Leitung 51, eine hydraulische Leitung 47 und eine Drossel 52 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung . Die redundante Dichtung 49a trennt somit die Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) hydraulisch vom Kanal 50 und somit auch vom Vorratsbehälter 7 (VB). Die Dichtung 48 trennt den Kanal 46 hydraulisch von dem Kolbenstößelraum 44.
Bei intakter redundanter Dichtung 49a ist der Kanal 50 von der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) hydraulisch getrennt. Dadurch fließt kein Volumen von der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) zu dem Kanal 50, auch nicht, wenn die Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) unter Druck steht. Durch die Verbindung des Kanals 50 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) über eine hydraulische Leitung 51, eine hydraulische Leitung 47 und eine Drossel 52 ist der Druck in Kanal 50 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 7 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 7 (VB) und dem Kanal 50 vernachlässigt werden. Auch Kanal 46 steht über eine hydraulische Leitung 47 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) in Verbindung, so dass auch der Druck in Kanal 46 dem Druck im Vorratsbehälter 7 (VB) gleicht, wenn auch hier Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 7 (VB) und dem Kanal 46 vernachlässigt werden. Bei intakter redundanter Dichtung 49a wird die Dichtung 49 somit nicht belastet, auch nicht, wenn die Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) unter Druck steht. Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 49a eventuelle Schmutzpartikel in der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) von der redundanten Dichtung 49a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 50 vordringen, und nicht die Dichtung 49 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 49a fällt die Dichtung 49 somit nicht aus. Wird die redundante Dichtung 49a undicht, z. B. durch Verschleiß oder
Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) durch den Kanal 50 und die hydraulische Leitung 51, die hydraulische Leitung 47 und Drossel 52 zum Vorratsbehälter 7 (VB) fließen. In diesem Zustand übernimmt die Dichtung 49 die hydraulische Trennung der Primärkammer 43 des Tandem Hauptbremszylinders 42 (THZ) von dem Kanal 46, welche über eine hydraulische Leitung 47 mit dem Vorrats- behälter 7 (VB) in Verbindung steht.
Die Drossel 52 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 49a vom Fahrer durch Nachtreten des Bremspedals (nicht eingezeichnet) ausgeglichen werden kann. Das Bremspedal fällt nicht durch. Weiter ist der Ausgleichsfluss ein Indikator für die Undichtigkeit der re- dundanten Dichtung 49a.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 49a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass das Bremspedal durch diese Undichtigkeit durchfällt. Deshalb führt diese Redundanz zu einer hydraulischen Trennung der Primärkammer 43 des Tandem-Hauptbremszylinders 42 (THZ) vom Vor- ratsbehälter 7 (VB) die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Fig . 3 zeigt die Redundanz bei einem gestuften Kolben 71, z. B. einem Doppelhubkolben (DHK), in einem Zylinder 72 einer Druckversorgung . Die Funktion dieser Druckversorgung sei hier beispielhaft erklärt. Zylinder 72 weist fünf Kanäle, 73a, 73b, 73c, 73d und 78 auf. Die Kanäle 73a bzw. 73b sind über hyd- raulische Leitungen 74a bzw. 74b, in denen Saugventile 75a bzw. 75b untergebracht sind, und über die hydraulische Leitung 76 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) verbunden. Die Kanäle 73c bzw. 73d sind über hydraulische Leitungen 74c bzw. 74d, in denen Rückschlagventile 75a bzw. 75b untergebracht sind, mit Bremskreisen BK1 bzw. BK2 verbunden. In den gestuften Kolben 71 sind zwei Dichtungen 79 und 80 untergebracht. Zwischen den Dichtungen 79 und 80 befindet sich ein Kanal 81 und 81a mit Drossel 82. Weiter sind in Zylinder 72 zwei Dichtungen 83 und 84 untergebracht. Zwischen den Dichtungen 83 und 84 befindet sich Kanal 78 mit Drossel 85. Über die hydraulische Leitung 76 ist der Kanal 78 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) verbunden. Der Doppelhubkolben 71 (DHK) unterteilt den Zylinder 72 in zwei Arbeitskammern, Kammer 86 und Ringkammer 87. Wenn der gestufte Kolben 71 in der Fig . 3 nach links bewegt wird (Vorhub des Doppelhubkolbens 71, DHK), dann schließt das Saugventil 75a und öffnet das Rückschlagventil 75c, und Bremsflüssigkeit wird aus der Kammer 86 über den Kanal 73c und über die hydraulische Leitung 74c in den Bremskreis BK1 geschoben. Das Saugventil 75b öffnet und das Rückschlagventil 75d schließt und über den Kanal 73b, dem Saugventil 75b und die hydraulische Leitung 76 wird Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 7 (VB) in die Ringkammer 87 angesaugt.
Wenn der gestufte Kolben 71 in der Fig . 3 nach rechts bewegt wird (Rückhub des Doppelhubkolbens 71, DHK), dann öffnet das Saugventil 75a und das Rückschlagventil 75c schließt, und Bremsflüssigkeit wird in die Kammer 86 über den Kanal 73a und über die hydraulische Leitung 74a mit Saugventil 75a und über die hydraulische Leitung 76 aus dem Vorratsbehälter 7 (VB) angesaugt. Das Saugventil 75b schließt und das Rückschlagventil 75d öffnet und über den Kanal 73d, dem Saugventil 75d und die hydraulische Leitung 74d wird Bremsflüssigkeit aus der Ringkammer 87 in den Bremskreis BK2 verscho- ben.
Für die hydraulische Trennung der Kammer 86 des Zylinders 72 zur Ringkammer 87 sind die zwei Dichtungen 79 und 80 vorgesehen. Zwischen diesen zwei Dichtungen 79 und 80 sind ein Kanal 81 und ein Kanal 81a vorgesehen, der eine Drossel 82 enthält. Bei intakten Dichtungen 79 und 80, d .h. es fließt kei- ne Bremsflüssigkeit durch die Kanäle 81, 81a und durch die Drossel 82 in den Kolbenstangenraum 89, ist der Druck in Kanal 81 gleich groß wie der Druck in den Kolbenstangenraum 89.
Wird die Dichtung 79 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann bei Vorhub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) Bremsflüssigkeit aus der Kammer 86 des Zylinders 72 durch Kanal 81, Kanal 81a und Drossel 82 des Doppelhubkolbens (DHK) in den Kolbenstangenraum 89 abfließen (Leckstrom). Die Drossel 82 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der Dichtung 79 von der Druckversorgung durch Korrektur des Vorhubs des Doppelhubkolbens 71 (DHK) ausgeglichen werden kann. Weiter ist der Ausgleichs- fluss der Druckversorgung ein Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung 79.
Eine Undichtigkeit der Dichtung 79 kann somit während des Betriebs bei Vorhub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird . Deshalb führt diese Redundanz zu einer hydraulischen Trennung der Kammer von der Ringkammer 87 des Zylinders 72, die bei Vorhub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) als Fail Operational bezeichnet werden kann. Wird die Dichtung 80 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann bei Rückhub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) Bremsflüssigkeit aus der Ringkammer 87 des Zylinders 72 durch Kanal 81, Kanal 81a und Drossel 82 des Doppelhubkolbens 71 (DHK) abfließen. Die Drossel 82 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der Dichtung 80 von der Druckversor- gung durch Korrektur des Rückhubs des Doppelhubkolbens 71 (DHK) ausgeglichen werden kann. Weiter ist der Ausgleichsfluss der Druckversorgung ein Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung 80.
Eine Undichtigkeit der Dichtung 80 kann somit während des Betriebs bei Rückhub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird . Deshalb führt diese Redundanz zu einer hydraulischen Trennung der Kammer 86 des Zylinders 72 von der Ringkammer 87, die bei Rückhub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Für die hydraulische Trennung der Ringkammer 87 des Zylinders 22 zum Kol- benstangenraum 89 sind die Dichtung 83 und die Dichtung 84 für die Kolbenstange 88 vorgesehen. Zwischen diesen Dichtungen 83 und Dichtung 84 ist ein Kanal 78 vorgesehen, der eine Drossel 85 enthält. Durch die Verbindung des Kanals 78 mit dem Vorratsbehälter 7 (VB) über eine hydraulische Leitung 76, und eine Drossel 85 ist der Druck in Kanal 78 bei intakter Dichtung 83 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 7 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 7 (VB) und dem Kanal 78 vernachlässigt werden.
Wenn der Druck im Kolbenstangenraum 89 gleich groß ist, wie der Druck in dem Vorratsbehälter 7 (VB), dann wird bei intakter Dichtung 83 die Dichtung 84 nicht belastet, auch nicht, wenn die Ringkammer 87 des Zylinders 72 unter Druck steht. Weiter werden bei intakter Dichtung 83 eventuelle Schmutzpartikel in der Ringkammer 87 des Zylinders 72 von der Dichtung 83 zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 78 vordringen, und nicht die Dichtung 84 beschädigen können. Bei intakter Dichtung 83 fällt die Dichtung 84 somit nicht aus. Wird die Dichtung 83 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Ringkammer 87 des Zylinders 72 durch den Kanal 78 und die hydraulische Leitung 76 und die Drossel 85 zum Vorratsbehälter 7 (VB) fließen. In diesem Zustand übernimmt die Dichtung 84 die hydraulische Trennung der Ringkammer 87 des Zylinders 72 von dem Kolbenstangen- räum 89. Die Drossel 85 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der Dichtung 83 durch Korrektur des Rückhubs des Doppelhubkolbens 71 (DHK) ausgeglichen werden kann. Weiter ist der Ausgleichsfluss der Druckversorgung ein Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung 83.
Eine Undichtigkeit der Dichtung 83 kann somit während des Betriebs bei Rück- hub des Doppelhubkolbens 71 (DHK) entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird . Deshalb führt diese Redundanz zu einer hydraulischen Trennung der Ringkammer 87 des Zylinders 72 von dem Kolbenstangenraum 89, die bei Rückhub des Doppelhubkolbens 71(DHK) als Fail Operational bezeichnet werden kann. Fig . 4 zeigt ein Bremssystem, bei dem die Redundanz bei zwei Dichtungen zur Anwendung kommt. Zunächst wird das Bremssystem kurz beschrieben.
Das Bremspedal 101 wird beim Bremswunsch vom Fahrer durch den Fahrerfuß betätigt. Bei Betätigung des Bremspedals 101 wird der Pedalstößel 102 und der Pedalkolben 103 verschoben, in der Fig . 4 nach links. Über die Pedalkol- benfeder 104 wird der Primärkolben 105 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) auch nach links verschoben. Wenn bei dieser Linksbewegung des Primärkolbens 105 der Bohrung 106 des Primärkolbens 105 die Dichtung 107 passiert hat, dann wird bei geschlossenen Trennventilen 108 und 109, und geöffnetem Simulatorventil 110 Volumen aus der Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) durch den Kanal 113 der Primärkammer 111, durch die hydraulische Leitung 114 mit Drossel 115 und durch den geöffneten Simulatorventil 110 und durch die hydraulische Leitung 114a in die Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 verschoben. Der Wegsimulatorkolben 117 des Wegsimulators 116 verschiebt sich dadurch auch nach links in Fig . 4 gegen ein Federpaket 118 des Wegsimulators 116, wodurch der Druck im Wegsimulator 116 und damit auch der Druck in der Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) steigt.
Durch den Druck in der Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) verschiebt sich der Sekundärkolben 119 in den Tandem Hauptbremszylinder 112 (THZ) nach links in Fig . 4. Wenn bei der Linksbewegung des Sekundärkolbens 119 die Bohrung 120 des Sekundärkolbens 119 die Diehtung 121 passiert hat, dann stoppt bei geschlossenen Trennventilen 108 und 109 die Linksbewegung des Sekundärkolbens, weil die Sekundärkammer 122 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) dann eine geschlossene Kammer ist. Bei Vernachlässigung der Federkräfte der Primärkolbenfeder 123, der Sekundärkolbenfeder 124 und bei Vernachlässigung der Reibungskräfte der Dich- tungen 121, 125, 127 auf den Sekundärkolben 119 ist der Druck in der Sekundärkammer 122 gleich den Druck in der Primärkammer 111.
Wie bereits beschrieben trennt die Dichtung 107 bei einer Linksbewegung des Primärkolbens 105 die Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) hydraulisch von dem Kanal 128 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ). Damit ist die Verbindung der Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) über die Bohrung 106 des Primärkolbens 5 und über den Kanal 128 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) und über die hydraulischen Leitungen 129 und 129a und über das geöffnete Diagnoseventil 130 zum Vorratsbehälter 131 (VB) unterbrochen. Durch die Verbin- dung des Kanals 128 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) über die hydraulischen Leitungen 129 und 129a, und über das geöffnete Diagnoseventil 130 ist der Druck in Kanal 128 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 131 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 131 (VB) und dem Kanal 128 vernachlässigt werden. Wenn der Druck im Außenraum 132 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) gleich groß ist, wie der Druck in dem Vorratsbehälter 131 (VB), dann wird bei intakter Dichtung 107 die Dichtung 107a nicht belastet, auch nicht, wenn die Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) unter Druck steht. Weiter werden bei intakter Dichtung 107 eventuelle Schmutzpartikel in der Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) von der Dichtung 107 zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 128 vordringen, und nicht die Dichtung 107a beschädigen können. Bei intakter Dichtung 107 fällt die Dichtung 107a somit nicht aus.
Wird die Dichtung 107 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Primärkammer 111 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ) durch den Kanal 128, durch die hydraulischen Leitungen 129 und 129a und durch das geöffnete Diagnoseventil 130 zum Vorratsbehälter 131 (VB) abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann durch Schließen des Diagnoseventils 130 gestoppt werden. Der Abfluss von Bremsflüssigkeit ist ein Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung 107 und kann mittels der Wegsensoren 133 und 133a, der Kraft der Pedalkolbenfederl04 und der Druck-Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 ermittelt werden.
Eine Undichtigkeit der Dichtung 107 kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird . Deshalb führt die Kombination von Dichtung 107 mit Diagnoseventil 130 zu einer hydraulischen Trennung der Primärkammer 111 des THZ 112 von dem Vorratsbehälter 131 (VB) die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Die Kombination der Dichtung 125 und der redundanten Dichtung 127 mit dem Kanal 126, und der hydraulischen Leitung 134 und der hydraulischen Leitung 129a zum Vorratsbehälter 131 (VB) und mit der Drossel 135 führt zu einer hydraulischen Trennung der Primärkammer 111 des THZ 112 von dem Vorratsbehälter 131 (VB), die als Fail Operational bezeichnet werden kann, wie bei Fig . 1 beschrieben.
Die Kombination der Dichtung 121 und der Dichtung 125 mit dem Kanal 136, und den hydraulischen Leitungen 137 und 137a und dem Sperrventil 138 und der hydraulischen Leitung 129a zum Vorratsbehälter 131 (VB) führt zu einer hydraulischen Trennung der Sekundärkammer 122 des THZ 112 von dem Vorratsbehälter 131 (VB), die als Fail Operational bezeichnet werden kann, wie bereits bei Fig . 4 für die Kombination der Dichtung 107 und der Dichtung 107a mit Kanal 128, und hydraulische Leitungen 129 und 129a und Diagnoseventil 130 zum Vorratsbehälter 131 (VB) beschrieben.
Der Wegsimulatorkolben 117 des Wegsimulators 116 enthält eine Dichtung 140 und eine redundante Dichtung 140a. Zwischen der Dichtung 140 und der redundanten Dichtung 140a befindet sich ein Kanal 141 und ein Kanal 141a mit einer Drossel 142, wobei der Kanal 141 in den Raum 143 des Federpakets 118 mündet. Die redundante Dichtung 140a trennt den Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 hydraulisch von dem Federpaketraum 118 des Wegsimulators 116. Bei intakter redundanter Dichtung 140a fließt keine Bremsflüssigkeit aus dem Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 durch die Kanäle 141, 141a und durch die Drossel 142 in den Federpaketraum 143 des Wegsimulators 116. Bei intakter redundanter Dichtung 140a ist der Druck in Kanal 141 deshalb gleich groß wie der Druck in dem Federpaketraum 143 des Wegsimulators 116. Bei intakter redundanter Dichtung 140a wird die Dichtung 140 somit nicht belastet, auch nicht, wenn der Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 unter Druck steht. Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 140a eventuelle Schmutzpartikel in der Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 von der redundanten Dichtung 140a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 141 vordringen, und nicht die Dichtung 140 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 140a fällt die Dichtung 140 somit nicht aus.
