Bremse

Aus Prius Wiki

Version vom 3. Oktober 2005, 00:01 Uhr

Der Prius hat selbstverständlich eine hydraulische Bremse wie andere Fahrzeuge auch. Weil beim Bremsen in der Regel die Vorderräder am stärksten strapaziert werden, sind die vorderen Scheibenbremsen beim Prius zusätzlich innen belüftet, um die beim Bremsen entstehende Wärme besser abführen zu können. Auch dies ist bei vielen anderen Fahrzeugen so.

Im Normalbetrieb des Prius kommt die Funktion "herkömmliche hydraulische Bremse" jedoch meist nicht zum Tragen.

Aufbau und grundsätzliche Funktion

Wird das Bremspedal betätigt, so wird zunächst durch einen hydraulischen Hubsimulator ein künstlicher Gegendruck erzeugt. Der durch die Pedalbetätigung erzeugte Flüssigkeitsdruck wird nicht zu den Radbremszylindern geleitet. Er dient nur dazu, dem Fahrer das Gefühl einer echten Bremse zu simulieren. Der Flüssigkeitsdruck und Bremspedalhub werden von einem Drucksensor und einem Bremspedalhubsensor erfasst. Beide Signale werden der ECU des Bremssystems zugeleitet.

Die Brems-ECU errechnet aus Pedaldruck, aktueller Geschwindigkeit und Ladezustand der Batterie die erforderliche Bremskraft und deren Aufteilung auf die regenerative elektrische Bremsung und die hydraulischen Radbremsen.

Der für die Betätigung der hydraulischen Radbremsen erforderliche Druck wird von einer aus der Hydraulikpumpe und dem Druckspeicher bestehenden Einheit erzeugt. Insgesamt 10 Magnetventile steuern die Weiterleitung des Druckes zu den Radbremszylindern.

Zwei Hauptzylinderabschaltventile können eine direkte Verbindung der Radbremszylinder zum Hauptbremszylinder herstellen bzw. trennen. Zur elektronischen Regulierung des Bremsdrucks sind pro Rad zwei Linearsolenoidmagnetventile vorhanden: Ein Druckerhöhungsventil leitet dem Radbremszylinder Bremsdruck aus der Druckerzeugungsanlage zu. Ein Druckverminderungsventil läßt Bremsflüssigkeit vom Radbremszylinder zurück in den Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter fließen.

Radzylinderdrucksensoren erfassen den Bremsdruck jedes einzelnen Rades und melden diesen an die ECU des Bremssystems.

Einen Bremskraftverstärker im eigentlichen Sinne gibt es nicht, da die Pedalkraft normalerweise nicht auf direktem Wege den Radbremszylindern zugeleitet wird. Die Hydraulikpumpe zur Erzeugung der Bremskraft wird elektrisch angetrieben, da der Verbrennungsmotor nicht ständig zur Verfügung steht.

Wegen der elektronisch gesteuerten Bremsanlage ist der Prius selbstverständlich mit den üblichen Zusatzfunktionen wie ABS, EBD und TRC ausgestattet. Der Prius II verfügt zusätzlich über BA und VSC.

Dieses elektrohydraulische Bremssystem wird derzeit nur von Toyota und Mercedes eingesetzt.

Verhalten im Betrieb

Sofern man nur sanft bremst, wird die Bremswirkung (fast) nur durch den großen Motorgenerator MG2 erzeugt. Dadurch wird gleichzeitig Energie zurückgewonnen (MG2 arbeitet als Generator), sofern der Akku nicht bereits vollständig geladen ist. Diesen Vorgang nennt man Rekuperation. Dasselbe geschieht in geringerem Maße auch beim Gaswegnehmen.

• Beim Prius I ist das Verhältnis Energieabsorption E-Bremse zu mechanischer Bremse ungefähr 80:20, d.h. auch leichtes Bremsen benutzt etwas die Scheibenbremsen und Beläge.
• Beim Prius II ist das Verhältnis 100:0, d. h. er bremst eigentlich nie mechanisch.

Diese Verhältnisse werden erst verlassen,

• wenn der Wagen nur noch Schrittgeschwindigkeit (unter 8 km/h) hat. Wie bei einer Straßenbahn greifen dann auf den letzten paar Metern die mechanischen Bremsen, um ganz zum Stillstand zu kommen.
• wenn mehr Bremsenergie aufgenommen werden muss, als MG2 als Generator aufnehmen kann. Bei stärkerem Bremsen werden die mechanischen Bremsen zusätzlich(!) benutzt. Dann bremst bei beiden Modellen der MG2 mit maximaler Kraft und zusätzlich die hydraulische Anlage konventionell durch Umwandlung der Fahrenergie in Wärme.

Von diesem Übergang rein-elektrisch zu elektrischem und mechanischem Bremsen merkt man nichts, da der Übergang völlig gleichmäßig ist, man hört es höchstens. ;) Manche Fahrer und Beifahrer bemerken allerdings, das sich der Prius kurz vor dem Anhalten etwas anderst verhält als ein konventionelles Fahrzeug.

Auch den Prius bzw. seine Bremsen sollte man Einfahren, da speziell bei einer Notbremsung die mechanische Bremswirkung auch von der Güte der Bremsbeläge bzw. deren Anpassung an die Bremsscheibe abhängt.

Fahrer des Prius I berichten, dass sie in 5 Jahren nur eine sehr geringe Abnutzung der Bremsbeläge zu verzeichnen hatten. Allerdings waren die Bremsscheiben in manchen Fällen so stark angerostet (wegen Nichtnutzung), dass sie abgedreht werden mußten. Quietschende Bremsen sind normal (Flugrost).

Ist der Hybrid-Akku bereits vollständig geladen bzw. erreicht er während der Bergabfahrt den vollständigen Ladezustand, so wird der Verbrennungsmotor zugeschaltet und leer (also ohne Treibstoffzufuhr) durchgedreht. Dies dient der Aufrechterhaltung der Motorbremswirkung, da sonst bei gleichbleibendem Gefälle eine Beschleunigung des Fahrzeugs eintreten würde. Dieses "Zuschalten" des V-Motors ist in Wählhebelstellung "D" nur sehr leise hörbar, in Stellung "B" (= Bergabfahrt) ist dagegen ein deutliches Geräusch des (plötzlich) hochdrehenden V-Motors aus dem Motorraum hörbar.

Notfunktion

Zahlreiche Sicherheitsmechanismen sorgen dafür, dass die Bremsanlage trotz ihrer Komplexität genau so betriebssicher ist wie alle anderen Bremsanlagen auch.

Die Stromversorgung der Bremsanlage ist durch einen Energiespeicher aus 28 Kondensatoren hoher Kapazität abgepuffert.

Ausfallsicherungsfunktion: Bei einem Ausfall der elektrischen Bremsdruckerzeugung oder bei Abschalten des Bremssystems geht das Bremssystem in die Ausfallsicherungsfunktion über. Ein Hubsimulator-Abschaltmagnetventil trennt den Hubsimulator vom Hauptbremszylinder. Die beiden Hauptzylinderabschaltventile öffnen und geben den Weg der beiden Kreise des Hauptbremszylinders zum linken bzw. rechten Vorderrad frei.

Die Bremsanlage fällt dadurch in einen Zustand zurück, der einer konventionellen Zweikreis-Bremse ohne Bremskraftverstärker entspricht, die Pedalkraft wird dann direkt zu den Radbremszylindern geleitet. Die Bremse wirkt in diesem Zustand nur auf die Vorderräder und die erforderliche Pedalkraft ist wesentlich höher.

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