WO2016096532A1 - Bremsanlage für kraftfahrzeuge - Google Patents

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WO2016096532A1
WO2016096532A1 PCT/EP2015/078945 EP2015078945W WO2016096532A1 WO 2016096532 A1 WO2016096532 A1 WO 2016096532A1 EP 2015078945 W EP2015078945 W EP 2015078945W WO 2016096532 A1 WO2016096532 A1 WO 2016096532A1
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brake
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Hans-Jörg Feigel
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    • B60T8/4086—Systems with stroke simulating devices for driver input the stroke simulating device being connected to, or integrated in the driver input device

Definitions

  • the present invention relates to a brake system for
  • Such a brake system for motor vehicles is known for example from DE 102011081463 AI.
  • the known brake system comprises an actuatable by means of a brake pedal main ⁇ brake cylinder with two pressure chambers, wheel brakes, an electrically controllable pressure supply device, a pressure control valve assembly with two valves per wheel brake, two more valves per brake circuit, of which the two isolation valves for decoupling the master cylinder pressure chambers of the wheel ⁇ ; mode brakes in the 'brake-by-wire "are needed, and a simulation device, which is connected to the pressure chambers of the master brake cylinder and which supplied via a simulator release valve and can be switched off.
  • Object of the present invention is to provide a brake system, which has a further improved availability and at the same time is inexpensive to produce. Ins ⁇ particular is to provide a brake system, which also in case of failure of an electrical power unit of
  • Brake system still allows at least one axle-specific brake pressure ⁇ adjustment.
  • the invention is based on the idea that the first master brake cylinder piston coupled to the brake pedal is designed as a stepped piston whose annular surface delimits a hydraulic chamber which is connected to the simulator chamber of the hydraulically actuable simulation device and the brake system comprises at least one solenoid valve. which is actuated by means of a first coil and a second coil electrically separated from the first coil.
  • double-actuated solenoid valve is to be understood as meaning that the solenoid valve can be actuated at least twice.An advantage of the invention is that a normally open solenoid valve can be actuated
  • Simulator valve can be used and that can be dispensed with separation valves for hydraulic decoupling of the master cylinder pressure chambers of the wheel brakes. This is achieved in that the simulation device is not connected to one of the pressure chambers of the master cylinder, so it can be hydraulically separated from the pressure chambers of the master cylinder, but is still coupled directly to the movement of the first master cylinder piston. Since the pressure chambers of the master cylinder are no longer connected to the simulator chamber are different pressures can be set in the pressure chambers of the master cylinder than the pressure in the simulator chamber, which the driver experiences. It is sufficient that only one or two solenoid valves of the brake system are twofold controlled led off and yet a achsindividuelle brake pressure ⁇ setting (electronic brake force distribution) is possible.
  • An advantage of the invention is also that the availability of the brake system and the overall deceleration is improved even when driving conditions on low coefficient of friction, with only one or two solenoid valves must be designed to be controlled twice, so that the brake system can be produced inexpensively.
  • the first master cylinder piston is thus formed as a stepped piston with at least one circular surface and an annular surface ⁇ forms, the circular area of the first pressure chamber and the annular surface bounds the hydraulic chamber, wherein a
  • Pressure effect in the chamber corresponds to a force acting on the first master cylinder piston against the direction of actuation.
  • all valves of the brake system are designed as solenoid valves.
  • the valves can be actuated by means of only one coil except for the exactly one solenoid valve which can be controlled twice or up to exactly two solenoid valves which can be controlled in duplicate.
  • the first master cylinder piston is coupled via an actuating force transmitting push rod with a brake pedal.
  • a movement of the second master cylinder piston in the direction of the first master cylinder piston is preferably limited .
  • Particularly preferred is the movement of the second Master brake cylinder piston in the direction of the first master ⁇ cylinder piston limited by a stop.
  • a higher pressure can be built up in the second pressure chamber of the master cylinder by means of the pressure ⁇ supply device, as present in the first pressure chamber.
  • the brake system includes exactly two times
  • controllable solenoid valve which is actuated by means of two electrically separated coils.
  • the brake system comprises at most two double-controllable solenoid valves, which are each actuated by means of two electrically separated coils.
  • the brake system preferably comprises a first electrical circuit with a first electrical power supply unit and first drive means and a second electrical circuit with a second electrical power supply unit and second drive means, wherein for each double-controllable solenoid valve, the first coil by means of the first electrical circuit and the second coil by means of second electrical circuit is driven.
  • the one or more solenoid valves it is particularly preferable for the one or more solenoid valves to be controlled in such a way that an axle-specific or wheel-specific brake pressure control can be carried out even if one of the electrical circuits fails.
  • all solenoid valves of the brake system are controlled at least by means of the first electrical circuit.
  • the first electrical circuit is preferably independent of the second electrical circuit.
  • the Brake system a hydraulic connection between the second pressure chamber and the chamber in which an electrically actuated isolation valve is arranged, wherein the isolation valve is the double-controllable solenoid valve or one of the double-actuated solenoid valves.
  • the isolation valve is particularly preferably designed to be normally open. This connection is shut off by way of advantageous ⁇ enough, by an actuation of the second master brake cylinder piston.
  • an electrically actuated simulator valve for switching on and off of the effect of the simulation device is provided, wherein the simulator valve is one of the double-actuated solenoid valves.
  • the simulator valve is particularly preferably designed to be normally open, so that fouling or incomplete closing of the
  • the electric motor has at least two independently operable drive units, each with at least one winding for driving the rotor of the electric motor.
  • one of the drive units is controlled by means of the first electrical circuit and the other of the drive units by means of the second electrical circuit, so that even if one of the electrical circuits electrically controlled braking with electrical brake force distribution is feasible.
  • a hydraulic connection between the first pressure chamber and the pressure medium reservoir is provided, in which an electrically actuated drain valve is arranged.
  • the first pressure chamber can be kept pressureless in the "brake-by-wire" mode, whereby the brake pedal characteristic in the response region is not influenced by the movement of the second master cylinder piston
  • the drain valve has the further advantage that in the event that during a
  • Brake pedal operation is a transition into the fallback mode takes place, by closing the drain valve Bremspedalweghelpfill, direct actuation of the wheel brakes by the driver is possible.
  • At least one radial bore is arranged such that the second pressure chamber in the unactuated position of the second master cylinder piston via the radial bore and a container connection with the pressure fluid reservoir is in communication, said Connection is shut off by an actuation of the second master cylinder piston, and between the container port and the chamber, a hydraulic connection is provided, in which the separating valve is arranged.
  • At least one radial bore is preferably arranged such that the first pressure chamber is in the unactuated position of the first master cylinder piston via the radial bore in communication with the chamber, wherein the connection is shut off by an actuation of the first master cylinder piston.
  • a hydraulic Ver ⁇ connection between the pressure supply device and the second pressure chamber is preferably provided.
  • This compound is particularly preferably by actuating the In the "brake-by-wire" mode, the wheel brakes associated with the second pressure chamber are therefore pressurized via the connection between the pressure supply device and the second pressure chamber and the first wheel valves.
  • the first brake chamber associated with the first pressure chamber is preferably depending on a second, electrically controllable wheel valve
  • Pressure control valve assembly associated, which is arranged in a hydraulic connection between the pressure supply device and the wheel brake.
  • the pressure regulating valve arrangement preferably comprises a first, electrically activatable, normally open wheel valve.
  • Each first wheel valve is preferably arranged in the connection between the wheel brake and the associated pressure chamber, wherein no further valve is provided in the connection between the first wheel valve and the pressure chamber.
  • the pressure control valve assembly comprises preferably only for the first pressure chamber associated with the wheel brakes depending on a second, electrically controlled wheel valve, which is arranged in a hydrau ⁇ intermetallic compound between the pressure supply device and the wheel brake.
  • the second wheel valves are designed to be normally closed and no further valve is provided in each case in the connection between the pressure supply device and the second wheel valve.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN brake system
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a brake system according to Inventive ⁇ .
