Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem, insbesondere für eine Fahrzeugbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentan ^¬ spruches 1 und ein Verfahren zum Betrieb des Betätigungssys ^¬ tems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 20.

Stand der Technik

Die Anforderungen an Bremssysteme steigen. Dies gilt insbe ^¬ sondere auch hinsichtlich der Fehlersicherheit und guter Rückfallebene. Wenn der Bremskraftverstärker ausfällt, so soll bei der international vorgegebenen Fußkraft von 500 N eine Verzögerung möglichst größer als 0,64 g erreicht werden, was gegenüber der Mindestanforderung des Gesetzgebers vom

0,24 erheblich mehr bedeutet. Ein Vorteil der hohen erreichbaren Verzögerung ist es auch, dass bei Ausfall des Brems ^¬ kraftverstärkers eine rote Warnlampe, welche den Fahrer irri ^¬ tiert, nicht angesteuert werden muss.

Gelöst werden können diese Forderungen durch Brake-by-wire- Systeme mit Wegsimulator. Hierbei ist der Haupt zylinder (HZ) bzw. Tandem-Haupt zylinder (THZ) für die Rückfallebene bei Ausfall des Bremssystems ausgelegt. Dies erfolgt durch ent ^¬ sprechende Dimensionierung mit kleinem Durchmesser. Dadurch entstehen höhere Drücke bei einer entsprechenden Fußkraft. Das notwendige Bremsflüssigkeits-Volumen für 0,64 g und entsprechenden Druck ist relativ klein im Vergleich zu dem bei maximalem Druck bei voller Fahrzeugverzögerung und Fading. Das notwendige Volumen kann ein THZ auch bei größerem Hub nicht voll aufbringen. In der DE 10 2009 043 494 der Anmelde ^¬ rin ist hierfür eine Lösung vorgeschlagen mit Speicherkammer, welche bei höheren Drücken entsprechende Volumen in den

Bremskreis einspeist. Ferner ist in der DE 10 2010 045 617 AI der Anmelderin eine weitere Lösung beschrieben, bei der über entsprechende Ventil- und THZ-Steuerung Volumen vom Hauptzylinder aus dem Vorratsbehälter in den Bremskreis gefördert wird. Bei Fahrzeugen mit großer Volumenaufnahme, z. B. SUV und Kleintransportern, muss die Auffüllung der Bremskreise beim Abbremsen schon vor dem Blockierdruck für high μ notwendig erfolgen. Beide Lösungen stellen eine hohe Anforderung an die Dichtheit der Ventile. Außerdem sind mit der zusätzlichen Auffüllung der Bremskreise eine Unterbrechung des Druckauf ^¬ baus und kleine Bremsverluste verbunden.

In der DE 10 2011 111 369 der Anmelderin ist ein System mit Zusatzkolben beschrieben, welches das erforderliche Druckmit ^¬ telvolumen bringt und den Vorteil hat, dass es von der Motor ^¬ spindel betätigt wird und in der Rückfallebene nicht wirksam ist, d. h. die vorgegebene Verzögerung ermöglicht. Nachteilig können sich hierbei unter Umständen die entsprechend hohen Kräfte auswirken, welche die Spindel, den Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) und die Lager belasten.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist die Einbaulänge. Hierzu gibt es bei Bremssystemen zwei unterschiedliche Bau ^¬ formen, die sog. „Serielle Bauform" S und die „Parallele Bau ^¬ form" P (nachfolgend auch „S-System" bzw. „P-System" genannt) . Darunter ist zu verstehen, dass beim S-System die Hauptkomponenten (wie z. B. in DE 10 2011 111 369) der Hauptzylinder THZ, Motor mit Kugel-Gewinde-Getriebe KGT und Hilfs ^¬ kolben in einer Achse angeordnet sind und beim P-System (wie z. B. in DE 10 2012 222 897 AI), der Haupt zylinder THZ in einer Achse und eine Kolben-Zylinder-Einheit (Plunger) zur Vo ^¬ lumenbereitstellung mit Motor in einer seitlich versetzten zweiten Achse angeordnet sind.

Die P-Systeme erfordern weniger Baulänge, sind aber aufwändi ^¬ ger und unterscheiden sich zu S-System auch in der Fehlersicherheit. Gemäß der DE 10 2013 111 974.3 der Anmelderin ist ein P-System mit Doppelhubkolben und THZ ausgeführt, welches in der Baulänge und der Ventilschaltung noch nicht allen Anforderungen genügt.

Aus der WO 2012/017037 und der WO 2011/157347 ist auch bereits eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der ein angetriebener Doppelhubkolben Verwendung findet, um

Bremsdruck in den Radbremsen aufzubauen. Beiden Anmeldungen ist gemeinsam, dass über sogenannte Einspeiseventile das För ^¬ dervolumen über eine einkreisige Verbindungsleitung vom Doppelhubkolben den Bremskreisen zugeführt wird. Eine alternati ^¬ ve getrennte Zuführung zu den Bremskreisen wiederum über Einspeiseventile beinhaltet ein Verbindungsventil, welches die Bremskreise zusammenführt. Beide Lösungen sind fehlerkritisch da bei Bremskreisausfall und Ausfall der Einspeiseventile ein Ausfall der Bremskraftverstärkung oder ein Totalausfall der Bremse die Folge ist. Auch bei der DE 2006 030 141 ist eine einkreisige Verbindungsleitung vorgesehen, welche über Umschaltventile mit Verbrauchern verbunden ist. Diese Ventile haben eine zusätzliche Verbindung zum Vorratsbehälter. Hier ist ebenfalls die einkreisige Verbindung mit Umschaltventilen fehlerkritisch, wenn sicherheitsrelevante Verbraucher eingesetzt werden, wie z.B. Brems- oder Getriebesysteme. Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betätigungssys ^¬ tem, insbesondere in Form eines elektrohydraulischen Bremssystems oder einer Brake-By-Wire-Bremsanlage mit einem inte ^¬ grierten Wegsimulator bereitzustellen, wobei das Betätigungssystem eine elektrohydraulische Druckerzeugungseinheit, ins ^¬ besondere einer Druckerzeugereinheit bestehend aus einem Elektromotor, einem Getriebe und einem Plunger-System, aufweist .

Lösung der Aufgabe

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merk ^¬ malen des Patentanspruchs 1.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung und ihren Ausgestaltungen wird vorteilhaft ein Wegsimulator in einer Brake-by-Wire- Bremsanlage mit kurzer Baulänge und hoher Fehlersicherheit geschaffen, wobei es in seiner Komplexität im Vergleich zu üblichen Wegsimulatorkonzepten, wie sie beispielhaft aus DE 102013222859 und WO 2012/017037 vorbekannt sind, im Aufwand deutlich reduziert ist, eine hohe Fehlersicherheit, insbeson ^¬ dere durch mechanischen Durchgriff bei Systemausfall, und zu ^¬ dem dem Fahrer eine Rückmeldung auf veränderte Betriebszu- stände liefert. Insbesondere sind dafür verschiedene Pedal- Weg-Charakteristiken für den Betrieb im Normalbetrieb, ABS und Fading-Betriebszustand steuerbar und damit für den Fahrer spürbar .

