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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bremsfluidbehälter, in den eine Bremsfluidleitung über wenigstens eine Mündungsöffnung einmündet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 11 2016 000 635 T5 bekannt. Diese beschreibt ein hydraulisches Steuergerät und ein Bremssystem, die eine Kostensteigerung verhindern oder reduzieren können. Gemäß einem Aspekt weist ein hydraulisches Steuergerät eine Hydraulikquelle, die innerhalb eines Gehäuses vorgesehen ist und konfiguriert ist, einen hydraulischen Druck in einer hydraulischen Erzeugungseinheit, die auf einem Rad befestigt ist, über einen Ölkanal zu erzeugen, ein elektromagnetisches Umschaltventil, das integral im Gehäuse vorgesehen ist und konfiguriert ist, ein Einströmen der Bremsflüssigkeit in einen Hubsimulator zuzulassen, der separat vom Gehäuse vorgesehen ist und konfiguriert ist, eine Reaktionskraft einer vom Fahrer ausgeführten Bremspedalbetätigung zu erzeugen, und eine Steuereinheit auf, die integral im Gehäuse vorgesehen ist und konfiguriert ist, die Hydraulikquelle und das elektromagnetische Umschaltventil anzutreiben.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Bremssystemen Vorteile aufweist, insbesondere unabhängig von äußeren Einflüssen eine zuverlässige Versorgung der Bremsdruckquelle und/oder der Radbremse mit Bremsfluid sicherstellt.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Bremssystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Bremsfluidbehälter wenigstens eine beweglich gelagerte Klappe angeordnet ist, die in einer ersten Stellung eine Durchströmungsöffnung verschließt, über die ein permanent mit der wenigstens einen Mündungsöffnung strömungsverbundenes erstes Teilvolumen des Bremsfluidbehälters an ein zweites Teilvolumen strömungstechnisch angeschlossen ist, und in einer zweiten Stellung die Durchströmungsöffnung freigibt.
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Das Bremssystem dient dem Verzögern des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen einer auf wenigstens ein Rad des Kraftahrzeugs wirkenden Bremskraft. Die Bremskraft wird mithilfe der Radbremse auf das Rad aufgeprägt. Verfügt das Kraftfahrzeug über mehrere Räder, so weist das Bremssystem vorzugsweise für mehrere dieser Räder oder alle dieser Räder jeweils eine Radbremse auf, an welcher ein Bremsdruck beziehungsweise ein Istbremsdruck anlegbar ist. Das Bremssystem liegt insoweit als Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs vor oder bildet zumindest einen Bestandteil der Betriebsbremse.
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Das Bremssystem verfügt beispielsweise über einen Hauptbremszylinder, in welchem ein Hauptbremskolben verlagerbar angeordnet ist. Der Hauptbremskolben begrenzt zusammen mit dem Hauptbremszylinder ein Bremsfluidvolumen, welches variabel ist, wobei seine Größe von der Stellung des Hauptbremskolbens abhängt. Der Hauptbremskolben ist mit einem Bedienelement gekoppelt, welches beispielsweise als Bremspedal vorliegt. Über das Bedienelement kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs eine gewünschte Bremskraft einstellen, welche nachfolgend als Vorgabebremskraft bezeichnet wird und vorzugsweise in festem Zusammenhang mit einem Vorgabebremsdruck steht. Der an der Radbremse vorliegende Istbremsdruck wird vorzugsweise derart eingestellt, insbesondere gesteuert und/oder geregelt, dass er dem Vorgabebremsdruck entspricht.
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Das Bremssystem liegt bevorzugt als elektrohydraulisches Bremssystem vor. Das bedeutet, dass in zumindest einer Betriebsart des Bremssystems das in dem Bremsfluidvolumen vorliegende Bremsfluid bei einer Betätigung des Bedienelements nicht unmittelbar den an der Radbremse anliegenden Istbremsdruck bereitstellt oder allenfalls einen Teil von diesem bereitstellt. Vielmehr ist es vorgesehen, bei der Betätigung des Bedienelements einen Sollbremsdruck zu ermitteln, wobei dies mithilfe wenigstens eines Sensors vorgesehen sein kann, welcher dem Bedienelement und/oder dem Hauptbremskolben und/oder dem Hauptbremszylinder und/oder einem Simulatorzylinder, in welchem ein Simulatorkolben verlagerbar angeordnet ist, zugeordnet ist.