Wird die redundante Dichtung 140a undicht, z. B. durch Verschleiß oder
Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 durch Kanal 141, und durch Kanal 141a mit Drossel 142 in den Federpaketraum 143 des Wegsimulators 116 abfließen. Der Abfluss von Bremsflüssigkeit ist ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 140a und kann mittels der Wegsensoren 133 und 133a, der Kraft der Pe- dalkolbenfederl04 und der Druck-Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 ermittelt werden. Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 140a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass das Bremspedal 101 durch diese Undichtigkeit durchfällt (siehe auch Beschreibung bei Fig . 2). Deshalb führt diese Re- dundanz zu einer hydraulischen Trennung des Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 vom Federpaketraum 143 des Wegsimulators 116 die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
In einem Steuergerät (nicht eingezeichnet) werden alle Steuerungs- und Aus- wertesignale verarbeitet. Insbesondere werden die Sensorauswertung, die Diagnose, die Fehlerauswertung und die Fehleranzeige verarbeitet. Die Diagnose der Dichtungsausfälle der redundanten Dichtung 140a des Kolben- Wegsimulators 116, der Dichtung 107 der Hilfskolbenkammer 111 und der redundanten Dichtung 127 in der Primärkammer 111 des Tandem Haupt- bremszylinders 112 (THZ) und der Dichtung 121 in der Sekundärkammer 122 des Tandem Hauptbremszylinders 112 (THZ), die zu einem Leckstrom führen, findet über Plausibilitätsbetrachtungen der Pedalwegsensorsignale 133, 133a mit der Pedalkolbenfeder 104 unter Berücksichtigung der Druck- Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 statt. Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung der Undichtigkeit einer Dichtung, die zu einem Leckstrom führt, besteht darin, die Druck-Volumencharakteristik des Bremssystems mit der Volumenverschiebung der Druckversorgung 146 und dem Signal des Bremsdrucksensors (nicht eingezeichnet) im Bremskreis 148 zu korrelieren. Bei dem Bremssystem von Fig . 4 fließt der Leckstrom durch jede Dichtung zurück in den Vorratsbehälter 131 (VB), außer bei der redundanten Dichtung 140a im Kolben-Wegsimulator 116, und bei den Dichtungen des Doppelhubkolbens, für den Fall, dass bei der Druckversorgung 146 ein Doppelhubkolben nach Fig . 3 verwendet wird (siehe Fig . 3, Dichtungen 79 und 80). Wenn der Leckstrom nicht in den Vorratsbehälter 131 (VB) zurückfließt, dann ist eine Diagnose der Dichtigkeit durch Korrelation des Leckverlusts mit dem Signal eines redundanten Niveaugebers 151 in dem Vorratsbehälter 131 (VB), der vorzugsweise linear ist, möglich.
In der Diagnose kann die Dichtung 107a bei nicht betätigtem Bremspedal 101 zusätzlich auf Dichtheit geprüft werden. Dazu werden das Diagnoseventil 130, das Simulatorventil 110, das Trennventil 108 und das Sperrventil 138 geschlossen, und das Trennventil 109 und das Einspeiseventil 144 geöffnet. Der Motor 145 wird mit einem bestimmten Stromwert bestromt und damit wird Bremsflüssigkeit von der Druckversorgung 146 über die hydraulische Leitung 147, über das Einspeiseventil 144, über die hydraulische Leitung 147a, über die hydraulische Leitung 148, über das Trennventil 109, über die hydraulische Leitung 149 und über den Kanal 150 in den Primärraum 111 des THZ 112 verschoben, wodurch der Druck im Primärraum 111 auf einem bestimmten Wert ansteigt, z. B. 25bar. Der Druck in der hydraulischen Leitung 148 wird von einem Drucksensor (nicht eingezeichnet) gemessen. Wenn die Dichtung 107a eine Undichtigkeit aufweist, dann muss die Druckversorgung Bremsflüssigkeit nachschieben, um den Druck in der hydraulischen Leitung 148 konstant zu halten. Eine Undichtigkeit der Dichtung 107a kann über die Notwendigkeit des Nachschiebens von Bremsflüssigkeit durch die Druckversorgung 146, um den Druck in der hydraulischen Leitung 148 konstant zu halten, entdeckt werden.
Fig . 5 zeigt ein Bremssystem, welches eine Ähnlichkeit mit dem Bremssystem von Fig . 4 aufweist. Ein wesentlicher Unterschied ist, dass beim Bremssystem von Fig . 5 der Hauptbremszylinder 201 (HZ) in drei Kammern unterteilt ist. Diese sind die Primärkammer 111, die Sekundärkammer 122 und die Hilfskol- benkammer 204. Zwischen der Primärkammer 111 und der Sekundärkammer 122 befindet sich der Sekundärkolben 119. Zwischen der Primärkammer 111 und der Hilfskolbenkammer 204 befindet sich eine Zwischenwand 206. Zunächst wird das Bremssystem kurz beschrieben. Das Bremspedal 101 wird beim Bremswunsch vom Fahrer durch den Fahrerfuß betätigt. Bei Betätigung des Bremspedals 101 wird der Pedalstößel 102 und der Pedalkolben 103 verschoben, in der Fig . 5 nach links. Über die Pedalkolbenfeder 104 wird der Hilfskolben 211 und der Hilfskolbenstößel 212, welcher durch eine Bohrung 213 der Zwischenwand 206 geführt wird, auch nach links verschoben. Wenn bei dieser Linksbewegung des Hilfskolbens 211 die Bohrung 214 des Hilfskolbens 211 die Dichtung 215 passiert hat, dann wird bei geschlossenem Trennventil 216 Volumen aus der Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) durch den Kanal 217 der Hilfskolbenkammer 204, die hydraulischen Leitungen 218 und 114 mit Drossel 115 und dem ge- öffneten Simulatorventil 110 und der hydraulischen Leitung 114a in die Arbeitskammer 139 des Wegsimulators 116 verschoben. Der Wegsimulatorkolben 117 verschiebt sich dadurch auch nach links in Fig . 5 gegen ein Federpak- te 118, wodurch der Druck im Wegsimulator 116 und damit auch der Druck in der Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) steigt.
Entsprechend des Verschiebewegs des Pedalkolbens 103, welcher von dem Wegsensor 133 erfasst wird, wird der Motor 228 bestromt um ein definiertes Volumen von der Druckversorgung 229 über die hydraulische Leitung 147, dem geöffneten Einspeiseventil 144, der hydraulischen Leitung 147a, dem Primärkreis 233 in den Radbremszylindern der Primärkreises 233 (nicht eingezeichnet) und über Kanal 150 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) in die Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) zu verschieben. In den Radbremszylindern steigt dadurch der Druck, und damit steigt auch der Druck in der Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 201 (HZ). Durch den Druck in der Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) verschiebt sich der Sekundärkolben 119 auch nach links in Fig . 5, gegen die Kraft der Sekundärkolbenfeder 124. Durch diese Bewegung des Sekundärkolbens 119 wird Bremsflüssigkeit aus der Sekundärkammer 122 der Hauptbremszylinders 201 (HZ) durch den Kanal 236 und durch den Sekundärkreis 237 in den Radbremszylinder des Sekundärkreises 237 (nicht eingezeichnet) verschoben. Dadurch steigt der Druck in den Radbremszylindern des Sekundärkreises 237. Bei Vernachlässigung der Federkräfte der Sekundärkolbenfeder 124, und bei Vernachlässigung der Reibungskräfte der Dichtungen 127, 125, 121 auf den Sekundärkolben 119 ist der Druck in der Sekundärkammer 122 gleich den Druck in der Primärkammer 111.
In der Bohrung 213 der Zwischenwand 206 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) befinden sich zwei Dichtungen 241 und 242. Zwischen den beiden Dichtungen 241 und 242 befindet sich einen Kanal 243. Dieser Kanal 243 ist über eine hydraulische Leitung 244, mit einer Drossel 245 und über eine hydraulische Leitung 129a mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) verbunden. Diese Dichtungen trennen die Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) hydraulisch von der Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ). Wird die Dichtung 241 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) durch Kanal 243, hydraulische Leitung 244 mit Drossel 245 und hyd- raulische Leitung 129a in den Vorratsbehälter 247 (VB) abfließen. Die Drossel 245 ist so dimensioniert, dass der Fluss durch die Undichtigkeit der Dichtung 241 von der Druckversorgung 229 ausgeglichen werden kann. Weiter ist der Ausgleichsfluss der Druckversorgung 229 ein Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung 241.
Eine Undichtigkeit der Dichtung 241 kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird . Deshalb führt diese Redundanz der Dichtungen 241 und 242 mit Drossel 245 zu einer hydraulischen Trennung des Primärraums 111 von der Hilfskolben- kammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Wird die Dichtung 242 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) durch den Kanal 243, durch die hydraulische Leitung 244 mit Drossel 245 und durch die hydraulische Leitung 129a zum Vorratsbehälter 247 (VB) abfließen. Der Abfluss von Bremsflüssigkeit ist ein Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung 242 und kann mittels der Wegsensoren 133 und 133a, der Kraft der Pedalkolbenfederl04 und der Druck-Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 ermittelt werden. Eine Undichtigkeit der Dichtung 242 kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass das Bremspedal 101 durch diese Undichtigkeit durch fällt (siehe auch Beschreibung bei Fig . 2). Deshalb führt diese Redundanz der Dichtungen 241 und 242 zu einer hydraulischen Trennung der Hilfskolbenkammer 204 vom Vorratsbehälter 247 (VB) die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Wird das Trennventil 216 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann, wenn der Bremsdruck in Primärkreis 233 geringer ist als der Druck in der Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), Bremsflüssigkeit aus der Hilfskolbenkammer 204 durch den Kanal 248, durch die hydrauli- sehe Leitung 249, durch das Trennventil 216 und durch die hydraulische Leitung 250 zum Primärkreis 233 abfließen. Das Bremspedal 101 fällt dann durch. Der Abfluss von Bremsflüssigkeit ist ein Indikator für die Undichtigkeit des Trennventils 216 und kann mittels der Wegsensoren 133 und 133a, der Kraft der Pedalkolbenfeder 104 und der Druck-Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 entdeckt werden. Wenn der Bremsdruck in Primärkreis 233 höher ist als der Druck in der Hilfskolbenkammer 204, dann kann Bremsflüs- sigkeit aus dem Primärkreis 233 durch die hydraulische Leitung 250 durch das Trennventil 216 durch die hydraulische Leitung 249 und durch den Kanal 248 in die Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) abfließen. Das Bremspedal 101 wird dann zurückgedrückt. Der Abfluss von Bremsflüssigkeit ist ein Indikator für die Undichtigkeit des Trennventils 216 und kann mit- tels der Wegsensoren 133 und 133a, der Kraft der Pedalkolbenfederl04 und der Druck-Volumencharakteristik des Wegsimulators 116. Bei entdeckter Undichtigkeit des Trennventils 216 wird das optionale redundante Trennventil 216a (gestrichelt eingezeichnet) in der hydraulischen Leitung 250 geschlossen. Das redundante Trennventil 216a ist optional, weil Undichtigkeit des Trenn- ventils 216 sehr selten vorkommt.
Eine Undichtigkeit des Trennventils 216 kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass das Bremspedal 101 durch diese Undichtigkeit durchfällt. Deshalb führt diese Redundanz der Trennventile 216 und 216a zu einer hydraulischen Trennung der Hilfskolbenkammer 204 vom Primärkreis 233 die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Ähnlich wie bereits bei Fig . 4 beschrieben, werden bei dem Bremssystem von Fig . 5 in einem Steuergerät (nicht eingezeichnet) alle Steuerungs- und Auswertesignale verarbeitet. An dieser Stelle werden deshalb nur die Besonderheiten des Bremssystems von Fig . 5 verglichen mit dem Bremssystem von Fig . 4 beschrieben. Die Diagnose der Dichtungsausfälle der Dichtung 242 des Hilfs- kolbenstößels 212 und des Trennventils 216 die zu einem Leckstrom führen, findet über Plausibilitätsbetrachtungen der Pedalwegsensorsignale 133, 133a mit der Pedalkolbenfeder 104 unter Berücksichtigung der Druck-Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 statt. Eine weitere Möglichkeit zur Er- kennung der Undichtigkeit der redundanten Dichtung 127 der Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), der Dichtung 121 der Sekundärkammer 122 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), der Dichtung 241 des Hilfskol- benstößels 212 und des Trennventils 216, die zu einem Leckstrom führt, be- steht darin, die Druck-Volumencharakteristik des Bremssystems mit der Volumenverschiebung der Druckversorgung 229 und dem Signal des Bremsdrucksensors 252 im Primärkreis 233 zu korrelieren.
In der Diagnose kann das Trennventil 216 bei nicht betätigtem Bremspedal 101 zusätzlich auf Dichtheit geprüft werden. Dazu wird das Trennventil 16 geschlossen, und das optionale Trennventil 16a und das Diagnoseventil 130 geöffnet. Der Motor 228 wird mit einem bestimmten Stromwert bestromt und damit wird Bremsflüssigkeit von der Druckversorgung 229 über die hydraulische Leitung 147, über das Trennventil 144, über die hydraulische Leitung 147a, in den Primärkreis 233, und in den Radbremszylinder (nicht eingezeichnet) des Primärkreises 233, und über den Kanal 150 in die Primärkammer 111 des HZ 201 verschoben, wodurch der Druck im Primärkreis 233 auf einem bestimmten Wert ansteigt, z. B. 25bar. Der Druck im Primärkreis 233 wird von einem Drucksensor 252, welche über eine hydraulische Leitung 253 an dem Primärkreis 233 angeschlossen ist, gemessen. Wenn das Trennventil 216 eine Undichtigkeit aufweist, dann muss die Druckversorgung 229 Bremsflüssigkeit nachschieben, um den Druck in dem Primärkreis 233 konstant zu halten. Eine Undichtigkeit des Trennventils 216 kann über die Notwendigkeit des Nachschiebens von Bremsflüssigkeit durch die Druckversorgung 229, um den Druck in Primärkreis 233 konstant zu halten, entdeckt werden.
Ebenso kann in der Diagnose das optionale Trennventil 216a bei nicht betätigtem Bremspedal 101 zusätzlich auf Dichtheit geprüft werden. Dazu wird das optionale Trennventil 216a geschlossen, und das Trennventil 216 und das Diagnoseventil 130 geöffnet. Der Motor 228 wird mit einem bestimmten
Stromwert bestromt und damit wird Bremsflüssigkeit von der Druckversorgung 229 über die hydraulische Leitung 147, über das Trennventil 144, über die hydraulische Leitung 147a, in den Primärkreis 233, und in die Radbremszylinder (nicht eingezeichnet) des Primärkreises 233, und über den Kanal 150 in die Primärkammer 111 des HZ 201 verschoben, wodurch der Druck im Primär- kreis 233 auf einem bestimmten Wert ansteigt, z. B. 25bar. Der Druck im Primärkreis 233 wird von einem Drucksensor 252 gemessen. Wenn das optionale Trennventil 216a eine Undichtigkeit aufweist, dann muss die Druckversorgung 229 Bremsflüssigkeit nachschieben, um den Druck in dem Primärkreis 233 konstant zu halten. Eine Undichtigkeit des optionalen Trennventils 216a kann über die Notwendigkeit des Nachschiebens von Bremsflüssigkeit durch die Druckversorgung 229, um den Druck in Primärkreis 233 konstant zu halten, entdeckt werden. Fig . 5a zeigt ein Bremssystem, welches eine Ähnlichkeit mit dem Bremssystem von Fig . 5 aufweist. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch, dass beim Bremssystem von Fig . 5a der Hilfskolben 211 keinen Hilfskolbenstößel 212 aufweist. Ebenso weist die Zwischenwand 206 keine Bohrung 213 auf. Hierdurch kann § bt es keine mechanische Verbindung zwischen Hilfskolben 211 und Sekun- därkolben 119 mehr geben. Es entfallen deshalb auch die zwei Dichtungen 241 und 242 und der Kanal 243 in der Zwischenwand 206. Weiter entfällt die hydraulische Leitung 244 und die Drossel 245. Damit entfallen auch Fehlermöglichkeiten wie Undichtigkeiten der Dichtungen 241 und 242 und Verstopfung der Drossel 245. Die Zwischenwand 206 trennt nun die Primärkammer 111 des Hauptbremszylinders 112 von Fig . 4 in eine Primärkammer 111 und die Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 in Fig . 5a.