Durch die vorteilhafte Integration des Wegsimulators ergeben sich geringe Kosten, eine hohe Fehlersicherheit, ein natürli ^¬ ches Pedalgefühl und Rückmeldungsmöglichkeit des Fahrers bei veränderlichem Betriebszustand, z.B. Normalbremsfunktion, ABS oder ESP-Betrieb, Fadingzustand. Zudem ist der erfindungsge- mäße Wegsimulator auch für Fahrzeuge mit Rekuperation von Bremsenergie funktional einsetzbar.

Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen enthalten, auf die hier auch zu Beschreibungszwecken der Einfachheit halber Bezug genommen wird. Das erfindungsgemäße Betätigungssystem zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass der Pedalstößel zur Erzielung einer proportionalen Rückwirkungskraft auf das Bremspedal genutzt wird. So kann in einer ersten Ausführungs ^¬ form vollständig auf eine zusätzliche getrennt angeordnete Kolben-Zylindereinheit verzichtet werden, wodurch die für das Pedalgefühl bestimmende Rückstellkraft, insbesondere im Nor ^¬ malbetrieb ausschließlich, mittels des Pedalstößels generiert wird. Die Pedalrückstellfederkraft kann dabei vernachlässigt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass in einer weiteren Ausführungsform, wie sie beispielhaft in Figur 6 dargestellt ist, in einem ersten weicheren Bereich die für das Pedalgefühl bestimmende Rückwirkungskraft ausschließlich über den Pedalstößel generiert wird, wobei zusätzlich ein aus dem Stand der Technik bekannter Wegsimulator bestehend aus einer Kolben-Zylinder-Einheit verwendet wird, der im härteren bzw. steiferen Bereich die größere Rückwirkungskraft generiert. Dabei kann jedoch die über den Stößel auf das Bremspedal bzw. den Hilfskolben wirkende Rückstellkraft zusätzlich wirken, so dass die Feder (n) im zusätzlichen Wegsimulator kleiner ausgebildet werden können, wodurch vorteilhaft nicht nur Platz, sondern auch Gewicht und Kosten gespart werden können.

Zur Erzielung der Rückwirkungskraft liegt der Pedalstößel mit seinem Freien in einem Arbeitsraum des ersten Kolben- Zylinder-Einheit ein und ist mit seinem anderen Ende mit dem Hilfskolben verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet. Bei Ausfall der Bremskraftverstärkung bzw. in der Rückfall- ebene wirkt der Pedalstößel mit seinem freien Ende gegen ei ^¬ nen Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit und verstellt diesen zum Druckaufbau in den Bremskreisen. Im Normalbetreib stößt der Pedalstößel nicht gegen den Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit, so dass der im Arbeitsraum herrschende Druck den Pedalstößel in Richtung Bremspedal drückt. Die re ^¬ sultierende Rückwirkungskraft auf den Pedalstößel ist dabei abhängig von der Querschnittsfläche des Pedalstößels, welche entsprechend den Anforderungen an das Betätigungssystem gestellt sind, sowie von dem mittels der zweiten Druckquelle im Arbeitsraum der ersten Kolben-Zylinder-Einheit eingestellten bzw. geregelten Drucks.

Der Hilfskolben ist in einem Zylinder angeordnet und bildet zusammen mit diesem einen Arbeitsraum, der über Hydraulikleitungen und gesteuerten Ventilen mit dem Vorratsbehälter oder einem Bremskreis verbindbar ist. Sofern ein zusätzlicher Wegsimulator gemäß der oben beschriebenen weiteren Ausführungsform vorgesehen ist, ist der Arbeitsraum zudem mit dem zusätzlichen Wegsimulator über eine Hydraulikleitung zu verbinden. Evtl. sind weitere Ventile vorzusehen, mittels denen z.B. der Wegsimulator in der Rückfallebene von dem Arbeitsraum und der Hydraulikleitung zum Bremskreis trennbar ist.

Sofern kein zusätzlicher Wegsimulator vorgesehen ist, ist der Hilfskolbenkreis bzw. der Arbeitsraum im Normalbetrieb druck ^¬ los. Dies erfolgt dadurch, dass durch Öffnen eines Ventils der Arbeitsraum mit dem Vorratsbehälter in Verbindung ist. Eine gewisse Drosselwirkung beim Anbremsen kann durch Betrieb mit Pulsweitenmodulation (PWM) durch dieses Ventils (WA) erzielt werden. Sofern ein zusätzlicher Wegsimulator vorgesehen ist, wird dieser durch Schließen des den Hilfskolbenkreis mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ventils wirksam und erzeugt einen Druck im Hilfskolbenkreis, welcher gegen den Hilfskol- ben wirkt und eine Rückwirkungskraft für das Pedalgefühl er ^¬ zeugt. Sowohl mit als auch ohne zusätzlichen Wegsimulator ist es möglich eine adaptive Kennlinie für die Rückwirkungskraft auf das Bremspedal bereitzustellen.

Mittels der Pedalwegsensoren wird ein Signal für die Drucksteuerung der zweiten Druckquelle generiert. Die zweite

Druckquelle, insbesondere in Form eines elektromotorisch an ^¬ getriebenen Doppelhubkolbens, kann in einem oder beiden

Bremskreisen einen Druck aufbauen, der über einen Schwimmkolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit auf den anderen Brems ^¬ kreis übertragen wird. Dieser Druck wirkt auch auf den Pedalstößel zur Erzeugung der Rückwirkungskraft . Der in beiden Bremskreisen herrschende Druck wird dient als Vordruck für eine Druckmodulation mittels der Ventile des Ventilblocks in den Radbremsen. Damit kann der Druck in den Radbremsen unterschiedlich zum Vordruck sein, der auf den Pedalstössel wirkt.

Hierdurch kann vorteilhaft Folgendes erreicht werden: a) durch Schließen der Ventile im Ventilblock zu dem Radzylinder und Erhöhung des Vordruckes kann eine Rückwirkung auf den Pedalstößel erzielt werden, der eine zu ^¬ sätzliche Rückwirkungskraft erzeugt. Zudem kann bei hö ^¬ herem Druck der Hilfskolben bewegt werden, wodurch nicht nur eine erhöhte Rückwirkungskraft sondern auch das Bremspedal zurückbewegt werden kann. b) Durch kurzzeitiges Schließen des den Hilfskolbenkreis mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ventils (WA) wird der Hilfskolben blockiert. Anschließend kann der Vordruck in den Bremskreisen mittels der zweiten Druckquelle erhöht oder abgesenkt werden und über die Venti ^¬ le des Ventilblocks der erforderliche Bremsdruck in den Radbremsen eingesteuert bzw. -geregelt werden. Hier- durch ist z.B. ein MUX-Betrieb möglich, bei dem jeder Radbremse lediglich ein Ventil zugeordnet ist, über das Bremsmittel zum Bremsdruckaufbau in die Radbremse hin ^¬ ein und zum Bremsdruckabbau aus der Radbremse heraus in den jeweiligen Bremskreis gefördert werden kann. Nach Beendigung, z.B. des MUX-Betriebes , kann wieder der bisherige Vordruck in den Bremskreisen eingesteuert und das WA-Ventil geöffnet werden. Dieser Vorgang nimmt in der Regel nicht mehr als 10-20 ms in Anspruch, und ist für den Fahrer am Bremspedal kaum wahrnehmbar. Damit besteht keine starre Zuordnung von eingestelltem Vordruck in den Bremskreisen und der daraus resultierenden Pedalwirkung mehr.

