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Title:
BRAKE SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A BRAKE SYSTEM OF THIS KIND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/081413
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brake system for a motor vehicle having at least four hydraulically actuatable wheel brakes (8a-8d), said system comprising for each of the wheel brakes (8a-8d): a first wheel valve (6a-6d) which is electrically actuatable and is open when not supplied with current and a second wheel valve (7a-7d) which is electrically actuatable and is closed when not supplied with current; a first electrically actuatable pressure source (5), which is connected to the first wheel valves (6a-6d) via a first brake supply line (13); a second electrically actuatable pressure source (2); and a pressure medium reservoir (4), in particular under atmospheric pressure; wherein the second electrically actuatable pressure source (2) is connected to the second wheel valves (7a-7d) via a second brake supply line (33). The invention also relates to a method for operating the brake system.

Inventors:
GRIMM, Robert (Theodor-Körnerstr. 12, Hofheim, 65719, DE)
ZIMMERMANN, Jochen (Hauptstraße 7, Oberwallmenach, 56357, DE)
COURTH, Christian (Niederurseler Landstraße 18, Frankfurt, 60439, DE)
BEUSS, Jochen (Seestraße 5, Erzhausen, 64390, DE)
Application Number:
EP2018/078855
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
October 22, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestr. 7, Frankfurt am Main, 60488, DE)
International Classes:
B60T8/32
Domestic Patent References:
WO2015104122A12015-07-16
WO1998039189A11998-09-11
Foreign References:
US20160167632A12016-06-16
US20160009267A12016-01-14
DE102013217954A12015-03-12
GB2225397A1990-05-30
DE102013217954A12015-03-12
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Claims:
Patentansprüche

1. Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit zumindest vier

hydraulisch betätigbaren Radbremsen (8a-8d), umfassend · für jede der Radbremsen (8a-8d) ein elektrisch betätigbares, stromlos offen ausgeführtes erstes Radventil (6a-6d) sowie ein elektrisch betätigbares, stromlos geschlossen ausgeführtes zweites Radventil (7a-7d) ,

• eine erste elektrisch betätigbare Druckquelle (5) , die über eine erste Bremsversorgungsleitung (13) mit den ersten Radventilen (6a-6d) verbunden ist,

• eine zweite elektrisch betätigbare Druckquelle (2), und

• einen, insbesondere unter Atmosphärendruck stehenden, Druckmittelvorratsbehälter (4),

dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite elektrisch betätigbare Druckquelle (2) über eine zweite Bremsversorgungsleitung (33) mit den zweiten Radventilen (7a-7d) verbunden ist. 2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Bremsversorgungsleitung (13) kein elektrisch betätigbares Ventil, insbesondere kein Ventil, angeordnet ist . 3. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Bremsversorgungsleitung (33) kein elektrisch betätigbares Ventil, insbesondere kein Ventil, angeordnet ist.

Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Bremsversorgungsleitung (13) ein erstes elektrisch betätigbares Kreistrennventil angeordnet ist, mittels welchem zwei der ersten Radventile (6c, 6d) von der ersten Druckquelle (5) hydraulisch getrennt werden können.

Bremsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Bremsversorgungsleitung (33) ein zweites elektrisch betätigbares Kreistrennventil angeordnet ist, mittels welchem zwei der zweiten Radventile (7a, 7b) von der zweiten Druckquelle (2) hydraulisch getrennt werden können, wobei die zwei zweiten Radventile (7a, 7b) anderen Radbremsen zugeordnet sind als die zwei ersten Radventile (6c, 6d) .

Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine erste elektronische Vor¬ richtung (A) , mittels welcher die erste Druckquelle (5) betätigt wird, und eine zweite elektronische Vorrichtung

(B) , mittels welcher die zweite Druckquelle (2) betätigt wird, umfasst, wobei die zweite elektronische Vorrichtung

(B) von der ersten elektronischen Vorrichtung (A) elektrisch unabhängig ist.

Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Radventile (6a-6d) jeweils doppelt ansteuerbar ausgeführt sind, wobei jedes der ersten Radventile mittels der ersten und mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung (A, B) betätigt werden kann.

Bremsanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Radventile (7a-7d) , insbesondere aus¬ schließlich, mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung (B) betätigt werden.

Bremsanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektronische Vorrichtung (A) von einer ersten elektrischen Energieversorgung versorgt wird oder eine erste elektrische Energieversorgung umfasst, und dass die zweite elektronische Vorrichtung (B) von einer zweiten elektrischen Energieversorgung versorgt wird oder eine zweite elektrische Energieversorgung umfasst, wobei die erste elektrische Energieversorgung von der zweiten elektrischen Energieversorgung unabhängig ist.

10. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Druckquellen (5) als eine Zylinder-Kolben-Anordnung ausgeführt ist mit einem

Druckraum (20), welcher von einem Kolben (21) begrenzt wird, der mittels eines Elektromotors (22) und eines Rotati- ons-Translationsgetriebes (23) für einen Druckaufbau in eine Betätigungsrichtung (24) und für einen Druckabbau in die der Betätigungsrichtung entgegengesetzte Richtung verschiebbar ist .

11. Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (20) in einem unbetätigten Zustand des Kolbens (21) über zumindest ein Schnüffelloch mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) verbunden ist, wobei diese Verbindung bei einer Betätigung des Kolbens (21) unterbrochen wird.

12. Bremsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass in dem Druckraum (20) ein Rückstellelement

(25) vorgesehen ist, welches bei stromlosem Elektromotor (22) den Kolben (21) in dem unbetätigten Zustand positioniert . 13. Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Druckquellen (2) als eine Kolbenpumpe ausgeführt ist, deren Saugseite (40) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (4) und deren Druckseite (41) mit der der Druckquelle zugeordneten Bremsversorgungsleitung (33) verbunden ist, wobei der Kolbenpumpe ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos geschlossen ausge¬ führtes, Trennventil (3) hydraulisch parallel geschaltet ist .

14. Bremsanlage nach Anspruch 13, wenn rückbezogen auf Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (3) , insbesondere ausschließlich, mittels der der Druckquelle (2) zugeordneten elektronischen Vorrichtung (B) betätigt wird.

15. Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der ersten Druckquelle (5) oder der ersten elektronischen Vorrichtung (A) , insbesondere mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung (B) , die ersten Radventile (6a-6d) geschlossen und die zweiten Radventile (7a-7d) geöffnet werden sowie die zweite Druckquelle (2) zum Aufbau eines Druckes betätigt wird. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall der ersten Druckquelle (5) oder der ersten elektronischen Vorrichtung (A) eine radindividuelle

Schlupfreglung, insbesondere mittels der zweiten elekt¬ ronischen Vorrichtung (B) , durchgeführt wird, wobei ein Druckabbau an einer der Radbremsen durch Öffnen des entsprechenden ersten Radventils durchgeführt wird, wobei Druckmittel über die erste Druckquelle (5) und eine

Rücklaufleitung (26) zu dem Druckmittelvorratsbehälter (4) abfließt .

Description:
Bremsanlage und Verfahren zum Betrieb einer solchen Bremsanlage

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Bremsanlage.

Aus der 10 2013 217 954 AI ist eine gattungsgemäße Bremsanlage mit zwei elektrisch steuerbaren Druckquellen für ein Kraftfahrzeug mit vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen bekannt. Dabei sind die Radbremsen zur Betätigung in verschiedenen

Betriebsarten mit den zwei elektrisch steuerbaren Druckquellen sowie auch mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder verbunden. Die Bremsanlage umfasst neben radindividuellen Einlassventilen radindividuelle Auslassventile, welche die Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbinden, ein Kreistrennventil sowie insgesamt vier Trennventile zur Ab ¬ trennung des Hauptbremszylinders und der elektrisch steuerbaren Druckquellen von den Einlassventilen. Weiterhin umfasst die Bremsanlage eine zentrale Steuer- und Regeleinheit, eine der ersten Druckquelle zugeordnete erste Steuer- und Regeleinheit und eine der zweiten Druckquelle zugeordnete zweite Steuer- und Regeleinheit. Die erste und zweite Steuer- und Regeleinheit dienen jeweils der Ansteuerung der entsprechenden Druckquelle. Mittels der zentralen Steuer- und Regeleinheit wird das

Kreistrennventil betätigt. Die Betätigung der beiden Druck ¬ quellen-Trennventile wird ebenfalls mittels der zentralen Steuer- und Regeleinheit durchgeführt.

In zukünftigen Bremsanlagen, welche auch für das hochautoma- tisierte Fahren geeignet sein sollen, soll auf eine mechanische und/oder hydraulische Rückfallebene, in welcher der Fahrer durch Muskelkraft die Radbremsen betätigt kann, verzichtet werden. Unabhängig davon, ob eine mechanisch-hydraulische Rückfallebene vorhanden ist oder nicht, muss die Bremsanlagen für das hochautomatisierte Fahren eine ausreichende Verfügbarkeit aufweisen und „fail-operational" ausgeführt sein. Dies gilt für einen hydraulischen Fehler, wie z.B. eine Leckage, oder einen elektrischen Fehler, wie z.B. einen Ausfall einer elektrischen Energieversorgung oder einen Ausfall einer elektronischen Ansteuer-Vorrichtung .

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsanlage mit zwei elektrisch betätigbaren Druckquellen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Bremsanlage bereitzustellen, welches für hochautomatisiert oder autonom fahrende Kraftfahrzeuge geeignet ist und eine entsprechend ausreichende Verfügbarkeit besitzt. Dabei soll die Bremsanlage kostengünstig herstellbar sein .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb gemäß Anspruch 15 gelöst .

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass für jede der Radbremsen ein elektrisch betätigbares, stromlos offen ausgeführtes erstes Radventil sowie ein elektrisch betätigbares, stromlos geschlossen ausgeführtes zweites Radventil vorgesehen ist und dass die erste elektrisch betätigbare Druckquelle über eine erste Bremsversorgungsleitung mit den ersten, stromlos offen ausgeführten Radventilen verbunden ist und die zweite elektrisch betätigbare Druckquelle über eine zweite