Für die Beschreibung der Funktion des Bremssystems von Fig . 5a wird auf die Beschreibung des Bremssystems unter Fig . 5 verwiesen.
Ein wichtiger Unterschied zwischen dem Bremssystem nach Fig . 5 und dem Bremssystem nach Fig . 5a betrifft den Fehlerfall„Ausfall der Bremskraftver- stärkung", z. B. durch den gleichzeitigen Ausfall der Dichtungen 125 und 127 des Hauptbremszylinders 201. Der Druck in der Primärkammer 111 und im Primärkreis 233 bleibt dann bei der Bremsung durch den Fahrer drucklos, und kann nicht von der Druckversorgung 229, DV1 erhöht werden. Da der Hilfskol- benstößel 212 fehlt, kann der Fahrer mit seiner Fußkraft auf das Pedal 101 den Sekundärkolben 119 mittels den Hilfskolbenstößel 212 nicht verschieben, und auch der Sekundärkreis 237 würde drucklos bleiben. Dieser Fehlerfall kann durch ein nachgeschaltetes ESP, 254 mittels der Druckversorgung DV2, 255 behoben werden. Sobald der Fehler vom Bremssystem erkannt wird, wird die Funktion„Aktivbremsung" des ESP aktiviert. ESP erhöht dabei den Druck in den Radbremszylindern des Primärkreises 233 und des Sekundärkreises 237 auf einen Sollwert, der z. B. aus dem Signal des Wegsensors 133 des Pedalkol- bens 103 gebildet werden kann. ESP, 254 bekommt dazu das notwendige Volumen an Bremsflüssigkeit im Primärkreis 233 z. B. durch die undichte Dichtungen 127 und 125 (Fig . 5a), den Kanal 136, die hydraulischen Leitungen 137 und 137a und das geöffnete Sperrventil 138 (Fig . 4) aus dem Vorratsbe- hälter 131. Unter Einfluss der Federkraft der Sekundärkolbenfeder 124 und des Druckunterschieds zwischen der Primärkammer 111 und der Sekundärkammer 122 des Hauptbremszylinders 201 wird der Sekundärkolben 119 zurück (in Fig . 5a nach rechts) zur Ausgangslage geschoben. In der Ausgangslage des Sekundärkolbens 119 besteht eine direkte Verbindung zwischen der Sekundärkammer 122 und der hydraulischen Leitung 137 über die Bohrung des Sekundärkolbens 120 und dem Kanal 136 im Hauptbremszylinder 112 (Fig . 4). Damit bekommt ESP das notwendige Volumen an Bremsflüssigkeit im Sekundärkreis 237 z. B. durch die Kanäle 236 und 136 (Fig . 4), die Sekundärkammer 122, durch die Bohrung des Sekundärkolbens 120, durch die hydrau- lischen Leitungen 137 und 137a und das geöffnete Magnetventil 138 (Fig . 4) aus dem Vorratsbehälter 131.
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen dem Bremssystem nach Fig . 5 und dem Bremssystem nach Fig . 5a betrifft den Fehlerfall„Ausfall der Bremskraftverstärkung", z.B. durch den Ausfall der Dichtung in einem Radbremszy- linder in Bremskreis 233, z. B. Radbremse 516 in Fig . 9a. Der Druck in der Primärkammer 111 bleibt dann bei der Bremsung durch den Fahrer drucklos und kann nicht von der Druckversorgung 229 erhöht werden. Da der Hilfskol- benstößel 212 fehlt, kann der Fahrer mit seiner Fußkraft auf das Pedal 101 den Sekundärkolben 119 mittels des Hllfskolbenstößels 212 nicht verschieben, und auch der Sekundärkreis 237 würde drucklos bleiben. Dieser Fehlerfall kann durch ein stromlos offenes Trennventil 144a im Primärkreis 233 verhindert werden. Sobald der Fehler entdeckt wird, wird das Trennventil 144a geschlossen. Die Druckversorgung 229 kann dann durch das geöffnete Einspeiseventil 144, durch den Primärkreis 233 und den Kanal 150 im Hauptbremszy- linder 201 Bremsflüssigkeit in die Primärkammer 111 verschieben. Als Folge verschiebt sich der Sekundärkolben 119 (in Fig . 5a nach links) wodurch Bremsflüssigkeit aus der Sekundärkammer 122 durch den Kanal 236 in den Sekundärkreis 237 verschoben wird . Durch die Bremsflüssigkeitsverschiebung in den Sekundärkreis 237 erhöht sich der Druck in dem Sekundärkreis 237 und damit auch der Druck in den Radzylindern der Radbremsen (nicht eingezeichnet, z. B. in Fig . 9a 514 und 515) von Sekundärkreis 237. Der Druck im Primärkreis 233 wird durch den Drucksensor 252 gemessen, und von der Druckversorgung 255 des ESP, 254 auf den Sollwert eingestellt, wobei der Solldruck z. B. aus dem Signal des Wegsensors 133 des Pedalkolbens 103 gebildet werden kann. Dieser Fehlerfall kann auch durch ein nachgeschaltetes ESP (254) behoben werden. Sobald der Fehler vom Bremssystem entdeckt wird, wird die Funktion„Aktivbremsung" des ESP, 254 aktiviert. ESP, 254 er- höht dann mittels der Druckversorgung 255 den Druck in den Radbremszylindern auf einen Sollwert, der aus dem Signal des Pedalwegsensors 133 des Pedalkolbens 103 gebildet werden kann. Allerdings wird ESP, 254 den Druck in den Radbremszylindern des Bremskreises 233 nicht erhöhen können, und es besteht die Gefahr, dass der Vorratsbehälter 131 vom ESP, 254 leergesaugt wird .
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen dem Bremssystem nach Fig . 5 und dem Bremssystem nach Fig . 5a betrifft z. B. die Kombination der Fehlerfälle„Ausfall der Dichtung in einem Radbremszylinder in Bremskreis 233, z. B. Radbremse 516 in Fig . 9a und Ausfall des Steuergeräts des Bremssystems nach Fig . 5a (nicht eingezeichnet) und Ausfall des Steuergeräts des ESP
(254)". Wenn das Steuergerät des Bremssystems nach Fig . 5a (nicht eingezeichnet) ausfällt, dann öffnet sich das Trennventil 216, während das Trennventil 144a offen bleibt. Durch die Betätigung des Bremspedals 101 durch den Fahrer bewegt sich der Hilfskolben 211 (in Fig . 5a nach links) und schiebt da- bei Bremsflüssigkeit aus der Hilfskolbenkammer 204 durch den Kanal 248 im Hauptbremszylinder 201, durch die hydraulische Leitung 249, durch das geöffnete Trennventil 216 und durch die hydraulische Leitung 250 in den Primärkreis 233. Durch den Ausfall der Dichtung in einem Radbremszylinder in Primärkreis 233, z. B. Radbremse 516 in Fig . 9a bleibt dabei der Primärkreis 233 drucklos. Weiter kann durch den Ausfall des Steuergeräts des Bremssystems nach Fig . 5a (nicht eingezeichnet), das Trennventil 144a nicht geschlossen werden, und die Primärkammer 111 bleibt auch drucklos. Da der Hilfskolben- stößel 212 fehlt, kann der Fahrer mit seiner Fußkraft auf das Pedal 101 den Sekundärkolben 119 mittels des Hilfskolbenstößels 212 nicht verschieben, und auch der Sekundärkreis 237 würde drucklos bleiben. Durch den gleichzeitigen Ausfall des ESP-Steuergeräts (254) kann ESP (254) den Druck in den Radbremszylindern der Radbremsen (z.B. 514, 515, 516, 517 in Fig . 9a) auch nicht erhöhen. Damit würden bei der Fahrerbremsung alle Radbremszylinder der Radbremsen (z. B. 514, 515, 516, 517 in Fig . 9a) drucklos bleiben, und das Fahrzeug würde trotz Fahrerbremsung ungebremst bleiben. Diese Situation kann toleriert werden, da die Wahrscheinlichkeit der Kombination dieser Fehlerfälle„Ausfall der Dichtung in einem Radbremszylinder in Bremskreis 233, z. B. Radbremse 516 in Fig . 9a und Ausfall des Steuergeräts des Bremssystems und Ausfall des Steuergeräts des ESP" äußerst gering ist.
Optional kann ein zusätzliches Trennventil 114b im Sekundärkreis
237vorgesehen werden, welches z. B. vorteilhaft bei der ABS-Regelung genutzt werden kann, wenn z. B. bei Ausfall des ESP die Druckversorgung und die Druckregelung über die Druckversorgung 229 bei geöffnetem Ventil 144 erfolgt. Für manche Funktionen, wie z. B. das Nachfördern, kann die Funktion der Trennventils 144a, 144b auch von den ESP-Ventilen USV, HSV und EV übernommen werden, wodurch die Trennventile 144a, 144b im Zweifel nicht benötigt werden. Hierzu muss die Kommunikationsschnittstelle zwischen ESP und Booster geändert werden. Gegebenenfalls z. B. für den Ausfall des ESP auch eine redundante elektrische Ansteuerung vom Booster wirksam werden.
Fig . 6 zeigt ein Bremssystem, welches eine Ähnlichkeit mit dem Bremssystem von Fig . 5 zeigt. Unterschiede zwischen den Bremssystemen von Fig . 6 und von Fig . 5 betreffen nicht den Funktionen. Für die Beschreibung der Funktion des Bremssystems von Fig . 6 wird deshalb auf die Beschreibung der Funktion des Bremssystems von Fig . 5 verwiesen. Wesentliche Änderungen in dem Bremssystem von Fig . 6 im Vergleich zum Bremssystem von Fig . 5 betreffen die Dichtungen. Diese Änderungen in dem Bremssystem von Fig . 6 werden im folgenden Text erklärt. Die Dichtung 301 wird ergänzt durch eine redundante Dichtung 301a. Zwischen der Dichtung 301 und der redundanten Dichtung 301a befindet sich ein Kanal 302 im Hauptbremszylinder 201 (HZ). An dem Kanal 302 des Haupt- bremszylinders 201 (HZ) ist eine hydraulische Leitung 304 mit einer Drossel 305 angeschlossen. Die hydraulische Leitung 304 ist an dem Vorratsbehälter 131 (VB) angeschlossen. Eine solche Konfiguration von Dichtung 301, redundante Dichtung 301a, Kanal 302 und Leitung 304 mit Drossel 305 und Vor- ratsbehälter 131 (VB) wurde bereits in Fig . 2 dargestellt und beschrieben. Deshalb wird an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung verzichtet. Die Dichtung der Sekundärkammer 122 zum Vorratsbehälter 131 (VB) kann entsprechend der Beschreibung von Fig . 2 als Fail Operational bezeichnet werden.
Die Dichtung 328 wird ergänzt durch eine redundante Dichtung 329. Zwischen der Dichtung 328 und der redundanten Dichtung 329 befindet sich ein Kanal 330 im Hauptbremszylinder 201 (HZ). Der Kanal 330 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) ist über die hydraulische Leitung 331 mit der Drossel 332 und über die hydraulische Leitung 322 an den Vorratsbehälter 131 (VB) angeschlossen. Eine solche Konfiguration von Dichtung 328, redundante Dichtung 329, Kanal 330 und hydraulische Leitung 331 mit Drossel 332 und Vorratsbehälter 131 (VB) wurde bereits in Fig . 2 dargestellt und beschrieben. Deshalb wird an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung verzichtet. Die Dichtung der Hilfskol- benkammer 204 zum Vorratsbehälter 131 (VB) kann entsprechend der Beschreibung von Fig . 2 als Fail Operational bezeichnet werden. In der gezeichnete Ruhestellung des Bremssystems ist die Sekundärkammer 122 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) über die Bohrung 120 des Sekundärkolbens 119, über den Kanal 136 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), über die hydraulische Leitung 311, über das Strömungs-Rückschlagventil 312, über die hydraulische Leitung 313 und über die hydraulische Leitung 304 mit dem Vor- ratsbehälter 131 (VB) verbunden. Über diese Verbindung kann ein nachgeschaltetes ESP-Gerät (nicht eingezeichnet) Bremsflüssigkeit über den Bremskreis 237 und den Kanal 236 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 131 (VB) ansaugen. Umgekehrt kann ein nachgeschaltetes ESP-Gerät (nicht eingezeichnet) über diese Verbindung, über den Bremskreis 237 und den Kanal 236 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) Bremsflüssigkeit an den Vorratsbehälter 131 (VB) abgeben. Die Abgabe von Bremsflüssigkeit von dem nachgeschalteten ESP-Gerät (nicht eingezeichnet) an den Vorratsbehälter 131 (VB) ist garantiert, wenn das Strömungs-Rückschlagventil 312 offen ist. Das Strömungs-Rückschlagventil 312 ist offen, wenn der Volumenstrom durch das Strömungs-Rückschlagventil 312 in Sperrrichtung (d .h. in Richtung zum Vorratsbehälter 131) unterhalb eines definierten Wertes bleibt. Sinnvollerweise ist dieser definierte Wert größer als die maximale Förderleis- tung der Rückförderpumpe des ESP-Geräts (nicht eingezeichnet) in Bremskreis 237. Das Strömungs-Rückschlagventil 312 soll jedoch bei größeren Werten des Volumenstroms als der definierte Wert schließen, damit bei größeren Undichtigkeiten der Dichtung 301 und der redundanten Dichtung 301a (Doppelfehler) die Verbindung hydraulisch getrennt wird, und somit der Volumenver- lust in den Bremskreis 237 begrenzt wird .
In der gezeichneten Ruhestellung des Bremssystems ist die Hilfskolbenkam- mer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) über die Bohrung 214 des Hilfskolbens 211, über den Kanal 255 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), über die hydraulische Leitung 320, über das Strömungs-Rückschlagventil 321 und über die hydraulische Leitung 322 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) verbunden. Über diese Verbindung kann ein nachgeschaltetes ESP-Gerät (nicht eingezeichnet) Bremsflüssigkeit über den Primärkreis 233, über die hydraulische Leitung 250, über das geöffnete Trennventil 216, über die hydraulische Leitung 249 und über den Kanal 248 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) Brems- flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 131 (VB) ansaugen. Umgekehrt kann ein nachgeschaltetes ESP-Gerät (nicht eingezeichnet) über diese Verbindung und über den Primärkreis 233, über die hydraulische Leitung 250, über das geöffnete Trennventil 216, über die hydraulische Leitung 249 und über den Kanal 248 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) Bremsflüssigkeit an den Vorratsbehäl- ter 131 (VB) abgeben. Die Abgabe von Bremsflüssigkeit von dem nachgeschalteten ESP-Gerät (nicht eingezeichnet) an den Vorratsbehälter 131 (VB) ist garantiert, wenn das Strömungs-Rückschlagventil 321 offen ist. Das Strömungs- Rückschlagventil 321 ist offen, wenn der Volumenstrom durch das Strömungs- Rückschlagventil 321 in Sperrrichtung (d.h. in Richtung zum Vorratsbehälter 131) unterhalb eines definierten Wertes bleibt. Sinnvollerweise ist dieser definierte Wert größer als die maximale Förderleistung der Rückförderpumpe des ESP-Geräts (nicht eingezeichnet) in Primärkreis 233. Das Strömungs- Rückschlagventil 321 soll jedoch bei größeren Werten des Volumenstroms als der definierte Wert schließen, damit bei größeren Undichtigkeiten der Dichtung 328 die Verbindung hydraulisch getrennt wird, und somit der Volumenverlust in den Primärkreis 233 begrenzt wird.