Wie bereits ausgeführt, wirkt im Normalbetrieb der Bremsdruck auf den Pedalstossel und erzeugt eine druckproportionale Rückwirkungskraft auf das Bremspedal. In diesem Fall ist der Hilfskolben bzw. -kreis drucklos und das Bremsmittelvolumen im Arbeitsraum wird über ein Ventil WA in den Vorratsbehälter gefördert. Das Ventil ESV ist zur Trennung des Hilfskolben- kreises und des Bremskreises geschlossen. Dies gilt auch für die Ausführungsform mit zusätzlichem Wegsimulator im weichen Bereich I gemäß Figur 6.

Im ABS-Betrieb kann die Pedalcharakteristik durch Öffnen des ESV-Ventils verändert werden und durch Schließen des WA- Ventils das Bremspedal steif geschaltet werden. Damit ist ei ^¬ ne andere Pedalweg-Kraft-Charakteristik einstellbar. Zudem ist eine pulsierende Rückwirkung auf das Bremspedal, ähnlich dem heutigen ABS, durch Taktung des WA-Ventils möglich. Weitere Möglichkeiten der Veränderung der Pedalweg-Kraft- Charakteristik, z.B. Fading, sind möglich und in den Figuren dargestellt und beschrieben. Zudem ist eine hohe Fehlersicherheit gewährleistet, insbeson ^¬ dere durch Dichtheitsprüfung der Komponenten des Wegsimulators z.B. durch Pre-Drive-Checks , einem redundanten Wegsensor und einem Kraftwegsensor (KWS), der den Differenzweg des Pe ^¬ dalwegs auswertet und eine Pedalkraft ermittelt.

Auch ist eine hohe Sicherheit bei Systemausfall gewährleis ^¬ tet. Durch entsprechende Steuerung des ESV-Ventils wird bei Systemausfall in einer ersten Phase das Volumen des Hilfskol ^¬ bens in die Bremsanlage geführt. In einer zweiten Phase wirkt der Pedalstössel auf den Kolben des Hauptbremszylinders. Ab ^¬ hängig von der Position des Schwimmkolbens wird die Rückfall ^¬ ebene bei Systemausfall gesteuert. Dabei ist ein Sensor zur Positionsmessung des Kolbens der Hauptbremszylinder hilfreich .

Die erfindungsgemäße Bremsanlage, die im Zusammenhang mit der Erfindung des Wegsimulatorkonzeptes ausgeführt ist, baut auf der DE 10 2014 109 628.8 der Anmelderin auf (auf die auch zu Offenbarungs zwecken insoweit Bezug genommen wird) , wobei ne ^¬ ben dem Verzicht der Trennventile TV auch noch weitere Ven ^¬ tile (Ventile EA) nicht benötigt werden. Das bedeutet neben Kosteneinsparung auch eine Erhöhung der Fehlersicherheit, da die beiden Druckkammern des Doppelhubkolbens DHK jeweils ge ^¬ trennt mit einem Bremskreis verbunden sind. Hiermit ist nun eine 2-kreisige Druckversorgung zum 2-kreisigen Bremssystem gegeben, was eine höhere Fehlersicherheit und Transparenz der Fehler ermöglicht.

Mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage und ihren Ausführungs ^¬ formen wird das Potential eines Doppelhubkolbens mit unter ^¬ schiedlichen Wirkflächen umgesetzt mit Vorfüllen, insbesondere bei niedrigem Druck (< 50bar) . Hierzu ist eine Verbindung zwischen den Druckkammern des Doppelhubkolbens vorgesehen, die über ein Ventil unterbrochen werden kann. Bei voller Nut- zung des Doppelhubkolbens mit unterschiedlichen Wirkflächen kann in einem ersten Hubbereich bei kleineren Drücken die größere Wirkfläche bei gesperrter Verbindung zu den Druckräu ^¬ men des Doppelhubkolbens wirken. Danach bewirkt bei geöffne ^¬ tem Ventil die Verbindung beim Vorhub eine kleinere wirksame Fläche (Differenz der beiden Wirkflächen) . Damit sind kleinere Kolbenkräfte erforderlich, was bei höheren Drücken ein Vorteil ist, wegen der geringeren Spindelkraft und des gerin ^¬ geren Motormomentes.

Es lassen sich nun auf dieser Basis durch entsprechende zu ^¬ sätzliche Ventile die Funktionen erweitern. In der Figur 7 der DE 10 2014 109 628.8 ist das Vorfüllen des Bremskreises durch ein Überdruckventil mit fester Einstellung beschrieben. Dies kann verbessert werden durch ein Magnetventil, welches eine variable Vorfüllung erlaubt und auch das Volumen des Rückhubes in den Bremskreis HL2 fördern lässt. Die Schließfe ^¬ der des Ventils werden aus Sicherheitsgründen auf den Blockierdruck z. B. 200 bar gelegt, damit bei Ausfall von Brems ^¬ kreis BHL2 ein Vorfüllventil eine Förderung in diesen Kreis verhindert .

Der Druckabbau erfolgt hier über die Öffnung der Auslassventile gemeinsam in beiden Bremskreisen und wird vom Druckgeber gemessen .

Ist dieses nicht gewünscht, so kann über ein weiteres Ventil der Druckabbau über den Doppelhubkolben (DHK) erfolgen, wenn nur der Vorhub zum Druckaufbau z. B. bis 200 bar genutzt wird. Mit diesem Ventil ist auch der Multiplex Betrieb mög ^¬ lich, bei dem sowohl Druckaufbau und Abbau über den Doppel ^¬ hubkolben (DHK) erfolgt. Hier ersetzt der Doppelhubkolben (DHK) beim seriellen System den Druckstangenkolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit . In einer weiteren Ausbaustufe kann auch mit einem zusätzlichen Ventil für den Rückhub Druckabbau beim Rückhub über den Doppelhubkolben (DHK) erfolgen.

Weiterhin ist ein Positionssensor für den Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (Schwimmkolben SK) vorgesehen, welcher es ermöglicht, den Schwimmkolben durch entsprechende Schaltung des Rückhubes in einer Stellung zu positionieren, welche für die Rückfallebene z. B. bei Ausfall des Motors ein größeres Volumen in den Bremskreis HL1 fördert.

Sehr wichtig ist die Diagnose verschiedener Funktionen z. B. auch der Hilfskolbenkreis . Hierzu wird vom Doppelhubkolben (DHK) Druck in diesen Kreis eingeleitet. Hierzu muss der Kreis geschlossen sein. Bei geschlossenem Kreis ist jedoch ein Druckausgleich bei geparktem Fahrzeug und ansteigender Temperaturen notwendig. Hierzu ist zweckmäßig entweder eine Saugventil-Drossel-Kombination oder bei Hilfskolben mit

Schnüffelloch ein Strömungsventil vorgesehen, welches bei Druckbeaufschlagung des Hilfskolbens schließt.

