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1. (WO2018234387) BREMSSYSTEM
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Bremssystem

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Der Trend zu Fahrzeugen mit autonomem Fahren (AD) bedingt für das Brems-System einerseits hohe Anforderungen an die Fehlersicherheit und andererseits redundante Funktionen, z. B. für Bremsdruckerzeugung, Spannungsversorgung und Rechnerfunktionen (ECU). Favorisiert werden so genannte 1-Box-und 2-Box-Systeme. Letztere bestehen aus einem elektrischen Bremskraftverstärker (BKV), einem so genannten E-Booster, und einem ESP-System. Damit wird z. B. die Bremsdruckerzeugung über E-Motor und elektronische Steuer-und Regeleinheit ECU bei E-Booster und Rückförderpumpe mit E-Motor und ECU redundant.

Die bekannten Lösungen haben relativ große Baulängen und Gewicht.

In der WO2011/098178 (nachfolgend Variante A bzw. als Folgeverstärker oder e-Booster) ist eine solche Lösung beschrieben mit koaxialem Antrieb, indem ein E-Motor über ein Getriebe und Kolben auf den HZ-Kolben wirkt. Die BKV-Steuerung erfolgt über ein elektrisches Glied und Reaktionsscheibe als so genannter Folgeverstärker, der Pedalweg ist eine Funktion des Bremsdruckes und der Volumenaufnahme des Bremssystems, was bei Fading oder Brems-kreisausfall lange Pedalwege erfordert.

Die WO2009/065709 (nachfolgend Variante B, bzw. als Folgeverstärker oder e-Booster) zeigt einen E-Booster ebenfalls als Folge-BKV. Hier erfolgt die BKV-Steuerung über Pedalweg und Druck. Eine getrennte Druckversorgung mit E-Motor und Plunger wirkt über den Verstärkerkolben auf den HZ-Kolben.

Die WO2012/019802 (nachfolgend Variante C) zeigt eine Anordnung ähnlich WO2011/098178 mit koaxialem Antrieb, indem ein E-Motor über ein Getriebe und Kolben auf den HZ-Kolben wirkt. Hier ist eine zusätzliche Kolbenzylindereinheit eingesetzt, welche auf einen Wegsimulatorkolben (WS) wirkt. Damit ist der Pedalweg unabhängig von z. B. Fading und Bremskreisausfall. Der Au f-wand und die Baulänge sind jedoch hoch.

Die DE 10 2009 033 499 (nachfolgend auch Variante D) zeigt einen Bremskraftverstärker (BKV) mit zusätzlicher ESP-Einheit mit hydraulischer Betätigung des Verstärkerkolbens und außen liegender Druckversorgung . Diese Anordnung mit vier bzw. fünf Kolben und sechs Magnetventilen (MV) ist aufwän-dig und in der Baulänge ungünstig . Der nicht hydraulisch wirkende Wegsimulator (WS) liegt innerhalb der dem Hauptzylinder vorgebauten Kolben-Zylinder-Einheit und kann weder gedämpft noch über ein Magnetventil (MV) geschaltet werden.

Alle o. g . Lösungen haben eine redundante Bremskraftverstärkungs (BKV)-Funktion, da bei Ausfall des BKV-Motors die ESP-Einheit mit Pumpe ähnlich den Assistenzfunktionen mit Vakuum-BKV im autonomen Fahrbetrieb (AD) die Bremsfunktion gewährleistet.

Bei Ausfall des ESP-Motors funktioniert ABS über die Möglichkeit der Druckmodulation durch den BKV- Motor wie in der WO2010/088920 der Anmelderin beschrieben. Dies ermöglicht jedoch nur eine gemeinsame Druckregelung für alle vier Räder, was keinen optimalen Bremsweg ergibt.

Alle bisher bekannten 1-Box-Systeme haben einen so genannten Wegsimulator (insbesondere für brake-by-wire) wegen der fortschrittlichen Pedalwegcharakteristik.

Die bekannten Systeme mit E-Booster und ESP haben nur eine Redundanz in der Druckversorgung (DV), d .h. bei Ausfall des E-Boosters gibt es eine redundante Druckversorgung (DV) mit redundanter Leistung für die Bremskraftverstärkung (BKV) durch das ESP. Höhere Anforderungen an die Sicherheit sind nicht berücksichtigt. Ebenso, eine ausreichende ABS-Funktion durch den E-Booster bei Ausfall des ESP.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Bremssystem anzugeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem für den Einsatz für autonomen Fahrbetrieb (nachfolgend AD) und E-Fahrzeuge/Hybridfahrzeuge mit zunehmend starker Rekuperationsleistung (Energierückgewinnung durch Bremsen über Generators/ bzw. Antriebsmotor im Generatorbetrieb) zu schaf-fen, das gegenüber dem Stand der Technik stark verbessert ist.

Zudem soll ein kostengünstiges Bremssystem für den autonomen Fahrbetrieb geschaffen werden, das alle geforderten Redundanzen sowie eine sehr hohe Sicherheitsanforderung erfüllt.

Außerdem soll mit dem Bremssystem bei Ausfall von ESP sowohl eine im Bremsweg und Stabilität ausreichende Funktion von ABS, als auch eine ausreichende Funktion der Rekuperation erreicht werden.

Erfindunqsqemäße Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspru-ches 1 gelöst.

Die Verbesserung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass der Aufbau des Bremskraftverstärkers sehr wenige sowie einfache Komponenten mit geringen Toleranzanforderungen (z. B. Ventile nur im Offen/Zu-Betrieb) aufweist und damit kostengünstig ist, sehr kurz und schmal baut sowie eine konstante Pedalwegcharakteristik insbesondere bei starker Rekuperation ermöglicht.

Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen, der Zeichnung und der Figurenbeschreibung enthal-ten, auf die an dieser Stelle verwiesen wird .

Mit der erfindungsgemäßen Lösung bzw. ihren Ausführungsformen bzw. Ausgestaltungen wird ein Bremssystem geschaffen, das eine sehr kurze Bauweise aufweist sowie eine vorteilhafte Pedalcharakteristik.

Insbesondere wird erfindungsgemäß ein 2-Box-System geschaffen, mit einem elektrischen Bremskraftverstärker der an eine Standard-ESP-Einheit über zwei hydraulische Leitungen angeschlossen wird (in folgenden X-Boost und

ESP/ABS-Einheit bezeichnet, zusammen 2-Box-System), wobei der Bremskraftverstärker eine Pedalcharakteristik aufweist, welche unabhängig von der Volumenaufnahme des Bremssystems ist und Grad der Rekuperation ist.

Weiterhin wird mit der Erfindung eine kompakte Bauform des Bremskraftver-stärkers mit geringem Boxvolumen erreicht, welche sehr kurz und schmal ist und viele Redundanzen, z. B. für Druckerzeugung, elektrische Versorgung, Ausfall Pumpenmotor der ESP-Einheit aufweist und auch bei Ausfall der ESP-Einheit eine ABS-Funktion mit reduzierter Leistungsfähigkeit beinhaltet. Die ABS-Funktion sollte im Notbetrieb ohne ESP zumindest eine achsweise individuelle Regelung zur Verbesserung des Bremswegs umfassen („Select-low"-Druckregelung).

Die Einbauräume im Aggregateraum werden immer kleiner, daher sollten die Abmessungen des Bremsaggregats, insbesondere im Breiten- und Längenmaß, möglichst klein sein. Diese kompakte Bauweise ist einerseits möglich durch Entkopplung des Hauptzylinder(HZ)-Kolbens vom Motorantrieb und andererseits durch einen speziellen kurzbauenden Hauptzylinder (HZ) nach der WO2016/023994 der Anmelderin auf die hier insoweit Bezug genommen wird mit parallel angeordneter Druckversorgung (nachfolgend Druckversorgung o-der DV) bestehend aus E-Motor mit Kolbenantrieb.

Die Druckversorgung (DV) wirkt nur bis zur Radblockiergrenze 80 bis 100 bar. Für höhere Drucke (z. B. bei Fahrerassistenzfunktionen) wird die Pumpe des ESP-Aggregats eingeschaltet. Dies kann bei der erfindungsgemässen Lösung im Vergleich zu Variante A des eingangs beschriebenen Standes der Technik daher realisiert werden, da die ESP-Pumpen-Funktion keinen Einfluss auf das Pedalgefühl hat, da das Bremspedal entkoppelt ist.

Die Aufgabe des X-Boost mit DV ist dabei, das entsprechende Volumen bei maximalem Druck von 80 bis 100 bar zur Drucksteigerung der ESP-Pumpe zuzuführen.

Dies hat den Vorteil, dass der Antriebsmotor bzw. die Druckversorgereinrich-tung DV des X-Boosts mit Motor eine geringe mechanische Belastung ausgelegt werden muss, bzw. der E-Motor nur geringes Drehmoment erfordert und um, z. B. 80 bis 100 bar, entgegen dem maximalen Druck von ca. 200 bar der ESP-Pumpe. Dies ermöglicht ein kostengünstiges Kugel-Gewinde-Trieb (KGT) oder eine Trapezspindel mit Kunststoffmutter.

Zum zweiten kann die Pumpe die ESP Pumpe so ausgelegt werden, dass der Pumpenmotor nur durch den Differenzdruck 200 bar - (80 bis 100) bar (= 100 bis 120 bar) belastet wird. Bei der herkömmlichen ESP-Pumpe ist diese mit dem maximalen Druck von z. B. 200 bar belastet. Dieser Vorteil bedeutet eine vorteilhafte Reduzierung der Leistung bzw. des Drehmomentes des Pumpenmotors.

Dabei besteht auch noch eine zusätzliche Möglichkeit der Zusammenschaltung. Es kann die ESP-Pumpe nicht erst bei der Aussteuerung des X-Boost (80 bis 120 bar), sondern bei schneller Pedalbewegung bei z. B. 20 bar eingeschaltet werden. Dies bedeutet entweder schnelleren Druckanstieg für Time-to-lock (TTL) oder zusätzliche Leistungsreduzierung des Motors der DV vom X-Boost.

Diese Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung der Pumpen erfordert bei der ESP-Pumpe z. B. eine zweikreisige Zahnradpumpe oder bei der Kolbenpumpe pro Kolben einen unabhängigen Exzenter für jeden Kolben.

In der Pedalcharakteristik sollte eine Rückwirkung von der Volumenaufnahme, z. B. bei Bremskreisausfall, ausgeschlossen werden. Andererseits sollte die Möglichkeit bestehen, eine gewollte Pedalrückwirkung zu erzeugen, z. B. bei Einsatz der ABS-Funktion eine kleine Pedalbewegung, ggf. auch intermittie-rend . Auch können Fehler, z. B. Bremskreisausfall, durch Pedalbewegung parallel zur Warnlampe angezeigt werden.

Zum Pedalwegsimulator sind verschiedene Lösungen denkbar. Im gesamten Druckbereich ( 150 bis 200) bar soll der Pedalwegsimulator eine gute Pedalwegcharakteristik liefern, z. B. bis zu 30 bar mit flacher Kennlinie und an-schließend progressiv ansteigend ohne Einfluss, ob der X-Boost oder die ESP-Einheit den Druck liefert. In der Ausführung des E-Boosters als Folgeverstärker (Variante A nach Stand der Technik) ändert sich beim Übergang von E-Booster zu ESP die Pedalkraftkennlinie sehr deutlich und erfordert für den hierfür notwendigen PWM-Betrieb der Ventile viel Softwareaufwand . Dies ist bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht der Fall, da der Betrieb der ESP-Pumpe keinen Einfluss auf die Pedalcharakteristik hat, da das Pedal über den Wegsimulator entkoppelt ist.