Bremsversorgungsleitung mit den zweiten, stromlos geschlossen ausgeführten Radventilen verbunden ist. Somit ist die erste elektrisch betätigbare Druckquelle zur Betätigung der Radbremsen mit jeder der Radbremsen über das jeweilige erste, stromlos offen ausgeführte Radventil verbunden ist und die zweite elektrisch betätigbare Druckquelle zur Betätigung der Radbremsen mit jeder der Radbremsen über das jeweilige zweite, stromlos geschlossen ausgeführte Radventil verbunden. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass - trotz einer hohen Verfügbarkeit bei hydraulischen oder elektrischen Fehlern - im Vergleich zu bekannten Bremsanlagen mit zwei elektrisch ansteuerbaren Druckquellen weniger elektrisch betätigbare Ventile benötigt werden, speziell kann auf zwischen den Druckquellen und den Radventilen angeordnete Trennventile verzichtet werden.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist in der ersten Bremsversorgungsleitung, d.h. zwischen der ersten elektrisch betätigbaren Druckquelle und den ersten Radventilen, kein elektrisch betätigbares Ventil angeordnet. Hierdurch werden Kosten gespart und unnötige Strömungswiederstände zwischen Druckquelle und Radventilen vermieden. Mit demselben Vorteil ist bevorzugt in der zweiten Bremsversorgungsleitung, d.h. zwischen der zweiten elektrisch betätigbaren Druckquelle und den zweiten Radventilen, kein elektrisch betätigbares Ventil angeordnet. Besonders bevorzugt ist kein Ventil, auch kein Rückschlagventil, in der ersten und der zweiten Bremsversorgungsleitung angeordnet .

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist in der ersten Bremsversorgungsleitung ein erstes elektrisch betätigbares

Kreistrennventil angeordnet, mittels welchem zwei der ersten Radventile von der ersten Druckquelle hydraulisch getrennt werden können. Das Kreistrennventil ermöglicht eine bedarfsweise Teilung in zwei Bremskreise mit je zwei Radbremsen und so ein Blenden zwischen den Bremskreisen.

Bevorzugt ist auch in der zweiten Bremsversorgungsleitung ein zweites elektrisch betätigbares Kreistrennventil angeordnet, mittels welchem zwei der zweiten Radventile von der zweiten Druckquelle hydraulisch getrennt werden können, wobei die zwei zweiten Radventile anderen Radbremsen zugeordnet sind als die zwei ersten Radventile. Bei entsprechender Zuordnung der Radbremsen zu den Achsen des Fahrzeugs ist mittels der

Kreistrennventile ein achsweises Blenden möglich.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Bremsanlage eine erste elektronische Vorrichtung, mittels welcher die erste Druckquelle betätigt wird, und eine zweite elektronische Vorrichtung, mittels welcher die zweite Druck ¬ quelle betätigt wird. Dabei ist die zweite elektronische Vorrichtung von der ersten elektronischen Vorrichtung elektrisch unabhängig, so dass ein elektrischer oder elektronischer Fehler in einer der elektronischen Vorrichtungen nicht zu einem Ausfall beider elektronischer Vorrichtungen führt.

Die zwei elektronischen Vorrichtungen sind voneinander elektrisch unabhängig in dem Sinne, dass ein Ausfall der ersten elektronischen Vorrichtung keinen Ausfall der zweiten elekt- ronischen Vorrichtung bewirkt und umgekehrt, d.h. die beiden elektronischen Vorrichtungen sind galvanisch getrennt.

Bevorzugt wird daher die erste elektronische Vorrichtung von einer ersten elektrischen Energieversorgung und die zweite elektronische Vorrichtung von einer zweiten (redundanten) elektrischen Energieversorgung versorgt, wobei die erste elektrische Energieversorgung von der zweiten elektrischen Energieversorgung unabhängig ist. Alternativ ist es bevorzugt, dass die erste elektronische

Vorrichtung eine erste elektrische Energieversorgung und die zweite elektronische Vorrichtung eine zweite elektrische Energieversorgung umfasst, wobei die erste elektrische Ener ¬ gieversorgung von der zweiten elektrischen Energieversorgung unabhängig ist.

Die beiden elektronischen Vorrichtungen können in einem gemeinsamen Gehäuse oder auf einer gemeinsamen Leiterplatte, z.B. in einer gemeinsamen elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU), angeordnet sein. Alternativ können die beiden elektronischen Vorrichtungen in zwei getrennten Gehäusen oder auf zwei getrennten Leiterplatten, z.B. in zwei elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (ECU1, ECU2), angeordnet sein.

Die erste elektronische Vorrichtung ist zur Betätigung bzw. Ansteuerung der ersten Druckquelle ausgebildet. Bevorzugt wird die erste Druckquelle auch von der ersten elektronischen Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Entsprechend wird mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung die zweite

Druckquelle betätigt bzw. angesteuert. Bevorzugt wird die zweite Druckquelle auch von der zweiten elektronischen Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Bevorzugt sind die ersten Radventile jeweils doppelt ansteuerbar ausgeführt und jedes der ersten Radventile kann mittels der ersten und mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung betätigt werden. So ist eine Betätigung der Radbremsen auch bei einem Ausfall der ersten elektronischen Vorrichtung oder der ersten Energieversorgung möglich, indem mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung die zweiten Druckquelle angesteuert und die ersten Radventile geschlossen werden, um ein Abfließen von Druckmittel über die ersten Radventile zu verhindern. Die zweiten Radventile werden bevorzugt mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung betätigt. So ist eine Betätigung der Radbremsen auch bei einem Ausfall der ersten elektronischen Vorrichtung oder der ersten Energieversorgung möglich, indem mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung die zweiten Druckquelle angesteuert, die ersten Radventile geschlossen und die zweiten Radventile geöffnet werden. Die zweiten Radventile werden besonders bevorzugt ausschließlich mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung betätigt, um die Anzahl von kos- tenintensiveren, doppelt ansteuerbaren Ventilen möglichst gering zu halten.