Ähnlich wie bereits bei Fig . 5 beschrieben, werden bei dem Bremssystem von Fig . 6 in einem Steuergerät (nicht eingezeichnet) alle Steuerungs- und Auswertesignale verarbeitet. An dieser Stelle werden deshalb nur die Besonderheiten des Bremssystems von Fig . 6 verglichen mit dem Bremssystem von Fig . 5 beschrieben. Die Diagnose in Fig . 6 der Dichtungsausfälle der redundanten Dichtung 329 in der Hilfskolbenkammer 204 die zu einem Leckstrom führen, findet über Plausibilitätsbetrachtungen der Signale der Pedalwegsensoren 133, 133a mit der Pedalkolbenfeder 104 unter Berücksichtigung der Druck- Volumencharakteristik des Wegsimulators 116 statt. Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung der Undichtigkeit der redundanten Dichtung 301a der Sekundärkammer 122 des Hauptbremszylinders 201 (HZ) die zu einem Leckstrom führt, besteht darin, die Druck-Volumencharakteristik des Bremssystems mit der Volumenverschiebung der Druckversorgung 229 und dem Signal des Bremsdrucksensors 252 im Primärkreis 233 zu korrelieren.
In der Diagnose können z. B. die Dichtung 107a und das Strömungs- Rückschlagventil 321 bei nicht betätigtem Bremspedal 101 auf Dichtheit ge- prüft werden. Dazu wird das Simulatorventil 334 geschlossen und das Trennventil 216 geöffnet. Der Motor 228 wird mit einem definierten Wert bestromt, und damit wird Bremsflüssigkeit von der Druckversorgung 229 über die hydraulische Leitung 147, über das geöffnete Einspeiseventil 144, über die hydraulische Leitung 147a, über den Primärkreis 233, über die hydraulische Lei- tung 250, über das Trennventil 216, über die hydraulische Leitung 249, über den Kanal 248 über die Hilfskolbenkammer 204 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), über die Bohrung 214 des Hilfskolbens 211, über den Kanal 255 des Hauptbremszylinders 201 (HZ), über die hydraulische Leitung 320 in Richtung Strömungs-Rückschlagventil 321 verschoben. Der definierte Wert des Motor- Stroms wird so groß gewählt, dass der Volumenstrom in Richtung Strömungs- Rückschlagventil 321 größer ist als der definierte Wert bei dem das Strömungs-Rückschlagventil 321 schließt. Damit schließt das Strömungs- Rückschlagventil 321. Der Druck in Primärkreis 233 wird über eine hydrauli- sehe Leitung 253 von einem Drucksensor 252 gemessen. Wenn die Dichtung 107a eine Undichtigkeit aufweist, dann muss die Druckversorgung 229 Bremsflüssigkeit nachschieben, um den Druck im Primärkreis 233 konstant zu halten. Eine Undichtigkeit der Dichtung 107a kann über die Notwendigkeit des Nachschiebens von Bremsflüssigkeit durch die Druckversorgung 229, um den Druck im Primärkreis 233 konstant zu halten, entdeckt werden.
Ebenso gilt, dass wenn die das Strömungs-Rückschlagventil 321 eine Undichtigkeit aufweist, dann muss die Druckversorgung 229 Bremsflüssigkeit nachschieben, um den Druck im Primärkreis 233 konstant zu halten. Eine Undich- tigkeit des Strömungs-Rückschlagventils 321 kann über die Notwendigkeit des Nachschiebens von Bremsflüssigkeit durch die Druckversorgung 229, um den Druck im Primärkreis 233 konstant zu halten, entdeckt werden.
Fig . 7 zeigt einen Hauptbremszylinder 401 (HZ) und einen Kolben- Wegsimulator 402 aus der Offenlegungsschrift DE 10 2013 216 477 AI . In dem Hauptbremszylinder 401 (HZ) befinden sich der Primärkolben 403 als
Stufenkolben und der Sekundärkolben 404. Der Primärkolben bildet eine Ringkammer 405 und eine Primärkammer 406 in dem Hauptbremszylinder 401 (HZ). Der Ringkammer 405 des Primärkolbens 403 ist über eine hydraulische Leitung 407 mit der Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators 402 ver- bunden. Der Sekundärkolben 404 bildet eine Sekundärkammer 409 in dem
Hauptbremszylinder 401 (HZ). Auf die Beschreibung der Bremskraftverstärkerfunktion wird hier verzichtet. Diese Beschreibung ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2013 216 477 AI enthalten.
Bei nicht betätigtem Bremspedal (nicht eingezeichnet) ist die Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) über die Bohrung 410 mit der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) hydraulisch verbunden.
Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt (nicht eingezeichnet), dann wird der Pedalstößel 411 nach links verschoben. Mit der Verschiebung des Pedalstößels 411 nach links wird auch der Primärkolben 403 nach links verschoben. Mit der Verschiebung des Primärkolbens 403 wird die Verbindung zwischen der Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) über die Bohrung 410 mit der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) durch die Dichtung 412 hydraulisch getrennt und wird Bremsflüssigkeit aus der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) über die hydraulische Leitung 407 in den Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators 402 verschoben. Mit der Verschiebung von Bremsflüssigkeit in die Arbeitskammer 408 des Kolben- Wegsimulators 402 wird der Kolben 413 des Kolben-Wegsimulators 402 gegen eine Feder 414 nach rechts verschoben, wodurch die Feder 414 zusammengedrückt wird . Durch die Kraft der Feder 414 entsteht ein Druck in der Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators, und damit auch ein Druck in der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ). Dieser Druck in der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) erzeugt eine Gegenkraft am Bremspedal (nicht eingezeichnet) die der Fahrer bei der Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) fühlt. Weiter wird dabei in der Verbindung der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) über den Kanal 415, über die hydraulische Leitung 416, über das Rückschlagventil 417, über die hydraulische Leitung 418 und über die hydraulische Leitung 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB), das Rückschlagventil 417 geschlossen.
Im Normalfall ist bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer die Primärkammer 406 der Hauptbremszylinders 401 (HZ) drucklos, was in Fig . 7 durch eine gestrichelte hydraulische Leitung 421 von dem Kanal 422 im Hauptbremszylinder 401 (HZ) über die hydraulischen Leitung 431 und 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) symbolisiert wird .
Im Normalfall ist bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer die Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) über den Kanal 423 mit der Druckversorgung (nicht eingezeichnet) verbunden, so dass der Druck in der Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401
(HZ) dem Druck der Druckversorgung entspricht. Dadurch liegt der Sekundärkolben 404 im Normalfall bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer an dem rechten Anschlag 404a im Hauptbremszylinder 401 (HZ) an. Dabei kann die Druckversorgung (nicht eingezeichnet) Brems- flüssigkeit über den Kanal 423, über die Bohrung 424, über die Sekundärkammer 409, über den Kanal 425, über die hydraulische Leitung 426, über das Rückschlagventil 427 und über die hydraulische Leitung 428 Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 131 (VB) ansaugen. Die Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) ist durch die Dichtungen 429 und die redundante Dichtung 429a von der Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) hydraulisch getrennt. Zwischen der Dichtung 429 und der redundanten Dichtung 429a befindet sich ein Kanal 430, der über die hydraulische Leitung 431 mit Drossel 432 und über die hydraulische Leitung 419 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) verbunden ist.
Durch die Verbindung des Kanals 430 im Hauptbremszylinder 401 (HZ) mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) über die hydraulische Leitung 431 mit der Drossel 432, über die hydraulischen Leitungen 431 und 419 ist der Druck in Kanal 430 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 131 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 131 (VB) und dem Kanal 430 vernachlässigt werden.
Wenn der Druck in der Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) gleich groß ist, wie der Druck in dem Vorratsbehälter 131 (VB), dann wird bei intakter redundanter Dichtung 429a die Dichtung 429 nicht belastet, weil auch der Druck im Kanal 430 dem Druck im Vorratsbehälter 131 (VB) entspricht, auch nicht, wenn die Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) unter Druck steht. Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 429a eventuelle Schmutzpartikel in der Sekundärkammer 409 des Hauptbremszy- linders 401 (HZ) von der redundanten Dichtung 429a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 430 vordringen, und nicht die Dichtung 429 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 429a fällt die Dichtung 429 somit nicht aus.
Wird die redundante Dichtung 429a undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) durch Kanal 430, durch die hydraulische Leitungen 431 mit Drossel 432 und durch die hydraulische Leitung 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann durch die Druckversorgung (nicht eingezeichnet) kompensiert werden. Die Kompensation von Bremsflüssigkeit durch die Druckversorgung (nicht eingezeichnet) ist ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 429a und kann mittels des Motordrehwinkelsensors (nicht eingezeichnet) der Druckversorgung (nicht eingezeichnet) ermittelt werden.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 429a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird. Deshalb führt die Kombination von der redundanten Dichtung 429a, der Dichtung 429, dem Kanal 430, der hydraulischen Leitung 431 mit Drossel 432 und der hydraulischen Leitung 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) zu einer hydraulischen Trennung der Sekundärkammer 409 des HZ 401 von der Primärkammer 406 des HZ 401, die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Bei betätigtem Bremspedal (nicht eingezeichnet) schiebt der Primärkolben 403 nach links und die Bohrung 410 in dem Primärkolben 403 schiebt an der redundanten Dichtung 412a vorbei. Durch die redundante Dichtung 412a ist die Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) von der Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) hydraulisch getrennt.
Wird der Primärkolben 403 weiter nach links verschoben, dann wird die Bohrung 410 in dem Primärkolben 403 eventuell auch an die Dichtung 412 vorbei verschoben. Die Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) ist dann durch die Dichtung 412 und die redundante Dichtung 412a von der Ring- kammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) hydraulisch getrennt. Zwischen der Dichtung 412 und der redundanten Dichtung 412a befindet sich ein Kanal 433, der über die hydraulische Leitung 419 mit Drossel 434 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) verbunden ist. Durch die Verbindung des Kanals 433 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) über die hydraulische Leitung 419 ist der Druck in Kanal 433 gleich dem Druck im Vorratsbehälter 131 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 131 (VB) und dem Kanal 433 vernachlässigt werden.
Wenn der Druck in der Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) gleich groß ist, wie der Druck in dem Vorratsbehälter 131 (VB), dann wird bei intakter redundanter Dichtung 412a die Dichtung 412 nicht belastet, auch nicht, wenn die Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) unter Druck steht. Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 412a eventuelle Schmutzpartikel in der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) von der redundanten Dichtung 412a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 433 vordringen, und nicht die Dichtung 412 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 412a fällt die Dichtung 412 somit nicht aus. Wird die redundante Dichtung 412a undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) durch Kanal 433, durch die hydraulische Leitungen 419 mit der Drossel 434 zum Vorratsbehälter 131 (VB) abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann vom Fahrer, durch Reduzierung der Kraft auf das Bremspedal (nicht eingezeichnet), kompensiert werden. Das
Bremspedal fällt nicht durch. Die Kompensation der Bremskraft ist ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 412a, und kann mittels des Primärkolbenwegsensors (nicht eingezeichnet) und des Drucksensors des Kolben-Wegsimulators (nicht eingezeichnet) unter Verwendung der Druck- Volumencharakteristik des Kolben-Wegsimulators 402 ermittelt werden.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 412a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird. Deshalb führt die Kombination von der redundanten Dichtung 412a, der Dichtung 412, dem Kanal 433, der hydraulischen Leitung 419 mit der Drossel 434 zum Vorratsbehälter 131 (VB) zu einer hydraulischen Trennung der Ringkammer 405 des HZ 401 von der Primärkammer 406 des HZ 401, die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Die hydraulische Trennung der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) von dem geschützten Raum 435 des Pedalstößels 411 geschieht über die redundante Dichtung 436a und die Dichtung 436. Zwischen der redundanten Dichtung 436a und der Dichtung 436 befindet sich ein Kanal 437 in dem Primärkolben 403 mit einer Drossel 438. Der Druck in dem geschützten Raum 435 des Pedalstößels 411 gleicht dem atmosphärischen Druck.
Im Normalfall ist bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer der Druck in der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) höher als der atmosphärische Druck in dem geschützten Raum 435 des Pedalstößels 411. Der Druck in dem Kanal 437 des Primärkolbens 403 gleicht auch dem atmosphärischen Druck. Dadurch wird die Dichtung 436 im Normalfall bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer und bei intakter redundanter Dichtung 436a nicht belastet, auch nicht wenn die Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) unter Druck steht. Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 436a eventuelle Schmutzpartikel in der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) von der redundanten Dichtung 436a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 437 vordringen, und nicht die Dichtung 436 beschädigen können. Bei intakter redundanter Dichtung 436a fällt die Dichtung 436 somit nicht aus. Wird die redundante Dichtung 436a undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 durch Kanal 437 mit der Drossel 438 in dem geschützten Raum 435 des Pedalstößels 411 abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann vom Fahrer, durch Reduzierung der Kraft auf das Bremspedal (nicht eingezeichnet), kompensiert werden. Das Bremspedal fällt nicht durch. Die Kompensation der Bremspedalkraft ist ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 436a, und kann mittels des Primärkolbenwegsensors (nicht eingezeichnet) und des Drucksensors des Kolben- Wegsimulators 402 (nicht eingezeichnet) unter Verwendung der Druck- Volumencharakteristik des Kolben-Wegsimulators 402 ermittelt werden.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 436a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird. Deshalb führt die Kombination von der redundanten Dichtung 436a, der Dichtung 436, dem Kanal 437 mit der Drossel 438 zum geschützten Raum 435 des Pedalstößels 411 zu einer hydraulischen Trennung der Ringkammer 405 des HZ 401 von dem geschützten Raum 435 des Pedalstößels 411, die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Die hydraulische Trennung der Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators 402 von dem mit Luft gefülltem Federraum 439 des Kolben-Wegsimulators 402 geschieht über die redundante Dichtung 440a und die Dichtung 440. Zwischen der redundanten Dichtung 440a und der Dichtung 440 befindet sich ein Kanal 441 in dem Kolben-Wegsimulator 402 der über eine hydraulische Lei- tung 442 mit der Drossel 443, über die hydraulische Leitung 418 und über die hydraulische Leitung 419 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) in Verbindung steht. Der Druck in dem Kanal 441 des Kolben-Wegsimulators gleicht dem Druck im Vorratsbehälter 131 (VB), wenn Höhenunterschiede zwischen dem Vorratsbehälter 131 (VB) und dem Kanal 441 vernachlässigt werden, wobei im Vorratsbehälter 131 (VB) atmosphärischer Druck herrscht.
Im Normalfall ist bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer der Druck in der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ), und damit der Druck in der Arbeitskammer 408 des Kolben- Wegsimulators 402 höher als der atmosphärische Druck in dem Federraum 439 des Kolben-Wegsimulators 402. Der Druck in dem Kanal 441 des Kolben- Wegsimulators 402 gleicht auch dem atmosphärischen Druck. Dadurch wird die Dichtung 440 im Normalfall bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) durch den Fahrer und bei intakter redundanter Dichtung 440a nicht belastet, auch nicht, wenn der Arbeitsraum 405 des Kolben-Wegsimulators 402 unter Druck steht. Weiter werden bei intakter redundanter Dichtung 440a eventuelle Schmutzpartikel in dem Arbeitskammer 408 des Kolben- Wegsimulators 402 von der redundanten Dichtung 440a zurückgehalten, so dass diese nicht in Kanal 441 vordringen, und nicht die Dichtung 440 beschä- digen können. Bei intakter redundanter Dichtung 440a fällt die Dichtung 440 somit nicht aus.