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an OF INVENTION ⁇ to the invention the brake system, which consists essentially of an actuatable by means of an actuating or brake pedal 21 hydraulic brake master cylinder 1, a co-operating the master cylinder 1, hydraulically operable simulation device 11, a master brake cylinder 1 associated pressure medium reservoir 9, an electrically controllable pressure supply device 18, hydraulically actuated wheel brakes 6a-6d, an electrically controllable pressure control valve assembly 30 for controlling and / or controlling the wheel brakes on the wheel brakes and at least a (not shown) electronic control unit (ECU) consists.
  • ECU electronice control unit
  • the master brake cylinder 1 has, in a housing 10, two hydraulic main brake cylinder pistons 2, 3 arranged one behind the other (primary piston 2, secondary piston 3), which delimit hydraulic pressure chambers 4, 5 with the housing 10.
  • the pressure chambers 4, 5 are connected by means of hydraulic connections (lines) 27a, 27b to the pressure regulating valve arrangement 30 in connection.
  • Master brake cylinder piston (primary piston) 2 is formed as a stepped piston with a circular area and an annular surface 23 ⁇ , wherein the circular surface of the first pressure chamber 4 and the annular surface 23 defines a hydraulic chamber 22.
  • a pressure effect in the chamber 22 corresponds to a force acting on the first master cylinder piston 2 against the actuation direction.
  • a return spring 28 is operatively disposed between the housing 10 and the brake pedal 21, which positions the brake pedal 21 and thus the primary piston 2 in an initial position when the brake pedal 21 is unactuated.
  • the pressure chamber 5 receives an unspecified return spring, which positions the piston 3 when the master brake cylinder 1 is in an initial position.
  • the actuation path of the master brake cylinder piston 2 is detected by a displacement sensor 32 and represents the braking request of the vehicle driver.
  • the displacement sensor 32 has at least two re ⁇ dundant switched displacement sensors.
  • Pressure control valve assembly 30 comprises for each wheel brake 6a-6d, for example, a normally open, first wheel valve 7a-7d and for the primary pressure chamber 4 associated wheel brakes 6a, 6b each a normally closed, second wheel valve 8a, 8b.
  • the Wheel valves 7a and 7b and 8a and 8b are analogously exemplified or designed to be controlled analogously.
  • the wheel valves 7a-7d are arranged in the respective hydraulic connection between the associated pressure chamber 4, 5 and the wheel brake 6a-6d, wherein according to the example no further valve is arranged in this connection.
  • the first brake circuit I which is connected to the pressure chamber 4, the rear wheel brakes (6a: rear left (RL), 6b: rear right (RR)) and the second brake circuit II, the front wheel brakes (6c: front left (FL ), 6d: front right (FR)).
  • Wheel valves 8a and 8b are arranged in a hydraulic connection 41 between the pressure supply device 18 and the wheel brakes 6a, 6b, wherein, according to the example, no further valve is arranged in this connection 41.
  • each of the master brake cylinder piston 2 3 radial bores are formed.
  • the pressure chamber 5 via the radial bores, a container port 48 and a line section 26b with a first check valve 40 and a second check valve 43, the one, advantageously normally closed, Zus ⁇ chaltventil 51 is connected in parallel with the Pressure medium ⁇ reservoir 9 connected.
  • the check valves 40, 43 are arranged to open in the direction of the pressure chamber 5, so that pressure medium from the pressure medium reservoir 9 via the
  • Connection 26b can be sucked into the pressure chamber 5.
  • the pressure chamber 4 is connected via the radial bore with the chamber 22.
  • the connection via the radial bores is shut off by an actuation (a displacement) of the piston 2 or 3 in the housing 10.
  • the first pressure chamber 4 and the hydraulic chamber 22 are thus hydraulically sealed against each other in an actuated state of the first main ⁇ brake cylinder piston.
  • the first pressure chamber 4 is connected by means of a hydraulic connection 33, regardless of the actuation state of the piston 2, with a, advantageously normally closed, from ⁇ lassventil 25 separably connected to the pressure medium reservoir 9.
  • the pressure chamber 4 are switched “pressureless” by the pressure chamber 4 is connected by opening the discharge valve 25 with the pressure fluid reservoir 9 in the actuated state of the piston. 2 Further telvolumen the excess pressure with ⁇ which (in a brake control, for example Schlupfre- gelung ) must be removed from the wheel brakes 6a, 6b in the pressure medium supply ⁇ container 9, be discharged via the drain valve 25.
  • a brake control for example Schlupfre- gelung
  • the simulation device 11 which is intended to give the driver a pleasant brake pedal feel in the "brake-by-wire" mode, essentially comprises a hydraulic simulator chamber 12, a simulator spring chamber 14 with an elastic element 13 and a partition separating the two chambers 12, 14 Simulator piston 15.
  • the chamber 22 of the master brake cylinder 1 is connected to the simulator chamber 12 via a hydraulic connection 29a, 29b, wherein the connection 29b is still separably connected to the pressure medium reservoir 9 via a normally open simulator valve 16.
  • the simulator valve 16 is in the direction of chamber 22 or the chamber 12 opening check valve 17 connected in parallel.
  • the container connection 48 of the secondary pressure chamber 5 is furthermore connected via a hydraulic connection to the hydraulic connection 29a, 29b, wherein the connection can be separated by a second, advantageously normally open, separating valve 49.
  • Separating valve 49 is arranged according to example in a line section 131, which the Lei tion section 26b with the line section between chamber 22 and simulator valve 16 (connection 29a, 29b) connects.
  • Simulator valve 16 and closed container-separating valve 49 flows pressure medium from the chamber 22 of the master cylinder 1 in the simulator chamber 12, wherein the case generated pedal feeling is essentially determined by the elastic member 13.
  • the electrically controllable pressure supply device 18 is, for example, designed as a hydraulic Zylin ⁇ the-piston assembly or an electro-hydraulic actuator, the piston 34 of a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotationally-translational transmission also shown schematically operable.
  • Rotor position sensor system is designated by the reference numeral 36.
  • Rotor position sensor 36 has at least two redundantly connected rotor position sensors.
  • Temperature sensor 37 can be used to detect the temperature of the motor winding.
  • the housing and the piston 34 of the pressure supply device 18 are designed stepped, so that the piston 34 defines a pressure chamber 38 and a second, annular pressure chamber 39.
  • Pressure chamber 38 is connected on the one hand via the line 41 with the wheel brakes 6a, 6b of the first brake circuit I via each of the currentless ⁇ closed, second wheel valve 8a, 8b of Druckregelventilan- order 30.
  • the pressure chamber 38 is connected via a hydraulic connection 44 to the container port 48 of the pressure chamber 5 of the master cylinder 1, so that Pressure medium from the pressure fluid reservoir 9 via the connections 44 and 26 b can be sucked into the pressure chamber 38 of the pressure supply device 18.
  • the pressure chamber 38 is connected at the non-operated secondary piston 3 to the pressure chamber 5, so that in the 6c "Bra- ke-by-wire" mode, a pressurization of the wheel brakes, 6d of the second brake circuit II can be carried out by means of the pressure already ⁇ tellungs gifted 18
  • the pressure chamber 38 and the pressure chamber 39 are in hydraulic communication with one another through a bore in the piston 34.
  • the pressure chamber 39 is connected via a hydraulic connection 45 to the line section 26b between the first check valve 40 and the second
  • Electric motor 35 includes a rotor and a stator and is embodied, for example, as a brushless DC motor having two independently operable drive units each having a winding for driving the rotor of the electric motor 35.
  • Each drive unit is suitable for exerting a torque on the rotor and thus to maintain the function of the electric motor 35. In this way, there is a redundancy of drive units within the electric motor 35, which means that in case of failure to a ⁇ drive unit with the other drive unit a sufficient torque can be generated.
  • the exemplary brake system includes a pressure sensor 42, by means of which in the "brake-by-wire" mode, the system pressure of the pressure supply Lung device 18 is detected.
  • a pressure sensor 42 by means of which in the "brake-by-wire" mode, the system pressure of the pressure supply Lung device 18 is detected.
  • Pressure sensor 42 includes at least two redundantly connected pressure sensors. Furthermore, for example, a
  • Brake fluid sensor 52 is provided.