Zur Reduzierung des Bauvolumens kann im flachen Teil der Pedalwegkennlinie die Rückstellfeder (18) eingesetzt werden, so dass das Volumen im Kolben-Wegsimulator kleiner ist und nur noch dem progressiven Teil der Kennlinie entspricht, wie auch in WO2013/072198 des Anmelders dargestellt, auf die insoweit hier Bezug genommen wird .

Der Wegsimulator kann vorteilhaft ein insbesondere über eine hydraulische Verbindungsleitung mit dem Arbeitsraum des Hilfskolbens verbundener Kol-bensimulator (WS) oder/und ein mit einem Arbeitsraum des zweiten Kolbens (SK) in Verbindung stehender Stösselsimulator sein. Bei Vorsehen eines Stößelsimulators wirkt der vom Pedalweg abhängige Steuerdruck auf den Stößel.

Auch ist es vorteilhaft, wenn in einer Weiterbildung der Wegsimulator abschaltbar ist und in einem ersten Bereich nicht wirksam ist und die Bremspe-dalkraft ausschließlich durch eine Rückstellfeder bestimmt wird und in einem zweiten Bereich durch Rückstellfeder und Wegsimulatorkolben bestimmt wird.

Ferner kann dem Wegsimulator ein Schaltventil vorgeschaltet sein, um den Wegsimulator bei Bedarf zuzuschalten oder abzuschalten. Sofern dem Wegsimulator jedoch kein Schaltventil vorgeschaltet ist, muss das Schaltventil (WA) in einer vom Druck-bzw. Arbeitsraum des Hilfskolbens zum Wegsimulator ab-zweigenden Zweigleitung zum Vorratsbehälter angeordnet sein.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn zur Steuerung der Druckversorgung sowie Diagnose die Druck-Volumen-Kennlinie verwendet wird .

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung eines Pedalwegsimulators besteht in einem THZ mit Stößel ohne Kolbenwegsimulator wie dies in der

WO2016/023994 der Anmelderin, auf die hier insoweit Bezug genommen wird, beschrieben bzw. dargestellt ist. Hier wirkt der vom Pedalweg abhängige Steuerdruck zum BKV auf den Stößel und erzeugt so die Pedalrückwirkung .

Abhängig von der Pedalstellung wird von dem Kolben der Druckversorgung ein Druck auf den SK-Kolben des Hauptbremszylinders (T)HZ geleitet, wodurch der Bremsdruck entsteht. Die Druckversorgung besteht aus einem E-Motor, der über eine Spindel den Kolben antreibt. Als Getriebe können sowohl ein Kugelgewindetrieb (KGT) als auch eine Trapezspindel mit Mutter eingesetzt werden. Letztere ist kostengünstiger und geräuscharm, hat aber einen schlechteren Wirkungsgrad und ist selbsthemmend . Das Letztere hat den Vorteil, dass bei Ausfall der Druckversorgung DV, z. B. des Motors, der Kolben in der Stellung verharrt, so dass keine Volumenzunahme im Bremskreis unter Brems-druckeinfluss entsteht.

Beim Kugelgewindetrieb (KGT) muss für diesen Ausfall ein zusätzliches

Schließventil eingesetzt werden. Das Ansaugen der Flüssigkeit aus dem Vor-ratsbehälter (VB) erfolgt über ein Saugventil oder über die Kolbenmanschettendichtung mit Schnüffelloch wie bei einem Hauptzylinder (HZ).

Der Zugang zum Kolbenwegsimulator kann mit einem Magnetventil (WA) geschlossen werden, da bei Ausfall der Druckversorgung (DV) die Pedalkraft auf den Hauptzylinder (HZ) wirkt und somit Bremsdruck in der so genannten Rückfallebene (RFE) erzeugt. Ohne das Ventil (WA) würde der Pedalweg in der Rückfallebene (RFE) durch die Volumenaufnahme des Kolbenwegsimulators (WS) verlängert werden.

Da durch die Zusammenschaltung von X-Boost und ESP-Einheit zwei redundante Systeme zur Druckerzeugung mit redundanter Spannungsversorgung vorliegen, wirkt die Rückfallebene (RFE) nur beim Abschleppen, eigentlich nur zum Tiefladen, z. B. für den Fall, dass das Getriebe des Fahrzeugs blockiert sein kann. Diese Fakten erlauben größere Freiheitsgrade in der System- und Kolbengestaltung, z. B. Einsparung eines WA-Magnetventils.

Eine Möglichkeit zur Belaglüftspielsteuerung besteht darin, die Belagrückfüh-rung mittels einer starken Rollbackdichtung der Radbremse, insbesondere eines Rollbackdichtringes, vorzunehmen, die bzw. der in der Lage ist, das erforderliche Lüftspiel, insbesondere aufgrund der in ihm bzw. ihr gespeicherten Verformungsenergie, herzustellen. Die gespeicherte Verformungsenergie erzeugt dabei eine Rückstellkraft, die die Bremsbeläge von der Bremsscheibe abhebt (Lüftspiel), sobald im Bremskreis kein Druck mehr aufgebaut ist. Dies ist bei der Erfindung vorteilhaft möglich, da sich durch die Entkoppelung keine Rückwirkung auf das Bremspedal ergibt.

X-Boost und ESP-Einheit haben vorzugsweise getrennte Spannungsversorgungen, z. B. ESP wird an 12V-Batterie angeschlossen und X-Boost an DC/DC-Konverter eines Mehrspannungsbordnetzes angeschlossen. Alternativ können sowohl X-Boost als auch ESP-Einheit sowohl an 12V-Batterie und DC/DC-Converter angeschlossen werden. Damit haben beide Module des Bremssystems der 2-Box jeweils eine redundante Stromversorgung.

Gegenüber der Variante A Stand der Technik hat die erfindungsgemäße Lö-sung noch weitere Vorteile:

I. Bei Bremskreisausfall gibt es keinen Pedaldurchfall;

II. Bei Ausfall ESP-Motor kann auch der Druck achsweise oder radindividuell gesteuert werden, was eine erhebliche Bremswegverkürzung ermöglicht;

III. Viele Fahrerassistenzfunktionen sind im X-Boost umsetzbar und können mit höherer Präzision umgesetzt werden als in der ESP-Einheit;

IV. Rekuperationssteuerung ist einfacher, leiser und genauer durch Steuerung über die DV als über Einlass- und Auslassventile und der Pumpe der ESP-Einheit.

Pedaldurchfall I) kann dadurch vermieden werden, da eine Undichtheit in dem System keine Auswirkung auf das Pedalgefühl hat, da der Wegsimulator entkoppelt ist. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung wirkt sich z. B. bei Variante A und B eine Undichtheit im System unmittelbar auf das Pedalgefühl aus, sodass im schlimmsten Fall sich plötzlich der Pedalweg verlängert und die Veränderung vom Fahrer nicht beherrschbar ist und zu Unfällen führt.

Die individuelle Druckregelung II) von Achsen und auch Radbremsen ist durch die erfindungsgemäße Lösung dadurch möglich, weil bei Ausfall des ESP-Motors der E-Motor der Druckversorgung DV des X-Boost die Druckregelung übernimmt und die Druckregelung keinen Einfluss auf das Pedal hat. Dadurch gibt es im Gegensatz zu Folgeverstärkerlösungen (Variante A und B) wesent-lieh mehr Freiheitsgrade zur achsindividuellen oder radindividuellen Regelung . Dazu wird die Drucksteuerung der Erfindung über den Kolbenweg und Motorstrom gemäß (DE 10 2005 018649 der Anmelderin) und Druckgradientenregelung (DE 10 2005 055751 der Anmelderin), auf die hier insoweit Bezug genommen wird, für eine hochpräzise Drucksteuerung eingesetzt, die mit Puls-weiten-Modulation- (PWM) -Steuerung von Ventilen der ESP-Einheit nicht erreicht werden kann.

Die Systementkopplung (Pedal vom System) hat auch bei der Umsetzung von III) Fahrerassistenzfunktionen eine hohe Bedeutung, wie weiter unten näher beschrieben ist.

Der Rekuperationssteuerung (IV) kommt durch die zunehmende Hybridisierung und Verbreitung von E-Fahrzeugen eine zunehmende Bedeutung zu. Abhängig von der möglichen Generatorbremswirkung und der geforderten gesamten Bremswirkung vom Fahrer wird der Bremsdruck variiert. Man spricht hier vom Bremsdruck-Blending . Dies kann sich auf alle Radbremsen (4-Rad-Blending), nur einer Fahrzeugachse (2-Rad-Blending) oder individuell auf die einzelnen Radbremsen beziehen. Dies erfordert eine entsprechende Brems-

drucksteuerung und Ventilschaltung . Dies ist in der Figurenschreibung ausführlich beschrieben.

Die Rekuperationssteuerung (IV) bei der erfindungsgemäßen Lösung wird in der einfachsten Lösung (4-Rad-Blending) ausschließlich über die Kolbenweg-Steuerung der Druckversorgung DV durchgeführt. Entsprechend der Verzögerungswirkung des Generators des Fahrzeuges oder im Generatorbetrieb betriebenen Antriebmotors eines E-Fahrzeuges wird ein entsprechender Bremsdruck eingestellt durch Verstellung des Kolbens, damit die Summe der hydraulischen Bremskraft und der Bremswirkung durch den Antriebsmotor die ge-wünschte Gesamtverzögerungskraft ergibt.

Dies ist völlig variabel möglich, da die Druckstellung der Druckversorgung DV des X-Boost keine Auswirkung auf das Pedalgefühl hat. Dies hat erhebliche Vorteile insbesondere gegenüber der Variante A und B des Standes der Technik, bei der durch die Kopplung zwischen Pedal und HZ-Volumen in die Spei-cherkammern der ESP-Einheit abgelassen werden muss, um bei gleichbleibenden Pedalgefühl eine reduzierte Verzögerung zu erzielen. Dafür ist ein Eingriff in ESP erforderlich und eine sehr aufwändige Steuerung der Auslassventile der ESP-Einheit erforderlich. Zudem können bei der erfindungsgemäßen Lösung unterschiedliche ESP-Varianten für unterschiedliche Bremskreisverteilung (dia-gonal und parallel/achsweise Bremskreise, Heck- und Frontantriebe) vermieden werden, da die Steuerung ausschließlich über den Kolben erfolgt, unabhängig von der Bremskreisaufteilung und der Antriebsart. Insbesondere ergeben sich auch folgende Vorteile des X-Boost bei der Rekuperation.

Auch achsweises Blending (2-Rad-Blending bzw. achsweises Blending) ist deutlich einfacher zu realisieren wie weiter unten näher beschrieben ist.

Einige der erfindungsgemäßen Lösungsansätze, insbesondere der X-Boost, weisen gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile im Pedalgefühl auf:

• Keine Änderung im Pedalgefühl durch Blending

· Keine Änderung im Pedalgefühl durch Änderungen im Bremssystem

(z. B. Änderungen im Bremslüftspiel, Änderungen in der PV-Kennlinie)

Beim Blending durch den X-Boost ergeben sich zusammenfassend folgende Vorteile:

• Präzise Einstellung der Bremsdrücke, auch bei schnellen Änderungen des Drehmomentes des Generators = > Einfache Punktbremsungen; · Keine wahrnehmbaren Geräusche, z.B. durch Schalten von Ventilen in der ESP-Einheit;

• Blending im gesamten Fahrzeugverzögerungsbereich;

• Erheblich einfachere Software für Blending als beim herkömmlichen E- Booster;

· Einheitliches Blending für diagonale (X)- und achsparallele (II)- Bremskreisaufteilung ;

• Bremskraftverteilung beliebig darstellbar, bis zur Radblockiergrenze.