Bevorzugt ist jeder der Druckquellen ein redundant ausgeführter Drucksensor zugeordnet, um eine Regelung des Systemdrucks in der ersten bzw. zweiten Bremsversorgungsleitung zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eine der Druckquellen als eine Zylinder-Kolben-Anordnung ausgeführt mit einem Druckraum, welcher von einem Kolben begrenzt wird, der mittels eines Elektromotors und eines Rotations-Translationsgetriebes für einen Druckaufbau in dem Druckraum bzw. in den Radbremsen in eine Betätigungsrichtung und für einen Druckabbau in dem Druckraum bzw. in den Radbremsen in die der Betätigungsrichtung entgegengesetzte Richtung verschiebbar ist. Derartige Druckquellen können bedarfsgerecht mit hoher Präzision zeitliche Bremsdruckverläufe einstellen.

Bevorzugt ist die Zylinder-Kolben-Anordnung derart ausgeführt, dass der Druckraum in einem unbetätigten Zustand des Kolbens über zumindest ein Schnüffelloch mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden ist, wobei diese Verbindung bei einer Betätigung des Kolbens unterbrochen wird.

Bevorzugt ist in dem Druckraum der Zylinder-Kolben-Anordnung ein Rückstellelement vorgesehen, welches bei stromlosem Elektro ¬ motor den Kolben in dem unbetätigten Zustand positioniert. Vorteilhafterweise ist das Rotations-Translationsgetriebe hierzu nicht selbsthemmend ausgeführt. So wird bei einem Ausfall der ersten Druckquelle oder der ersten elektronischen Vor- richtung der Kolben in dem unbetätigten Zustand positioniert, wodurch die Verbindung vom Druckraum zum Druckmittelvorratsbehälter offen ist. Über diese Verbindung kann dann bei einer Antiblockierregelung Druckmittel über eines der ersten Ventile und den Druckraum der ersten Druckquelle zum Druckmittelvorratsbehälter abfließen, um einen Druckabbau an der zugehörigen Radbremse durchzuführen. Besonders bevorzugt positioniert das Rückstellelement bei stromlosem Elektromotor den Kolben an einem Anschlag entgegen der Betätigungsrichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eine der Druckquellen als eine Kolbenpumpe ausgeführt, deren Saugseite mit dem Druckmittelvorratsbehälter und deren Druckseite mit der der Druckquelle zugeordneten Bremsversor- gungsleitung verbunden ist, wobei der Kolbenpumpe ein elektrisch betätigbares Trennventil hydraulisch parallel geschaltet ist. Dies bedeutet, dass zwischen der Bremsversorgungsleitung und dem Druckmittelvorratsbehälter eine hydraulische Verbindung vorhanden ist, in welcher das Trennventil angeordnet ist. Über diese Verbindung kann bei geöffnetem Trennventil Druckmittel aus einer der Radbremsen über das entsprechende zweite Radventil in den Druckmittelvorratsbehälter abgelassen werden, um z.B. bei einer Druckbereitstellung mittels der anderen Druckquelle einen Druckabbau an der entsprechenden Radbremse durchzuführen (z.B. für eine radindividuelle Druckregelung) . Das parallel ge ¬ schaltete Trennventil ermöglicht bei einer Druckbereitstellung durch die Kolbenpumpe eine Druckregelung durch Überströmen. Das Trennventil ist besonders bevorzugt stromlos geschlossen ausgeführt, um ein unbeabsichtigtes Abfließen von Druckmittel in den Druckmittelvorratsbehälter zu verhindern.

Das Trennventil wird bevorzugt mittels der der Druckquelle zugeordneten elektronischen Vorrichtung betätigt. Das Trennventil wird besonders bevorzugt ausschließlich mittels der der Druckquelle zugeordneten elektronischen Vorrichtung betätigt, um die Anzahl von kostenintensiveren, doppelt ansteuerbaren Ventilen möglichst gering zu halten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Druckquelle als eine Zylinder-Kolben-Anordnung und die zweite Druckquelle als eine Kolbenpumpe ausgeführt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage mit zwei elektrisch betätigbaren Druckquellen.

Bevorzugt werden bei einem Ausfall der ersten Druckquelle oder der ersten elektronischen Vorrichtung die ersten Radventile geschlossen und die zweiten Radventile geöffnet sowie die zweite Druckquelle zum Aufbau eines Druckes betätigt. Besonders be ¬ vorzugt werden hierbei die ersten Radventile, die zweiten Radventile sowie die zweite Druckquelle mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung betätigt. Bevorzugt wird bei einem Ausfall der ersten Druckquelle oder der ersten elektronischen Vorrichtung eine radindividuelle

Schlupfreglung durchgeführt, wobei ein Druckabbau an einer der Radbremsen durch Öffnen des entsprechenden ersten Radventils durchgeführt wird, so dass Druckmittel über die erste Druckquelle und eine Rücklaufleitung zu dem Druckmittelvorratsbehälter abfließt. Besonders bevorzugt werden hierbei die zweite

Druckquelle zur Bereitstellung eines Bremsdruckes und das entsprechende erste Radventil / die entsprechenden ersten Radventile mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung betätigt.

Bevorzugt wird in einer Normalbetriebsart bei einer Normalb ¬ remsung lediglich die erste Druckquelle zum Aufbau eines Druckes zur Betätigung der Radbremsen angesteuert. Dabei wird keines der Ventile (d.h. kein erstes Radventil, kein zweites Radventil, kein Trennventil) betätigt.