  • Brake system ("brake-by-wire” mode) is actuated by the driver of the primary piston 2 at a Be ⁇ actuation of the brake pedal 21, wherein the piston movement is detected by means of the displacement sensor 32.
  • Isolation valve 49 is closed and the drain valve 25 is opened.
  • a pressure builds up in accordance with the simulator characteristic of the simulation device 11. Since no pressure build-up in the (primary) pressure chamber 4 is possible due to the opened drain valve 25, the only static reaction force is the simulator pressure force.
  • a hydraulic Dämp ⁇ fung effect can be achieved by the opening characteristic of the exhaust valve let the 25th
  • primary piston travel-dependent damping values can also be implemented (hydraulically / mechanically and / or electronically). Due to the non-pressurized primary chamber 4 and the secondary chamber 5 is depressurized or almost depressurized.
  • the normally open wheel valves 7c, 7d of the brake circuit II remain open, whereas the normally open wheel valves 7a, 7b of the brake circuit I are closed.
  • the currentless closed ⁇ wheel valves 8a, 8b of the brake circuit I are opened.
  • a system pressure is built up by displacing the piston 34 by means of the electric motor 35, which leads via the connection 41 or the connection 44, 5, 27b to a wheel pressure buildup on the wheel brakes 6a-6d.
  • the system pressure is measured by the pressure sensor 42.
  • Displacement sensor system 32 detected and moved back corresponding to the piston 34 of the pressure supply device 18, which takes place via the (open) multiplex wheel valves 7c, 7d in the brake circuit II and the open, second wheel valves 8a, 8b in the brake circuit I degradation of the wheel brake.
  • first electrical energy supply unit A and a second electrical energy supply unit B are provided, by way of example (not shown in FIGS. 1 and 2), wherein the two energy supply units A, B are independent of one another.
  • first driving means are provided, for example in the form of a first microcontroller, which are supplied electric power from the first Ener ⁇ gieppstechnik Amit and which for controlling the valves 7a-7d, 8a, 8b of the pressure control valve assembly 30, the valves 16, 25, 49, 51 and one of the drive units of the electric motor 35 are formed.
  • the control or supply of said components by means of the first power supply unit A is indicated in the figures by an A.
  • the first drive means are advantageously arranged in the electronic control unit.
  • the first control means are also the redundant pressure sensors of the pressure sensor 42, one of the displacement sensors of the displacement sensor 32 and one of the position sensors of the position sensor 36 of the electric motor 35 assigned.
  • the said sensors are supplied via the first drive means of the first power supply unit A ⁇ with electrical energy and their signals are fed to the first drive means and advantageous- proved by these processes.
  • the aforementioned sensors are therefore also indicated by an A in the figures.
  • second drive means are provided, for example in the form of a second microcontroller, which are supplied from the second Ener giereadysech ⁇ B with electric power and which are designed to control the valves 16 and 49 and the second drive unit of the electric motor 35th
  • the second drive means and the second displacement sensor of the displacement sensor 32 and the second position sensor of the position sensor 36 of the electric motor 35 are assigned.
  • the control resp. Supply of said components by means of the second power supply unit B is indicated by a B in the figures.
  • the second drive means may be arranged like the first drive means in the electronic control unit or in another, advantageously independent, electronic control unit.
  • valves 7a-7d, 8a, 8b of the pressure regulating valve arrangement 30 and the valves 25 and 51 can be actuated only when the first energy supply unit A is intact.
  • Electric motor 35 can still be actuated by the other energy supply units B, A in case of failure of one of the power supply units A, B.
  • the valve 16 or 49 can be actuated independently by means of the first and the second drive means
  • the valve 16 or 49 comprises two electrically separate coils, from which it can be actuated, wherein the first coil can be energized only by the first drive means and the second coil can be energized only by the second drive means.
  • the coils are wound to prevent a short circuit, preferably one above the other in two layers ⁇ packages or adjacent.
  • each of the ten valves 7a-7d, 8a, 8b, 16, 25, 49, 51 of the brake system and the pressure supply device 18 can be actuated and there are signals from the sensors 32, 36 and 42 for brake pressure control / regulation.
  • valves 16 and 49 of the brake system and the pressure ⁇ supply device 18 can still be operated and there are signals of the sensors 32 and 36 for brake pressure adjustment.
  • the brake pedal 21 Upon actuation of the brake pedal 21 by the driver, therefore, the movement of the piston 2 by means of the supplied from the power supply unit B displacement sensor of
  • the simulator valve 16 and the isolation valve 49 can be closed.
  • the drain valve 25 can only be actuated by the first drive means supplied by the energy supply unit A.
  • the actuation of the brake pedal 21 by the driver thus leads to a pressure build-up in the two pressure chambers 4 and 5, which leads due to the normally open wheel valves 7a-7d to a pressure build-up on the wheel brakes 6a-6d.
  • the wheel brakes 6a and 6b of the rear axle comprise, for example, each an electrically operable parking brake actuator (EPB L, EPB R), so that in an emergency, in particular in case of failure of the hydrau- Lischer brake system, a service braking by means of parking brake actuators is feasible or the hydraulic
  • Brake system can be supported if necessary by the parking brake actuators on the rear axle.
  • a second pressure sensor 31 is provided which is connected to the junction 29a and so the detected in the chamber 22 and simulator chamber 12 constructed by a displacement of the primary piston 2 pressure.
  • the pressure sensor 31 has at least two redundantly connected pressure sensors.
  • a first electrical energy supply unit A and a second electrical energy supply unit B independent thereof are also provided according to the second exemplary embodiment.
  • the first on ⁇ control means supplied by the first power supply unit A are for controlling the valves 7a-7d, 8a, 8b of the pressure control valve assembly 30, the valves 16, 25, 49, 51 and one of the drive units of the electric motor are formed 35th
  • the first control means are the redundant pressure sensors of the pressure sensor 42, the redundant pressure sensors of the second pressure sensor 31 and one of the position sensors of
  • the second drive means supplied by the second power supply unit B are designed to drive only the valve 49 and the second drive unit of the electric motor 35.
  • the second drive means are associated with the redundant displacement sensors of the displacement sensor 32 and the second position sensor of the position sensor 36 of the electric motor 35.
  • only the valve 49 comprises two electrically separated coils, wherein the first coil can be energized only by the first drive means and the second coil can be energized only by the second drive means, so that only the valve 49 independently by means of the first and second drive means is actuated.
  • each of the ten valves 7a-7d, 8a, 8b, 16, 25, 49, 51 of the brake system and the pressure supply device 18 can be actuated and there are signals from the sensors 31, 36 and 42 for brake pressure control / regulation.

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Abstract

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einer "Brake-by-Wire"- Betriebsart, mit einem Hauptbremszylinder (1), der zumindest einen ersten und einen zweiten Hauptbremszylinderkolben (2, 3) aufweist, die hintereinander angeordnet sind und einen ersten und einen zweiten Druckraum (4, 5) begrenzen, wobei der erste und der zweiten Druckraum je mit Radbremsen (6a, 6b; 6c, 6d) verbunden ist, einem Druckmittelvorratsbehälter (9), einer Simulationseinrichtung (11), einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (18), und einer an den Hauptbremszylinder, die Druckbereitstellungseinrichtung (18) und die Radbremsen hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung (30) zur Einstellung radindividueller Radbremsdrücke an den Radbremsen, wobei der erste Hauptbremszylinderkolben als ein Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche (23) eine hydraulische Kammer (22) begrenzt, wobei die hydraulische Kammer (22) mit der Simulatorkammer (12) hydraulisch verbunden ist, und wobei die Bremsanlage mindestens ein zweifach ansteuerbares Magnetventil (49, 16) umfasst, welches mittels einer ersten Spule und einer elektrisch von der ersten Spule getrennten, zweiten Spulen betätigbar ist.