Beim seriellen System ist der Kolbendurchmesser der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) gegeben durch das Vo ^¬ lumen und max . Pedalkraft entsprechend den Vorschriften. Da ^¬ gegen besteht beim parallelen System mit Doppelhubkolben (DHK) ein großer Spielraum für Kolbendurchmesser, Hub, Spindelkraft und Motormoment. Zusätzlich noch durch Vorfüllen kann das Volumen erheblich verbessert werden, was aus einem Kolbenhub dem Bremssystem zugeführt wird.

Nach dem Stand der Technik wird die Volumenbilanz des Bremssystems bestimmt durch den Hub des Förderkolbens (Hauptzylin ^¬ der oder Plunger) . Die Volumenaufnahme eines Fahrzeuges hängt wesentlich von der Elastizität der Bremssattel, Druck und Fahrzeuggewicht ab. Vom Kleinwagen bis zum SUV fast Faktor 2.

Durch Nachfördern mit Rückbewegung der Kolben wird bei einigen Systemen weiteres Volumen gewonnen, was aber mit erheblichem Zeitverlust 100 - 200 ms verbunden ist.

Beim Doppelhubkolben (DHK) stehen als Stufenkolben zwei Kolbendurchmesser = Flächen zur Verfügung und zugleich eine schnelle Umschaltung von Vorhub auf Rückhub ohne nennenswerte Zeitunterbrechung. Damit können die Kolbenhübe kleiner ausgelegt werden oder die Kolbenflächen, welche proportional zum Druck die Spindelkraft und das Motormoment bestimmen. Das heißt im Vergleich zum seriellen System können die Spindelkräfte bis zu 50 % reduziert werden, was gegebenenfalls ein kleineres Getriebe (Kugel-Gewinde-Getriebe KGT) oder eine kostengünstige KunstStoffmutter für das Getriebe möglich macht. Wie schon erwähnt, kann zusätzlich beim Vorfüllen mit der großen Fläche die Volumenförderung / Hub erheblich verbessert werden. Bekanntlich kann ein Motor bei gleicher Leistung optimiert werden durch höhere Drehzahl bei entsprechend kleinerem Drehmoment. Dieses bestimmt im Wesentlichen die Baugröße und Gewicht. Dies kann beim Doppelhubkolben (DHK) genutzt werden durch kleinere Kolbendurchmesser = kleinere Spindelkraft = Motormoment bei größerem Hub. Dieser ist durch Vorhub und Rückhub des Doppelhubkolbens (DHK) ideal zu opti ^¬ mieren .

Beschreibung der Figuren

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausführungen bzw. Ausgestaltungen sind nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrie ^¬ ben . Es zeigen:

Fig. 1: ein System ohne Einlass-/Auslassventile EA mit einer vereinfachten Wegsimulatoreinrichtung;

Fig. la: Kennlinien der Wegsimulatoreinrichtung;

Fig. 2: ein System mit einem Magnetventil V _F für Vorfüllung alternativ mit Wegsimulator gem. Fig. 7 der DE 10 2014 109 628.8 der Anmelderin;

Fig. 3: ein System mit einem Ventil D _ab -VH, bei der über

Vorhub ein Druckabbau mit dem Doppelhubkolben DHK erfolgt ;

Fig. 3a: ein System gem. Fig. 3 mit einer Anwendung für autonomes Fahren; und

Fig. 4: zeigt ein System, bei dem sowohl bei Vorhub als auch

Rückhub der Druckabbau mit dem Doppelhubkolben DHK erfolgt ;

Fig. 5: Betätigungssystem mit einem Tandemhaupt zylinder und einem vorgeschalteten Hilfskolben;

Fig. 6: Betätigungssystem mit einem zusätzlichen Wegsimulator zur Erzeugung einer Rückwirkungskraft zur Versteifung der Bremse.

Das in Figur 1 dargestellte System weist bezüglich des grund ^¬ sätzlichen Aufbaus zahlreiche Übereinstimmungen mit dem der Figur 7 der DE 10 2014 109 628.8 der Anmelderin auf, so dass dieser hier nur kurz beschrieben ist. Es ist eine erste

Druckquelle, in Gestalt einer Kolben-Zylinder-Einheit (Haupt ^¬ zylinder) , eine zweite Druckquelle bzw. Kolben-Zylinder- Einheit mit Doppelhubkolben (DHK) und eine dritte Druckquelle bzw. Kolben-Zylinder-Einheit mit Hilfskolben 16 vorgesehen. Auf den Hilfskolben 16 wirkt über einen Kraft-Weg-Sensor KWS (im Folgenden noch näher beschrieben) mit zwei Pedalwegsensoren 2a, 2b die Betätigungseinrichtung, insbesondere Bremspe ^¬ dal 1. Die Bewegung des Hilfskolbens kann mittels eines Pe ^¬ dalstößels 3 auf den Kolben SK der ersten Kolben-Zylinder- Einheit (Hauptzylinder) übertragen werden. Der Kolben DHK der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit wird mittels eines elektrome- chanischen Antriebes mit Motor und Kugel-Gewinde-Getriebe KGT angetrieben. Der Schwimmkolben SK bildet auf seiner Vorderseite und seiner Rückseite je eine getrennte Arbeitskammer die jeweils über eine hydraulische Leitung HLl bzw. HL2 mit einer Ventileinrichtung bzw. einem Ventilblock VBL verbunden sind. Auch der Doppelhubkolben DHK der zweiten Kolben- Zylinder-Einheit bildet zwei getrennte Arbeitskammern 10a bzw. 10b, wobei der Kolben unterschiedliche Kolbenwirkflächen aufweist und wobei die Arbeitskammern über hydraulische Lei ^¬ tungsabschnitte HL7 bzw. HL8 mit den hydraulischen Leitungen HLl bzw. HL2 verbunden sind. Von den Arbeitskammern 10a, 10b des Doppelhubkolbens führen hydraulische Leitungen (gestri ^¬ chelt gezeichnet) in die Rückschlagventile Sl bzw. S2; ge ^¬ schaltet sind zudem Vorratsbehälter VB . In den Leitungsabschnitten HL7 und HL8 sind ebenfalls jeweils Rückschlagventi ^¬ le V3 bzw. V4 angeordnet. Außer diesen Ventilen sind bei der in Figur 8 dargestellten Ausführung vor dem Ventilblock VBL keine Ventile in den Bremskreisen vorgesehen. Auf diese Weise werden Bremskreise gebildet, die durch den Kolben SK getrennt sind jedoch durch Verschieben des Kolbens SK und damit verbunden entsprechendes Volumen in zwei Kreisen hydraulisch zusammenwirken können. Von einer Arbeitskammer des Hilfskolbens 16 führt eine hydraulische Leitung HL3 über ein stromlos of ^¬ fenes Ventil ESV zur hydraulischen Leitung bzw. Bremskreis HL2. Eine weitere hydraulische Leitung HL6, in die ein ström- los geschlossenes Ventil WA geschaltet ist, führt von der Leitung HL3 zu einer hydraulischen Rücklaufleitung R, die zu einem Vorratsbehälter VB führt. Eine erforderliche elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) für den Motor und die weiteren elektrischen Komponenten ist nicht dargestellt.