Dadurch sind ESP-Eingriffe zur Fahrzeugstabilisierung, vor allem auf rutschigen und unebenen Fahrbahnen, und Unterbrechungen der Reku- peration mit komplexer Umschaltung von Rekuperation zur rein hydraulischen Bremsung und umgekehrt, vermeidbar;

• Änderungen an den Rad-Bremsen (z.B. Druck-Volumen-Kennlinien oder p-V-Kennlinien) an der nicht angetriebenen Achse haben keinen Einfluss auf die hydraulische Bremsung;

· Keine zusätzlichen Komponenten zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit erforderlich (z. B. kein "smart actuator");

• Keine härtere Rückstellfeder für das Pedal erforderlich (wichtig für Pmax in der RFE);

• Änderungen in der PV-Kennlinie des Bremssystems werden diagnosti- ziert.

In bekannten Systemen nach A mit Folgeverstärker ist der Pedalweg eine Funktion der Volumenaufnahme. Damit die Pedalwege im Normalbetrieb nicht groß werden, ist eine angepasste Dimensionierung des Hauptzylinders HZ für unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlich großem Kolbendurchmes-ser erforderlich. Dies führt bei Systemausfall in der Rückfallebene RFE bei gleichem Pedalweg zu hohen Pedalkräften bei Bremsanlagen mit größerer Volumenaufnahme. Entsprechend den Vorschriften der ECE-13H ist bei einer ma-

ximalen Fußkraft von 500 N eine Fahrzeugverzögerung von mindestens 0,24-0,3 g vorgeschrieben.

Einige der erfindungsgemäßen Lösungen, insbesondere der X-Boost ermöglichen den Einsatz eines kleinen Hilfskolbendurchmessers im Vergleich zum SK-Kolben und damit höhere Bremsdrücke in der Rückfallebene RFE bei 500 N Fußkraft. Weiterhin kann bei Bremsfading das Volumen in den Bremskreisen noch erhöht werden, indem die DV nachfördert. Dieses zusätzliche Volumen muss von dem SK-Kolben in den Schwimmkreis übertragen werden können, entweder durch einen größeren Durchmesser des SK-Kolbens als der Hilfskol-ben oder durch einen größeren Hub des SK-Kolbens.

Die Steuerung des BKV erfolgt gemäß DE 10 2005 018649 und DE 10 2005 055751 der Anmelderin, auf die hier insoweit Bezug genommen wird, über den Kolben der Druckversorgung DV, indem über eine BKV-Kennlinie als Funktion des Pedalwegs ein Druck im Bremskreis eingesteuert wird . Der Druck wird im ESP-Gerät gemessen und von der Druckversorgung DV über einen entsprechenden Kolbenweg bereitgestellt. Bei Drucksensorausfall steht dieses

Drucksignal nicht zur Verfügung . Der Drucksensorausfall wird von der Druckversorgung DV erkannt über Auswertung der Druckvolumenkennlinie (p-V-Kennlinie). Hier fehlt zum Kolbenweg der entsprechende Druckwert.

Hier kann auch als Ersatz der Druckmessung die Strommessung des DV- Motors eingesetzt werden. Generell ist auch denkbar, nur die Strommessung einzusetzen. Für die entsprechende Genauigkeit für Druckaufbau und -abbau muss in die Kennlinie der Druckversorgung DV (Kolbenweg und Druck alternativ Strom) die Hysterese durch die Reibungskräfte im Antrieb mit eingerechnet werden, ggf. mit Korrekturwerten, z. B. durch Korrelation des Stroms mit der Fahrzeugverzögerung .

Das Konzept hat weiteres Potential um die Funktion und die Fehlersicherheit zu steigern durch

a) Funktion

• Einen kleinen Speicher angekoppelt an Bremskreis 1 (BKl), auch Mi nispeicher genannt, welcher ermöglicht, dass die ESP-Pumpe während dem Saughub der Druckversorgung (DV) weiter Druck in die Radbremszylinder aufbaut

• Hydraulisches Pedalkraftblending in der Rückfallebene

Sicherheit

• Verwendung eines zusätzlichen Trennventils (TV1) in Bremskreis 1 (BKl) bei Ausfall von Bremskreis 1 (BKl)

• Einsparung des Wegsimulator-Absperrventils (WA). Damit entfallen auch seine möglichen Fehler

• Maßnahmen gegen Blockierung der Sensorbetätigung

• Linearer Niveaugeber für Bremsflüssigkeit im Vorratsbehälter (VB), welche kleine Volumenänderungen im Vorratsbehälter (VB) erfasst und frühzeitig bei einem Leck im Bremssystem warnen kann

• Zusätzliches Schließventil (36) in der hydraulischen Verbindung von der Hilfskolbenkammer zum Vorratsbehälter (VB)

• Redundante Dichtungen mit Diagnosemöglichkeit bei Hauptzylinder (THZ) und Druckversorgung (DV)

• Redundante Maßnahmen z.B. zusätzliches Schließventil (MVs) in der Rücklaufleitung von der Druckversorgung (DV) zum Vor-ratsbehälte (VB), für den Fall, dass das Saugventil (28) ausfällt

• Teilredundantes Steuergerät (ECU) für das Auslesen und die Verarbeitung der Sensorsignale und für die Ansteuerung des FV und PD1 Ventils

• Wärmeableitung von PCB zum Grundkörper, und damit zum kühleren Spritzwand, reduziert die Temperatur an elektronischen Bauelementen und deren Ausfallraten

• 2 x 3-phasen Ansteuerung des Motors, und damit redundante Wicklungen

Damit sind auch sehr hohe Anforderungen an„Fail Operational" (FO) erfüllbar.

Nachfolgend werden weitere mögliche vorteilhafte Merkmale für die oben beschriebenen möglichen Ausführungsformen aufgeführt, welche den Ausführungsformen in Kombination oder einzeln hinzugefügt werden können :

• So können die Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (Hauptzylinder) unterschiedliche Durchmesser aufweisen und insbesondere der Hilfskolben zur Anpassung an kleinere Pedalkräfte in der Rückfallebene (RFE) kleiner dimensioniert sein.

• Ebenso kann das eine Modul der 2-Box Ausführungsform (X-Boost/ESP) an eine 12V-Batterie bzw. 12-V-Spannungsnetz und das andere Modul an ein DC/DC-Wandler bzw. 48V-Bordnetz bzw. andere Bordnetz mit höherer Spannung angeschlossen sein, wobei insbesondere der X-Boost vom DC/DC-Wandler bzw. vom 48V-Bordnetz versorgt wird . Dabei können zur Erhöhung der Sicherheit beide Module jeweils redundant an beide Bordnetze, insbesondere 12V-Batterie und DC/DC-Wandler, angeschlossen werden bzw. sein.

• Das Getriebe der Druckversorgung kann eine Trapezspindel mit Selbsthemmung aufweisen, mit einer selbsthemmenden Wirkung bei Ausfall des Antriebes.

• Die Steuerung des Ventiles (FV) kann mittels Pulsweitenmodulation

(PWM) erfolgen zur Erzeugung von Kraftfeedback auf das Bremspedal (haptische Rückwirkung bei ABS).

• Eine Steckverbindung für das System kann unterhalb des Vorratsbehälters angeordnet und nach innen zur Gerätemitte hin gerichtet sein, um ein seitliches Abziehen des zugehörigen Steckers zu ermöglichen.

• Die zweite Kolben-Zylinder-Einheit (Druckversorgung DV) kann vorteil- haft parallel oder senkrecht zur Achse der ersten Kolben-Zylinder- Einheit (Hauptzylinder) ausgerichtet sein.

• Durch Nachfördern kann ein größeres Volumen an Bremsflüssigkeit zur Verfügung gestellt werden. Dies ist vorteilhaft bei Fahrzeugen mit größerem Gewicht oder bei Luftblasen in der Bremsflüssigkeit, oder bei Dampfblasen in der Bremsflüssigkeit, die durch überhitzte Bremsen entstehen können.

• Eine Verbesserung der Fehlersicherheit kann durch Teilredundanz der Steuergeräte von ESP und X-Boost erreicht werden.

• Eine ausreichende Funktion bei Bremsweg und Fahrstabilität bei Ausfall von ESP kann durch Einführung von Trennventile (TV1, TV2) in den

Bremskreisen (BK1, BK2) und hydraulischer Multiplex Betrieb der Druckversorgung DV erreicht werden. Damit kann auch eine brems- kreisindividuelle Rekuperation realisiert werden. Weiter kann das Nachfördern auch in den Bremskreis 2 (BK2) realisiert werden.

Beschreibung der Figuren :

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung und ihren Ausgestaltungen.

Es zeigen :

Fig . 1 : Gesamtsystem X-Boost mit ESP;

Pedalcharakteristik;

Fig . 3 : Hauptkomponenten des Systems.

Fig . 4: Erweitertes X-Boost

Fig .4a : Redundanz bei Ventil FV zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit

Fig . 5 : X-Boost mit Maßnahmen zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit

Fig . 5a : Pedalwegsensor mit Maßnahmen zur Erhöhung der funktionalen Si- cherheit

Fig . 6: Druckversorgung mit Zusatzventil zur Erhöhung der funktionalen

Sicherheit

Fig . 7 : Druckversorgung mit Dichtungsredundanz zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild des Bremssystems mit einer Betätigungseinrichtung, insbesondere Bremspedal 1, einer ersten Kolben-Zylinder-Einheit THZ, die mittels der Betätigungseinrichtung betätigbar ist, einer zweiten Kol-ben-Zylinder-Einheit mit einem elektromotorischen Antrieb und einem Getriebe (nachfolgend auch X-Boost bzw. Verstärker) und einer ABS/ESP-Einheit. Die ABS/ESP-Einheit ist bekannt mit den Hauptkomponenten Pumpe P mit Motor M, den Ventilen HSV1 und HSV2, USV1 und USV2, den Radbremsen zugeordnete Einlass- und Auslassventile EV und AV, und Speicherkammer (SpK). In vielen Publikationen und Patentanmeldungen ist dieses System beschrieben. Es ist bereits als E-Booster auf dem Markt und wird vor allem in E- und Hybrid-Fahrzeugen eingesetzt, weil hier die Steuerung des Bremssystems in Zusammenwirken mit dem Bremsmoment des Generators, d . h. Rekuperation erfolgt. Hier können bekanntlich sowohl der E-Booster als auch die Elemente des ESP mitwirken, insbesondere bei der Pedalcharakteristik. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Fahrzeuge mit autonomem Fahren. Hier steht die Fehlersicherheit und Redundanz der Funktionen im Vordergrund, wie z. B. Druckversorgung und ABS-Funktion. Der Hauptunterschied im Systemaufbau liegt bei dem neuen Konzept X-Boost. Dieser besteht aus einem speziellen Hauptzylinder HZ mit Wegsimulator WS und Druckversorgung DV, welche parallel oder senk-

recht zum Hauptzylinder HZ angeordnet ist, um eine kurze Baulänge zu erzielen, siehe auch Fig . 3.