Description

Bremsanlage für Kraftfahrzeuge
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsanlage für
Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige Bremsanlage für Kraftfahrzeuge ist beispielsweise aus der DE 102011081463 AI bekannt. Die vorbekannte Bremsanlage umfasst einen mittels eines Bremspedals betätigbaren Haupt¬ bremszylinder mit zwei Druckräumen, Radbremsen, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, eine Druckregelventilanordnung mit zwei Ventilen je Radbremse, zwei weitere Ventile je Bremskreis, wovon die beiden Trennventile zur Entkopplung der Hauptbremszylinder-Druckräume von den Rad¬ bremsen in der „Brake-by-wire"-Betriebsart benötigt werden, sowie eine Simulationseinrichtung, welche an die Druckräume des Hauptbremszylinders angeschlossen ist und welche über ein Simulatorfreigabeventil zu- und abschaltbar ist. Um eine hohe Verfügbarkeit der Bremsanlage, auch in der Rückfallbetriebsart zu erzielen, umfasst die Bremsanlage im Ganzen dreizehn Ventile und das Simulatorfreigabeventil muss stromlos geschlossen ausgeführt sein, damit im Falle eines Ausfalls der elektrischen Energieversorgung der Bremsanlage in der Rückfallbetriebsart eine Abschaltung der Simulationseinrichtung und die Möglichkeit eines hydraulischen Druckaufbaus an den Radbremsen durch den Fahrzeugführer gewährleistet ist. Nachteilig an der Verwendung eines stromlos geschlossenen Simulatorfreigabeventils ist es, dass im Falle einer Verschmutzung des Ventils, dieses unter Umständen nicht mehr vollständig schließt, so dass ein hyd¬ raulischer Durchgriff des Fahrzeugführers auf die Radbremsen in der Rückfallbetriebsart nicht mehr oder in eingeschränktem Umfang gegeben wäre. Weiterhin führt die große Anzahl von Ventilen zu hohen Herstellungskosten für die Bremsanlage. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsanlage bereitzustellen, die eine weiter verbesserte Verfügbarkeit besitzt und gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist. Ins¬ besondere ist eine Bremsanlage bereitzustellen, welche auch bei Ausfall einer elektrischen Energieversorgungseinheit der
Bremsanlage noch zumindest eine achsindividuelle Bremsdruck¬ einstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bremsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass der mit dem Bremspedal gekoppelte, erste Hauptbremszylinderkolben als ein Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche eine hydrau- lische Kammer begrenzt, welche mit der Simulatorkammer der hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung verbunden ist und dass die Bremsanlage zumindest ein Magnetventil umfasst, welches mittels einer ersten Spule und einer elektrisch von der ersten Spule getrennten, zweiten Spulen betätigbar ist.
Unter dem Begriff „zweifach ansteuerbares Magnetventil" ist zu verstehen, dass das Magnetventil zumindest zweifach ansteuerbar ist . Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass ein stromlos offenes
Simulatorventil eingesetzt werden kann und dass auf Trennventile zur hydraulischen Entkopplung der Hauptbremszylinder-Druckräume von den Radbremsen verzichtet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Simulationseinrichtung nicht an einen der Druckräume des Hauptbremszylinders angeschlossen ist, also von den Druckräumen des Hauptbremszylinders hydraulisch getrennt werden kann, aber dennoch direkt an die Bewegung des ersten Hauptbremszylinderkolbens gekoppelt ist. Da die Druckräume des Hauptbremszylinders nicht mehr mit der Simulatorkammer verbunden sind, können in den Druckräumen des Hauptbremszylinders andere Drücke eingestellt werden als der Druck in der Simulatorkammer, welchen der Fahrer erfährt. Es ist ausreichend, dass nur ein oder zwei Magnetventile der Bremsanlage zweifach ansteuerbar aus- geführt sind und dennoch eine achsindividuelle Bremsdruck¬ einstellung (elektronische Bremskraftverteilung) möglich ist.
Ein Vorteil der Erfindung ist es außerdem, dass die Verfügbarkeit der Bremsanlage und die Gesamtverzögerung auch bei Fahrzuständen auf niedrigem Reibwert verbessert wird, wobei nur ein oder zwei Magnetventile zweifach ansteuerbar ausgeführt sein müssen, so dass die Bremsanlage kostengünstig herstellbar ist.
Der erste Hauptbremszylinderkolben ist also als ein Stufenkolben mit zumindest einer Kreisfläche und einer Ringfläche ausge¬ bildet, dessen Kreisfläche den ersten Druckraum und dessen Ringfläche die hydraulische Kammer begrenzt, wobei eine
Druckwirkung in der Kammer einer Kraft entspricht, die auf den ersten Hauptbremszylinderkolben entgegen der Betätigungs- richtung wirkt.
Bevorzugt sind alle Ventile der Bremsanlage als Magnetventile ausgeführt. Dabei sind die Ventile mittels nur einer Spule betätigbar bis auf das genau eine zweifach ansteuerbare Mag- netventil oder bis auf die genau zwei zweifach ansteuerbaren Magnetventile .
Bevorzugt ist der erste Hauptbremszylinderkolben über eine Betätigungskräfte übertragende Druckstange mit einem Bremspedal gekoppelt.
Bevorzugt ist eine Bewegung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens in Richtung des ersten Hauptbremszylinderkolbens be¬ grenzt. Besonders bevorzugt ist die Bewegung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens in Richtung des ersten Hauptbrems¬ zylinderkolbens durch einen Anschlag begrenzt. So kann in dem zweiten Druckraum des Hauptbremszylinders mittels der Druck¬ bereitstellungseinrichtung ein höherer Druck aufgebaut werden, als in dem ersten Druckraum vorliegt.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage genau ein zweifach
ansteuerbares Magnetventil, welches mittels zwei elektrisch voneinander getrennter Spulen betätigbar ist. Alternativ ist es bevorzugt, dass die Bremsanlage höchstens zwei zweifach ansteuerbare Magnetventile umfasst, welche jeweils mittels zwei elektrisch voneinander getrennter Spulen betätigbar sind.
Die Bremsanlage umfasst bevorzugt einen ersten elektrischen Kreis mit einer ersten elektrischen Energieversorgungseinheit und ersten Ansteuermitteln und einen zweiten elektrischen Kreis mit einer zweiten elektrischen Energieversorgungseinheit und zweiten Ansteuermitteln, wobei für jedes zweifach ansteuerbare Magnetventil die erste Spule mittels des ersten elektrischen Kreises und die zweite Spule mittels des zweiten elektrischen Kreises angesteuert wird. Dabei sind besonders bevorzugt das oder die zweifach ansteuerbaren Magnetventile derart gewählt, dass eine achsindividuelle oder radindividuelle Bremsdruckregelung auch bei Ausfall eines der elektrischen Kreise durchführbar ist.
Bevorzugt werden alle Magnetventile der Bremsanlage zumindest mittels des ersten elektrischen Kreises angesteuert.
Um eine hohe Verfügbarkeit der elektrischen Energieversorgung und Ansteuerung der Magnetventile zu erzielen, ist der erste elektrische Kreis bevorzugt unabhängig von dem zweiten elektrischen Kreis.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Bremsanlage eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum und der Kammer, in welcher ein elektrisch betätigbares Trennventil angeordnet ist, wobei das Trennventil das zweifach ansteuerbare Magnetventil oder eines der zweifach ansteuerbaren Magnetventile ist. Das Trennventil ist besonders bevorzugt stromlos offen ausgeführt. Diese Verbindung wird vorteil¬ hafterweise durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt. Bevorzugt ist ein elektrisch betätigbares Simulatorventil zum Zu- und Abschalten der Wirkung der Simulationseinrichtung vorgesehen, wobei das Simulatorventil eines der zweifach ansteuerbaren Magnetventile ist. Das Simulatorventil ist be¬ sonders bevorzugt stromlos offen ausgeführt, so dass ein Verschmutzen oder unvollständiges Schließen des
Simulatorventils keinen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Rückfallbetriebsart hat.
Bevorzugt ist eine hydraulische Verbindung zwischen der Kammer und dem Druckmittelvorratsbehälter vorgesehen, in welcher das Simulatorventil angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist dem Simulatorventil ein, in Richtung der Kammer hin öffnendes Rückschlagventil parallel geschaltet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage weist der Elektromotor mindestens zwei, unabhängig voneinander betreibbare Antriebseinheiten mit je zumindest einer Wicklung zum Antreiben des Rotors des Elektromotors auf. Bevorzugt wird eine der Antriebseinheiten mittels des ersten elektrischen Kreises und die andere der Antriebseinheiten mittels des zweiten elektrischen Kreises angesteuert, so dass auch bei Ausfall eines der elektrischen Kreise eine elektrisch gesteuerte Bremsung mit elektrischer Bremskraftverteilung durchführbar ist.