Bei der Ausführung gem. Figur 1 erfolgt der Druckaufbau beim Anbremsen aus dem Arbeitsraum 10a der zweiten Kolben- Zylinder-Einheit (Doppelhubkolben DHK) über das Ventil V3 beim Vorhub direkt in den Bremskreis HL2 und über den Ar ^¬ beitsraum des Kolbens SK der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) in den Bremskreis HL1. Das Ventil ESV ist hierbei geschlossen und das Ventil WA ist geöffnet, abhängig vom Arbeitsbereich des Wegsimulators WS.

Sollte das Volumen oder der entsprechend erreichte Druck nicht ausreichen, so erfolgt beim Rückhub des Doppelhubkol ^¬ bens Volumenförderung in den Bremskreis HL1. Dieser bewegt wiederum den Schwimmkolben SK nach rechts, so dass eine weitere Drucksteigerung in Bremskreis HL2 stattfindet. Hierbei wird der Schwimmkolben SK möglichst in die Anfangsstellung bewegt, gegebenenfalls durch Öffnung des Bremskreises HL2 über ein AV Ventil zum Volumenausgleich in die R-Leitung. Die Position des Schwimmkolbens SK wird gemessen über einen Sensor S _S K mit Target 28. Dies hat einen Vorteil bei Ausfall des DHK oder Motors für die Rückfallebene. Mit dem Sensor SSK kann die Position des Schwimmkolbens SK im Zylinder über entsprechende Ansteuerung des DHK und entsprechender Ventilschaltung eingestellt bzw. eingeregelt werden. Dies hat ins ^¬ besondere Vorteile für einen möglichen Wechsel in die Rück ^¬ fallebene. Durch die Ausgangsposition kann mehr Volumen vom Schwimmkolben SK gefördert werden als in der Endposition. Dasselbe kann gemacht werden bei μ-Sprung auf niedriges Ni ^¬ veau und damit Druckabbau in den Radkreisen. Hierbei wird nach dem ersten Druckabbau bei den folgenden durch Rückhub der Kolben in eine günstige Position bewegt, ideal als Funk ^¬ tion der Stellung des Hilfskolbens 16. Wenn der Schwimmkolben SK in der Anfangsstellung (rechts) auf den Anschlag trifft, wird zuvor das Ventil VVB und damit der Rücklauf geschlossen. Das Schließen erfolgt auch zusätzlich, wenn die Primär- oder Sekundärdichtung des Kolbens SK ausfällt. Dies wird zuvor von der Diagnoseschaltung erkannt, wenn die Relation von Druck und Fördervolumen des Doppelhubkolbens DHK nicht mit der Druck-Volumen-Kennlinie des Bremssystems übereinstimmt.

Der Schwimmkolben SK läuft in beiden Endstellungen auf Federn F _D vor dem Anschlag auf. Dies hat den Vorteil, dass durch den Anschlag A das Kugel-Gewinde-Getriebe KGT nicht so stark be ^¬ lastet wird und durch Stromanstieg entsprechend der Feder ^¬ kraft F ₀ der Anschlag gemessen werden kann.

Die Wegsimulatoreinrichtung WS unterscheidet sich wesentlich zu dem der DE 10 2014 109 628.8 der Anmelderin. Der Hilfskolben 16 fördert nach Schließen des Ventiles WA ein entspre ^¬ chendes Volumen in den Kolben des Wegsimulators. Die Feder ergibt eine Gegenkraft welche einen Druck erzeugt. Dieser Druck wirkt dann auf den Hilfskolben und damit auch die Pedalkraft. Bei offenem Ventil WA in einer ersten Stufe des Wegsimulators wird die Pedalrückwirkung erzeugt durch die Rückstellfeder 18. Bei der erfindungsgemäß stark vereinfachten Wegsimulatoreinrichtung wird die Pedalrückwirkung zum Hauptteil durch die Druckkraft des Pedalstößels 3, auf den der Bremsdruck einwirkt, erzeugt. Dieser ist bei einem WS- System eine Funktion des Pedalweges S _PS , gemessen von den Pe ^¬ dalwegsensoren 2a, 2b und geregelt nach dem Hub des Doppel ^¬ hubkolbens (DHK) oder Druckgeber DG. Bei der erfindungsgemä ^¬ ßen Wegsimulatoreinrichtung wird mit anderen Worten mittels Pedalwegsensoren 2a/2b der Druck bestimmt, der mittels des Motors und des Doppelhubkolbens DHK erzeugt wird. Dieser Druck wirkt im Druckraum 12a. Damit wirkt der Druck auch auf die Kolbenfläche des Pedalstößels 3 und erzeugt die erwünsch ^¬ te druckproportionale Rückwirkung auf das Bremspedal.

Im Hilfskolben 16 ist eine starke Feder zwischen diesem und einem Zwischenkolben zum Pedal angeordnet. Bei Pedalbetäti ^¬ gung entsteht hier ein kraftabhängiger Differenzweg, der über die beiden Pedalwegsensoren 2a/2b gemessen wird. Diese Anordnung wird daher als Kraft-Weg-Sensor KWS bezeichnet und wird insbesondere zur Fehlerdiagnose verwendet.

Die Abstimmung von Kolbenhub und Wirkfläche = Volumen zum Druckaufbau im Bremssystem kann hier variiert werden für die Optimierung des EC-Motors des Antriebes, was zweckmäßig mit einer Reduzierung des Motormomentes bei höherer Drehzahl realisiert wird. Oft wird hierzu ein Untersetzungsgetriebe ver ^¬ wendet. Vorteilhaft kann jedoch ohne Getriebe eine entspre ^¬ chende Kolbenwirkfläche mit entsprechendem Hub eingesetzt werden .

In Figur la sind die Kennlinien dargestellt, indem die Pedal ^¬ kraft F _P vorwiegend druckproportional ist. Hierbei können die Kennlinien adaptiv gestaltet werden. Die Normalkennlinie ent ^¬ spricht b, bei der beim Aussteuerpunkt des WS zu 40 % des Pe ^¬ dalweges WSA ein harter Anschlag erfolgt. Hier ist der max . Druck eingesteuert. Dieser Aussteuerpunkt kann entsprechend Kennlinie a vorgelegt werden, was z. B. relevant ist bei ho ^¬ her Pedalgeschwindigkeit. Hier ist durch einen kleineren Weg schneller der Druck auf max. Wert. Im Gegensatz kann ein Fading dem Fahrer wie heute durch eine einem längeren Pedalweg entsprechende Kennlinie c signalisiert werden. Bei ABS- Funktion, insbesondere bei low μ, kann wie heute der Pedalweg begrenzt werden, was sich in einem harten, pulsierenden Pedal bemerkbar macht. So kann durch Schließen von Ventil WA das Pedal steif werden. Hierbei kann auch noch eine kleine Pedal ^¬ bewegung erzeugt werden, indem durch kurzes Öffnen von Ventil ESV der Bremsdruck auf den Hilfskolben wirkt und nach Schließen kurzzeitig das Ventil WA geöffnet wird. Damit entsteht eine Pedalbewegung ähnlich dem heutigen ABS, welche sinnvoll nur zu Beginn der ABS Funktion wirken kann.