Der Hauptzylinder HZ besteht im Wesentlichen aus einem Hilfskolben (HiKo) 16 und einem SK-Kolben (12) mit Rückstellfeder 12a. Der Hilfskolben 16 ist mit einem Stößel 16a verbunden, welcher durch eine Trennwand 14 mit Dichtung in den Druckraum 12d wirkt. Von Stößelende zu SK-Kolben ist ein Abstand von ca. 50 % des Hubes des Hilfskolbens (HiKo) 16. Der Stößel (16a) hat eine signifikant kleinere Querschnittsfläche als die Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (> Faktor 5 kleiner) und trägt unwesentlich zum Druck-aufbau bei und zur Drucksensierung im Bremskreis dient und diese Kraft auf das Bremspedal überträgt und somit eine haptische Rückmeldung auf das Bremspedal insbesondere beim ABS-Betrieb und/oder Fading erzeugt.

Im Normalfall wird zu Beginn der Bremsung ein Ventil FV geschlossen, und der Hilfskolben HiKo wirkt auf den Wegsimulator WS, dessen Funktion und Varian-ten später beschrieben werden. Der Hilfskolben HiKo hat zwei Funktionen : für den Normalbetrieb und für eine Rückfallebene bei Ausfall der Druckversorgung DV. Im ersten Fall, der Normalbetrieb, speist er den Wegsimulator WS bei geschlossenem Ventil FV, und der Pedalweg ist das Eingangssignal für die Druckversorgung DV. In der Rückfallebene, bei Ausfall der Druckversorgung DV, speist er auch den Wegsimulator WS bei geschlossenem Ventil FV, jedoch ist der Pedalweg nun das Eingangssignal für den ESP-Booster.

Bei Betätigung des Bremspedals 1 mit Pedalstößel 3 werden gleichzeitig redundante Pedalwegsensoren 2a / 2b aktiviert. Diese können zusätzlich über ein elastisches Glied KWS entkoppelt werden, wie dies in der DE 11 2011 103274 der Anmelderin, auf die hier insoweit Bezug genommen wird, beschrieben ist.. Vorteile sind einerseits Erkennung wenn der Hilfskolben (HiKo) 16 blockiert ist, und andererseits liefert der Differenzweg der Sensoren bei blockiertem Hilfskolben (HiKo) 16 ein Steuersignal für eine Hilfsbremsung . Das elastische Glied kann auch Bestandteil der Federcharakteristik des Weg-Simulators WS sein. Der Der Hilfskolben (HiKo) 16 hat eine normale Schnüffelbohrung eines THZ-Kolbens, die mit dem Vorratsbehälter VB verbunden ist. Bekanntlich fällt ein Bremskreis aus bei Ausfall der Primärdichtung . Dies kann vermieden werden durch Einsatz eines Rückschlagventils RV, welches zum Entlüften gebraucht wird und einer Drossel in der Verbindungsleitung zum VB. Die Drossel ist so dimensioniert, mit kleiner Durchflussmenge, dass die Pedalcharakteristik bei Ausfall der Dichtung nicht wesentlich verändert wird (3 mm Pedalweg in 10 s) und noch diagnostiziert werden kann. Dieselbe Anordnung kann auch beim SK-Kolben (12) eingesetzt werden (nicht eingezeichnet), welche den Ausfall beider Dichtungen unkritisch macht. Alternativ kann auch in der Rückführleitung ein stromlos offenes Magnetventil eingesetzt werden, welches nach Pedalbetätigung oder Diagnose schließt. Diese gilt für beide Kolben des HZ (Hilfskolben HiKo und den zweiten Kolben SK).

Der Wegsimulator WS kann verschieden ausgestaltet werden. Die gezeichnete Gestaltung entspricht dem Stand der Technik, der in verschiedenen Patentanmeldungen beschrieben ist, bestehend aus einem WS-Kolben mit Federkombinationen, welche als Funktion des Pedalhubs die Pedalwegcharakteristik erge-ben. Das Ventil RV dient hierbei zum schnellen Druckabbau Pab aus dem Wegsimulator WS, falls das Pedal sehr schnell gelöst wird, und die Drossel D zum gewünschten gedrosselten Druckaufbau PaUf mit der entsprechenden Pedalcharakteristik. Zusätzlich kann der Wegsimulator WS über das Ventil WA abgeschaltet werden. Dies ist notwendig bei nicht redundanten Systemen in der Rückfallebene (RFE), damit das Aufnahmevolumen des Wegsimulators WS das Fördervolumen des Hilfskolbens HiKo zum Bremskreis BKl und Druckraum 12d nicht beeinträchtigt. Bei diesem System (Fig . 1) wirkt bei Ausfall des X-Boost das ESP redundant, bei dem die ESP-Pumpe über den Hauptzylinder THZ und die Druckversorgung DV Volumen aus dem Vorratsbehälter ansaugt. Somit kann auf das Ventil WA verzichtet werden. Der Hilfskolben (HiKo) 16 mit Pedalstößel 16a wird von der Pedalrückstellfeder 18 nach Bremsbetätigung in die Ausgangsstellung bewegt.

Zur BKV-Funktion wird die Druckversorgung bzw. DV benötigt. Diese besteht aus einem EC-Motor 8, welcher über eine Spindel 7 und Mutter einen Kolben 10 bewegt und Druckmittel in den Bremskreis BKl und in den Druckraum 12d fördert. Die Bemessung des Volumens wird aus der BKV-Steuerung abgeleitet, welche aus Pedalweg 2a / 2b über die BKV-Kennlinie einen Druck einsteuert, der vom Druckgeber DG im ESP gemessen wird . Alternativ kann anstelle des Druckes auch der Motorstrom, über einen Shunt gemessen, eingesetzt werden. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Drucksteuerung über die Strommessung benötigt dieser die Erfassung der Reibungsverluste im PaUf und Pab in einem Kennfeld, ggf. zusätzlich verbessert durch Korrekturfaktoren, z. B. durch Vergleich mit der Fahrzeugverzögerung . Dies wird vor allem wichtig, wenn beim Spindelantrieb nicht ein Kugelgewindetrieb KGT, sondern eine Trapezspindel mit z. B. Kunststoffmutter eingesetzt wird .

Der Kolben 10 hat in der Ausgangsstellung ein Schnüffelloch 27 wie beim Hauptzylinder THZ. Das Ansaugen des Volumens kann über die Manschetten erfolgen oder über ein Saugventil (SV) 28, welches einen geringeren Unterdruck zum Öffnen braucht und temperaturunabhängig ist.

Bei Verwendung eine Trapezspindel verharrt infolge der Selbsthemmung der Kolben in der Stellung, bei der der Motorantrieb nicht mehr wirkt.

Die Dimensionierung der Druckversorgung DV kann so gestaffelt werden, dass der Vollhub des DV-Kolbens der Volumenaufnahme von Bremskreis BK2 bzw. des Hubes vom SK-Kolben 2 entspricht. Für größere Volumenaufnahmen kann der SK-Kolben größer im Durchmesser und auch im Hub gestaltet werden. Die Druckversorgung DV wiederum kann im Volumen (Kolben und Hub) dementsprechend oder kleiner gestaltet werden, indem das fehlende Volumen durch Nachfördern mit Kolbenrückhub über das Saugventil SV ermöglicht wird . Hierzu ist ein stromlos geschlossenes Magnetventil PD1 erforderlich, welches in Fig . 1 nicht eingezeichnet ist (siehe Fig . 4). Zum vollen Volumenausgleich bei Druckabbau Pab muss der Kolben in die Ausgangsstellung mit offenem Schnüffelloch bewegt werden. Das Saugventil 28 und das Schnüffelloch 27 sind mit dem Rücklauf zum VB verbunden. Alle Komponenten der Druckversorgung DV sind in einem Gehäuse 25 zusammengefasst.

Der Druckaufbau PaUf und Druckabbau Pab im Bremskreis BK1 und Bremskreis BK2 erfolgt über die BKV-Steuerung und Pedalwegsensoren, und dementsprechend bewegt sich der Kolben der DV. Im Normalfall fördert der X-Boost Vo-lumen in die Bremskreise BK bis zur Blockiergrenze 80-120 bar. Ist für Fading ein höherer Bremsdruck gefordert, so fördert der X-Boost Volumen bei 80-120 bar zur ESP-Pumpe, die wiederum ein höheres Druckniveau bewirkt. Bisher

muss die ESP-Pumpe gegen den vollen Druck, z. B. 200 bar bei ASR-Betrieb, mit entsprechendem Fördervolumen dimensioniert sein. Durch entsprechende Gestaltung der Pumpe, z. B. zwei-kreisige Zahnradpumpe oder getrennte Exzenter für die Pumpenkolben und ggf. zusätzlich Stufenkolben, muss die ESP-Pumpe nur den Differenzdruck zwischen Bremskreisdruck und X-Boost-Druck bewältigen, d . h. PBremskreis (= 200 bar) - X-Boost (=80-120 bar) = 80 -120bar, so dass für die Auslegung der ESP-Pumpe anstelle von 200 bar nur noch 80-120 bar notwendig sind, wofür ein entsprechend kleinerer ESP-Motor ausreicht. Außerdem kann bei dieser Gestaltung der Pumpe bereits im niedri-gen Druckbereich, z. B. bereits bei 20 bar, bei schnellem Anbremsen E-Boost und ESP-Pumpe parallel geschaltet werden, was einen entsprechend schnelleren PaUf (TTL) oder kleineren X-Boost-Motor als Potenzial bringt.

Fällt die Druckversorgung DV während eines Bremsvorgangs aus, dann wird der DV-Kolben unter Druck im Bremskreis BK1 zurückgedrückt, so dass der Bremsdruck komplett abgebaut werden kann. Wird ein selbsthemmendes Getriebe für den DV-Kolben verwendet (Trapezspindel mit Kunststoffmutter), so ist ein derartiger Druckabbau nicht möglich. Für diesen Fall ist ein stromlos geschlossenes Magnetventil AV in Bremskreis BK1 mit Verbindung zum Vorratsbehälter vorgesehen (nicht eingezeichnet) oder in Verbindung vom

Schnüffelloch des Hiko zum Vorratsbehälter VB.

Bei Ausfall beider elektronischen Steuer-bzw- Regeleinheiten (ECU) vom X-Boost und ESP, was sehr selten vorkommt, wird in der Rückfalleben RFE vom Hilfskolben (HiKo) 16 Volumen durch das geöffnete Ventil FV in den Bremskreis BK1 und in den Hauptzylinder HZ auf der Rückseite des SK-Kolbens ge-fördert und der Bremsdruck erhöht, wobei der Bremsdruck im Hauptzylinder HZ den SK-Kolben verschiebt und den Druck in Bremskreis BK2 erhöht. Damit dieses Volumen nicht durch das geöffnete Schnüffelloch der DV entweicht, ist ein stromlos geschlossenes Magnetventil PD1 vorgesehen (in Fig . 1 nicht eingezeichnet).