Bevorzugt ist eine hydraulische Verbindung zwischen dem erste Druckraum und dem Druckmittelvorratsbehälter vorgesehen, in welcher ein elektrisch betätigbares Ablassventil angeordnet ist . Hierdurch kann, insbesondere auch in einem betätigten Zustand des ersten Hauptbremszylinderkolbens, der erste Druckraum in der „Brake-by-wire"-Betriebsart drucklos gehalten werden. Dadurch wird die Bremspedalkennlinie im Ansprechbereich nicht durch die Bewegung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens beeinflusst . Das Ablassventil ist besonders bevorzugt stromlos geschlossen ausgeführt, damit in einer Rückfallbetriebsart ohne jegliche elektrische Energieversorgung eine Betätigung der Radbremsen durch den Fahrzeugführer möglich ist. Das Ablassventil bietet weiterhin den Vorteil, dass im Falle, dass während einer
Bremspedalbetätigung ein Übergang in die Rückfallbetriebsart stattfindet, durch ein Schließen des Ablassventils eine bremspedalwegverlustfreie, direkte Betätigung der Radbremsen durch den Fahrzeugführer möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist in dem zweiten Hauptbremszylinderkolben zumindest eine radiale Bohrung derart angeordnet, dass der zweite Druckraum in der unbetätigten Stellung des zweiten Haupt- bremszylinderkolbens über die radiale Bohrung und einen Be- hälteranschluss mit dem Druckmittelvorratsbehälter in Verbindung steht, wobei die Verbindung durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt wird, und zwischen dem Behälteranschluss und der Kammer ist eine hydraulische Verbindung vorgesehen, in welcher das Trennventil angeordnet ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform.
In dem ersten Hauptbremszylinderkolben ist bevorzugt zumindest eine radiale Bohrung derart angeordnet, dass der erste Druckraum in der unbetätigten Stellung des ersten Hauptbremszylinderkolbens über die radiale Bohrung mit der Kammer in Verbindung steht, wobei die Verbindung durch eine Betätigung des ersten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt wird. Dies ist vorteil¬ haft, um die mit dem ersten Druckraum verbundenen Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter zwecks Druckausgleich in Verbindung zu bringen.
Um in der „Brake-by-wire"-Betriebsart die Radbremsen des zweiten Bremskreises mittels der Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck zu beaufschlagen, ist bevorzugt eine hydraulische Ver¬ bindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und dem zweiten Druckraum vorgesehen. Diese Verbindung wird besonders bevorzugt durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens abgesperrt. In der „Brake-by-wire"-Betriebsart werden also die dem zweiten Druckraum zugeordneten Radbremsen über die Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und dem zweiten Druckraum und die ersten Radventile mit Druck beaufschlagt.
Den dem ersten Druckraum zugeordneten Radbremsen ist bevorzugt je ein zweites, elektrisch ansteuerbares Radventil der
Druckregelventilanordnung zugeordnet, welches in einer hydraulischen Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist.
Bevorzugt umfasst die Druckregelventilanordnung für jede Radbremse ein erstes, elektrisch ansteuerbares, stromlos offenes Radventil .
Jedes erste Radventil ist bevorzugt in der Verbindung zwischen der Radbremse und dem zugeordneten Druckraum angeordnet, wobei kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen erstem Radventil und Druckraum vorgesehen ist. Die Druckregelventilanordnung umfasst bevorzugt nur für die dem ersten Druckraum zugeordneten Radbremsen je ein zweites, elektrisch ansteuerbares Radventil, welches in einer hydrau¬ lischen Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind die zweiten Radventile stromlos geschlossen ausgeführt und es ist jeweils kein weiteres Ventil in der Verbindung zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und dem zweiten Radventil vorgesehen .
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren. Es zeigen schematisch
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Bremsanlage, und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs¬ gemäßen Bremsanlage.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Bremsanlage, welches im Wesentlichen aus einem mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 21 betätigbaren hydraulischen Hauptbremszylinder 1, einer mit dem Hauptbremszylinder 1 zusammen wirkenden, hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung 11, einem dem Hauptbremszylinder 1 zugeordneten Druckmittelvorratsbehälter 9, einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 18, hydraulisch betätigbaren Radbremsen 6a-6d, einer elektrisch steuerbaren Druckregelventilanordnung 30 zur Regelung und/oder Steuerung der an den Radbremsen eingesteuerten Radbremsdrücke sowie zumindest einer (nicht dargestellten) elektronischen Steuer- und Regeleinheit (ECU) besteht.
Der Hauptbremszylinder 1 weist in einem Gehäuse 10 zwei hin- tereinander angeordnete hydraulische Hauptbremszylinderkolben 2, 3 (Primärkolben 2, Sekundärkolben 3) auf, die mit dem Gehäuse 10 hydraulische Druckräume 4, 5 begrenzen. Die Druckräume 4, 5 stehen mittels hydraulischer Verbindungen (Leitungen) 27a, 27b mit der Druckregelventilanordnung 30 in Verbindung. Der über eine Druckstange 20 mit dem Bremspedal 21 gekoppelte, erste
Hauptbremszylinderkolben (Primärkolben) 2 ist als ein Stufenkolben mit einer Kreisfläche und einer Ringfläche 23 aus¬ gebildet, wobei die Kreisfläche den ersten Druckraum 4 und die Ringfläche 23 eine hydraulische Kammer 22 begrenzt. Dabei entspricht eine Druckwirkung in der Kammer 22 einer Kraft, die auf den ersten Hauptbremszylinderkolben 2 entgegen der Betätigungsrichtung wirkt. Beispielsgemäß ist eine Rückstellfeder 28 wirkungsmäßig zwischen Gehäuse 10 und Bremspedal 21 angeordnet, welche das Bremspedal 21 und damit den Primärkolben 2 bei unbetätigtem Bremspedal 21 in eine Ausgangsstellung positioniert. Der Druckraum 5 nimmt eine nicht näher bezeichnete Rückstellfeder auf, die den Kolben 3 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 1 in einer Ausgangslage positioniert. Die
Rückstellfeder ist vorteilhafterweise am Gehäuse 10 fixiert.
Der Betätigungsweg des Hauptbremszylinderkolbens 2 wird durch eine Wegsensorik 32 erfasst und repräsentiert den Bremswunsch des Fahrzeugführers. Die Wegsensorik 32 weist zumindest zwei re¬ dundant geschaltete Wegsensoren auf.
Druckregelventilanordnung 30 umfasst für jede Radbremse 6a-6d beispielsgemäß ein stromlos offenes, erstes Radventil 7a-7d und für die dem Primärdruckraum 4 zugeordneten Radbremsen 6a, 6b je ein stromlos geschlossenes, zweites Radventil 8a, 8b. Die Radventile 7a und 7b sowie 8a und 8b sind beispielsgemäß analogisiert oder analog ansteuerbar ausgeführt. Die Radventile 7a-7d sind in der jeweiligen hydraulischen Verbindung zwischen dem zugeordneten Druckraum 4, 5 und der Radbremse 6a-6d an- geordnet, wobei beispielsgemäß kein weiteres Ventil in dieser Verbindung angeordnet ist. Beispielsgemäß sind dem ersten Bremskreis I, der an den Druckraum 4 angeschlossen ist, die hinteren Radbremsen (6a: hinten links (RL) , 6b: hinten rechts (RR) ) und dem zweiten Bremskreis II die vorderen Radbremsen (6c: vorne links (FL), 6d: vorne rechts (FR)) zugeordnet. Die
Radventile 8a und 8b sind in einer hydraulischen Verbindung 41 zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung 18 und den Radbremsen 6a, 6b angeordnet, wobei beispielsgemäß kein weiteres Ventil in dieser Verbindung 41 angeordnet ist.