Dieses Wegsimulator-Konzept ist bei hoher Rekuperat ionsleis- tung / Drehmoment des Generators nachteilig, da entsprechend der Bremsdruck kleiner ist und damit auch die Pedalkraft. Hier kann das Wegsimulator-Konzept aus der DE 10 2014 109 384.4 der Anmelderin (dort Figur 7 und Figur 9) mit einem hydraulischen Wegsimualtorkolben eingesetzt werden.

Es gibt zahlreiche Fälle der Bremsbetätigung zu berücksichti ^¬ gen. Im Normalfall wird nach einer Bremsung das Bremspedal 1 wieder in die Ausgangsstellung zurückgestellt. Hierbei wird auch der Doppelhubkolben DHK wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Bei der sog. Stotterbremse wird der Bremsdruck reduziert und wieder erhöht. Hierbei gibt es für den Doppel ^¬ hubkolben unterschiedliche Schaltungsmöglichkeiten: a) beim Druckabbau bewegt sich der Doppelhubkolben DHK zurück in die vom Pedalweg bzw. Bremsdruck bestimmte Stellung entsprechend der Druck-Volumen-Kennlinie. Das Rückhubvolumen gelangt in die hydraulische Leitungen HL8 und HL1 zum Druckabbau über Ventil AV; b) der Doppelhubkolben DHK verharrt beim Druckabbau in seiner Position. Der nächste Druckaufbau erfolgt über den Vorhub oder den Rückhub mit entsprechender Ventilschal ^¬ tung, wenn notwendig Rückhub mit offenem und Vorhub mit ge ^¬ schlossenem Ventil VF. Bei Bremsende wird der Doppelhubkolben DHK in seine Ausgangsstellung bewegt; c) wie a) Bei Rückhub in die vom Bremsdruck bestimmte Position wird über ein zusätzliches (nicht gezeichnetes) Magnetventil das Volumen des Rückhubes in die Rücklaufleitung R, Leitung HL6 zum Vorrats- behälter VB geleitet. Das zusätzliche Magnetventil ist zwi ^¬ schen Doppelhubkolben und Ventil V4 in die Leitung angeschlossen .

Im Gegensatz zur DE 10 2014 109 384.4 der Anmelderin (dort Figur 7) wirken die Rückfallebenen unterschiedlich, da z. B. ein Ausfall des Kolbens oder der Feder des Wegsimulators WS entfällt .

Fällt z. B. die Dichtung des Hilfskolbens 16 aus oder ist Ventil WA undicht, so hat dieses bei der Normalbremse keine Auswirkung. Daher muss in einer Diagnose die Dichtheit ge ^¬ prüft werden. Dies geschieht bei jedem Druckabbau, bei dem bei niedrigem Druckniveau die Ventile ESV und WA geschlossen werden und eine Undichtheit vom Druckgeber erfasst wird. Ein Test über eine kleine Zeitdauer wird vom Fahrer nicht be ^¬ merkt. Es kann aber in größeren Zeitabständen ein sogenannter Pre-Drive-Check erfolgen, indem der Doppelhubkolben DHK entsprechend Druck erzeugt. Hierbei können alle Komponenten auf Dichtheit geprüft werden.

In der Rückfallebene, z. B. Motorausfall während der ABS Re ^¬ gelung, wirkt das aus dem Arbeitsraum des Hilfskolbens 16 verdrängte Volumen über Ventile ESV und EA in den Bremskrei ^¬ sen HL1 und HL2, wobei sich ein unsymmetrischer Druckaufbau ergeben kann, abhängig von der Position des Kolbens SK. Dieser kann durch einen Druckausgleich mit der beschriebenen Positionierung des SK Kolbens reduziert werden. Bei Motoraus ^¬ fall in der Bremsung ohne ABS oder vor der Bremsung ist die Positionierung der Kolben nicht notwendig.

In der Rückfallebene 3 wirkt das Volumen aus dem Arbeitsraum des Hilfskolbens 16 voll auf den Bremskreis HL2 und das Volu ^¬ men aus dem Arbeitsraum des Schwimmkolbens entsprechend auf den Bremskreis HL1. Hierbei wirkt der Hilfskolben 16 wie ein Druckstangenkolben DK. Das eingespeiste Volumen des Hilfskolbens 16 wird bei diesem Wegsimulator ohne Wegsimulatorkolben durch kein zusätzliches Verlustvolumen belastet.

Das Ventil VVB entspricht der in der DE 10 2014 109 384.4 der Anmelderin (dort Figur 7) beschriebenen Funktion, kann aber noch erweitert werden. Wird der Schwimmkolben SK durch Rückhub an den rechten Anschlag gefahren, so kann durch Öffnung von Ventil VVB Druck abgebaut werden, was in speziellen Fällen hilfreich sein kann. In dieser Stellung kann auch das Ventil auf Dichtheit geprüft werden.

Ohne Bremsung ist der Bremskreis HL2 geschlossen. Zum Druckausgleich sind zwei Lösungen eingezeichnet. Zum einen eine Kombination aus Saugventil SV und Drossel D. Das Saugventil SV bewirkt ein Rückströmen des Volumens in den Arbeitsraum des Hilfskolbens, wenn dieser zurück läuft.

Dasselbe bewirkt eine Alternative mit Schnüffelloch SL am Hilfskolben und Ventil V ₀ .

Bei geschlossenem Kreis ist ein Druckausgleich bei geparktem Fahrzeug und ansteigenden Temperaturen notwendig. Hierzu ist entweder eine Saugventil-Drossel Kombination oder bei Hilfs ^¬ kolben mit Schnüffelloch ein Strömungsventil vorgesehen, welches schließt bei Druckbeaufschlagung des Hilfskolbens.

Die Drossel D bewirkt den Druckausgleich mit relativ kleiner Querschnittsfläche entsprechend dem kleinen Temperatur ^¬ anstiegsgradient. Diese kleine Querschnittsfläche ermöglicht einerseits eine hinreichende Dichtheit des Hilfskolbenkreise HL3 in der beschriebenen Funktion.

Der Ventilblock V _B L enthält die Regelventile Einlassventile EV für Druckaufbau und Auslassventile AV für Druckabbau, wel ^¬ che auch für die Normalbremsung genutzt werden. In Figur 1 sind die Ventile im prinzipiellen Aufbau gezeichnet und beschrieben. SO steht für stromlos offen und SG für stromlos geschlossen. Hierbei ist bei zwei Ventilen der mag ^¬ netische Teil nicht druckbelastet, siehe gestrichelte Linie. Dieser Teil steht mit dem Vorratsbehälter in Verbindung und kann kostengünstig gefertigt werden.