Funktion bei Bremskreis (BK)-Ausfall

Der Ausfall von einem Bremskreis wird von der Druckversorgung DV erkannt durch Vergleich der p-V-Kennlinie des Bremssystems, welche in gewissen Abständen im Rahmen eines Diagnosezyklus in einem Kennfeld abgelegt ist. Wenn z. B. der Kolbenhub / Volumen größer als der Normwert ist, ist entsprechend Luft im Bremskreis BK oder ein Leck. Dies kann über die p-V-Kennlinie identifiziert werden. Bei Leck kann durch nacheinander Schließen von den 4 Ventilen EV das Leck identifiziert werden, sofern sich dieses außerhalb der Aggregate z. B. im Radzylinder befindet. Ist dies z. B. im Bremskreis BK1 der Fall, so werden die Ventile EV des Bremskreises BK1 geschlossen. Die Druckversorgung DV wirkt dann über den SK-Kolben in den Bremskreis BK2 (entsprechende Beschreibung der Diagnoselogik in den Patentanmeldungen DE 10 2015 106 089.2 und 10 2016 112 971.2, auf die hier insoweit Bezug genommen wird). Wirkt dies nicht, so erfolgt ein Ausfall der Druckversorgung DV, damit auch der Bremskraftverstärkung BKV. In diesem Fall wirkt dann die ESP-Pumpe als Bremskraftverstärker BKV im Bremskreis BK2.

Ausfall von Bremskreis BK2 hat keinen Ausfall der Druckversorgung DV zur Folge, da der SK-Kolben (12) ein wichtiges Sicherheitstor mit Trennung der Bremskreise BK1 und BK2 darstellt.

In beiden Fällen bleibt die Pedalcharakteristik erhalten und es erfolgt kein Pedaldurchfall.

ABS-Funktion bei Ausfall der Pumpe / Motor bei ESP.

Wenn das ABS-Signal zum Druckabbau Pab erfolgt, korrigiert die DV-Steuerung den Bremsdruck, um ein Blockieren der Räder zu verhindern. Ein entsprechen-der Druckabbau Pab in beiden Bremskreisen ist notwendig, um das Blockieren eines Rades aus einem der beiden Bremskreise zu verhindern. Das bedeutet aber keine optimale Bremswirkung. Dies kann aber verbessert werden.

Zum Beispiel kann beim Radblockieren mit entsprechendem Druckabbau Pab einem Bremskreis der andere Bremskreis durch Schließen des Ventils USVs kein Druckabbau Pab erfahren. Dies kann optimiert werden mit individueller Radregelung durch Modifikation der Ventile EV ohne paralleles Rückschlagventil RV wie in der Patentanmeldung DE 11 2009 004636 (E112) auf die hier insoweit Bezug genommen wird) beschrieben.

Fig. 2 zeigt die Pedalcharakteristik über dem Pedalweg SP. Im Bereich A ver-läuft der Kraftanstieg mit Kurve 1 relativ flach bis ca. 30 bar Bremsdruck, was ca. 85 % aller Bremsungen entspricht. Dieser Verlauf kann auch über die Pedalrückstellfeder erfolgen. Anschließend wirkt der progressivere Teil B bis zur Blockiergrenze, danach kommt der Bereich höherer Drücke, z. B. bei Fading . Hier soll der Fahrer auch spüren, dass eine Veränderung im Bremssystem stattfand.

Kurve 1 entspricht dem X-Boost mit Wegsimulator WS. Ohne WS, d .h. mit Folgeverstärker, ergibt sich Kurve 2, bei der der Pedalweg abhängig vom Entlüftungszustand oder Fading ist. Dementsprechend ist eine nicht dargestellte Streuung zu 2a vorhanden, bei Bremskreis (BK)-Ausfall noch extremer. Beim herkömmlichen e-Booster erfolgt bei x eine Umschaltung des BKV von E-Booster auf ESP-Booster. Hierbei ändert sich die Pedalcharakteristik. Ohne Einfluss auf die BKV-Steuerung würde bei gleichem Druck und Pedalkraft das Pedal mit Hauptzylinder (HZ)-Kolben weiteres Volumen zur ESP-Pumpe fördern, bis der Druck in den Radzylindern ihre Zielwerte erreicht haben, und das Volumen durch überströmen der Ventile USVs wieder dem Hauptzylinder HZ zurückgeführt wird .

Eine geänderte Pedalcharakteristik bei größerem Pedalweg wird hier durch Reduzierung des Verstärkungsfaktors des X-Boost erzielt, was das skizzierte Streuband zur Folge hat. Zusätzlich können noch die Ventile HSV1 und HSV2 moduliert werden.

Hier verhält sich der erfindungsgemäße x-Boost mit Wegsimulator WS wie Kurve A mit entsprechend progressivem Kraftanstieg als Funktion des Pedalhubes.

Pedalrückwirkung bei ABS

Bei der ABS-Funktion ändert sich der von der DV gelieferte Vordruck ständig . Dies ist als kleine Kraftänderung am Stößel 16a und damit am angekoppelten Pedalstößel 3 spürbar, was von vielen Bremsenfachleuten gefordert wird . Dies kann zu Beginn der ABS oder intermittierend während der Abbremsung geändert werden durch kurzzeitig höhere Vordruckänderung .

Sollte die Rückwirkung deutlicher spürbar werden, so kann das FV-Ventil öffnen, und der Steuerdruck der DV wirkt direkt auf den HiKo.

Rekuperation mit Wegsimulator WS

Die Pedalcharakteristik bestimmt der Wegsimulator WS. Das Bremsmanagement mit Generator bestimmt hier für die geforderte Fahrzeugverzögerung jeweils den Anteil von Generator -Bremsmoment (elektrisches Bremsmoment) und Bremsdruck (hydraulisches Bremsmoment). Beide Größen können beliebig während einer Abbremsung geändert werden, wobei die Rekuperation, a. den gleichen Bremsdruck in alle vier Radzylinder, b. achsindividuelle Bremsdrücke an den Fahrzeugachsen oder c. radindividuelle Bremsdrücke in alle vier Radzylinder aufbringen kann. Hier sind spezielle Ansteuerverfahren der Druckversorgung DV notwendig und bei b. und c. ggf. entsprechende Ventilauslegun-gen, oder entsprechende Ventil- und Pumpenansteuerungen des ESP-Aggregats.

Die Berechnung des Bremsdrucks bei der Rekuperation entsprechend a. ist vorzugsweise Radkraft basiert. Aus dem Pedalweg wird die erforderliche Gesamtbremskraft (Soll-Bremskraft) an den Rädern bestimmt. Wenn die Soll-Bremskraft elektrisch aufgebracht werden kann, dann ist die hydraulische Bremskraft ON (Bremsdruck in den Radzylindern Obar). Übersteigt die Soll-Bremskraft die maximal mögliche elektrische Bremskraft, so ist die Differenz zwischen der Soll-Bremskraft und der elektrischen Bremskraft die hydraulische Soll-Bremskraft. Die hydraulische Soll-Bremskraft wird von der Druckversor-gung DV durch Druckerzeugung in den Radzylindern realisiert. Dazu werden die individuellen Cp-Werte der Radbremsen verwendet, um den Soll-Bremsdruck zu berechnen, wobei der Cp-Wert einer Radbremse das Verhältnis von Bremskraft zu Bremsdruck darstellt. Der Solldruck wird durch eine entsprechende Bewegung des DV-Kolbens erzeugt, wobei der Drucksensor des ESP für die Rückkoppelung der Kolbenbewegung verwendet wird . Auf dieser Weise kann die Druckversorgung DV sowohl beim Druckaufbau als auch beim Druckabbau den Solldruck einstellen. Durch die genaue Positionsregelung des DV-Kolbens ist die Druckeinstellung sehr genau. Weiter ist die Drucksteuerung mit der DV sehr leise auch dadurch, weil keine Ventile für Pauf und Pab ange-steuert werden müssen. Geräuschverursachende Ventil- und Pumpenansteue-rungen des ESP-Aggregats sind nicht erforderlich. Weiter kann diese Rekupe-rationssteuerung einheitlich für Front-, Heck- und Allradgetriebene Fahrzeuge und X-und II-Bremskreisaufteilungen verwendet werden. Die Pedalcharakteristik bleibt unverändert.

Bei b. mit den achsindividuellen Bremsdrücke an den Fahrzeugachsen müssen evtl. auch die Ventile und der Pumpenmotor des ESP angesteuert werden. Übersteigt die Soll-Bremskraft die maximal mögliche elektrische Bremskraft, so ist die Differenz zwischen der Soll-Bremskraft und der elektrischen Bremskraft die hydraulische Soll-Bremskraft, die von der Druckversorgung DV zuerst nur an der angetriebenen Achse aufgebracht wird . Dabei werden die EVs der nichtangetriebenen Achse geschlossen. Ab einer bestimmten Fahrzeugverzögerung (z.B. ab 0,2g) muss (wegen der Stabilität des Fahrzeugs bei der Bremsung) auch die nichtangetriebene Achse hydraulisch gebremst werden. Die hydraulische Soll-Bremskraft muss dann an den beiden Fahrzeugachsen ge-meinsam aufgebracht werden. Dabei ist der Bremsdruck an der nichtangetriebenen Achse kleiner als oder gleich groß wie der Bremsdruck an der angetriebenen Achse. Der Druck an der angetriebenen Achse wird durch die DV bei offenen EVs an der angetriebenen Achse erhöht. Der Druck an der nicht angetriebenen Achse wird durch entsprechende PWM-Ansteuerung der EVs der nichtangetriebenen Achse eingestellt. Wenn nun in Folge die hydraulische Soll-Bremskraft reduziert werden muss, z. B. weil der Fahrer das Bremspedal löst, oder weil das Generatormoment zunimmt, so werden die Bremsdrücke an beiden Achsen reduziert. Dies geschieht an der angetriebenen Achse bei offenen Ventilen EV durch eine entsprechende Ansteuerung der Druckversorgung DV. Die Druckreduzierung an der nichtangetriebenen Achse geschieht durch Öffnen der ventile AV (evtl. getaktet), zusammen mit einer Ansteuerung der ESP-Pumpe und Pulsweiten -Modulation (PWM)Ansteuerung der Ventile (EV) der nichtangetriebenen Achse. Die PWM-Ansteuerung der Ventile EV soll verhindern, dass der Druck an der Hinterachse zu weit reduziert wird . Wenn in Folge der Druck an der Hinterachse auf Obar reduziert wird, dann erfolgt die weitere Reduzierung der hydraulische Soll-Bremskraft ausschließlich über die Druckversorgung DV, bei geöffneten Ventilen EV an der angetriebenen Achse und geschlossenen Ventilen EV und AV an der angetriebenen Achse. Die AVs der angetriebenen Achse bleiben bei den Vorgängen immer geschlossen. Ventil-und Pumpengeräusche entstehen also nur oberhalb der bestimmten Fahrzeugverzögerung (z. B. 0,2g) und nur an der nichtangetriebenen Achse.

Bei c. mit den radindividuellen Bremsdrücke in alle vier Radzylinder müssen evtl. auch die Ventile und der Pumpenmotor des ESP angesteuert werden. Die Ansteuerung der Druckversorgung DV, der Ventile und der ESP-Pumpe geschieht ähnlich wie unter b. beschrieben.

Fahrerassistenzfunktionen

Es gibt viele Fahrerassistenzfunktionen, die automatische Bremseingriffe benötigen. So z. B.