Unter einer Normalbremsung wird eine durch einen Fahrer oder eine Autopilotfunktion initiierte Bremsung verstanden, bei welcher alle Radbremsen mit demselben Bremsdruck beaufschlagt werden und keine radindividuelle Bremsdruckregelung stattfindet.

Bevorzugt wird in der Normalbetriebsart eine radindividuelle Schlupfreglung durch Ansteuerung der ersten Radventile, der zweiten Radventile und des Trennventils durchgeführt, wobei ein Druckabbau an einer der Radbremsen durch Öffnen des entsprechenden zweiten Radventils und des Trennventils durchgeführt wird .

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Figur. Es zeigt schematisch

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Bremsanlage . In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug mit vier hydraulisch betä ¬ tigbaren Radbremsen 8a-8d schematisch dargestellt. Die

Bremsanlage umfasst eine erste elektrisch steuerbare Druckquelle 5, eine zweite elektrisch steuerbare Druckquelle 2, einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4 und je Radbremse 8a-8d ein erstes elektrisch betätigbares Radventil 6a-6d (auch Einlassventil genannt) und ein zweites elektrisch betätigbares Radventil 7a-7d (auch Auslassventil genannt) . Die ersten Radventile 6a-6d sind stromlos offen ausgeführt, die zweiten Radventile 7a-7d sind stromlos geschlossen ausgeführt. Die ersten Radventile 6a-6d sind vorteilhafterweise analogisiert oder analog angesteuert ausgeführt, um eine exakte Druckein- Stellung an den Radbremsen 8a-8d zu ermöglichen.

Zur Betätigung der Radbremsen 8a-8d ist sowohl die erste elektrisch betätigbare Druckquelle 5 als auch die zweite elektrisch betätigbare Druckquelle 2 mit jeder der Radbremsen 8a-8d hydraulisch trennbar verbunden. Dabei ist die erste

Druckquelle 5 über eine erste Bremsversorgungsleitung 13 mit den ersten Radventilen 6a-6d verbunden, die zweite Druckquelle 2 ist über eine zweite Bremsversorgungsleitung 33 mit den zweiten Radventilen 7a-7d verbunden.

Jeder der Radbremsen 8a-8d ist also ein stromlos offen ausgeführtes, erstes Radventil 6a-6d und ein stromlos geschlossen ausgeführtes, zweites Radventil 7a-7d zugeordnet. Dabei ist die erste elektrisch betätigbare Druckquelle 5 mit den Radbremsen 8a-8d über die ersten Radventile 6a-6d verbunden (bzw. ist die erste Druckquelle mit jeder der Radbremsen über das jeweilige erste Radventil verbunden) und die zweite elektrisch betätigbare Druckquelle 2 ist über die zweiten Radventile 7a-7d mit den Radbremsen 8a-8d verbunden (bzw. die zweite Druckquelle ist mit jeder der Radbremsen über das jeweilige zweite Radventil verbunden). Das Bremssystem enthält keine weiteren (Rad) Ventile, welche den einzelnen Radbremsen 8a-8d zugeordnet sind.

Je Radbremse 8a, 8b, 8c, 8d ist ein Ausgangsanschluss des ersten Radventils 6a, 6b, 6c, 6d und ein Ausgangsanschluss des zweiten Radventils 7a, 7b, 7c, 7d zusammengeschaltet und mit der Radbremse verbunden. Die Eingangsanschlüsse der ersten Rad ¬ ventile 6a-6d sind über die erste Bremsversorgungsleitung 13 mit der ersten Druckquelle 5 bzw. deren Druckraum direkt hydraulisch verbunden und die Eingangsanschlüsse der zweiten Radventile 7a-7d sind über die zweite Bremsversorgungsleitung 33 mit der zweiten Druckquelle 2 bzw. deren Druckraum direkt hydraulisch verbunden. „Direkt hydraulisch verbunden" ist hier in dem Sinne zu verstehen, dass kein elektrisch betätigbares Ventil oder gar kein Ventil (z.B. Rückschlagventil) in der Bremsversorgungs ¬ leitung 13 bzw. 33 angeordnet ist.

An die erste Bremsversorgungsleitung 13 ist ein redundant ausgeführter Drucksensor 12a angeschlossen, welcher der ersten Druckquelle 5 zugeordnet ist und den von der Druckquelle 5 bereitgestellten Druck misst. Ebenso ist der zweiten Druckquelle 2 ein redundant ausgeführter Drucksensor 12b zugeordnet, welcher den von der Druckquelle 2 bereitgestellten Druck misst und an die zweite Bremsversorgungsleitung 33 angeschlossen ist.

Die Bremsanlage umfasst eine erste elektronische Vorrichtung A und eine zweite elektronische Vorrichtung B, wobei die zweite elektronische Vorrichtung B von der ersten elektronischen Vorrichtung A elektrisch unabhängig ist. Die elektronischen

Vorrichtungen A, B sind galvanisch getrennt. Bei einem Fehler in der ersten elektronischen Vorrichtung A z.B. durch einen elektrischen Defekt bleibt die zweite elektronische Vorrichtung voll funktionsfähig.