Wird die redundante Dichtung 440a undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Arbeitskammer 408 des Kolbenwegsimulators 402 durch Kanal 441, durch die hydraulische Leitung 442 mit Drossel 443, durch die hydraulische Leitung 418 und durch die hydraulische Leitung 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann vom Fahrer, durch Reduzierung der Kraft auf das Bremspedal (nicht eingezeichnet), kompensiert werden. Das Bremspedal (nicht eingezeichnet) fällt nicht durch. Die Kompensation der Kraft auf das Bremspedal (nicht eingezeichnet) ist ein Indikator für die Undichtigkeit der redundanten Dichtung 440a, und kann mittels des Primärkolbenwegsensors (nicht eingezeichnet) und des Drucksensors des Kolben-Wegsimulators 402 (nicht eingezeichnet) unter Verwendung der Druck-Volumencharakteristik des Kolben-Wegsimulators 402 ermittelt werden.
Eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 440a kann somit während des Betriebs entdeckt werden, ohne dass der Betrieb durch diese Undichtigkeit gestört wird. Deshalb führt die Kombination von der redundanten Dichtung 440a, der Dichtung 440, dem Kanal 441, der hydraulischen Leitung 442 mit der Drossel 443, der hydraulischen Leitung 418 und der hydraulischen Leitung 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) zu einer hydraulischen Trennung der Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators 402 von dem Federraum 439 des Kolben-Wegsimulators 402, die als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Die redundante Dichtung 446a, der Kanal 447 und die hydraulische Leitung 449 mit der Drossel 448 sind für die mechanische Rückfallebene vorgesehen, z. B. bei Ausfall des gesamten Bordnetzes. Bei betätigtem Bremspedal (nicht eingezeichnet) schiebt der Primärkolben 403 nach links und die Bohrung 410 in dem Primärkolben 403 schiebt an der redundanten Dichtung 412a vorbei. Durch die redundante Dichtung 412a ist die Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) von der Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) hydraulisch getrennt.
Wird der Primärkolben 403 weiter nach links verschoben, dann wird die Boh- rung 410 in dem Primärkolben 403 eventuell auch an die Dichtung 412 vorbei verschoben. Die Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) ist dann durch die Dichtung 412 und die redundante Dichtung 412a von der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) hydraulisch getrennt. In der mechanischen Rückfallebene ist die Ringkammer 405 über hydraulische Lei- tungen und ein Magnetventil (nicht eingezeichnet) direkt mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) verbunden, so dass der Druck in der Ringkammer 405 durch die Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) nicht zunimmt. Dagegen wird in der mechanischen Rückfallebene die hydraulische Leitung 421 durch ein Magnetventil (nicht eingezeichnet) gesperrt, so dass bei Betätigung des Bremspedals (nicht eingezeichnet) der Druck in der Primärkammer 406 zunimmt. In der mechanischen Rückfallebene ist die Druckversorgung (nicht eingezeichnet) nicht in Betrieb, so dass der Druck in Kanal 423, und damit der Druck in der Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401 (HZ), nicht von der Druckversorgung (nicht eingezeichnet) beeinflusst wird . Mit der Zunahme des Drucks in der Primärkammer 406 verschiebt sich der Sekundärkolben 404 nach links. Wenn bei dieser Verschiebung des Sekundärkolbens 404 die Bohrung 424 des Sekundärkolbens 404 an der redundanten Dichtung 446a vorbei verschoben ist, dann ist die Sekundärkammer 409 hydraulisch getrennt von dem Kanal 447, der über die hydraulische Leitung 449 mit Drossel 448, über die hydraulische Leitung 431und über die hydraulische Leitung 419 mit dem Vorratsbehälter 131 (VB) in Verbindung steht. Durch diese hydraulische Trennung können, bei weiterer Verschiebung des Sekundärkolbens 404, der Druck in der Sekundärkammer, und damit auch der Druck in dem Kanal 444 zunehmen. Wird die Dichtung 412 undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Primärkammer 406 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) durch den Kanal 433, durch die hydraulische Leitung 419 mit der Drossel 434 zum Vorratsbehälter 131 (VB) abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann vom Fahrer, durch Erhöhung der Verschiebung des Bremspedals (nicht eingezeichnet), kompensiert werden. Das Bremspedal fällt nicht durch. Durch eine Undichtigkeit der Dichtung 412 wird der Betrieb in der mechanischen Rückfallebene durch diese Undichtigkeit nicht gestört. Deshalb führt die Kombination von der redundanten Dichtung 412a, der Dichtung 412, dem Kanal 433, der hydraulischen Leitung 419 mit der Drossel 434 zum Vor- ratsbehälter 131 (VB) zu einer hydraulischen Trennung der Primärkammer 404 des HZ 401 von dem Vorratsbehälter 131 (VB), die in der mechanischen Rückfallebene als Fail Operational bezeichnet werden kann.
Wird die redundante Dichtung 446a undicht, z. B. durch Verschleiß oder Schmutzpartikel, so kann Bremsflüssigkeit aus der Sekundärkammer 409 des Hauptbremszylinders 401 (HZ) durch Kanal 447, durch die hydraulische Leitung 449 mit der Drossel 448, durch die hydraulischen Leitungen 431 und 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) abfließen. Dieser Abfluss von Bremsflüssigkeit kann vom Fahrer, durch Erhöhung der Verschiebung des Bremspedals (nicht eingezeichnet), kompensiert werden. Das Bremspedal fällt nicht durch. Durch eine Undichtigkeit der redundanten Dichtung 446a wird der Betrieb in der mechanischen Rückfallebene durch diese Undichtigkeit nicht gestört. Deshalb führt die Kombination von der redundanten Dichtung 446a, der Dichtung 446, dem Kanal 447, der hydraulischen Leitung 449 mit der Drossel 448, der hydraulischen Leitung 431und der hydraulischen Leitung 419 zum Vorratsbehälter 131 (VB) zu einer hydraulischen Trennung der Sekundärkammer 409 des HZ
401 von dem Vorratsbehälter 131 (VB), die in der mechanischen Rückfallebene als Fail Operational bezeichnet werden kann. Ähnlich wie bereits bei Fig . 4 beschrieben, werden bei dem Bremssystem von Fig . 7 in einem Steuergerät (nicht eingezeichnet) alle Steuerungs- und Auswertesignale verarbeitet. An dieser Stelle werden deshalb nur die Besonderheiten des Bremssystems von Fig . 7 verglichen mit dem Bremssystem von Fig . 4 beschrieben. Die Diagnose der Dichtungsausfälle der redundanten Dichtung 412a der Primärkammer 406, der redundanten Dichtung 436a der Ringkammer 405 und der redundanten Dichtung 440a der Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators 402, die zu einem Leckstrom führen, findet über Plau- sibilitätsbetrachtungen der redundanten Sensorsignale des Primärkolbenwegs (nicht eingezeichnet) mit dem Signal des Drucksensors (nicht eingezeichnet) für den Druck in der Arbeitskammer 408 des Kolben-Wegsimulators 402 unter Berücksichtigung der Druck-Volumencharakteristik des Kolben-Wegsimulators
402 statt. Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung der Undichtigkeit einer Dichtung, die zu einem Leckstrom führt, besteht darin, die Druck- Volumencharakteristik des Bremssystems mit der Volumenverschiebung der Druckversorgung (nicht eingezeichnet) und dem Signal des redundanten Bremsdrucksensors (nicht eingezeichnet) im Bremskreis 444 zu korrelieren. Bei dem Bremssystem von Fig . 7 fließt der Leckstrom durch jede Dichtung zurück in den Vorratsbehälter 131 (VB), außer bei der redundanten Dichtung 436a der Ringkammer 405 des Hauptbremszylinders 401 (HZ). Wenn der Leckstrom nicht in den Vorratsbehälter 131 (VB) zurückfließt, dann ist eine Diagnose der Dichtigkeit durch Korrelation des Leckverlusts mit dem Signal eines redundanten Niveaugebers 151 in dem Vorratsbehälter 131 (VB), der vorzugsweise linear ist, möglich. Fig . 8 beschreibt, wie bei einer Bremsung mit anschließendem Fahrzeug-Stopp der Restdruck im System am Ende eines Bremsvorgangs bei entsprechender Ventilschaltung„zu - auf - zu" für die Diagnose der Dichtheit verwendet wird . Ausgangspunkt ist die Annahme, dass Komponenten die in der Diagnose am Ende eines Bremsvorgangs auf korrekte Funktion geprüft wurden, unter bestimmten Bedingungen bei dem darauffolgenden Bremsvorgang noch korrekt funktionieren. Damit wird ein separater Pre-Drive-Check (PDC), der die Belastungszyklen insbesondere der Dichtungen erhöht, vermieden.
Die Diagnose wird nun anhand vom Bremssystem von Fig . 5 beschrieben. In Fig . 8 ist der Bremsdruck P in Primärkreis 233, gemessen von dem Drucksensors 252, in Abhängigkeit der Betätigung de Bremspedals 101 exemplarisch als durchgezogene oder gestrichelte Kurve über die Zeit t angegeben. Darunter ist das Signal des Trennventils 216 (FV) angegeben, wobei das Trennventil 216 (FV) geschlossen ist, wenn das Signal 1 ist, und das Trenn- ventil 216 (FV) geöffnet ist, wenn das Signal 0 ist. Unterhalb des Signals des Trennventils 216 (FV) ist das Signal der Fahrertür angegeben, wobei die Fahrertür geschlossen ist, wenn das Signal 1 ist, und die Fahrertür geöffnet ist, wenn das Signal 0 ist. Unterhalb des Signals der Fahrertür ist das Signal der Einlassventile EV der Radbremsen (nicht eingezeichnet) angegeben, wobei die Einlassventile EV der Radbremsen geschlossen sind, wenn das Signal 1 ist, und die Einlassventile EV der Radbremsen geöffnet sind, wenn das Signal 0 ist.
Zum Zeitpunkt t=0 wird der Bremsvorgang bis zum Fahrzeug-Stopp eingeleitet. Das Trennventil 216 (FV) ist geschlossen und die Fahrertür ist geschlossen. Die Einlassventile EV der Radbremsen (nicht eingezeichnet) sind offen. Zum Zeitpunkt t=tl wird der Druck P in dem Primärkreis 233 konstant gehalten und ab Zeitpunkt t=t2 wird der Bremsdruck im Bremskreis reduziert, weil der Fahrzeug-Stopp erreicht oder fast erreicht ist und der Bremsvorgang beendet wird . Für die Diagnose wird im Zeitbereich t=t3 bis t=t7 die Position des Kolbens der Druckversorgung 229 konstant gehalten. Wenn keine Undichtig- keit einer Dichtung vorliegt, dann bleibt der Druck P in Primärkreis 233 im Zeit-Bereich D, von t=t3 bis t=t6, konstant (durchgezogene Druck-Linie).
Wenn der Druck P im Primärkreis 233 in dem Zeitbereich von t=t3 bis t=t4 geringer wird (strichpunktierte Druck-Kurve), dann liegt eine Undichtigkeit ei- ner Dichtung, z. B. Dichtung 241, vor. Werden bei Undichtigkeit einer Dichtung zum Zeitpunkt t=t4 die Einlassventile EV der Radbremsen (nicht eingezeichnet) bis t=t5 geschlossen, und bleibt der Druck P im Primärkreis 233 in dem Zeit-Bereich von t=t4 bis t=t5 konstant, dann liegt eine Undichtigkeit an einer Dichtung oder an mehreren Dichtungen der Radbremsen (nicht eingezeichnet) vor (gestrichelte Druck-Linie). Andernfalls liegt eine Undichtigkeit an den Dichtungen im Bremssystem, z. B. Dichtung 241, vor. Wird im Zeitbereich t=t6 bis t=t7 das Trennventil 216 (FV) geöffnet, dann fließt, bei unbetätigtem Bremspedal 101, Bremsflüssigkeit aus den Radbremsen (nicht eingezeichnet) durch die geöffneten Einlassventilen der Radbremsen (nicht eingezeichnet) durch den Primärkreis 233, durch die hydraulische Leitung 250, durch das geöffnete Trennventil 216 (FV), durch die hydraulische Leitung 249, durch den Kanal 248, durch die Hilfskolbenkammer 204, durch die Hilfskolbenbohrung 214, durch den Kanal 255, durch die hydraulische Leitung 129, durch das geöffnete Diagnoseventil 218 und durch die hydraulische Leitung 129a zurück in den
Vorratsbehälter 131 (VB), wodurch der Bremsdruck P in Primärkreis 233 reduziert wird . Wenn das Trennventil 216 (FV) wieder geschlossen wird, und der Druck P in Primärkreis 233 konstant bleibt, dann ist das Trennventil 216 (FV) dicht. Andernfalls, wenn der Druck P in Primärkreis 233 weiter abfällt, ist das Trennventil 16 (FV) undicht. Zum Zeitpunkt t=t8 wird die Fahrertür geöffnet und der Diagnosevorgang wird abgebrochen. Nach dem Schließen der Fahrertür zum Zeitpunkt t=t9 kann der Diagnosevorgang beim nächsten Fahrzeug- Stopp zum Zeitpunkt t=tlO wiederholt werden.
Wenn im Zeitabschnitt von t=t4 bis t=t5 entdeckt wird, dass die Undichtigkeit den Radbremsen (nicht eingezeichnet) zuzuordnen ist, dann kann sukzessive das EV einer Radbremse nacheinander kurz geöffnet werden. Fällt dabei der Druck P wieder ab, dann weist diese Radbremse die Undichtigkeit auf, und diese Radbremse kann dann bei dem nächsten Bremsvorgang von der Bremsung ausgeschlossen werden, indem das EV dieser Radbremse während dem Bremsvorgang geschlossen bleibt.
Die Funktionen des Trennventils 216 (FV) Öffnen/Schließen und die Dichtheit sind wichtig für die Sicherheitskategorie„Fail Operational", da im Fehlerfall gegebenenfalls keine Bremskraftverstärkerfunktion (BKV) möglich ist. Daher ist die beschriebene Diagnose von großer Bedeutung . Es ist somit sichergestellt, dass nach der Diagnose kein Volumendurchfluss durch das Ventil FV erfolgt. Um dies sicherzustellen sind folgende Schaltungen des Trennventils 216 (FV) möglich : · FV-Ausschaltung (öffnen) nach der Diagnose: o Bei Zündung aus o Bei Zündung aus und Fahrertür zu o Bei Zündung aus mit Zeitabschaltung nach Zündung ein • FV Einschaltung (schließen) : o Bei Öffnung Fahrzeugtür o Bei Zündung ein o Bei Vorkontakt am Bremspedal, so dass FV schließt bevor über den Kolben des Hauptbremszylinders (HZ) Volumen bewegt wird
Fig . 9a zeigt ein komplettes Bremssystem als eine Erweiterung des Teil- Bremssystems von Fig . 5. Die Erweiterungen betreffen hauptsächlich die Redundanz und werden nun beschrieben.
Die Druckversorgung 500 (DV) ist zweikreisig, z. B. nach dem Prinzip des Doppelhubkolbens DHK (Fig . 3), und versorgt über die Ringkammer (87, Fig . 3), über die hydraulische Leitung 501 den Primärkreis 502 und über die Kammer (86, Fig . 3), über die hydraulische Leitung 503 den Sekundärkreis 504 mit
Bremsflüssigkeit. Weiter ist die Ringkammer (87, Fig . 3) über die hydraulische Leitung 505, mit Saugventil 506 mit der Kammer 507 (VB1) des Vorratsbehälters 508 verbunden. Die Kammer (86, Fig . 3) ist über die hydraulische Leitung 509, mit Saugventil 510 mit der Kammer 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508 verbunden. Auf dieser Weise bleiben der Primärkreis 502 und der Sekundärkreis 504 hydraulisch getrennt. Somit führt eine Undichtigkeit im Primärkreis 502 zum Ausfall des Primärkreises 502 aber nicht zum Ausfall des Sekundär- kreises 504. Umgekehrt, führt eine Undichtigkeit im Sekundärkreis 504 zum Ausfall des Sekundärkreises 504 aber nicht zum Ausfall des Primärkreises 502.