In den Figuren 2 bis 4 sind Ausführungsformen bzw. Abwandlungen des in Figur 1 dargestellten Systems dargestellt. Nachfolgend sind daher bezüglich der Figuren 2 bis 4 im Wesentlichen nur die Unterschiede bzgl. Aufbau und Wirkungsweise be ^¬ schrieben .

Figur 2 zeigt eine Ausbaustufe mit Magnetventil VF im Ver ^¬ gleich zu einem fest eingestellten Überdruckventil aus DE 10 2014 109 384.4 der Anmelderin (dort Figur 7).

In Figur 7 der DE 10 2014 109 628.8 der Anmelderin ist das Vorfüllen des Bremskreises durch ein Überdruckventil mit fes ^¬ ter Einstellung beschrieben. Dies kann verbessert werden durch ein stromlos geschlossenes Magnetventil VF, welches ei ^¬ ne variable Vorfüllung erlaubt und auch das Volumen des Rück- hubes in den Bremskreis 2 fördern lässt. Das Magnetventil VF (und ggf. weitere in Figur 3a dargestellte Ventile) ist (bzw. sind) in eine die beiden Arbeitskammern 10a, 10b des Doppel ^¬ hubkolbens DHK vor den Rückschlagventilen V3 und V4 verbindende hydraulische Leitung geschaltet. Die Schließfeder des Ventils werden aus Sicherheitsgründen auf den Blockierdruck z. B. 100 bar gelegt, damit bei Ausfall von Bremskreis 2 kein Volumen von Bremskreis 1 übertreten kann.

Ein schlafender Fehler wird vermieden, da die Dichtheit bei jeder Vorfallfunktion aus dem Vergleich DHK Hub und Drückänderung im Bremskreis erfasst wird. Selbst bei einem Doppel ^¬ fehler von Bremskreis 2 und Ventil VF wirkt in der Rückfall ^¬ ebene noch zusätzlich Ventil V3 als Barriere zum Bremskreis 1. In Figur 2 ist der Wegsimulator von Figur 7 der DE 10 2014 109 384.4 der Anmelderin (E138a) eingezeichnet, der die Funk ^¬ tionen eines ebenfalls adaptiven Wegsimulators WS bei starker Rekuperation abdeckt.

Auch aus Gründen der obengenannten Fehlersicherheit ist es sehr zweckmäßig, dass die Verbindungsleitung zu den beiden Druckräumen des Doppelhubkolbens DHK mit einem Überdruckventil oder einem Magnetventil vor den Rückschlagventilen angeschlossen wird. Während der Vorfüllung ist diese Verbindung durch das Überdruckventil oder das Magnetventil VF getrennt. Es wirkt dabei die große Kolbenfläche des Doppelhubkolbens DHK. Wichtig ist hierbei, dass in dieser Phase die Kolben ^¬ rückseite des Doppelhubkolbens durch entsprechende Ventil ^¬ schaltung, im Beispiel nur Ventil S2, aus dem Vorratsbehälter VB ansaugen kann. Durch die große Kolbenfläche, welche viel Volumen fördert, ist der Vorfülldruck auf weniger als 50bar begrenzt, damit die Kolbenkraft nicht zu hoch ist. Nach Öff ^¬ nen des Ventils VF wirkt dann für den restlichen Vorhub (bis zum Anschlag = Resthub) und den Rückhub nur die kleinere der Wirkflächen entsprechend dem kleineren Kolbendurchmesser des Doppelhubkolbens DHK. Dieser ist dann auch wirksam im höchsten Druckbereich wenn hier nochmals ein Vorhub notwendig ist. Dieser Kolbendurchmesser bestimmt die Kraft der Spindel des Kugel-Gewinde-Getriebes KGT und auch das Moment des An ^¬ triebsmotors. Der entsprechende Gesamthub mit den entspre ^¬ chenden Wirkflächen bestimmt das geförderte Volumen das beim Vorhub für den Blockierdruck eines Fahrzeuges ausreichend ist, abhängig von den Spezifikationen des Fahrzeugherstel- lers. Für den Rückhub wirkt die kleinere Differenzfläche der Wirkflächen mit entsprechender druckproportionaler Kolbenkraft. Das bedeutet, dass der maximale Druck beim Rückhub oder ggf. bei hohem Volumenbedarf bei einem zusätzlichen Vorhub erreicht wird. Das führt wegen der kleineren Kolbenfläche zu geringeren Kolbenkräften und entsprechender Optimierung des Spindelgetriebes und/oder des Motors.

Figur 3 zeigt eine Ausbaustufe mit einem Ventil P _ab ^~ VH, wel ^¬ ches bei der Vorhub-Funktion offen ist und sowohl Druckaufbau als auch Abbau ermöglicht im Rahmen des Volumens und Druckes bis ca. 100 bar, welche durch den Doppelhubkolben DHK beim Vorhub möglich sind. Dieser Druck genügt für 95 % aller Bremsungen. Für höhere Drücke wird dann der Rückhub notwendig. Der Druckabbau erfolgt dann durch die Ventile AV wie in Fi ^¬ gur 1.

Ohne Vorfüllung erfolgt der Druckabbau mit dem Doppelhubkol ^¬ ben bei offenem Ventil Pab-VH und Ventil VF. Der Druckabbau wird vom Druckgeber gemessen und der Doppelhubkolben bestimmt die Geschwindigkeit des Druckabbaus, gesteuert von den Pedal ^¬ wegsensoren. Der Druckabau mit dem Doppelhubkolben DHK hat u.a. den Vorteil, dass die Auslassventile AV nicht geöffnet werden müssen, was mit eine Öffnung der Bremskreise verbunden wäre. Erfolgt der Druckabbau mit Vorfüllvolumen so reicht das kleinere Volumen des Rückhubes wegen der kleineren effektiven Kolbenfläche nicht aus, um den Druck auf 0 bar zu reduzieren. Hierzu kommen zwei Lösungen in Frage. Aus dem Vorhub mit Ven ^¬ til VF ist das Volumen bekannt, welches bestimmt wird durch den Hub mit großer Kolbenfläche und Resthub mit kleinerer Kolbenfläche. Die Hubstellung beim Umschalten des Ventiles VF wird in der Steuerung des Doppelhubkolbens DHK eingelesen. Beim Druckabbau wird dann das Differenzvolumen ermittelt, was der Rückhub nicht aufnehmen kann. Dieses Differenzvolumen wird dann in der ersten Phase über das Auslassventil AV, vorzugsweise im Bremskreis 2 in den Rücklauf zum Vorratsbehälter gefördert. Das Volumen wird aus der bekannten Druck-Volumen- Kennlinie einer Druckdifferenz zugeordnet. In einer zweiten Phase erfolgt dann der weitere Druckabbauüber den Doppelhub- kolben DHK bis zum Druck 0. Ein Vorteil dieser Reihenfolge besteht in der Diagnosemöglichkeit des Ventils AV. Sollte ei ^¬ ne Undichtheit auftreten, so ist dies aus dem Druckabfall und der Hubbewgung des Doppelhubkolbens erkennbar. Die zweite, nicht gezeichnete, Lösung besteht darin, dass parallel zum Ventil V4 eien Auslassventil zum Rücklauf eingesetzt wird. Diese wird bei der Rückbewegung des Doppelhubkolbens DHK ge ^¬ öffnet zum Druckabbau bei geschlossenem Ventil VF .