Die elektronische Vorrichtung A umfasst elektrische und/oder elektronische Bauelemente zur Ansteuerung und Betätigung der ersten Druckquelle 5 (durch den Pfeil mit A in Fig. 1 angedeutet) . Vorrichtung A kann z.B. als eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU 1) oder als ein erster Teil einer elektro ¬ nischen Steuer- und Regeleinheit ausgeführt sein. Die elekt ¬ ronische Vorrichtung A kann eine erste elektrische Energie ¬ quelle, durch welche die Vorrichtung A selbst und die Druckquelle 5 mit Energie versorgt wird, umfassen oder Vorrichtung A ist mit einer ersten elektrischen Energiequelle (z.B. einem ersten Bordnetz) verbunden. Die erste Druckquelle 5 kann direkt von der ersten elektrischen Energiequelle mit Energie versorgt werden oder von der Vorrichtung A (d.h. indirekt von der ersten elektrischen Energiequelle) .

Die elektronische Vorrichtung B umfasst elektrische und/oder elektronische Bauelemente zur Ansteuerung und Betätigung der zweiten Druckquelle 2 (durch den Pfeil mit B in Fig. 1 ange- deutet) . Vorrichtung B kann z.B. als eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU 2) oder als ein zweiter Teil einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit ausgeführt sein. Die elektronische Vorrichtung B kann eine zweite elektrische Energiequelle, durch welche die Vorrichtung B selbst und die Druckquelle 2 mit Energie versorgt wird, umfassen oder Vor ¬ richtung B ist mit einer zweiten elektrischen Energiequelle (z.B. einem zweiten Bordnetz) verbunden. In jedem Fall ist es für eine ausreichende Verfügbarkeit der Bremsanlage vorteilhaft, dass die zweite elektrische Energiequelle von der ersten Energiequelle unabhängig ist. Die zweite Druckquelle 2 kann direkt von der zweiten elektrischen Energiequelle mit Energie versorgt werden oder von der Vorrichtung B (d.h. indirekt von der zweiten elektrischen Energiequelle) . Die ersten Radventile 6a-6d sind jeweils doppelt ansteuerbar ausgeführt. Hierzu können die ersten Radventile 6a-6d jeweils mit zwei Ansteuerspulen versehen sein, wobei jede der Ansteuerspulen den Ventilstößel betätigen kann. Jedes der ersten Radventile kann wahlweise mittels der ersten elektronischen Vorrichtung A oder mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung B betätigt werden. Hierzu wird z.B. die eine der Ansteuerspulen von der ersten elektronischen Vor- richtung A und die andere Ansteuerspule von der zweiten elektronischen Vorrichtung B angesteuert bzw. bestromt.

Die zweiten Radventile 7a-7d werden mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung B betätigt. Beispielsgemäß sind die zweiten Radventile nicht mittels der ersten elektronischen Vorrichtung A betätigbar, d.h. die zweiten Radventile werden ausschließlich mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung B betätigt . Um eine hohe Verfügbarkeit der radindividuellen Druckregelung bereitzustellen, werden zumindest die zweiten Radventile 7a-7d von einer redundanten Stromversorgung mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ wird die zweite elektronische Vorrichtung B von einer redundanten Stromversorgung mit elektrischer Energie versorgt.

Beispielsgemäß wird die erste Druckquelle 5 durch einen so ¬ genannten Linearaktuator gebildet. Hierzu weist die Druckquelle 5 einen Elektromotor 22 auf, dessen rotatorische Bewegung mittels eines schematisch angedeuteten Rotations-Translationsgetriebes 23 in eine translatorische Bewegung eines Kolbens 21 umgesetzt wird, der für einen Druckaufbau in eine Betätigungsrichtung 24 in einen hydraulischen Druckraum 20 verschoben wird. Für einen Druckabbau wird der Kolben 21 in die der Betätigungsrichtung 24 entgegengesetzte Richtung verschoben.

Der Druckraum 20 der ersten Druckquelle 5 ist, unabhängig vom Betätigungszustand des Kolbens 21, mit der ersten Bremsver ¬ sorgungsleitung 13 hydraulisch verbunden.

Der Druckraum 20 ist außerdem in einem unbetätigten Zustand des Kolbens 21 über ein oder mehrere Schnüffellöcher mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Beispielsgemäß ist eine Verbindungsbohrung in dem Kolben 21 vorhanden, welche den Druckraum 20 mit einem Anschlussbereich verbindet, der im unbetätigten Zustand des Kolbens 21 mit einer Rücklaufleitung 26 zum Druckmittelvorratsbehälter 4 in hydraulischer Verbindung steht. Die Verbindung zwischen Druckraum 20 und Rücklaufleitung 26 (und damit Druckmittelvorratsbehälter 4) wird bei einer

(ausreichenden) Betätigung des Kolbens 21 in Betätigungsrichtung 24 getrennt.

Damit in einem unbestromten Zustand des Elektromotors 22 eine hydraulische Verbindung zwischen Druckraum 20 und Druckmit ¬ telvorratsbehälter 4 besteht, ist in dem Druckraum 20 ein Rückstellelement 25, z.B. eine Druckfeder, vorgesehen, welches bei stromlosem Elektromotor 22 den Kolben 21 in dem unbetätigten Zustand, z.B. an einem Anschlag entgegen der Betätigungs- richtung, positioniert. Um dies zu ermöglichen, ist das Ro- tations-Translationsgetriebe 23 nicht selbsthemmend ausgelegt. So sind die Radbremsen 8a-8d bei unbestromtem Elektromotor 22 (und unbestromten ersten Radventilen 6a-6d) mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 im Sinne eines Druckausgleichs ver- bunden. So kann z.B. Bremsdruck in den Radbremsen 8a-8d abgebaut werden .