• ACC (Adaptive Cruise Control) bei der die gewünschte Fahrzeugverzögerung durch einen aktiven Bremseingriff eingestellt wird

• AWB (Automatic Warning Brake) bei der ein Bremsimpuls den einge- schlafenen Fahrer wecken sollte

• BDW (Brake Disc Wiping) bei der ein sehr kleiner Bremsdruck in den Radzylindern bei Regen den Wasserfilm von den Bremsscheiben wischen sollte, damit bei einer nachfolgenden Bremsung sofort die maximale Bremswirkung erreicht wird

Bei diesen Assistenzfunktionen kann die Druckversorgung DV den notwendigen Bremsdruck in den Radzylindern erzeugen. Der Sollbremsdruck wird von den verschiedenen Fahrerassistenzsystemen vorgegeben. Bei der ACC ist der Soll-Bremsdruck variabel und hängt von der erforderlichen Fahrzeugverzögerung ab, während bei der BDW der Solldruck einen kleinen Wert hat (z. B. l-3bar). Wie bei der Rekuperation wird der Bremsdruck durch eine entsprechende Bewegung des DV-Kolbens erzeugt, wobei auch hier der Drucksensor des ESP für die Rückkoppelung der Kolbenbewegung verwendet wird. Wie bei der Rekuperation ist durch eine genaue Positionsregelung des DV-Kolbens die Brems-druckeinstellung sehr genau. Weiter ist auch bei den Fahrerassistenzsystemen die Drucksteuerung mit der Druckversorgung DV sehr leise.

Insbesondere in der Figurenbeschreibung von Fig . 2 zeigen sich neben der Baulänge die entscheidenden Vorteile der Erfindung .

Fig. 3 zeigt die Hauptkomponenten des x-Boost in einer räumlichen Darstel-lung mit:

• Pedalstößel 3

• Befestigungsflansch BF an der Stirnwand

• Erste Kolben-Zylinder-Einheit bzw. Hauptzylinder HZ mit Pedalinterface

• Vorteilhaft parallel zum Hauptzylinder angeordneter Motor 8 mit Gehäu- se Druckversorgung I (DV) 25, (kann auch senkrecht zur Achse des HZ ausgerichtet sein

• Hydraulischer Steuer- und Regeleinheit HCU

• Elektronischer Steuer- und Regeleinheit ECU

• Vorratsbehälter VB

· Steckverbinder ST ist unterhalb des Vorratsbehälters VB und oberhalb von HZ und HCU angeordnet und nach innen zur Gerätemitte hin gerichtet, um ein seitliches Abziehen des zugehörigen Steckers zu ermöglichen.

Fig . 4 zeigt eine Ergänzung von Fig . 1 und baut auf dieser Beschreibung auf. Die Ergänzung ist das Steuergerät (ECU) mit Interface zum Vorratsbehälter (VB) und sind elektrischen Anschlüssen e von Sensoren, Magnetventile und Motor. Das Steuergerät (ECU) hat ein teilredundantes Teilsteuergerät (ECU2) zur Ansteuerung von z. B. besonders sicherheitsrelevanten Komponenten wie das FV Ventil mit wahlweise separatem Bordnetzanschluss. Dieses Teilsteuergerät (ECU2) in der z. B. die Signale der Pedalweggeber (2a, 2b) verwendet werden, kann vorzugsweise in ein vorhandenes ASIC integriert werden mit redundanter Spannungsversorgung.

Im Interface zum Vorratsbehälter (VB) ist die Integration des Sensorelementes (33) in die Leiterplatte (PCB) vorgesehen mit Schwimmkörper (34) und mit Target (T) in dem Vorratsbehälter (VB). Dies ermöglicht eine analoge Auswertung des Niveaus der Bremsflüssigkeit im Vorratsbehälter (VB) welches die Diagnose des Systems unterstützt. Ist z. B. das Niveau nach erfolgtem Druckaufbau durch die Druckversorgung (DV) und anschließendem Druckabbau geringer geworden, so ist im System ein Leck.

Die Leiterplatte (PCB) ist vorteilhaft auf einer Aluminiumplatte oder Aluminiumträger (37) befestigt mit guter Wärmeleitung zum Grundkörper (38) und Spritzwand (39). Bei Spitzenbelastung kann die Außentemperatur an dem Steuergerät (ECU) 120°C und an der Spritzwand (39) 60°C betragen, da im anschließendem Fahrgastraum (39a) bei Kühlung maximal 30°C vorliegen. Damit kann eine erhebliche Temperaturreduzierung am Mosfet (33a) erzielt werden, dessen Wanne über sogenannte Vias (V) auf die Aluminiumplatte (37) übertragen wird. Wie bekannt, ist die Ausfallrate insbesondere von elektronischen Komponenten It. Arrhenius Gesetz stark temperaturabhängig .

Der EC-Motor (8) kann über 2x3-phasige Ansteuerung über einen redundanten Anschluss ered redundant angesteuert werden. Das Verfahren ist bekannt. Üblicherweise benötigt der EC-Motor (8) einen Winkelgeber als Motorsensor (40).

Die Druckversorgung DV hat hier ein zusätzliches stromlos geschlossenes Magnetventil PD1. Dieses ist notwendig, wenn in der Rückfallebene RFE der DV-Kolben unter Druck zurückgeschoben wird und dem Bremskreis BK1 und BK2 das entsprechende Volumen verloren geht. Dies kann zwar durch das große Volumen des Hilfskolbens HiKo kompensiert werden, was aber eine ne-gative Auswirkung auf die Pedalcharakteristik hat. Gerät der DV-Kolben in die Ausgangsstellung, dann öffnet das Schnüffelloch, und Bremsflüssigkeit fließt ab in den Vorratsbehälter. In der Rückfallebene RFE wird das Ventil PD1 ge- schlössen. Bei ESP-Eingriffen bzw. ESP-Boost kann das Ventil PD1 wieder geöffnet werden.

Wie bereits bei Fig . 1 erklärt wurde, wird zum Nachfördern von Bremsflüssig-keitsvolumen in den Bremskreis 1(BK1) durch Rückzug des DV-Kolbens (10) Volumen über das Saugventil (28) aus dem Vorratsbehälter (VB) angesaugt. Dazu wird das Ventil PD1 geschlossen und der DV-Kolben (10) wird zurückgezogen. Dabei saugt der DV-Kolben (10) Bremsflüssigkeit durch das Saugventil (28) und der hydraulischen Verbindung (R) aus dem Vorratsbehälter (VB). Wenn das Nachfördervolumen in die DV-Kammer (11) angesaugt ist, wird das Ventil PD1 geöffnet und der DV-Kolben (10) fährt vor. Dabei schiebt der DV-Kolben (10) das Nachfördervolumen in den Bremskreis 1 (BK1). Wenn während der Saugphase der Druckversorgung (DV) die ESP-Rückförderpumpen (P, Fig . 1) den Druck in den Radbremszylindern aktiv erhöhen, dann entsteht Un-terdruck in dem Bremskreis 1 (BK1). Die Volumenförderung der ESP-Rückförderpumpen (P, Fig . 1) stagniert dann und eventuell saugt die ESP-Rückförderpumpe (P, Fig . 1) in Bremskreis 1 (BK1) ein Zusatzvolumen über die Dichtung D4, die Nachlaufbohrung (47) des Hauptzylinders (THZ) und die hydraulische Verbindung (48) aus dem Vorratsbehälter (VB). Der SK-Kolben (12) wird dabei durch die SK-Kolbenfeder (12a) zurückgeschoben. Die SK-Kolbenposition stimmt dann nicht mehr überein mit dem Druck in den Radbremszylindern, was sich negativ beim Druckabbau bemerkbar machen kann, wenn der Fahrer das Bremspedal (1) löst. Damit diese Stagnation der Volumenförderung, bzw. diese Zurückverschiebung des SK-Kolbens, nicht passiert, kann ein Minispeicher (35) in Bremskreis 1 (BK1) vorgesehen werden. Während der Saugphase der Druckversorgung (DV) liefert der Minispeicher (35) Volumen für die ESP-Rückförderpumpen (P, Fig . 1). Das notwendige Volumen des Minispeichers (35) hängt von der Zeitdauer der Saugphase und von der Volumenförderkapazität der ESP-Rückförderpumpen (P, Fig . 1) ab.

Zur Erhöhung der Verfügbarkeit des X-Boost und zur Überprüfung der Funktion des Wegsimulators (WS) kann ein Schließventil (36) in der hydraulischen Verbindung (44) zwischen Hilfskolben-Nachlaufbohrung (42) und Vorratsbe- hälter (VB) vorgesehen werden. Wenn z. B. die Hilfskolbendichtung (D2) undicht ist, dann kann das Schließventil (36) geschlossen werden, und dadurch ein Ausfall des Wegsimulators (WS) vermieden werden. Weiter können mit dem Schließventil (36) verschiedene Funktionen in der Diagnose geprüft wer-den. Dazu wird das Ventil PD1 geöffnet und das Schließventil (36) geschlossen. Bei Aktivierung der Druckversorgung (DV) wird der Bremskreis 1 (BKl) mit Druck beaufschlagt, wobei der Druck z.B. mit dem Drucksensor (DG) des ESP gemessen werden kann. Nun kann z.B. die Schließfunktion des Wegsimulator-Absperrventils (WA) geprüft werden. Wird bei konstanter Position des DV-Kolbens (10) das Ventil FV geöffnet, dann wird der Druck in Bremskreis 1 bei intakter Funktion des Wegsimulator-Absperrventils (WA) nur wenig abfallen. Wird danach das Wegsimulator-Absperrventil (WA) geöffnet, dann wird der Druck in Bremskreis 1 (BKl) bei intakter Funktion des Wegsimulator-Absperrventils (WA) deutlich stärker abfallen. Bei einer Undichtigkeit des Wegsimulator-Absperrventils (WA) wird der Druck in Bremskreis 1 (BKl) auch beim noch nicht angesteuerten Wegsimulator-Absperrventil (WA) deutlich stärker abfallen, und beim Öffnen des Wegsimulator-Absperrventils (WA) nicht weiter abfallen. Wenn die Kolbendichtung D6 des Wegsimulatorkolbens (49) undicht ist, dann fällt der Druck in Bremskreis 1 (BKl) nach dem Öffnen des Wegsimulator-Absperrventils (WA) immer weiter ab.

Bei Ausfall des Wegsimulators (WS) wird im Allgemeinen das Ventil FV geöffnet, z. B. bei Undichtigkeit des Ventils FV. Bei der Betätigung des Bremspedals (1) schiebt dann der Fahrer Volumen aus der Hilfskolbenkammer (43) zur ESP-Rückförderpumpe (P, Fig . 1) in Bremskreis 1 (BKl). Über die aktive Bremsfunktion des ESP kann dann ESP die Zylinder mit Druck beaufschlagen, in Abhängigkeit von der Position des Pedals (1). Dabei ist der Pedalweg deutlich länger als beim intakten X-Boost um einen bestimmten Druck in den Radbremszylindern zu erreichen. Dies kann den Fahrer überraschen, was zu unvorhersehbarem Verhalten des Fahrers führen kann. Um dies zu vermeiden kann mittels der Druckversorgung (DV) eine hydraulische Pedalrückstellkraft erzeugt werden, so dass die Pedalkraft der Pedalkraft bei intakter X-Boost Funktion ähnelt. Dazu wird der Druck in Bremskreis 1 (BKl), und damit auch der Druck in der Hilfskolbenkammer (43), von der Druckversorgung (DV) so

eingestellt, dass die normale Pedalkraft/Pedalweg Charakteristik des Wegsimulators reproduziert wird, so wie sie vom Fahrzeughersteller beabsichtigt ist. Gelingt diese Reproduktion gut, dann wird der Fahrer nicht von einem längeren Pedalweg überrascht, und dadurch wird sein Verhalten besser vorherseh-bar sein. In diesem Beispiel wird der Wegsimulator (WS) wie normal funktionieren, aber der Bremsdruckaufbau durch die Druckversorgung (DV) in

Bremskreis 1(BK1) kann erst erfolgen, nachdem das Hilfskolben-Schnüffelloch (45) geschlossen ist, oder, bei Verwendung des Schließventils (36), auch bei kleineren Pedalwegen. Bei Verwendung der aktiven Bremsfunktion des ESP kann aber den Druck in den Radbremszylindern bereits erhöht werden, bevor das Hilfskolben-Schnüffelloch (45) geschlossen ist.