Die hydraulische Leitungen 501, 505, bzw. 503 und 509 können noch Magnetventile enthalten (nicht eingezeichnet) um einen Druckaufbau und einen Druckabbau in den Primärkreis 502 bzw. in den Sekundärkreis 504 zu ermöglichen. Fällt die Kammer (86, Fig . 5) des Doppelhubkolbens (87, Fig . 3) aus, dann fallen der Druckaufbau und der Druckabbau in dem Sekundärkreis 504 über die hydraulische Leitung 503 aus. Der Druckaufbau und der Druckabbau in dem Primärkreis 502 über die hydraulische Leitung 503 sind noch möglich. In ähnlicher Weise, wenn die Ringkammer (87, Fig . 5) des Doppelhubkolbens (Fig . 3) ausfällt, dann fällt der Druckaufbau und der Druckabbau in dem Primärkreis 502 über die hydraulische Leitung 501 aus. Der Druckaufbau und der Druckabbau in dem Sekundärkreis 504 über die hydraulische Leitung 503 sind noch möglich. Somit führt ein Einzelfehler in der Druckversorgung 500 (DV) nicht zu einem Ausfall der Druckversorgung 500 (DV).
Der Motor 512 enthält zwei dreiphasige Wicklungen mit zweimal dreiphasiger Ansteuerung . Fällt eine dreiphasige Wicklung aus, dann ist der Betrieb des Motors 512 immer noch möglich. Weiter enthält der Motor noch einen redundanten, vorzugsweise eigensicheren, Ankerwinkelsensor 513, so dass bei Ausfall eines Ankerwinkelsensors 513 der Betrieb des Motors 512 noch aufrechterhalten bleibt.
Die Bremskreisaufteilung ist in Fig . 9a diagonal gezeigt. Zum Beispiel befindet sich beim PKW die Radbremse 514 an dem Rad vorne links und die Radbremse 515 am Rad hinten rechts. In diesem Beispiel befindet sich dann die Radbrem- se 516 an dem Rad vorne rechts und die Radbremse 517 am Rad hinten links.
Die Ventilanordnung für die Radbremsen 514, 515, 516, 517 ist für den sogenannten Multiplex Betrieb bei ABS vorgesehen. Zum Beispiel, wenn während dem ABS-Betrieb der Druck an der Radbremse 514 reduziert werden muss, dann werden die Ventile 519, 520, 521 geschlossen und das Ventil 518 geöff- net. Der Druckabbau an der Radbremse 514 findet dann über die Kolbenbewegung (71, Fig . 3) der Druckversorgung 500 (DV) statt. Während des Druckabbaus an der Radbremse 514 bleibt der Druck an den Radbremsen 515, 516, 517 konstant (Druck Halten). Alternativ kann an der Radbremse 514 der Druck auch über das Auslass-Ventil 522 und über die hydraulische Leitung 523 zur Kammer 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508 reduziert werden. Dies geschieht vorzugsweise, wenn während des Druckaufbaus an einer Radbremse, z. B. 515 oder 516 oder 517, der Druck im Multiplex-Betrieb aufgebaut wird, während der Druck an der Radbremse 514 abgebaut werden muss.
Die Radbremse 516 ist über die hydraulische Leitung 524, über das Ventil 521, über die hydraulische Leitung 525, über das redundante Ventil 521a, über die hydraulische Leitung 526 und über die hydraulische Leitung 501 mit dem Pri- märkreis 502 verbunden. Für die ABS-Funktion reicht es aus, dass bei der Anforderung des ABS-Reglers zum„Druck-Halten" an der Radbremse 516, z. B. bei ABS, das Ventil 521 schließt. Bei Undichtigkeit des Ventils 521 wird bei der Anforderung des ABS-Reglers zum„Druck-Halten" in der Radbremse 516 durch Schließung des redundanten Ventils 521a umgesetzt. Somit wird ge- währleistet, dass bei Undichtigkeit des Ventils 521, die Querstabilität des Fahrzeugs am Rad 516 sichergestellt ist. Die Undichtigkeit des Ventils 521 und des redundanten Ventils 521a kann in der Diagnose geprüft werden, wie bereits anhand von Fig . 5 für die Ventile 216 und 216a erklärt wurde. Andererseits kann bei Undichtigkeit der Radbremse 516, Verlust von Bremsflüssigkeit sicher verhindert werden, durch Schließung des Ventils 521 und des redundanten Ventils 521a.
Eine ähnliche Ventilanordnung wie an der Radbremse 516 ist an der Radbremse 515 vorgesehen. Damit gelten dann dieselben Vorteile wie an dem Rad der Radbremse 516 für das Rad der Radbremse 515 : Gewährleistung, dass bei Undichtigkeit des Ventils 519, die Querstabilität des Fahrzeugs am Rad 516 sichergestellt ist, und Sicherstellung, dass bei Undichtigkeit der Radbremse 515, der Verlust von Bremsflüssigkeit verhindert wird, durch Schließung des Ventils 519 und des redundanten Ventils 519a.
Der Vorratsbehälter 508 ist um eine dritte Kammer 527 (VB3) erweitert. Leck- flüsse durch die Drossel 528 und 529 die während der Bremsung oder während der Diagnose durch Undichtigkeiten an den Dichtungen des Hauptbremszylinders 201 auftreten können, erhöhen das Niveau der Bremsflüssigkeit in der dritten Kammer 527 (VB3) und reduzieren das Niveau der Bremsflüssigkeit in den Kammern 507 (VB1) und 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508. Über den Niveausensor 530 in der dritten Kammer 527 (VB3) und über den redundanten Niveausensor 151 der Kammer 507 (VB1) und der Kammer 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508 können diese Niveauänderung in der dritten Kammer 527 (VB3) und in der Kammer 507 (VB1) und in der Kammer 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508 entdeckt werden. Somit ergibt sich eine weitere Möglichkeit, Undichtigkeiten an den Dichtungen des Hauptbremszylinders 201 (HZ) zu entdecken. Leckflüsse durch die Drossel 142 des Wegsimulatorkolbens 117 und durch die Drossel im Kolben der Druckversorgung (siehe Drossel 82 in Fig . 3) werden nicht in den Vorratsbehälter 508 zurückgeleitet. Treten solche Leckflüsse auf, dann ist das Niveau der Bremsflüssigkeit in der Kammer 507 (VB1) und in der Kammer 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508 nach der Bremsung geringer als vor der Bremsung . Über den redundanten Niveausensor 151 kann diese Niveauänderung in den Kammern 507 (VB1) und 511 (VB2) des Vorratsbehälters 508 entdeckt werden. Somit ergibt sich eine weitere Möglichkeit, Undichtigkeiten an den Dichtungen des Wegsimulatorkolbens 117 und des Doppelhubkolbens (71, Fig . 3) sowohl nach einer Bremsung als auch nach der Diag- nose zu entdecken.
Das Steuergerät 531 (ECU) zeigt die Ein- und Ausgangssignale der Sensoren, z. B. des redundanten Niveausensors 151, des Motors 512 und der Ventile, z. B. Magnetventil 518, und eventuelle weitere Ein- und Ausgangssignale X als Reserve. Weiter zeigt das Steuergerät 531 (ECU) eine dreifache Redundanz bei den elektrischen Speichern 532 (U l), 533 (U2) und 534 (U3). Der Ausfall eines elektrischen Speichers, z. B. 532 (U l), wird über die sogenannte„zwei aus drei" Regel, die aus der Flugzeugindustrie bekannt ist, gehandhabt. Dabei werden die Spannungen der elektrischen Speicher 532 (U l), 533 (U2) und 534 (U3) mit einander verglichen. Wenn zwei elektrische Speicher die gleiche Spannung zeigen, z. B. 533 (U2) und 533 (U3), während der elektrische Speicher 532 (U l) eine andere Spannung zeigt, dann wird der elektrische Speicher 532 (U l) als fehlerhaft erkannt und von der Spannungsversorgung ausgeschlossen. Die Spannungsversorgung des Steuergeräts 531 (ECU) findet dann nur über die elektrischen Speicher 533 (U2) und 534 (U3) statt. Eine genauere Beschreibung der Steuergerätefunktionen kann bei der Beschreibung von Fig . 9d gefunden werden.
Fig . 9b zeigt eine Ausführungsform einer Drossel, z. B. Drossel 528 in Fig . 9a. Die Drossel besteht aus einer Lochplatte 535 in der hydraulischen Leitung, z. B. 536, zum Vorratsbehälter 508. Die Lochplatte 535 weist mindestens zwei Löcher 537 und 537a auf, wobei jedes Loch 537 und 537a eine Drossel bildet, die von dem Leckfluss in der hydraulischen Leitung 536 durchströmt werden. Wenn das Loch 537 durch Schmutzpartikel verstopft ist, dann kann der Leck- fluss durch die hydraulische Leitung 536 immer noch durch mindesten ein Loch 537a fließen. Die Drossel 528 ist deshalb redundant. Zur Vermeidung, dass Schmutz zur Lochplatte gerät, ist noch ein Filtersieb 538 vor der Lochplatte, in Strömungsrichtung, eingebaut. Während der Bremsung und auch während der Diagnose kann eine Undichtigkeit der Dichtungen im Haupt- bremszylinder 201 (HZ) auch bei Verstopfung eines Loches, z. B. 537, entdeckt werden.
Fig . 9c zeigt ein komplettes Bremssystem als eine Erweiterung des Bremssystems von Fig . 9a. Die Erweiterung betrifft hauptsächlich die Redundanz der Druckversorgung mit Antrieb, und wird nun beschrieben. Die Ringkammer (87, Fig . 3) der zweikreisigen Druckversorgung 500 (DV1) ist nun über die hydraulische Leitung 501, über das Trennventil 601 und über die hydraulische Leitung 602 mit dem Primärkreis 502 verbunden. Die Kammer (86, Fig . 3) der zweikreisigen Druckversorgung 500 (DV1) ist nun über die hydraulische Leitung 503, über das Trennventil 603 und über die hydraulische Leitung 604 mit dem Sekundärkreis 504 verbunden. Das Ventil 612 ist parallel zum Saugventil 506 geschaltet. Damit kann der Druck im Primärkreis 502 über die hydraulische Leitung 602, über das Trennventil 601 und über die hydraulische Leitung 501 und über das Ventil 612 schnell zur Kammer VB2 des Vorratsbehälters 508 abgebaut werden. Ebenso ist das Ventil 613 parallel zum Saugventil 510 geschaltet. Damit kann der Druck im Sekundärkreis 504 über die hydraulische Leitung 604, über das Trennventil 603 und über die hydrauli- sehe Leitung 503 und über das Ventil 613 schnell zur Kammer VB1 des Vorratsbehälters 508 abgebaut werden.
Ähnlich wie bei der Druckversorgung 500 (DV1) ist bei der redundanten Druckversorgung 605 (DV2) die Ringkammer (87, Fig . 3) der zweikreisigen Druckversorgung 605 (DV2) über die hydraulische Leitung 606, über das Trennventil 607, über die hydraulische Leitung 608 und über die hydraulische Leitung 602 mit dem Primärkreis 502 verbunden. Die Kammer (86, Fig . 3) der zweikreisigen Druckversorgung 605 (DV2) ist nun über die hydraulische Leitung 609, über das Trennventil 610, über die hydraulische Leitung 611 und über die hydraulische Leitung 604 mit dem Sekundärkreis 504 verbunden.
Bei intakter Druckversorgung 500 (DV1) erfolgen die Bremkraftverstärkung und die ABS-Druckmodulation über die Druckversorgung 500 (DV1). Bei Ausfall der Druckversorgung 500 (DV1), z. B. durch einen Fehler im Antrieb des Doppelhubkolbens (71, Fig . 3), werden die Trennventile 601 und 603 ge- schlössen und der Betrieb der Druckversorgung 500 (DV1) abgeschaltet. Die Trennventile 607 und 610 werde geöffnet und der Betrieb des Bremssystems von der Druckversorgung 605 (DV2) übernommen. Auf dieser Weise ist ein Fail Operational Betrieb des Bremssystems gewährleistet, auch bei Ausfall der Druckversorgung 500 (DV1). Fig . 9d zeigt das Basiskonzept eines redundanten Steuergeräts (ECU) für die Bremssysteme von Fig . 9a und Fig . 9c. Die Spannungsversorgung 700 erfolgt redundant aus den redundanten elektrischen Speichern U l, U2 und fallweise zusätzlich aus U3, vergleichbar mit der Flugzeugtechnik mit der sogenannten „2 aus 3" Auswahl, wie bei Fig . 9a beschrieben. Diese Spannungsversorgung 700 versorgt die Computer 701 (CP1 bis CP3). Die Ausgangssignale der Computer CP1 und CP2 wirken auf die Ansteuerung 702 von z. B. Motor und Ventilen, mit den entsprechenden Endstufen 703. Hier besteht bei der Ansteuerung die Möglichkeit, die Motoren und Ventile zweifach redundant oder dreifach redundant anzusteuern. Dies bedeutet jedoch viel Aufwand, z. B. müssten bei ESP 12 zusätzliche Ventilansteuerungen installiert werden. Hier ist eine smarte Redundanz möglich, in dem wie in Fig . 9a gezeigt, nur ausgewählte Ventile mit redundanter Ansteuerung ausgeführt werden. Es ist üblich bei ESP, die An- Steuerung permanent zu überwachen, über die Leitungen 704 zum Computer CP1 und zum Computer CP2. Es kann auch nur die Ansteuerung mit den Computern CP1, CP2 und CP3 redundant gestaltet werden. Z.B. ist es bekannt, einen BLCD-Motor anstelle dreiphasig mit zweimal dreiphasig anzusteuern, in der Annahme, dass die Motorlagerung und der Antrieb ausfallsicher sind .
Es wirken auf die ECU Sensorsignale 705 welche über den Input/Output 706 (I/O) zu den Computern CP1, CP2 und CP3 geleitet werden. Bei einem voll redundanten Bremssystem nach Fig . 9c, vorzugsweise für voll autonomes Fahren AD (Stufe 5 des automatisierten Fahrens), ist es auch denkbar, das
Bremssystem ohne Tandem Hauptbremszylinder THZ (nicht eingezeichnet) zu gestalten. Hier kann der THZ durch ein„Brake und Go"-Signal 707 ersetzt werden, welches in der Zentral-ECU vom AD generiert wird .
Für die gesamten Rechenfunktionen für die Verarbeitung der Eingangssignale, z. B. von den Sensoren 705 über den entsprechenden ersten I/O 706a und zweiten I/O 706b, sind eine oder mehrere leistungsfähige Computer CPU, z.B. Mikrokontroller, eingesetzt, welche die Stellglieder, z. B. Motoren und Ventile, über die entsprechende integrierte oder getrennte Ansteuerung 702 mit Endstufen 703 ansteuern. Die Bezeichnungen 702 und 703 sind nur auf ein Symbol bezogen, gelten jedoch auch für die benachbarten Symbole. Die Computer CP1, CP2 und CP3 können redundant aufgebaut werden, z. B. zweifach redundant als CP1 und CP2 oder dreifach redundant als CP1 und CP2 und CP3. Wegen des Aufwands kann alternativ der Computer CP2 für reduzierte Funktionen und der Computer CP3 für Notfunktionen des Bremssystems verwendet werden. Entsprechend gilt dies auch für die Stellglieder und Ventile. Für den Motor bedeutet dies entsprechend Fig . 9a dass die redundante Ansteuerung für die zwei-Wicklungskombination, also einmal dreiphasig redundant, und für die Ventile dass nur ein oder zwei Ventile einer Achse redundant angesteuert werden. Oder auch nur die Ansteuerung redundant ist und auf ein Ventil wirkt, da die Ausfallrate der Spule eines Ventils äußerst gering ist. Wenn erfindungsgemäß nur Teilfunktionen erfüllt werden, wie Teilfunktion von ABS pro Achse, ist kann eine Teilredundanz der Ventile ausreichend sein. Die kann in bestimmen Fällen, wie ESP, einen zusätzlichen Sensor Gierwinkelsensor bei ESP) erforderlich machen.
Im Blockschaltbild wird gezeigt, dass alle Eingangssignale von den Sensoren 705 und dem Brake und Go Signal 706 auf alle Computer CP1, CP2, CP3 wir- ken. Die Ausgangssignale zu der Ansteuerung 702 mit Endstufen 703 erfolgt ebenfalls getrennt von jedem CP.