Beispielsgemäß ist die zweite Druckquelle 2 als eine Kolbenpumpe ausgeführt. Die Saugseite 40 der Kolbenpumpe ist über eine Ansaugleitung 46 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Die Druckseite 41 der Kolbenpumpe ist mit der zweiten

Bremsversorgungsleitung 33, und damit den zweiten Radventilen 7a-7d verbunden. An bzw. vor dem Sauganschluss der Kolbenpumpe ist ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 4

schließendes Rückschlagventil vorgesehen. An bzw. vor dem Druckanschluss der Kolbenpumpe ist ein in Richtung der

Bremsversorgungsleitung 33 öffnendes Rückschlagventil vorge ¬ sehen. Die genannten Rückschlagventile sind üblicherweise Teil der Kolbenpumpe, was in Fig. 1 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.

Vorteilhafterweise ist der Kolbenpumpe ein stromlos ge- schlossenes Trennventil 3 hydraulisch parallel geschaltet, welches zur Regelung des Druckes der Kolbenpumpe durch Über ¬ strömen verwendet wird. Beispielsgemäß ist eine hydraulische Verbindung 47 zwischen Bremsversorgungsleitung 33 und Ansaugleitung 46 vorgesehen, in welcher das Trennventil 3 an- geordnet ist.

Trennventil 3 wird mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung B betätigt, um eine Druckregelung zu gewährleisten. Beispielsgemäß ist Trennventil 3 nicht mittels der ersten elektronischen Vorrichtung A betätigbar, d.h. das Trennventil 3 wird ausschließlich mittels der zweiten elektronischen Vorrichtung B betätigt.

Die beispielsgemäße Bremsanlage der Fig. 1 umfasst vorteil- hafterweise insgesamt nur neun Magnetventile 6a-6d, 7a-7d, 3.

Beispielsgemäß sind die Radbremsen 8a und 8b einer der Fahr ¬ zeugachsen und die Radbremsen 8c und 8d der anderen Fahrzeugachse zugeordnet .

Um ein achsweises Blending durchführen bzw. achsweise unterschiedliche Bremsdrücke einstellen zu können, ist vorteil ¬ hafterweise gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel in der ersten Bremsversorgungsleitung 13 zwischen je zwei der ersten Radventile, nämlich beispielsgemäß zwischen den Rad ¬ ventilen 6a, 6b und den Radventilen 6c, 6d, ein weiteres elektrisch betätigbares Ventil, auch erstes Kreistrennventil genannt, angeordnet. Weiterhin ist in der zweiten Bremsversorgungsleitung 33 zwischen je zwei der zweiten Radventile, nämlich beispielsgemäß zwischen den Radventilen 7a, 7b und den Radventilen 7c, 7d noch ein weiteres elektrisch betätigbares Ventil, auch zweites Kreistrennventil genannt, angeordnet. So können durch das erste Kreistrennventil die zwei ersten Rad- ventile 6c, 6d von der ersten Druckquelle 5 hydraulisch getrennt werden und durch das zweite Kreistrennventil die zwei zweiten Radventile 7a, 7b von der zweiten Druckquelle 2 hydraulisch getrennt werden, wobei die zwei zweiten Radventile 7a, 7b anderen Radbremsen zugeordnet sind als die zwei ersten Radventile 6c, 6d.

Verfahren zum Betreiben der beispielsgemäßen Bremsanlagen werden im Folgenden beschrieben.

Die beispielsgemäßen Bremsanlagen sind „Fail-operational" Bremssysteme für autonomes Fahren mit zwei redundanten

Druckquellen. Beispielsgemäß sind die Druckquellen als ein linearer Stellantrieb (Linearaktuator 5 mit Elektromotor Ml) und als ein Kolbenpumpenantrieb (Aktuator 2 mit Elektromotor M2) ausgeführt. Alternativ ist auch die Kombination zweier Line- arantriebe oder zweier Kolbenantriebe möglich. Die Druckquellen 2 und 5 bzw. deren Aktuatoren sind vorteilhafterweise für zwei unterschiedliche Betriebspunkte optimiert.

Der Fahrerbremswunsch- bzw. der Autopilotenbremssollwert steht zur Realisierung eines „By-Wire-Bremssystems" der Druckquel ¬ lenregelung auf einem nicht dargestellten Kommunikationsbus zur Verfügung .

Die Bremsanlage umfasst zwei redundante elektrische Energie- quellen (Bordnetze) bzw. ist mit diesen verbunden, wobei die elektrischen Komponenten wie oben beschrieben von der einen und/oder der anderen Energiequelle versorgt werden (durch A bzw. B in Fig. 1 gekennzeichnet) . Der Systemdruck wird über zwei redundante Drucksensoren 12a, 12b erfasst und wird als Istwert von der Druckregelung eingelesen.

Während einer Normalbremsung im„By-Wire-Betrieb" (insbesondere im fehlerfreien Bordnetzbetrieb) werden keine Ventile geschaltet und die Radbremsen 8a-8d sind einkreisig über die ersten Ventile 6a-6d hydraulisch an die erste Druckquelle 5 angekoppelt. Durch Überfahren des Schnüffellochs mit dem Kolben 21 erfolgt der Druckaufbau in dem Druckraum 20.