Fig . 4a zeigt eine Maßnahme zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit des X-Boost. Das Ventil FV kann für die Redundanz um FVred erweitert werden, vorzugsweise mit geänderter Durchströmung von der Dichtkugel zum Ventilsitz.

Fig . 5 zeigt das gesamte System X-Boost mit ESP. X-Boost mit THZ, den Ventilen und die Druckversorgung DV entspricht dem in Fig . 4 bis auf einen geänderten Anschluss des Saugventils (28), wie auch in Fig . 7 beschrieben. Fig . 5 zeigt eine redundante Dichtung (D2.1) und eine Nachlaufbohrung (50) für den Hilfskolben (16) mit gedrosseltem Abfluss (Dr2.1) zum Vorratsbehälter (VB). Die Drossel Dr2.1 ist so eng ausgelegt, dass bei Undichtigkeit der Dichtung

(D2) nur ein kleiner Leckfluss von der Hilfskolbenkammer (43) durch die Nachlaufbohrung (50) zum Vorratsbehälter (VB) möglich ist, der aber bei der begrenzten Bremszeit nur eine langsame und kleine, nicht störende Wegverlängerung des Bremspedals (1) zur Folge hat. Dieser Leckfluss wird von den Pe-dalwegsensoren (2a, 2b) in einer Plausibilitätsprüfung erkannt, aber auch bei einer Systemdiagnose wie beschrieben in E144.

Ebenso ist eine weitere Dichtung D4.1 als Redundanz zur Dichtung D4 eingezeichnet. Fällt diese Dichtung D4.1 aus, so folgt ein Ausfall des Bremskreises BK1 und der Druckversorgung DV. In diesem Fall übernimmt die ESP-Einheit die Aufgabe der Druckversorgung, d .h. Druckverstärkung. Dies kann vermieden werden durch die Kombination der Dichtungen D4 und D4.1 und Nachlaufbohrung 52, wobei die Verbindung der Nachlaufbohrung 52 mit dem Vor-

ratsbehälter, wie beim Hilfskolben (HiKo) 16, mit einer Drossel Dr4.1 versehen wird . Ein Ausfall dieser Dichtung D4.1 hat bei dem geringen Leckfluss durch die Drossel Dr4.1 keinen Ausfall des Bremskreises BKl bzw. der Druckversorgung DV zur Folge. Außerdem ist mit dieser Anordnung vorteilhaft eine Diag-nose der Dichtung D4.1 möglich. Alternativ kann ein stromlos offenes Ventil TV in der Verbindung zum Vorratsbehälter vorgesehen werden, welches bei Undichtigkeit der Dichtungen D4 bzw. D5 geschlossen werden kann.

Für die Dichtung D3 kann ebenfalls eine redundante Dichtungen D3.1 mit Nachlaufbohrung 51 und Drossel Dr3.1 eingesetzt werden. Zusätzlich kann auch die Wegsimulatordichtung D6 redundant mit Dichtung D6.1, Nachlaufbohrung 53 und Drossel Dr6.1 ausgestattet werden. Damit sind alle funktionswichtigen Dichtungen redundant, und Undichtigkeiten können während der Bremsung und in der Diagnose entdeckt werden. Damit wird ein hohes Sicherheitsniveau für„Fail Operational" (FO) erreicht. Die Dichtungsanordnung kann auch bei einem 1-Kreis Hauptzylinder (THZ) mit Druckstangenkolben ohne Schwimmkreis eingesetzt werden.

Bei Undichtigkeit von Bremskreis 1 (BKl) zwischen ESP und den Radzylindern des Bremskreises 1 (BKl) fällt der Bremskreis 1 (BKl) und die Druckversorgung (DV) von X-Boost aus. Weiter besteht die Gefahr, dass Bremsflüssigkeit durch die Leckage in die Umwelt verloren geht. Als Abhilfe kann ESP beide Einlassventile EV des Bremskreises 1 (BKl) schließen. Wenn bei X-Boost der Fehler entdeckt wird, aber X-Boost keinen Zugriff auf diese Ventile (EV) hat, dann muss auf die aktive Bremsfunktion des ESP umgeschaltet werden. ESP stellt dabei die Drücke in den Radbremszylindern des Bremskreises 2 (BK2) ein. Aber für die Druckeinstellung in den Radbremszylindern von Bremskreis 1

(BKl) muss ESP in Bremskreis 1 (BKl) ständig Volumen fördern. Erkennt ESP die Undichtigkeit in Bremskreis 1 (BKl) nicht, dann geht ständig Bremsflüssigkeit verloren. Für diese Situation ist das Trennventil TVl in Bremskreis 1 (BKl) zwischen Druckraum (12d) des Hauptzylinders (THZ) und ESP vorgesehen. Wird von X-Boost die Leckage in Bremskreis 1(BK1) entdeckt, dann wird das Ventil TVl geschlossen. Die Druckversorgung (DV) kann dann den Druckraum (12d) des Hauptzylinders (THZ) und damit Bremskreis 2 (BK2) mit Druck versorgen, ohne dass Bremsflüssigkeit verloren geht.

Weiter kann das Ventil TVl verwendet werden, um bei Ausfall des ESP einen optimierten Bremsweg auf glatten Fahrbahnen zu ermöglichen. Aus gesetzlichen Gründen ist es erforderlich, dass beim Bremsen auf glatten Fahrbahnen die Räder an der Vorderachse vor den Rädern an der Hinterachse blockieren. Aus dem Grund sind die Räder an der Hinterachse bei kleinen Fahrzeugverzögerungen unterbremst. Beim X-Boost kann das Ventil TVl geschlossen werden, wenn die Räder an der Vorderachse, an den Bremskreis 1 (BK1) bei II-Bremskreisaufteilung, eine Blockierneigung zeigen. Danach kann der Bremsdruck in den Radbremszylindern an der Hinterachse, an Bremskreis 2 (BK2), mit der Druckversorgung (DV) des X-Boost weiter erhöht werden, bis die Räder an der Hinterachse auch Blockierneigung zeigen. Somit kann eine für die glatte Fahrbahn fast maximale Abbremsung erreicht werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, nach der Druckerhöhung in den Radbremszylindern an der Hinterachse, den Druck in den Radbremszylindern an der Vorderachse durch kurzes Öffnen des Ventils TVl weiter zu erhöhen. Bei X- Bremskreisaufteilung kann das Ventil TVl geschlossen werden, wenn das Vorderrad von Bremskreis 1 (BK1) eine Blockierneigung zeigt. Nachdem das Ventil TVl geschlossen ist kann in Bremskreis 2 (BK2) der Druck weiter erhöht werden, bis das Hinterrad von Bremskreis 2 (BK2) eine Blockierneigung zeigt. Dabei ist der Druck in Bremskreis 1(BK1) so niedrig, dass das Fahrzeug noch eine ausreichende Stabilität aufweist, während der hohe Druck in Bremskreis 2 (BK2) einen kurzen Bremsweg bewirkt.

In der Zuleitung, BK2, von THZ zu ESP wird ein Trennventil, TV2, im Bremskreis 2 (BK2) eingesetzt. Wichtig ist der hydraulische Anschluss wie bei dem Trennventil TVl, indem der Ausgang des Ventilsitzes mit ESP verbunden ist. Diese beiden Trennventile, TVl und TV2, können für folgende Funktionen eingesetzt werden.

1. Nachfördern, Stufe 2. Wie bereits bei Fig . 4 erklärt, kann durch Nachfördern das Volumen in Bremskreis 1 (BK1), und damit das erzielbare Druckniveau in Bremskreis 1 (BK1) und Bremskreis 2 (BK2) erhöht werden. Die Druckerhöhung in Bremskreis 2 (BK2) wird gestoppt, wenn der SK-Kolben (12) im Hauptzylinder (THZ) seinen Anschlag erreicht. Einen weiteren Druckanstieg ist dann nur noch in Bremskreis 1 (BK1) möglich.

Der Anschlag des SK-Kolbens (12) ist erkennbar, weil der Druck in

Bremskreis 1 (BKl) nun zweimal so schnell mit der Volumenzunahme in Bremskreis 1 (BKl) zunimmt. Wird der Anschlag des SK-Kolbens erreicht, so werden die Trennventile TV1 und TV2 geschlossen und der Kolben (10) der Druckversorgung (DV) wir zurückgezogen. Der Druck in Bremskreis 1 (BKl) fällt dabei sehr schnell ab. Unter Einfluss der Rückstellfeder (12a) des SK-Kolbens (12) bewegt sich der SK-Kolben (12) zurück, eventuell bis zur Ausgangsstellung, und drückt Volumen aus der Primärkammer (12d) des Hauptzylinders (THZ) durch die Leitung des Bremskreises 1 (BKl) und durch das Ventil PD1 in die Kammer der Druckversorgung (DV). Gleichzeitig saugt der SK-Kolben (12) über die Dichtung D5 des SK-Kolbens (12) und über die Bohrung (47) mit der hydraulischen Verbindung 48 von Hauptzylinder (THZ) zum Vorratsbehälter (VB) Volumen aus dem Vorratsbehälter (VB) in die Kammer vor dem SK-Kolben (12) des Hauptzylinders (THZ) an. Durch den geänderten Anschluss des Saugventils (28) ist das Saugventil im vorderen Bereich des Kolbens (10) der Druckversorgung (DV) nicht wirksam, und es wird kein Volumen durch das Saugventil (28) und der Verbindung R bei der Rückbewegung des Kolbens (10) der Druckversorgung (DV) aus dem Vorratsbehälter angesaugt (siehe auch Beschreibung von Fig . 7). Am Ende dieses Saugvorgangs werden die Trennventile TV1 und TV2 wieder geöffnet. Bei nachfolgendem Vorhub des Kolbens (10) der Druckversorgung (DV) wird der SK-Kolben (12) des Hauptzylinders (THZ) wieder vorgeschoben, und sowohl der Druck in Bremskreis 1 (BKl) als auch der Druck in Bremskreis 2 (BK2) kann weiter erhöht werden. Die Druckversorgung (DV) wird vorzugsweise von der Druckvorgabe des X-Boost gesteuert.

Die Trennventile, TV1 und TV2, können auch als Ersatz der Umschaltventile (USV1, USV2) in das ESP integriert werden, mit der oben ausgeführten Voraussetzung des hydraulischen Anschlusses des Ventilausgangs zum Radzylinder über das Einlassventil (EV) . Damit ist ein Kosten- und Gewichtsersparnis verbunden.

Wie bereits beschrieben, kann mit dem Trennventil TV1 und der Druckversorgung (DV) bei Ausfall des ESP eine ABS-Funktion in Bremskreis 1

(BK1) realisiert werden. Zusammen mit dem Trennventil TV2 kann eine ABS-Funktion, sowohl in Bremskreis 1 (BK1) als auch in Bremskreis 2 (BK2) realisiert werden. Sollte jedes Rad eines Bremskreises individuell ABS-geregelt werden, so können die 4 Einlassventile (EV) genutzt wer- den. Dies ist insbesondere bei diagonaler Bremskreisaufteilung von großem Vorteil. Auf die Darstellung der Regelabläufe wird hier verzichtet. Die Drucksteuerung erfolgt immer von der Druckversorgung (DV).