Mit der Tendenz zur Architektur mit Domänen und Zentralrechnern, bietet sich an, die Ansteuerung getrennt in einer ECU als Slave zu gestalten. Die Slave ECU enthält dann die gesamte Ansteuerung mit Endstufen und gegebenenfalls I/O für Sensoren oder Schaltersignale Brake und Go 707. Die Signalübertragung zum Master ECU erfolgt dann über redundante Bussysteme, gegebenenfalls entsprechend der oben genannten Computerstruktur für voll Funktion bis Notfunktion mit unterschiedlicher Struktur und unterschiedlichen Protokolle.
Wegen der geringen Komplexität der Slave ECU kann gegebenenfalls durch einfache Entflechtung der Leiterplatte mit einer Lage oder nur wenigen Lagen Kosten gespart werden. Infolge der hohen Komplexität der Funktionen sind neuronale Netzwerke in der Software besonders geeignet.
Die vorstehenden vorteilhaften Ausführungen bzw. Ausgestaltungen beschreiben insbesondere in den Figuren 4 bis 9 Systeme, insbesondere Brems- oder Kupplungssysteme. Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Lösungen kann vorteilhaft auch bei anderen hydraulischen Systemen und kritischen Dichtungen solcher Systeme erfolgen. Hierbei können mit Vorteil auch einzelne Elemente der vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Erfindung bzw. ihrer Ausgestaltungen wie auch in anderen Kombinationen zur Anwendung kommen. Bezuqszeichenliste
BK1 Primärkreis
BK2 Sekundärkreis
D Diagnosezeitspanne (t3 bis t7)
EV Einlassventil
FV Trennventil (216)
P Bremsdruck im Primärkreis
PDC Pre-Drive-Check
tl Zeitpunkt wo der Druck konstant gehalten wird
t2 Zeitpunkt wo der Druck reduziert wird
t3 Zeitpunkt wo der Druck für die Diagnose konstant gehalten wird t4 Zeitpunkt wo auf Druckabfall geprüft wird und die Einlassventile geschlossen werden
t5 Zeitpunkt wo die Einlassventile geöffnet werden
t6 Zeitpunkt wo das Trennventil FV geöffnet wird
t7 Zeitpunkt wo das Trennventil FV geschlossen wird
t8 Zeitpunkt wo die Fahrertür geöffnet wird, Abbruch der Diagnose t9 Zeitpunkt wo die Fahrertür geschlossen wird
tio Wiederholung der Fahrzeug-Stopp Diagnose
1 Sekundärkolben eines Bremssystems
2 Tandem Hauptbremszylinder (THZ)
3 Primärkammer des Tandem Hauptbremszylinders
4 Sekundärkammer des Tandem Hauptbremszylinders
5 Kanal im Zylinder
6 Hydraulische Leitung
7 Vorratsbehälter (VB)
8 Dichtung des Zylinders
9 Dichtung des Zylinders
9a Redundante Dichtung des Zylinders
10 Kanal im Zylinder
11 Hydraulische Leitung
12 Drossel
13 Kanal im Zylinder
14 Hydraulische Leitung
15 Kanal im Zylinder
16 Hydraulische Leitung
17 Bohrung im Sekundärkolben
21 Stellerkolben
22 Kolbenstößel
23 Hydraulikzylinder
24 Arbeitsraum des Hydraulikzylinders
25 Innenraum des Hydraulikzylinders
26 Kraft
27 Kanal in einem Zylinder
28 Hydraulische Leitung
41 Primärkolben des Tandem Hauptbremszylinders
41a Stößel
42 Tandem Hauptbremszylinder (THZ)
43 Primärkammer des Tandem Hauptbremszylinders
44 Kolbenstößelraum 45 Bohrung des Primärkolbens
46 Kanal im Zylinder
47 Hydraulische Leitung
48 Dichtung
49 Dichtung
49a Redundante Dichtung
50 Kanal
51 Hydraulische Leitung
52 Drossel
53 Kanal
54 Hydraulische Leitung
71 Stufenkolben bzw. Doppelhubkolben (DHK)
72 Zylinder des Stufenkolbens
73a Kanal in dem Zylinder
73b Kanal in dem Zylinder
73c Kanal in dem Zylinder
73d Kanal in dem Zylinder
74a Hydraulische Leitung
74b Hydraulische Leitung
74c Hydraulische Leitung
74d Hydraulische Leitung
75a Saugventil
75b Saugventil
75c Rückschlagventil
75d Rückschlagventil
76 Hydraulische Leitung
78 Kanal
79 Dichtung im Stufenkolben
80 Dichtung im Stufenkolben
81 Kanal im Stufenkolben
81a Kanal im Stufenkolben
82 Drossel im Stufenkolben
83 Dichtung
84 Dichtung
85 Drossel
86 Kammer
87 Ringkammer
88 Kolbenstange
89 Kolbenstangenraum
101 Bremspedal
102 Pedalstößel
103 Pedalkolben
104 Pedalkolbenfeder
105 Primärkolben
106 Bohrung des Primärkolbens
107 Dichtung
108 Trennventil
109 Trennventil
110 Simulatorventil
111 Primärkammer des Tandem Hauptbremszylinders
112 Tandem Hauptbremszylinder (THZ) 113 Kanal
114 Hydraulische Leitung
114a Hydraulische Leitung
115 Drossel
116 Wegsimulator
117 Wegsimulatorkolben
118 Federpaket des Wegsimulators
119 Sekundärkolben
120 Bohrung des Sekundärkolbens
121 Dichtung
122 Sekundärkammer des Tandem Hauptbremszylinders
123 Primärkolbenfeder
124 Sekundärkolbenfeder
125 Dichtung
126 Kanal
127 Dichtung
128 Kanal
129 Hydraulische Leitung
129a Hydraulische Leitung
130 Diagnoseventil
131 Vorratsbehälter (VB)
132 Außenraum des Tandem Hauptbremszylinders
133 Wegsensor
133a Wegsensor
134 Hydraulische Leitung
135 Drossel
136 Kanal
137 Hydraulische Leitung
137a Hydraulische Leitung
138 Sperrventil
139 Arbeitskammer des Wegsimulators
140 Dichtung des Wegsimulatorkolbens
140a Redundante Dichtung des Wegsimulatorkolbens
141 Kanal im Wegsimulatorkolben
141a Kanal im Wegsimulatorkolben
142 Drossel im Wegsimulatorkolben
143 Raum des Federpakets des Wegsimulatorkolbens
144 Einspeiseventil
144a Trennventil, stromlos offen
144b Trennventil, stromlos offen
145 Motor der Druckversorgung (DV)
147 Hydraulische Leitung
147a Hydraulische Leitung
148 Hydraulische Leitung
149 Hydraulische Leitung
150 Kanal
151 Pedalrückstellfeder
201 Hauptbremszylinder (HZ)
204 Hilfskolbenkammer
206 Zwischenwand zwischen Hilfskolbenkammer und Primärkammer
211 Hilfskolben 212 Hilfskolbenstößel
213 Bohrung in der Zwischenwand
214 Bohrung des Hilfskolbens
215 Dichtung
216 Trennventil
216a Redundantes Trennventil
217 Kanal
218 Hydraulische Leitung
228 Motor der Druckversorgung
229 Druckversorgung (DV1)
233 Primärkreis
236 Kanal
237 Sekundärkreis
241 Dichtung
242 Dichtung
243 Kanal
244 Hydraulische Leitung
245 Drossel
247 Vorratsbehälter (VB)
248 Kanal
249 Hydraulische Leitung
250 Hydraulische Leitung
252 Drucksensor im Primärkreis
253 Hydraulische Leitung
254 Elektronisches-Stabilitäts-Programm (ESP)
255 Druckversorgung des ESP (DV2)
301 Dichtung
301a Redundante Dichtung
302 Kanal
304 Hydraulische Leitung
305 Drossel
311 Hydraulische Leitung
312 Strömungs-Rückschlagventil
313 Hydraulische Leitung
320 Hydraulische Leitung
321 Strömungs-Rückschlagventil
322 Hydraulische Leitung
328 Dichtung
329 Redundante Dichtung
330 Kanal
331 Hydraulische Leitung
332 Drossel
334 Simulatorventil
401 Hauptbremszylinder
402 Kolben-Wegsimulator
403 Primärkolben als Stufenkolben
404 Sekundärkolben
404a Anschlag rechts des Sekundärkolbens
405 Ringkammer des Hauptbremszylinders
406 Primärkammer
407 Hydraulische Leitung 408 Arbeitskammer des Kolben-Wegsimulators
409 Sekundärkammer des Hauptbremszylinders
410 Bohrung
411 Pedalstößel
412 Dichtung
412a Redundante Dichtung
413 Kolben des Kolben-Wegsimulators
414 Feder des Kolben-Wegsimulators
415 Kanal
416 Hydraulische Leitung
417 Rückschlagventil
418 Hydraulische Leitung
419 Hydraulische Leitung
421 Symbolische hydraulische Leitung
422 Kanal
423 Kanal
424 Bohrung
425 Kanal
426 Hydraulische Leitung
427 Rückschlagventil
428 Hydraulische Leitung
429 Dichtung
429a Redundante Dichtung
430 Kanal
431 Hydraulische Leitung
432 Drossel
433 Kanal
434 Drossel
435 Geschützter Raum des Pedalstößels
436 Dichtung im Primärkolben
436a Redundante Dichtung im Primärkolben
437 Kanal
438 Drossel
439 Federraum des Kolben-Wegsimulators
440 Dichtung
440a Redundante Dichtung
441 Kanal
442 Hydraulische Leitung
443 Drossel
444 Kanal
446a Redundante Dichtung
447 Kanal
448 Drossel
449 Hydraulische Leitung
500 Zweikreisige Druckversorgung (DV, DVl)
501 Hydraulische Leitung
502 Primärkreis
503 Hydraulische Leitung
504 Sekundärkreis
505 Hydraulische Leitung
506 Saugventil 507 Kammer im Vorratsbehälter (VB1)
508 Vorratsbehälter mit drei Kammern (VB)
509 Hydraulische Leitung
510 Saugventil
511 Kammer im Vorratsbehälter (VB2)
512 Zweimal dreiphasiger Motor
513 Redundanter Ankerwinkelsensor
514 Radbremse Vorne Links
515 Radbremse Hinten Rechts
516 Radbremse Vorne Rechts
517 Radbremse Hinten Links
518 Ventil
519 Ventil
519a Redundantes Ventil
520 Ventil
521 Ventil
521a Redundantes Ventil
522 Auslassventil
524 Hydraulische Leitung
525 Hydraulische Leitung
526 Hydraulische Leitung
527 Dritte Kammer im Vorratsbehälter (VB3)
528 Drossel
529 Drossel
530 Niveausensor in der dritten Kammer des Vorratsbehälters
531 Steuergerät (ECU)
532 Redundanter Elektrischer Speicher (U l)
533 Redundanter Elektrischer Speicher (U2)
534 Redundanter Elektrischer Speicher (U3)
535 Lochplatte für die Drossel
536 Hydraulische Leitung
537 Loch in der Lochplatte
537a Redundantes Loch in der Lochplatte
538 Filtersieb der Drossel
601 Trennventil
602 Hydraulische Leitung
603 Trennventil
604 Hydraulische Leitung
605 Redundante zweikreisige Druckversorgung (DV2)
606 Hydraulische Leitung
607 Trennventil
608 Hydraulische Leitung
609 Hydraulische Leitung
610 Trennventil
611 Hydraulische Leitung
612 Druckabbau Ventil
613 Druckabbau Ventil
700 Spannungsversorgung
701 Computer CP1, CP2, CP3
702 Ansteuerung von Motor, Ventile
703 Endstufen 704 Elektrische Leitung
705 Sensorsignale
706a Erste Input/Output (I/O) 706b Zweite Input/Output (I/O) 707 Schaltersignal Brake-and-Go

Claims

Patentansprüche
Kolben-Zylinder-Einheit (2, 42, 72),
- welche einen Kolben (1, 41, 71) aufweist, der zumindest einen
Arbeitsraum (3, 43, 86, 87) begrenzt,
- wobei eine erste Dichtung (9, 49, 79) zur Abdichtung zumindest eines ersten Arbeitsraumes (3, 43, 86, 87) abdichtend entweder zwischen Kolben (1, 41, 71) und Zylinder (23, 42, 72) oder zwischen einem mit dem Kolben (71) verbundenen Stößel (88) und dem Zylinder (23, 42, 72) angeordnet ist,
- und dass eine zweite Dichtung (9a, 49a, 80, 83) zwischen der ersten Dichtung (9, 49, 79) und dem ersten Arbeitsraum (3, 43, 86,87) angeordnet ist,
- und die Kolben-Zylinder-Einheit (2, 42, 72) einen ersten Kanal (10, 46, 78, 81, 81a) aufweist, welcher in der Wandung des Zylinders (23, 42, 72) oder im Kolben (1, 41, 71) angeordnet ist und zwischen der ersten Dichtung (9) und der zweiten Dichtung (9a), insbesondere im
Innenraum des Zylinders, mündet,
- dass der erste Kanal (10) und/oder eine damit verbundene hydraulische Leitung (11, 51, 76) eine Drosseleinrichtung (12) und/oder einer Ventileinrichtung aufweist,
- und dass eine elektronische Steuer- und Regelvorrichtung (ECU) mit einer Diagnose- bzw. Überwachungsfunktion vorgesehen ist, um einen möglichen Defekt bzw. Ausfall einer Dichtung zu diagnostizieren bzw. zu überwachen.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Diagnose einer defekten Dichtung ein an der Dichtung (9a, 49a, 83) auftretender Leckstrom, insbesondere ein durch den ersten Kanal (10) fließender Leckstrom, diagnostiziert bzw. überwacht wird .
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einer defekten Dichtung (9a, 49a, 83) auftretender Leck- ström begrenzt wird, insbesondere mittels einer Drossel (12, 52, 82, 85, 142) oder eines Ventils (130), die bzw. das im Kanal (10) oder einer daran angeschlossenen hydraulischen Leitung (129) angeordnet ist, wobei im Falle eines Ventils (130) dieses nach Feststellung des Leckstromes geschlossen wird .
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einer defekten Dichtung (9a, 49a, 83) auftretender Leckstrom über den ersten Kanal (10) bzw. eine daran angeschlossene Leitung (11, 51, 76, 129) zu einem im wesentlichen drucklosen Raum, insbesondere einem Vorratsbehälter (7) oder ins Freie geführt wird .
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Kanal (5, 46) im Zylinder vorgesehen ist, der im Innenraum des Zylinders mündet und zu einem im wesentlichen drucklosen Raum, insbesondere einem Vorratsbehälter (7), führt und der mittels des Kolbens (1, 41, 71), insbesondere mittels Bewegung des Kolbens (1, 41, 71), oder einer Ventileinrichtung (75a, 75b) verschließbar ist.
Kolben-Zylinder- Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nicht intakten Dichtung, insbesondere einer redundanten Dichtung ( 107a, 127, 140a) ), ein Abfluss des Hydraulikmediums über die Dichtung (Leckfluss) mittels zusätzlich zugeführtem Hydraulikmedium ausgeglichen wird (Ausgleichsfluss), insbesondere mittels einer Druckversorgungseinrichtung (DV) (146) oder mittels Betätigung einer Betätigungseinrichtung (Nachtreten des Bremspedals 101) bei einer Bremseinrichtung .