Bei einem Ausfall des der ersten Druckquelle 5 zugeordneten (ersten) Bordnetzes (bzw. der erster elektronischen Vorrichtung A) übernimmt die Druckquelle 2 die Normalbremsung. Da die ersten, stromlos offenen Radventile 6a-6dmit zwei Versorgungsspannungen redundant aufgebaut sind (d.h. mittels der ersten Energiequelle bzw. der ersten elektronischen Vorrichtung A und mittels der zweiten Energiequelle bzw. der zweiten elektronischen Vorrichtung B betätigt werden können) , werden nun über die andere (zweite) Energiequelle/Bordnetz (bzw. Ansteuerversorgungs- Spannung, elektronische Vorrichtung B) die ersten Radventile 6a-6d geschlossen und die zweiten, stromlos geschlossene Radventile 7a-7d geöffnet. Ein Druckaufbau erfolgt über die Kolbenpumpe 2. Zur Druckregelung wird das stromlos geschlossene Trennventil 3 verwendet.

Während einer Antiblockierregelung (ABS-Betrieb) im fehlerfreien Bordnetzbetrieb erfolgt die Druckbereitstellung durch die erste Druckquelle 5. Eine radindividuelle Druckregelung wird mittels der ersten und zweiten Radventile 6a-6d, 7a-7d durchgeführt. Für einen Druckabbau wird Druckmittel über das oder die zweiten Radventile 7a-7d und das angesteuerte (geöffnete) Trennventil 3 in den Druckmittelvorratsbehälter 4 abgelassen. Eine radindividuelle Druckregelung ist auch bei einigen Fehlern in der ersten Druckquelle 5 bzw. der ersten Vorrichtung A möglich, solange gewährleistet ist, dass die Rückstellfeder 25 den ggf. verfahrenen Kolben 21 zurückschiebt und die hydraulische Verbindung von dem Druckraum 20 zum Druckmittelvorratsbehälter 4 über das Schnüffelloch „freigegeben" ist. Ein Druckaufbau erfolgt dann über die zweite Druckquelle 2 und ein Druckabbau erfolgt über die ersten Radventile 6a-6d und den Druckraum 20 der ersten Druckquelle 5.

Während einer Antiblockierregelung (ABS-Betrieb) mit Bord ¬ netzausfall übernimmt im Fehlerfall der ersten Energieversorgung (A) die zweite Druckquelle 2 die Antiblockierregelung. Für eine Zentraldruckregelung werden die ersten Radventile 6a-6d (mittels Vorrichtung B) geschlossen und die zweiten Radventile 7a-7d (mittels Vorrichtung B) angesteuert bzw. geöffnet.

Eine Zentraldruckregelung über die erste Druckquelle 5 erfolgt ebenfalls bei Ausfall der zweiten Energieversorgung (B) .

Bei Betrachtung von diversen Leckageorten und entsprechenden Maßnahmen ergeben sich folgende Hauptszenarien:

Leckage an einer Radbremse: Die betroffene Radbremse wird durch Schließen des entsprechenden ersten und zweiten Radventils isoliert.

Leckage in der zweiten Druckquelle 2: Mit der speziellen Anbindung der Radbremsen an die erste und zweite Druckquelle über die ersten und zweiten Radventile geht eine Isolation der zweiten Druckquelle einher, so dass eine volle Sys- temperformance aufrechterhalten wird.

Leckage in der ersten Druckquelle 5: Mit der speziellen Anbindung der Radbremsen an die erste und zweite Druckquelle über die ersten und zweiten Radventile geht eine Isolation der ersten Druckquelle einher, so dass eine volle Nor ¬ malbrems-Performance aufrechterhalten wird. Die ersten Radventile 6a-6d werden zur Isolation der ersten Druckquelle über die Ansteuervorrichtung B geschlossen.

Durch die Anbindung der Radbremsen 8a-8d über die SO-Ventile 6a-6d an das Schnüffelloch der ersten Druckquelle 5 wird ein Druckabbau in den Radbremsen 8a-8d bei fehlendem Bremswunsch gewährleistet .

Achsweises Blenden kann durch die Einführung von zwei weiteren Ventilen (Kreistrennventilen) zwischen jeweils zwei ersten SO-Radventilen und zweiten SG-Radventilen umgesetzt werden. Durch die beschriebene Anbindung der zwei redundanten Druckquellen im „fail-operational-System" entfallen die aus anderen Bremsanlagen, z.B. aus der 10 2013 217 954 AI, bekannten Trennventile zwischen Druckquelle und Radventilen, sodass zur Realisierung der Regelfunktionen in der beispielsgemäßen Bremsanlage der Fig. 1 lediglich neun Ventile 6a-6d, 7a-7d, 3 benötigt werden.

Insbesondere für Elektrofahrzeuge bietet die erfindungsgemäße Bremsanlage den Vorteil einer minimalen Stromaufnahme, da für eine Normalbremsung keine Ventile zusätzlich geschaltet werden müssen und der Ruheausgangszustand beibehalten wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in einer Aufrechterhaltung der radindividuellen ABS-Regelung für die meisten Fehlerfälle. Die SO-Ventile 6a-6d sind hierzu mit einer re ¬ dundanten Stromversorgung bzw. Ansteuerung (A und B) aufgebaut.