Für die Ansteuerung der Einlassventile (EV) und auch der Trennventile (TV1, TV2) in dem ESP kann ein teilredundantes Steuergerät (teilred . ESP-ECU) zum Hauptsteuergerät von ESP (ESP-ECU) verwendet werden. Die Funktion kann vorzugsweise die Verarbeitung der Sensorsignale von Drehzahlfühler und auch des Giergeschwindigkeitssensors für eine ABS-Notfunktion beinhalten. Dieses teilredundante Steuergerät (teilred . ESP-ECU) kann aber auch mit dem Steuergerät von X-Boost (X-Boost-ECU) verbunden werden.

Alle Steuergeräte (ECU) und teilredundanten Steuergeräte (teilred . ECU) haben zusätzlich zu dem Anschluss ans Bordnetz (Sl) einen redundanten An-schluss zum Bordnetz mit Stromversorgung und Bussystemen (Sn). Die teilredundanten Verbindungen zu ESP sind mit dem Symbol„Kreuz im Kreis" gekennzeichnet.

Wie bei der Beschreibung von Fig . 4 bereits erwähnt wurde, kann auch das Steuergerät von X-Boost (X-Boost-ECU) einen teilredundanten Anteil haben (teilred . X-Boost_ECU). Dieser versorgt vorzugsweise die mit„Kreis" gekennzeichneten Komponenten Pedalweggeber (2a, 2b), Trennventil FV, und DV-Ventil PD1. Auch ist es denkbar, dass dieses teilredundante Steuergerät (teil-red . X-Boost-ECU) auch die Aufgaben des teilredundanten Steuergeräts (teilred . ESP-ECU) von ESP übernimmt, da auch bei dem teilredundanten Steuergerät des X-Boost (teilred . X-Boost-ECU) die Notfunktion von ABS gerechnet werden muss.

Die ECU bzw. teilredundante ECV haben jeweils einen redundanten Anschluß zum Bordnetz.

Fig . 5a zeigt eine Lösung zur Erhöhung der Sicherheit am Beispiel des Pedalwegsensors (2a). Tritt bei Betätigung des Bremspedals (1) ein äußerst seltenes Klemmen des Sensors 2a ein, so ist eine Pedalbewegung nicht möglich und die Bremse fällt aus. Innerhalb des Sensors (2a) ist eine vorgespannte Feder (41a) vorgesehen, dessen Stößel (2al) bei Blockierung des Sensors (2a) gegen die Vorspannkraft der Feder (41a) bewegt werden kann. Der Fehler kann in einer Plausibilitätsprüfung der Signale der beiden Pedalwegsensoren (2a, 2b) zusammen mit dem elastischen Glied (KWS) ermittelt werden. Die beiden bei der Betätigung des Bremspedals (1) wirkenden redundanten Rückstellfedern 18a und 18b ersetzen die zentrale Rückstellfeder 18. Tritt beim Lösen des Bremspedals (1) ein Klemmen des Sensors 2a ein, so ist ein komplettes Lösen des Bremspedals (1) eventuell nicht möglich. Als Folge würde das Fahrzeug, entgegen der Absicht des Fahrers, dauernd weiter gebremst werden. Für diese Situation ist eine Kerbe (2al l) in dem Stößel 2al vorgese-hen, die so dimensioniert ist, dass unter Einfluss der Stößelkraft, der Stößel an der Stelle der Kerbe (2al l) bricht. Selbstverständlich kann diese Lösung zur Erhöhung der Sicherheit beim Pedalwegsensor 2a auch bei dem Pedalwegsensor 2b angewendet werden.

Fig . 6 und 7 zeigen eine Lösung für den Ausfall des Saugventils (28) der Druckversorgung (DV), dessen Ausfall, z. B. Undichtigkeit, die Funktion der Druckversorgung (DV) beeinträchtigt, da das Volumen in der Arbeitskammer der Druckversorgung (11) nicht über das Ventil PDl in den Bremskreis 1 (BKl) gelangt, sondern über Saugventil (28) und Rücklaufleitung (R) zurück in den Vorratsbehälter (VB).

Lösung 1 (Fig . 6) : Einsatz eines Magnetventils (MVs) als Schließventil in der Rücklaufleitung (R) zwischen dem Saugventil (28) und dem Vorratsbehälter (VB). Wenn die Undichtigkeit des Saugventils (28) entdeckt wird, erfolgt eine Schließung des Magnetventils (MVs). Zum Ansaugen von Bremsflüssigkeitsvolumen in die DV-Kammer (11) durch die Druckversorgung (DV) kann das Mag-netventil (MVs) geöffnet werden.

Lösung 2 (Fig . 7) : in einer Zwischenstellung des DV-Kolbens (10) der Druckversorgung (DV) sind eine zusätzliche Saugbohrung (46) und eine zusätzliche Dichtung (D9) des DV-Kolbens (10) vorgesehen. Die zusätzliche Saugbohrung (46) verbindet den DV-Arbeitsraum (11) über das Saugventil (28) und der Rücklaufleitung (R) mit dem Vorratsbehälter (VB). Dies hat zur Folge, dass nach der Zwischenstellung des DV-Kolbens (10) bei Druckaufbau bei intakter Dichtung (D9) das Saugventil (28) nicht wirken kann. Der Ausfall des Saugventils (28) hat dann keinen Einfluss mehr auf die Druckaufbaufunktion der Druckversorgung (DV). Beim zurückfahren des DV-Kolbens (10) bis zur Zwischenstellung kann der DV-Kolben (10) nur über die Manschette (D9), die Saugbohrung (46), das Saugventil (28) und die Rücklaufleitung (R) Volumen aus dem Vorratsbehälter (VB) ansaugen, allerdings mit 2 Druckverluste (die Dichtung, D9, und das Saugventil, 28). Erst vor der Zwischenstellung des DV-Kolbens (10) wirkt wieder nur das Saugventil (28). Da die Funktion des Ansaugens nur beim Nachfördern wirkt, sind keine weiteren Nachteile feststellbar. Nachfördern ist notwendig, wenn weiteres Volumen zum höheren Druckniveau oder zur Kompensation schlechter Entlüftung gebraucht wird .

Ähnlich wie bei der Dichtung D4 des Hauptzylinders (THZ) kann auch bei der Kolbendichtung D8 eine redundante Dichtung D8.1 mit Nachlaufbohrung (53) und Drossel Dr8.1 eingesetzt werden. Damit würde die Druckversorgung (DV) auch den Ansprüchen des„Fail Operational" (FO) genügen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass durch im Einzelnen beschriebene Maßnahmen weitere Abwandlungen des erfindungsgemäßen Bremssystems möglich sind, die gleichfalls zum beanspruchten Umfang der Erfindung gehören.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass durch im Einzelnen be-schriebene Maßnahmen weitere Abwandlungen des erfindungsgemäßen

Bremssystems möglich sind, die gleichfalls zum beanspruchten Umfang der Erfindung gehören.

Bezugszeichenliste

1 Bremspedal

2a Pedalwegsensoren Master

2al Stößel des Pedalwegsensors 2a

2al l Kerbe im Stößel 2al des Pedalwegsensors 2a

2b Pedalwegsensoren Slave

2bl Stößel des Pedalwegsensors 2b

3 Pedalstößel

7 Spindel (KGT), Trapezspindel

8 EC-Motor

10 Kolben (DV)

11 Druckraum bzw. Arbeitskammer der DV

12 SK-Kolben

12a Rückstellfeder SK-Kolben

12d Druckraum bzw. Arbeitskammer am SK-Kolben (Rückseite)

14 Trennwand

16 Hilfskolben

16a Stößel

18 Pedalrückstellfeder

18a Pedalrückstellfeder zum Pedalwegsensor 2a

18b Pedalrückstellfeder zum Pedalwegsensor 2b

25 DV-Gehäuse

27 Schnüffelloch

28 Saugventil

33 Sensorelement

33a Bauelement, z. B. Mostfet

34 Schwimmkörper

35 Minispeicher

36 Schließventil zum Vorratsbehälter (VB)

37 Aluminium Platte oder Träger

38 Grundkörper

39 Spritzwand

39a Fahrgastraum

40 Motorsensor

41a Vorgespannter Feder am Pedalwegsensor 2a

41b Vorgespannter Feder am Pedalwegsensor 2b

42 Nachlaufbohrung des Hilfskolbens (16)

43 Kammer des Hilfskolbens (16)

44 Hydraulische Verbindung

45 Schnüffelloch des Hilfskolbens (16)

46 Saugbohrung in der Druckversorgung (DV)

47 Nachlaufbohrung des Hauptzylinders (THZ)

48 Hydraulische Verbindung

49 Kolben des Wegsimulators (WS)

50 Nachlaufbohrung des Hilfskolbens (16)

51 Nachlaufbohrung des Hllfskolbenstößels (16a)

52 Nachlaufbohrung des Hauptzylinders (THZ)

53 Nachlaufbohrung der Druckversorgung (DV)

AV Auslassventil ABS

Bl Bordnetzanschluss 1

B2 Bordnetzanschluss 2

BF Befestigungsflansch für Stirnwand

BK Bremskreis

BK1 Bremskreis 1

BK2 Bremskreis 2

D Blende zur Drosselung

DV Druckversorgung

DG Druckgeber

Dr 2.1 - Dr 6.1, Dr8.1 Drosseln im Rücklauf zum Vorratsbehälter (VB)

Dl Dichtung ldes Hilfskolbens (16)

D2 Dichtung 2 des Hilfskolbens (16)

D2.1 Redundante Dichtung (D2)

D3 Dichtung des Hllfskolbenstößels (16a)

D3.1 Redundante Dichtung (D3)

D4 Dichtung 4 des SK-Kolbens (12)

D4.1 Redundante Dichtung (D4)

D5 Dichtung 5 des SK-Kolbens (12)

D6 Dichtung 6 des Wegsimulatorkolbens (49)

D6.1 Redundante Dichtung (D6)

D7 Dichtung 7 des DV-Kolbens (10)

D8 Dichtung 8 des DV-Kolbens (19)

D8.1 Redundante Dichtung (D8)

D9 Zusätzliche Dichtung des DV-Kolbens (10)

e Elektrischer Anschluss

ered Redundanter elektrischer Anschluss

ECU Steuergerät von X-Boost (Electronic Control Unit)

ECU2 Teilredundantes Steuergerät von X-Boost

EV Einlassventil ABS

FO Fail Operational

FV Trennventil, stromlos offen

HZ Hauptzylinder

KGT Kugel-Gewinde-Trieb (Spindel)

KWS Kraft-Weg-Sensor

MVs Schließventil, stromlos geschlossen

PCB Leiterplatte (Printed Circuit Board)

PD1 Stromlos geschlossenes Magnetventil zum DV-Arbeitsraum R Rücklauf zum Vorratsbehälter VB

R Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter VB

RV Rückschlagventil am Hilfskolben-Schnüffelloch

Sl Bordnetzanschluss

Sn redundanter Bordnetzanschluss

SK Schwimmkreis

ST Steckverbinder

SV Saugventil

T Target

THZ (Tandem) Hauptzylinder

TTL Time to lock

TV1 Trennventil, stromlos offen, in Bremskreis 1 (BKl)

TV2 Trennventil 2, stromlos offen, in Bremskreis 2 (BK2)

TV (stromlos offenes) Magnetventil zum Vorratsbehälter (VB)

V Vias

VB Vorratsbehälter

WA (stromlos geschlossenes) Magnetventil WS Wegsimulator