Kolben-Zylinder- Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Verwendung bei einer Druckversorgungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit einen Doppelhubkolben (71) aufweist, wobei eine Kolbenstange (88) des Doppelhubkolbens (71) mittels einer Dichtung (83) gegenüber dem Zylinderaussen- raum hydraulisch abgedichtet ist und dass eine weitere (redundante ) Dichtung (84) für die Kolbenstange (88) vorgesehen ist, wobei zwischen diesen Dichtungen ein Kanal (78) angeordnet ist, der zu einem Vorratsbehälter (7) führt und in dem eine Drossel (85) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelhubkolben (71) einen weiteren Kanal (81, 81a) aufweist, dessen einer Abschnitt (81) zwischen zwei Dichtungen (79, 80) endet und dessen anderer Abschnitt (87) durch die Kolbenstange (88) nach außen in einen Kolbenstangenraum (89) führt, wobei im weiteren Kanal (81,88) eine Drossel (82) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsräume des Doppelhubkolbens (71) jeweils einen Einlasskanal (73a, 74b) und einen Auslasskanal (73c, 73d)) aufweisen, mit denen hydraulische Leitungen verbunden sind, in denen Rückschlagventile oder geschaltete Magnetventile (75c, 75d, 75a, 75b) angeordnet sind und dass die mit den Einlasskanälen verbundenen Leitungen (74a, 74b) mit einem Vorratsbehälter (7) verbunden sind .
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Kolben (Primärkolben 105) eine erste Dichtung (107) vorgesehen ist, um einen Arbeitsraum (Primärraum) des Kolbens hydraulisch von einem Kanal (128) der Kolben-Zylinder- Einheit zu trennen und dass eine zusätzliche (redundante) Dichtung (107a) auf der anderen Seite des Kanals angeordnet ist und dass in einer vom Kanal zum Vorratsbehälter (131) führende Leitung (129) ein Magnetventil (Diagnoseventil) (130) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (130) eine Doppelfunktion hat, indem es bei einer mittels der Überwachungsfunktion festgestellten Leckage der ersten Dichtung (107), sowie bei einer mittels der Diagnosefunktion durchgeführten Diagnose der redundanten Dichtung (107a) und der Dichtung eines Wegsimulators (110) schließt, wobei hierbei insbesondere ein erforderlicher Prüfdruck von einer Druckversorgung (DV) (146) geliefert wird . Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass für einen Kolben (Sekundärkolben (119) eine erste Dichtung (121) vorgesehen ist, um einem Arbeitsraum (Sekundärraum) des Kolbens hydraulisch von einem Kanal (136) der Kolben- Zylinder-Einheit bzw. einer Leitung (137) mit Sperrventil (Magnetventil)
(138) zu einem Vorratsbehälter zu trennen und dass ein weiterer Kanal (126) mit Verbindung zum Vorratsbehälter (131), insbesondere mit Drossel (135) eine weitere Dichtung (125) aufweist sowie eine zusätzliche (redundante) Dichtung (127), sowie insbesondere ein Magnetventil (138) in der Leitung (136) zum Vorratsbehälter (131).
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsimulator (116) einen mit einer Dichtung (140) versehenen Kolben (117) aufweist, der einen Arbeitsraum
(139) von einem Federraum (118) trennt, mit einem Durchgangskanal (Kanalabschnitte 141, 141a) zum Federraum (118), in dem insbesondere eine Drossel (142) angeordnet ist und dass eine zusätzliche (redundante) Dichtung (140a) auf der anderen Seite des Kanalabschnittes (141) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit die eine Trennwand (206) aufweist, mit einer Bohrung, durch die ein Stößel (212) geführt ist, wobei der Stößel eine erste Dichtung (241) und eine zweite Dichtung (242) aufweist, zwischen denen ein in der Trennwand vorgesehener Kanal (243) angeordnet ist, der über eine Leitung (244), in der insbesondere eine Drossel (245) angeordnet ist in einen drucklosen Raum, insbesondere einen Vorratsbehälter oder ins Freie führt.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Arbeitsraum, insbesondere Hilfskolbenraum (204) der Kolben-Zylinder-Einheit, eine hydraulische Leitung (249) zu einem Hydraulikkreis bzw. Bremskreis (233) führt, in die ein Trennventil (216) geschaltet ist, und dass optional dem Trennventil (216) ein weiteres (redundantes) Trennventil (216a) nachgeschaltet ist.
16. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit einen Arbeitsraum (12) aufweist, mit einem Kanal (236), an den insbesondere ein ESP-Gerät anschließbar ist, ferner einen Kanal (302), der über eine hydraulische Leitung (304), in die insbesondere eine Drossel (305) geschaltet ist, mit dem Vorratsbehälter verbunden ist, um Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter abzusaugen bzw. diesem zuzuführen und dass am Kanal (236) neben der Dichtung (301) eine zusätzliche (redundante) Dichtung (301a) angeordnet ist.
17. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit einen Arbeitsraum (122) aufweist mit einem Kanal (236) an den ein Bremskreisleitung (237) angeschlossen ist , ferner einen Kanal (302), der über eine hydraulische Leitung (304), in die insbesondere eine Drossel (305) geschaltet ist, mit einem Vorratsbehälter (131) verbunden ist, sowie einen weiteren Kanal mit hydraulischer Leitung (311) zum Vorratsbehälter (131) in dem ein Ventil (312) angeordnet ist, um Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter abzusaugen bzw. diesem zuzuführen und insbesondere einen dritten Kanal mit Leitung zum Vorratsbehälter (131) in dem eine Drossel angeordnet ist, und dass an dem Kanal (302) mit Drossel neben den Dichtungen (301) eine zusätzliche (redundante) Dichtung (301a) angeordnet ist.
18. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Diagnose bzw. Überwachung von Dichtungsausfällen, die zu einem Leckstrom führen, mittels der elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) Plausibilitätsbetrachtungen durchgeführt werden.
19. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung der Plausibilitätsbetrachtungen, der Weg einer Betätigungseinrichtung, insbesondere eines Bremspedals (101) zum Druck in einem Arbeitsraum (111) korreliert wird und/ oder der Differenzweg von zwei Pedalwegsensoren (133,133a), insbesondere einer Kraft-Weg- Sensoreinheit mit Feder (104) und/oder eine Druck-Volumen- Messung (Druck-Volumen-Kennlinie) der Kolben-Zylinder-Einheit zugrunde gelegt wird .
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer defekten Dichtung, insbesondere der redundanten Dichtung, ein Abfluss des Hydraulikmediums über die Dichtung bzw. der Ausgleichsfluss als Indikator für die Undichtigkeit der Dichtung verwendet wird, indem ein Leckfluß durch Vergleich der Druck-Volumen-Kennlinie der Einrichtung mit dem Volumen einer Druckversorgung (146) ermittelt wird .
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Diagnose bzw. Überwachung von Dichtungsausfällen die zu einem Leckstrom führen, die Druck-Volumen- Charakteristik mit der Volumenverschiebung einer Druckversorgung (146) und dem Signal eines Drucksensors (252) in einem Druckkreis (233) korreliert wird .
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur (zusätzlichen) Dichtheitsprüfung von Dichtungen, insbesondere bei nicht betätigter Betätigungsvorrichtung, insbesondere Bremspedal (1), ein Arbeitsraum (111) der Kolben- Zylinder-Einheit von einer Druckversorgung (146) mit Druck beaufschlagt wird, wobei der Arbeitsraum (111) bis auf einen Zuflusskanal von der Druckversorgung mittels Ventilen hydraulisch abgeschlossen ist, dass der Druck im Arbeitsraum (111) mittels der Druckversorgung erhöht wird und festgestellt wird, ob die Druckversorgung Hydraulikflüssigkeit nachschieben muss, um den Druck im Arbeitsraum konstant zu halten.
Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zusätzliche Kammer (527) mit Niveaugeber, insbesondere am Vorratsbehälter (507) vorgesehen ist, die mit zumindest einem Kanal der Kolben-Zylinder-Einheit, in dem insbesondere eine Drossel (529) angeordnet ist, um gegebenenfalls den Leckfluss aus beschädigten Dichtungen aufzunehmen.
24. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratskammern (507, 527) mit redundanten Niveausensoren (151) versehen sind, wobei insbesondere mittels der Niveausensoren festgestellte Niveauänderungen in den Kammern zur Diagnose von Undichtigkeiten von Dichtungen herangezogen werden.
25. Hydraulische Einrichtung, wie Brems- oder Kupplungseinrichtung und
dergleichen, insbesondere für automatisiertes Fahren, sowie deren Komponenten,
- wobei die Einrichtung zumindest eine Kolben-Zylinder-Einheit (112,
116), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweist und mittels Bewegung des Kolbens (105, 117, 119) in zumindest einem Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit bzw. damit über hydraulische Leitungen verbundenen Einrichtungen Druck aufgebaut werden kann,
- ferner eine, insbesondere elektromechanische, Druckversorgung (500), die insbesondere eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit aufweist
- und mit einer elektronischen Steuer-und Regelvorrichtung (ECU), dadurch gekennzeichnet, dass sicherheitsrelevante Baugruppen oder/und Komponenten (112, 116, 500, 521), der hydraulischen Einrichtung zur Erfüllung von„fail operationaT- Kriterien zumindest teilweise redundant ausgeführt sind und dass mittels einer Diagnose- bzw. Überwachungsfunktion der Steuer- und Regelvorrichtung (ECU), eine Fehlfunktion bzw. ein Ausfall einer oder mehrerer dieser Baugruppen bzw. Komponenten diagnostiziert bzw. überwacht wird.
26. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass für Diagnose bzw. Überwachung der sicherheitsrelevanten Baugruppen bzw. Komponenten zum Erkennen einer Fehlfunktion bzw. eines Ausfalles Plausibilitätsbetrachtungen in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) durchgeführt werden, wobei insbesondere die Wege von Komponenten einer Betätigungseinrichtung (101, 104) und der Druck in einem Kolbenraum (111) der Einrichtung zugrunde gelegt werden.
27. Hydraulische Einrichtung, insbesondere Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kolben- Zylinder-Einheit über Ventile (Schalt- oder Einlassventile) einem Bremskreis Druckmittel zugeführt wird und die Ventile bei Ausfall (Undichtheit) des Bremskreises nach den Ventilen nach entsprechender Plausibilitäts- prüfung geschlossen werden und diese Ventile in kurzen Abständen diagnostiziert werden, insbesondere in einem Testzyklus bei Parkstop mit Geschwindigkeit Null.
28. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine redundante, insbesondere zweikreisige, Druckversorgung (DV1, DV2; 500,506) aufweist.
29. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die redundante Druckversorgung (500, 605) einen separaten Antrieb mit Motor sowie zusätzlich Trennventile (607, 610) aufweist, um mittels der Trennventile den Betrieb einer ausgefallenen Druckversorgung (z. B. 500) abzuschalten und auf eine redundante Druckversorgung (z. B. 605) umzuschalten.
30. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das die Einrichtung im Multiplex- bzw. Teilmulti- plex-Verfahren betrieben wird .
31. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) redundant ausgeführt ist, wobei insbesondere zwei oder drei Recheneinheiten (CP1, CP2, CP3) vorgesehen sind .
32. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit (CP2) für reduzierte Funktionen und ggf. eine weitere Recheneinheit (CP3) für eine Notfunktion des Systems ausgelegt ist.
33. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine redundante Spannungsversorgung aufweist, insbesondere mit zumindest zwei getrennten Energiespeichern (U l, U2, U3).
34. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass (nur) ausgewählte Stellglieder und/oder Ventile re- dundant ausgeführt sind, insbesondere nur ein oder zwei Ventile einer
Fahrzeugachse.
35. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Ansteuerung redundant ist und auf ein Ventil wirkt.
36. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Komponenten, wie Stellgliedern, Ventile getrennt in einer ECU als„Slave" gestaltet ist und die Signalübertragung zu einer„Master"-ECU über redundante Bussysteme erfolgt, insbesondere mit unterschiedlicher Struktur und unterschiedlichen Protokollen („Vollfunktion",„reduzierte Funktion",„Notfunktion"). 37. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die ECU, insbesondere„Slave"-ECU, durch Entflechtung der Leiterplatte mit nur einer oder nur wenigen Lagen aufgebaut ist.
38. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einem Trennventil (216) nach der
Diagnose folgende Schaltungen des Ventils vorgenommen werden : Ventilausschaltung (öffnen) (a) bei Zündung aus, (b) bei Zündung aus und Fahrertür zu, (c) bei Zündung aus mit Zeitschaltung nach Zündung ein, oder (a) bei Öffnen Fahrzeugtür, (b) bei Zündung ein, (c) bei Vorkontakt an Bremspedal, so dass das Trennventil schließt bevor über den Kolben des Hauptzylinders (HZ) Volumen bewegt wird, wobei noch kein Volu- mendurchfluss mit Schmutzpartikeln erfolgt.
39. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Diagnosezyklus bei Fahrzeugstillstand der vorhandene oder geringfügig erhöhte Bremsdruck zur Diagnose der Dichtheit von den Radbremsen zugeordneten Einlassventilen und/oder Ventil FV verwendet wird und anschließend das Schalten (Öffnen) des Ventils FV mit anschließender wiederholter Dichtheitsprüfung erfolgt.
Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingeschalteter Zündung ein Trennventil (FV) wieder eingeschaltet wird alternativ über ein Pedalhubsensorsignal welches aktiviert wird nach (kleiner) Pedalbetätigung, jedoch bevor der Kolben (105) Flüssigkeit zum Trennventil FV gefördert hat.
Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnung redundanter Ventile, insbesondere ABS-Ventileinheit für eine Achse, sichergestellt ist, dass bei Ausfall eines Ventils das noch funktionsfähige Ventil bestimmte sicherheitsrelevante Funktionen noch ausreichend erfüllt (z. B. im ABS-Modus die Querstabi lität des Fahrzeuges ausreichend sichergestellt ist).
Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegsimulatorsystem ohne Ventil (110) gestaltet ist und eine Rückstellfeder (99) (in der Zeichnung noch berücksichtigen )der Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) den ersten Flächenteil der Wegsimulatorkennlinie übernimmt, indem insbesondere ein an der Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) vorgesehenes Schnüffelloch um den entsprechenden Betrag (Abstand Schnüffelloch / Kolben in der zurückgezogenen Position) axial verlegt wird .
Hydraulische Einrichtung, wie Brems- oder Kupplungseinrichtung und dergleichen, insbesondere für automatisiertes Fahren, sowie deren Komponenten, wobei
- die Einrichtung zumindest eine Kolben-Zylinder-Einheit (112, 116) aufweist und mittels Bewegung des Kolbens (105, 117, 119) in zumindest einem Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit bzw. damit über hydraulische Leitungen verbundenen Einrichtungen Druck aufgebaut werden kann,
- ferner eine elektromechanische Druckversorgung (500), die
insbesondere eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit aufweist - und mit einer elektronischen Steuer- und Regelvorrichtung (ECU), insbesondere nach einem der Ansprüche 25 bis 43,
dadurch gekennzeichnet, dass eine redundante Diagnoseschaltung oder eine sich selbst überprüfende Diagnoseschaltung vorgesehen ist.
44. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, insbesondere jede sicherheitsrelevante Kolben-Zylinder-Einheit (112, 116, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 24 ausgebildet ist.
45. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Einrichtung mindestens eine Kolben-Zylinder-Einheit (201) aufweist, welche zwei Kolben (119, 211 ' ) aufweist, die mechanisch nicht miteinander in Verbindung bringbar sind, wobei mindestens ein weiteres System zur redundanten Druckerzeugung vorgesehen ist, welches insbesondere durch einen Booster oder die ESP- Druckversorgung gebildet ist.
46. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbremszylinder (201) eine geschlossene Zwischenwand (206) aufweist, die insbesondere keine Bohrung für den Durchgriff eines Stößels aufweist und die die Primärkammer (111) von der Hilfskolbenkammer (204) abdichtend trennt.
47. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärkammer (111) und die Hilfskolbenkammer (201) über ein Ventil (216) verbindbar sind .
48. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass ein, insbesondere stromlos offenes, Trennventil (144a) zwischen dem Anschluss der hydraulischen Leitung (147a) an den Primärkreis (233) und den Radbremsen bzw. der ESP-Druckversorgung (254) im Primärkreis (233) angeordnet ist.
49. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches, insbesondere stromlos offenes, Trennventil (144b) im Sekundärkreis (237) angeordnet ist.
Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion der Trennventile (144a, 144b) durch die ESP-Ventile übernommen wird, insbesondere mit redundanter An- steuerung von dem Booster Steuergerät bei Ausfall des ESP- Steuergeräts.
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