In jedem der Hauptbremszylinderkolben 2, 3 sind radiale Bohrungen ausgebildet. Im unbetätigten Zustand des Hauptbremszylinderkolbens 3 ist der Druckraum 5 über die radialen Bohrungen, einen Behälteranschluss 48 und einen Leitungsabschnitt 26b mit einem ersten Rückschlagventil 40 und einem zweiten Rückschlagventil 43, dem ein, vorteilhafterweise stromlos geschlossenes, Zus¬ chaltventil 51 parallel geschaltet ist, mit dem Druckmittel¬ vorratsbehälter 9 verbunden. Die Rückschlagventile 40, 43 sind in Richtung des Druckraums 5 öffnend angeordnet, so dass Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 9 über die
Verbindung 26b in den Druckraum 5 nachgesaugt werden kann. Im unbetätigten Zustand des Hauptbremszylinderkolbens 2 ist der Druckraum 4 über die radiale Bohrung mit der Kammer 22 verbunden. Die Verbindung über die radialen Bohrungen wird durch eine Betätigung (ein Verschieben) des Kolbens 2 bzw. 3 im Gehäuse 10 abgesperrt. Der erste Druckraum 4 und die hydraulische Kammer 22 sind somit in einem betätigten Zustand des ersten Haupt¬ bremszylinderkolbens gegeneinander hydraulisch abgedichtet. Weiterhin ist der erste Druckraum 4 mittels einer hydraulischen Verbindung 33, unabhängig von dem Betätigungs zustand des Kolbens 2, mit einem, vorteilhafterweise stromlos geschlossenen, Ab¬ lassventil 25 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 trennbar verbunden. So kann der Druckraum 4 auch im betätigten Zustand des Kolbens 2 „drucklos" geschaltet werden, indem Druckraum 4 durch Öffnen des Ablassventils 25 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden wird. Weiterhin kann das überschüssige Druckmit¬ telvolumen, welches bei einer Bremsregelung (z.B. Schlupfre- gelung) aus den Radbremsen 6a, 6b in den Druckmittelvorrats¬ behälter 9 abgeführt werden muss, über das Ablassventil 25 abgeführt werden.
Die Simulationseinrichtung 11, welche dem Fahrzeugführer in der „Brake-by-wire"-Betriebsart ein angenehmes Bremspedalgefühl vermitteln soll, umfasst im Wesentlichen eine hydraulische Simulatorkammer 12, eine Simulatorfederkammer 14 mit einem elastischen Element 13 sowie einen die beiden Kammern 12, 14 voneinander trennenden Simulatorkolben 15. Die Kammer 22 des Hauptbremszylinders 1 ist über eine hydraulische Verbindung 29a, 29b mit der Simulatorkammer 12 verbunden, wobei die Verbindung 29b weiterhin über ein stromlos offenes Simulatorventil 16 trennbar mit dem Druckmittelvorratsbehälter 9 verbunden ist. Dem Simulatorventil 16 ist ein in Richtung der Kammer 22 bzw. der Kammer 12 hin öffnendes Rückschlagventil 17 parallel geschaltet. Durch das Simulatorventil 16 kann die Wirkung der Simulati¬ onseinrichtung 11 zu- und abgeschaltet werden.
Beispielsgemäß ist weiterhin der Behälteranschluss 48 des Sekundärdruckraums 5 über eine hydraulische Verbindung mit der hydraulischen Verbindung 29a, 29b verbunden, wobei die Verbindung durch ein zweites, vorteilhafterweise stromlos offenes, Trennventil 49 trennbar ist. Trennventil 49 ist beispielsgemäß in einem Leitungsabschnitt 131 angeordnet, welcher den Lei- tungsabschnitt 26b mit dem Leitungsabschnitt zwischen Kammer 22 und Simulatorventil 16 (Verbindung 29a, 29b) verbindet.
Bei Vorgabe einer Bremspedalkraft und geschlossenem
Simulatorventil 16 sowie geschlossenem Behälter-Trennventil 49 strömt Druckmittel von der Kammer 22 des Hauptbremszylinders 1 in die Simulatorkammer 12, wobei das dabei generierte Pedalgefühl im Wesentlich durch das elastische Element 13 bestimmt wird. Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 18 ist beispielsgemäß als eine hydraulische Zylin¬ der-Kolben-Anordnung bzw. ein elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, dessen Kolben 34 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translations-Getriebes betätigbar ist. Eine der Erfassung der Rotorlage des Elekt¬ romotors 35 dienende, lediglich schematisch angedeutete
Rotorlagesensorik ist mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet. Rotorlagesensorik 36 weist zumindest zwei redundant geschaltete Rotorlagesensoren auf. Zusätzlich kann auch ein
Temperatursensorik 37 zum Erfassen der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden. Das Gehäuse sowie der Kolben 34 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 sind gestuft ausgeführt, so dass der Kolben 34 einen Druckraum 38 sowie einen zweiten, ringförmigen Druckraum 39 begrenzt.
Druckraum 38 ist zum einen über die Leitung 41 mit den Radbremsen 6a, 6b des ersten Bremskreises I über je das stromlos ge¬ schlossene, zweite Radventil 8a, 8b der Druckregelventilan- Ordnung 30 verbunden. In der hydraulischen Verbindung zwischen Druckraum 38 und jeweiliger Radbremse 6a, 6b ist beispielsgemäß kein weiteres Ventil angeordnet. Zum anderen ist der Druckraum 38 über eine hydraulische Verbindung 44 mit dem Behälteranschluss 48 des Druckraums 5 des Hauptbremszylinders 1 verbunden, so dass Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 9 über die Verbindungen 44 und 26b in den Druckraum 38 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 nachgesaugt werden kann. Außerdem ist der Druckraum 38 bei unbetätigtem Sekundärkolben 3 so mit dem Druckraum 5 verbunden, so dass in der „Bra- ke-by-wire"-Betriebsart eine Druckbeaufschlagung der Radbremsen 6c, 6d des zweiten Bremskreises II mittels der Druckbereits¬ tellungseinrichtung 18 erfolgen kann. Druckraum 38 und Druckraum 39 stehen durch eine Bohrung im Kolben 34 miteinander in hydraulischer Verbindung. Druckraum 39 ist über eine hydraulische Verbindung 45 mit dem Leitungsabschnitt 26b zwischen dem ersten Rückschlagventil 40 und dem zweiten
Rückschlagventil 43 verbunden, so dass Druckraum 39 über die Parallelschaltung von Ventil 51 und Rückschlagventil 43 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 89 verbunden ist.
Elektromotor 35 umfasst einen Rotor und einen Stator und ist beispielsgemäß als ein bürstenloser DC-Motor ausgeführt, der zwei, unabhängig voneinander betreibbare Antriebseinheiten mit je einer Wicklung zum Antreiben des Rotors des Elektromotors 35 aufweist. Jede Antriebseinheit ist für sich dazu geeignet, ein Drehmoment auf den Rotor auszuüben und damit die Funktion des Elektromotors 35 aufrecht zu erhalten. Auf diese Weise liegt eine Redundanz an Antriebseinheiten innerhalb des Elektromotors 35 vor, die dazu führt, dass im Falle eines Ausfalls einer An¬ triebseinheit mit der anderen Antriebseinheit ein ausreichendes Drehmoment erzeugbar ist. Neben der Wegsensorik 32 zur Bremswunscherfassung und der Sensorik 36 zur Erfassung einer Position der Druckbereitstellungseinrichtung 18 umfasst die beispielsgemäße Bremsanlage eine Drucksensorik 42, mittels welcher in der „Bra- ke-by-wire"-Betriebsart der Systemdruck der Druckbereitstel- lungeinrichtung 18 erfasst wird. Beispielsgemäß ist die
Drucksensorik 42 an der Verbindung 27b angeordnet. Die
Drucksensorik 42 umfasst zumindest zwei redundant geschaltete Drucksensoren. Weiterhin ist beispielsgemäß eine
Bremsflüssigkeitssensorik 52 vorgesehen.