Mit diesem Ventil ist auch der Multiplex (MUX) Betrieb mög ^¬ lich. Hier wird der Druckstangenkolben bei der seriellen Bauweise durch den DHK ersetzt. Auch ist es denkbar, Teil-MUX Betrieb nur für den Druckaufbau und in speziellen Fällen auch für den Druckabbau einzusetzen. Die Vorteile des MUX in die genaue Druckregelung durch entsprechende Volumenmessung des DHK sind auch hier in einer modularen Ausbaustufe möglich.

Es wird sodann auf Figur 3a Bezug genommen. Für die Anwendung autonomes Fahren erfordert das System redundante Komponenten. Beim EC-Motor kann z. B. eine redundante Wicklung mit Ansteu- erung eingesetzt werden. Fällt Dichtung D2 aus, so wirkt nicht mehr die Vorfüllung. Über den Kolben mit D3 ist immer noch eine Volumenförderung und damit Druckaufbau möglich. Fällt das Saugventil Sl, so ist kein Vorhub möglich, sondern nur Rückhub in Bremskreis HL1, ohne Druckaufbau in HL2. Dies kann gelöst werden durch ein zusätzliches VAF (S6), welches beim Rückhub Volumen neben HL1 auch in HL2 einspeist. Bei Ausfall HL1 wirkt VAF redundant zu VF als Sperrung des Volu ^¬ menflusses in den aufgefallenen HL1.

Damit ist mit wenig Aufwand auch eine Anwendung für autonomes Fahren gegeben. Figur 4 zeigt die Ausbaustufe mit D _ab Ventilen sowohl für den Vorhub als auch für den Rückhub. Somit ist auch bei Rückhub ein Druckabbau in den DHK möglich.

Damit ist weiterhin MUX in Vor- und Rückhub möglich. Weiterhin bei Öffnung aller Ventile eine Verbindung beider Bremskreise und damit Druckausgleich während der Bremsung und ABS Regelung möglich.

Mit diesen Ventilschaltungen sind alle zurzeit gefragten Funktionen möglich bei einem minimalen Aufwand und hoher Fehlersicherheit .

Die Figur 5 zeigt ein Betätigungssystem mit einem Tandemhauptzylinder HZ, in dem ein Schwimmkolben SK und ein Druckkolben DK verschieblich angeordnet sind. Die zweite Druckquelle DHK fördert Bremsmittel sowohl in den links als auch rechts vom Schwimmkolben SK angrenzenden Arbeitsraum. Über den Druckkolben DK wird ein gleicher Druck in dem Arbeitsraum 12d erzeugt, welcher auf den Pedalstößel 3 wirkt und eine Rückwirkungskraft in Richtung Bremspedal 1 erzeugt.

Die Figur 6 zeigt ein Betätigungssystem mit einem zusätzlichen Wegsimulator WS zur Erzeugung einer stärkeren Rückwir- kungskraft um die Bremse zu versteifen. Solange das Ventil WA geöffnet ist, ist der Arbeitsraum WZa mit dem Vorratsbehälter VB verbunden und somit drucklos. In diesem Fall ist der zu ^¬ sätzliche Wegsimulator WS deaktiviert und es wirkt nur die durch den Pedalstößel 3 erzeugte Rückwirkungskraft auf das Bremspedal 1. Aufgrund des geringen Durchmessers des Pedal ^¬ stößels 3 wird durch diesen nur eine verhältnismäßig kleine Rückwirkungskraft bei kleinen Bremsdrücken erzeugt. Die Brem ^¬ se ist weich und befindet sich im Bereich I des in Figur 6a dargestellten Kraft-Weg-Diagramms. Sobald das Ventil WA bei weiterhin geschlossenem Ventil ESV ebenfalls geschlossen wird, wird der zusätzliche Wegsimulator WS aktiviert. Sofern der Hilfskolben 16 mittels des Bremspedals 1 weiter nach links verstellt wird, wird ein Teil des im Arbeitsraum WZa befindlichen Bremsmittels in die Hydraulikleitung HL3 gedrückt, womit gleichzeitig aus der Hydraulikleitung HL3 Bremsmittel in den zusätzlichen Wegsimulator WS gedrückt und damit der Kolben entgegen der Kraft der im Wegsimulator WS angeordneten Druckfeder verstellt wird. Dadurch stellt sich ein Druck im Hilfskolbenkreis, bestehend aus Arbeitsraum WZa und Hydraulikleitung HL3 sowie zusätzlichem Wegsimulator WS, ein. Über den Druck auf den Hilfskolben 16 wird damit eine Rückwirkungskraft auf das Bremspedal generiert.

Bezugszeichenliste

1 Bremspedal

2a Pedalwegsensoren Master

2b Pedalwegsensoren Slave

3 Pedalstößel

7 Spindel (KGT)

8 EC-Motor

10 Doppelhubkolben (DHK)

10a Druckraum bzw. Arbeitskammer

10b Druckraum bzw. Arbeitskammer

12 SK-Kolben

12d Druckraum bzw. Arbeitskammer am Schwimmkolben SK

(Rückseite )

16 Hilfskolben

18 Pedalrückstellfeder

25 DHK-Gehäuse

27 Schnüffelloch

28 Anschlag

A Anschlag

D Blende zur Drosselung

51 Rückschlagventil bzw. Saugventil

52 Rückschlagventil bzw. Saugventil

V3 Rückschlagventil bzw. Überdruckventil

V4 Rückschlagventil bzw. Überdruckventil

VVB (stromlos offenes) Magnetventil

R Rücklauf zum Vorratsbehälter VB

KWS Kraft-Weg-Sensor

WA (stromlos geschlossenes) Magnetventil

HL1 hydraulische Leitung bzw. Bremskreisabschnitt

HL2 hydraulische Leitung bzw. Bremskreisabschnitt

HL3 hydraulische Leitung HL6 hydraulische Leitung

HL7 hydraulische Leitung bzw. Bremskreisabschnitt

HL8 hydraulische Leitung bzw. Bremskreisabschnitt

ESV (stromlos offenes) Magnetventil

BK Bremskreis

DG Druckgeber

VF (stromlos geschlossenes) Magnetventil

VAF (stromlos geschlossenes) Magnetventil

VB Vorratsbehälter

VBL Ventilblock

VD Druckausgleichsventil

F _SK Rückstellfeder SK

Pab-VH (stromlos geschlossenes) Magnetventil

Pab-RH stromlos geschlossenes) Magnetventil

AV Auslassventil ABS

EV Einlassventil ABS

Fo Feder am Kolben DK

FSK Feder am Kolben DK

VVB (stromlos offenes) Ventil zum Vorratsbehälter VB

R Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter VB

WS zusätzlicher Wegsimulator

S _SK Kolbenwegsensor für Schwimmkolben SK

VWS Ventil