Bei einer Normalbremsung in der Normal-Betriebsart der
Bremsanlage („Brake-by-wire"-Betriebsart ) wird bei einer Be¬ tätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer der Primärkolben 2 betätigt, wobei die Kolbenbewegung mittels der Wegsensorik 32 erfasst wird. Mittels der elektronischen Steuer- und Regeleinheit werden das Simulatorventil 16 und das
Trennventil 49 geschlossen und das Ablassventil 25 geöffnet. In der (Ring) Kammer 22 baut sich entsprechend der Simula- tor-Kennlinie der Simulationseinrichtung 11 ein Druck auf. Da aufgrund des geöffneten Ablassventils 25 kein Druckaufbau in dem ( Primär) Druckraum 4 möglich ist, ist die einzige statische Gegenkraft die Simulatordruckkraft. Eine hydraulische Dämp¬ fungswirkung kann durch die Öffnungscharakteristik des Ab- lassventils 25 erzielt werden. So sind auch primärkolbenweg- abhängige Dämpfungswerte realisierbar (hydraulisch / mechanisch und/oder elektronisch). Durch die drucklose Primärkammer 4 bleibt auch die Sekundärkammer 5 drucklos oder nahezu drucklos. Die stromlos offenen Radventile 7c, 7d des Bremskreises II bleiben geöffnet, wohingegen die stromlos offenen Radventile 7a, 7b des Bremskreises I geschlossen werden. Die stromlos ge¬ schlossenen Radventile 8a, 8b des Bremskreises I werden geöffnet. Mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 18 wird durch Verschieben des Kolbens 34 mittels des Elektromotors 35 ein Systemdruck aufgebaut, welcher über die Verbindung 41 bzw. die Verbindung 44, 5, 27b zu einem Raddruckaufbau an den Radbremsen 6a-6d führt. Der Systemdruck wird von der Drucksensorik 42 gemessen . Bei einem Lösen des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer wird der entsprechend geringere Verzögerungswunsch mittels
Wegsensorik 32 erfasst und entsprechend der Kolben 34 der Druckbereitstellungseinrichtung 18 zurückgefahren, wodurch über die (offenen) Multiplex-Radventile 7c, 7d im Bremskreis II und über die geöffneten, zweiten Radventile 8a, 8b im Bremskreis I ein Abbau der Radbremsdrücke erfolgt.
Zur Versorgung der Bremsanlage mit elektrischer Energie sind beispielsgemäß eine erste elektrische Energieversorgungseinheit A und eine zweite elektrische Energieversorgungseinheit B vorgesehen (nicht dargestellt in Fig. 1 und 2), wobei die beiden Energieversorgungseinheiten A, B unabhängig voneinander sind. Weiterhin sind erste Ansteuermittel vorgesehen, z.B. in Form eines ersten MikroControllers , welche von der ersten Ener¬ gieversorgungseinheit Amit elektrischer Energie versorgt werden und welche zur Ansteuerung der Ventile 7a-7d, 8a, 8b der Druckregelventilanordnung 30, der Ventile 16, 25, 49, 51 und einer der Antriebseinheiten des Elektromotors 35 ausgebildet sind. Die Ansteuerung bzw. Versorgung der genannten Komponenten mittels der ersten Energieversorgungseinheit A ist in den Figuren durch ein A gekennzeichnet. Die ersten Ansteuermittel sind vorteilhafterweise in der elektronischen Steuer- und Regel- einheit angeordnet.
Den ersten Ansteuermitteln sind auch die redundanten Drucksensoren der Drucksensorik 42, einer der Wegsensoren der Wegsensorik 32 und einer der Lagesensoren der Lagesensorik 36 des Elektromotors 35 zugeordnet. Die genannten Sensoren werden über die ersten Ansteuermittel von der ersten Energieversorgungs¬ einheit A mit elektrischer Energie versorgt und ihre Signale werden den ersten Ansteuermitteln zugeführt und vorteilhaft- erweise von diesen verarbeitet. Die genannten Sensoren sind daher in den Figuren ebenfalls durch ein A gekennzeichnet.
Außerdem sind zweite Ansteuermittel vorgesehen, z.B. in Form eines zweiten MikroControllers, welche von der zweiten Ener¬ gieversorgungseinheit B mit elektrischer Energie versorgt werden und welche zur Ansteuerung der Ventile 16 und 49 und der zweiten Antriebseinheit des Elektromotors 35 ausgebildet sind. Den zweiten Ansteuermitteln sind auch der zweite Wegsensor der Wegsensorik 32 und der zweite Lagesensor der Lagesensorik 36 des Elektromotors 35 zugeordnet. Die Ansteuerung bzw . Versorgung der genannten Komponenten mittels der zweiten Energieversorgungseinheit B ist in den Figuren durch ein B gekennzeichnet. Die zweiten Ansteuermittel können wie die ersten Ansteuermittel in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit oder in einer weiteren, vorteilhafterweise unabhängigen, elektronischen Steuer- und Regeleinheit angeordnet sein.
Entsprechend können die Ventile 7a-7d, 8a, 8b der Druckre- gelventilanordnung 30 sowie die Ventile 25 und 51 lediglich bei intakter erster Energieversorgungseinheit A angesteuert werden. Das Simulatorventil 16 und das Trennventil 49 sowie der
Elektromotor 35 können auch bei Ausfall einer der Energieversorgungseinheiten A, B noch durch die andere Energiever- sorgungseinheiten B, A betätigt werden.
Damit das Ventil 16 bzw. 49 unabhängig mittels der ersten und der zweiten Ansteuermittel betätigt werden kann, umfasst das Ventil 16 bzw. 49 zwei elektrisch voneinander getrennte Spulen, von welchen es betätigbar ist, wobei die erste Spule nur von den ersten Ansteuermitteln bestrombar ist und die zweite Spule nur von den zweiten Ansteuermitteln bestrombar ist. Die Spulen sind zur Vermeidung eines Kurzschlusses bevorzugt in zwei Lagen¬ paketen übereinander oder nebeneinander gewickelt. Bei Ausfall der zweiten Energieversorgungseinheit B kann jedes der zehn Ventile 7a-7d, 8a, 8b, 16, 25, 49, 51 der Bremsanlage sowie die Druckbereitstellungseinrichtung 18 betätigt werden und es liegen Signale der Sensoriken 32, 36 und 42 zur Brems- drucksteuerung/-regelung vor. Normalbremsungen in der „Bra- ke-by-wire"-Betriebsart mittels der Druckbereitstellungs¬ einrichtung 18, wie oben beschrieben, sowie radindividuelle Bremsregelungen (z.B. ABS- oder ESC-Regelungen (ABS: Anti- blockiersystem, ESC: Fahrdynamikregelsystem) ) oder achsindi- viduelle Regelungen (z.B. elektronische Bremskraftverteilung (EBD) ) in der „Brake-by-wire"-Betriebsart sind somit unein¬ geschränkt möglich.
Bei Ausfall der ersten Energieversorgungseinheit A können immer noch die Ventile 16 und 49 der Bremsanlage sowie die Druck¬ bereitstellungseinrichtung 18 betätigt werden und es liegen Signale der Sensoriken 32 und 36 zur Bremsdruckeinstellung vor. Bei einer Betätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer kann daher die Bewegung des Kolbens 2 mittels des von der Energieversorgungseinheit B versorgten Wegsensors der
Wegsensorik 32 erfasst werden. Mittels der von Energieversorgungseinheit B versorgten zweiten Ansteuermittel können das Simulatorventil 16 und das Trennventil 49 geschlossen werden. Ein Öffnen des Ablassventils 25 ist jedoch nicht möglich, da Ab- lassventil 25 nur durch die von Energieversorgungseinheit A versorgten ersten Ansteuermittel betätigbar ist. Die Betätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer führt so zu einem Druckaufbau in den beiden Druckräumen 4 und 5, was aufgrund der stromlos offenen Radventile 7a-7d zu einem Druckaufbau an den Radbremsen 6a-6d führt.
Die Radbremsen 6a und 6b der Hinterachse umfassen beispielsgemäß je einen elektrisch betätigbaren Parkbremsaktuator (EPB L, EPB R) , so dass im Notfall, insbesondere bei Ausfall der hydrau- lischen Bremsanlage, eine Betriebsbremsung mittels der Park- bremsaktuatoren durchführbar ist bzw. die hydraulische
Bremsanlage bei Bedarf durch die Parkbremsaktuatoren an der Hinterachse unterstützt werden kann.
Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage entspricht bezüglich des hyd¬ raulischen Aufbaus sowie der elektrisch betätigbaren Parkbremsaktuatoren weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Zusätzlich ist eine zweite Drucksensorik 31 vorgesehen, welche an die Verbindung 29a angeschlossen ist und so den in der Kammer 22 bzw. Simulatorkammer 12 durch ein Verschieben des Primärkolbens 2 aufgebauten Druck erfasst. Die Drucksensorik 31 weist zumindest zwei redundant geschaltete Drucksensoren auf.
Zur Versorgung der Bremsanlage mit elektrischer Energie sind auch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine erste elektrische Energieversorgungseinheit A und eine davon unabhängige zweite elektrische Energieversorgungseinheit B vorgesehen. Die von der ersten Energieversorgungseinheit A versorgten ersten An¬ steuermittel sind zur Ansteuerung der Ventile 7a-7d, 8a, 8b der Druckregelventilanordnung 30, der Ventile 16, 25, 49, 51 und einer der Antriebseinheiten des Elektromotors 35 ausgebildet sind. Den ersten Ansteuermitteln sind die redundanten Druck- sensoren der Drucksensorik 42, die redundanten Drucksensoren der zweiten Drucksensorik 31 und einer der Lagesensoren der
Lagesensorik 36 des Elektromotors 35 zugeordnet. Die von der zweiten Energieversorgungseinheit B versorgten zweiten Ansteuermittel sind zur Ansteuerung lediglich des Ventils 49 und der zweiten Antriebseinheit des Elektromotors 35 ausgebildet. Den zweiten Ansteuermitteln sind die redundanten Wegsensoren der Wegsensorik 32 und der zweite Lagesensor der Lagesensorik 36 des Elektromotors 35 zugeordnet. Entsprechend umfasst gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nur das Ventil 49 zwei elektrisch voneinander getrennte Spulen, wobei die erste Spule nur von den ersten Ansteuermitteln bestrombar und die zweite Spule nur von den zweiten Ansteuermitteln bestrombar ist, so dass lediglich das Ventil 49 unabhängig mittels der ersten und der zweiten Ansteuermittel betätigbar ist.
Bei Ausfall der zweiten Energieversorgungseinheit B kann jedes der zehn Ventile 7a-7d, 8a, 8b, 16, 25, 49, 51 der Bremsanlage sowie die Druckbereitstellungseinrichtung 18 betätigt werden und es liegen Signale der Sensoriken 31, 36 und 42 zur Brems- drucksteuerung/-regelung vor.
Bei Ausfall der ersten Energieversorgungseinheit A kann nur noch das Ventil 49 der Bremsanlage sowie die Druckbereitstel¬ lungseinrichtung 18 betätigt werden und es liegen Signale der Sensoriken 32 und 36 zur Bremsdruckeinstellung vor. Bei einer Betätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer wird die Bewegung des Kolbens 2 mittels der Wegsensorik 32 erfasst. Mittels der von Energieversorgungseinheit B versorgten zweiten Ansteuermittel kann das Trennventil 49 geschlossen werden. Ein Schließen des Simulatorventils 16 sowie ein Öffnen des Ab¬ lassventils 25 sind jedoch nicht möglich. Die Betätigung des Bremspedals 21 durch den Fahrzeugführer führt so zu einem Druckaufbau in den beiden Druckräumen 4 und 5, was aufgrund der stromlos offenen Radventile 7a-7d zu einem Druckaufbau an den Radbremsen 6a-6d führt.

Claims
Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer "Bra- ke-by-Wire"-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, mit
• einem Hauptbremszylinder (1), der zumindest einen ersten und einen zweiten Hauptbremszylinderkolben (2, 3) aufweist, die hintereinander angeordnet sind und einen ersten und einen zweiten Druckraum (4, 5) begrenzen, wobei der erste und der zweiten Druckraum je mit Radbremsen (6a, 6b; 6c, 6d) verbunden ist,
• einem den Druckräumen (4,
5) zugeordneten, insbesondere unter Atmosphärendruck stehenden, Druckmittelvorratsbehälter ( 9) ,
• einer hydraulisch betätigbaren Simulationseinrichtung (11) mit einer hydraulischen Simulatorkammer (12), welche in der „Brake-by-wire"-Betriebsart dem Fahr¬ zeugführer ein angenehmes Bremspedalgefühl vermittelt,
• einer elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (18) mit einem Elektromotor (35) zur Betätigung der Radbremsen, und
• einer an den Hauptbremszylinder, die Druckbereitstellungseinrichtung (18) und die Radbremsen hydraulisch angeschlossenen Druckregelventilanordnung (30) zur Einstellung radindividueller Radbremsdrücke an den Radbremsen,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptbrems¬ zylinderkolben (2) als ein Stufenkolben ausgebildet ist, dessen Ringfläche (23) eine hydraulische Kammer (22) be¬ grenzt, wobei die hydraulische Kammer (22) mit der
Simulatorkammer (12) hydraulisch verbunden ist, und dass die Bremsanlage mindestens ein zweifach ansteuerbares Mag¬ netventil (49, 16) umfasst, welches mittels einer ersten Spule und einer elektrisch von der ersten Spule getrennten, zweiten Spulen betätigbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage genau ein zweifach ansteuerbares Magnet¬ ventil umfasst, welches mittels zwei elektrisch voneinander getrennter Spulen betätigbar ist, oder dass die Bremsanlage höchstens zwei zweifach ansteuerbare Magnetventile umfasst, welche jeweils mittels zwei elektrisch voneinander ge¬ trennter Spulen betätigbar sind.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen ersten elektrischen Kreis mit einer ersten elektrischen Energieversorgungseinheit (A) und ersten Ansteuermitteln und einen zweiten elektrischen Kreis mit einer zweiten elektrischen Energieversorgungseinheit (B) und zweiten Ansteuermitteln umfasst, wobei für jedes zweifach ansteuerbare Magnetventil die erste Spule mittels des ersten elektrischen Kreises und die zweite Spule mittels des zweiten elektrischen Kreises angesteuert wird.
Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Kreis unabhängig von dem zweiten elektrischen Kreis ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (44) zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung (18) und dem zweiten Druckraum (5) vorgesehen ist, welche insbesondere durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens (3) abgesperrt wird.
6. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (26b, 131) zwischen dem zweiten Druckraum (5) und der Kammer (22) bzw. Simulatorkammer (12) vorgesehen ist, in welcher ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos offenes, Trennventil (49) angeordnet ist, wobei das Trennventil (49) das zweifach ansteuerbare Magnetventil oder eines der zweifach ansteuerbaren Magnetventile ist.
7. Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (26b, 131) durch eine Betätigung des zweiten Hauptbremszylinderkolbens (3) abgesperrt wird.
8. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass ein elektrisch betätigbares, insbe¬ sondere stromlos offen ausgeführtes, Simulatorventil (16) zum Zu- und Abschalten der Wirkung der Simulationseinrichtung (11) vorgesehen ist, wobei das Simulatorventil (16) eines der zweifach ansteuerbaren Magnetventile ist.
9. Bremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (29a, 29b) zwischen der Kammer (22) und dem Druckmittelvorratsbehälter (9) vorgesehen ist, an welcher das Simulatorventil (16) angeordnet ist.
10. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Elektromotor (35) mindestens zwei, unabhängig voneinander betreibbare Antriebseinheiten mit je zumindest einer Wicklung zum Antreiben des Rotors des Elektromotors aufweist.
11. Bremsanlage nach Anspruch 10, wenn rückbezogen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Antriebseinheiten mittels des ersten elektrischen Kreises und die andere der Antriebseinheiten mittels des zweiten elektrischen Kreises angesteuert wird. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Verbindung (33) zwischen dem erste Druckraum (4) und dem Druckmittelvorratsbehälter (9) vorgesehen ist, in welcher ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos geschlossenes, Ab¬ lassventil (25) angeordnet ist, welches mittels nur einer Spule betätigbar ist, die mittels des ersten elektrischen Kreises angesteuert wird.
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