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Der Sensor kann beispielsweise als Wegsensor oder als Drucksensor ausgestaltet sein. In ersterem Fall wird mithilfe des Sensors die Betätigungsstrecke des Bedienelements ermittelt, um welche das Bedienelement bei seiner Betätigung verlagert wird. Zusätzlich oder alternativ kann selbstverständlich der in dem Hauptbremszylinder vorliegende Druck mittels des Sensors ermittelt werden. Aus den mithilfe des Sensors gemessenen Größen, also beispielsweise dem Weg und/oder dem Druck, wird anschließend der Sollbremsdruck ermittelt. Nachfolgend wird an der Radbremse ein Istbremsdruck angelegt beziehungsweise eingestellt, welcher dem Sollbremsdruck entspricht.
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Der Istbremsdruck wird dabei bevorzugt von der Bremsdruckquelle bereitgestellt, welche beispielsweise in Form einer Pumpe vorliegt, insbesondere einer elektrisch betriebenen Pumpe. In der vorstehend beschriebenen Betriebsart des Bremssystems ist insoweit das Bremsfluidvolumen nicht oder zumindest nicht unmittelbar mit der Radbremse verbunden beziehungsweise strömungsverbunden. Um dennoch dem Fahrer des Kraftahrzeugs bei der Betätigung des Bedienelements eine haptische Rückmeldung zu geben, ist dem Hauptbremszylinder bevorzugt ein - optionaler - Bremskraftsimulator zugeordnet. Dieser verfügt über den Simulatorkolben, welcher in einem Simulatorzylinder verlagerbar angeordnet ist und sich über ein Federelement an einer Wandung des Simulatorzylinders abstützt und insoweit federkraftbeaufschlagt ist. Auch der Hauptbremszylinder kann jedoch als Bremsdruckquelle dienen. Hierzu wird er von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs entsprechend betätigt.
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Der Simulatorkolben begrenzt zusammen mit dem Simulatorzylinder ein Simulatorfluidvolumen, welches analog zu dem Bremsfluidvolumen variabel ist, wobei die Größe des Simulatorfluidvolumens von der Stellung des Simulatorkolbens abhängt. Das Simulatorfluidvolumen ist mit dem Bremsfluidvolumen strömungsverbunden. Bei einer Betätigung des Bedienelements wird das Bremsfluidvolumen verkleinert und in dem Bremsfluidvolumen vorliegendes Bremsfluid dem Simulatorfluidvolumen zugeführt. Entsprechend vergrößert sich das Simulatorfluidvolumen, wodurch der Simulatorkolben entgegen der Federkraft ausgelenkt wird.
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In Abhängigkeit von der Federkraft, welche von der Auslenkung des Simulatorkolbens abhängen kann, wirkt in der beschriebenen Betriebsart aufgrund der Strömungsverbindung zwischen dem Simulatorfluidvolumen und dem Bremsfluidvolumen auf das Bedienelement eine Gegenkraft, welche einer von dem Fahrer des Kraftahrzeugs auf das Bedienelement aufgebrachten Bedienkraft entgegengerichtet ist. Entsprechend erhält der Fahrer über das Bedienelement eine haptische Rückmeldung, welche im Wesentlichen von der Auslenkung des Bedienelements aus seiner Ausgangsstellung beziehungsweise Ruhestellung abhängig ist.
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Zur Bereitstellung einer Rückfallebene bei einem Defekt des Bremssystems, beispielsweise bei einem Ausfall der Bremsdruckquelle, liegt vorzugweise eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und der Radbremse vor. Auf diese Art und Weise kann auch bei einem Defekt des Bremssystems bei der Betätigung des Bedienelements an der Radbremse ein Istbremsdruck aufgebaut werden. Hierzu muss der Fahrer jedoch eine wesentlich größere Bedienkraft auf das Bedienelement aufbringen als üblich.
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Die Bremsdruckquelle verfügt beispielsweise über den Druckzylinder und den Druckkolben, wobei der Druckkolben in dem Zylinder linear verlagerbar angeordnet ist. Die Verlagerung des Druckkolbens innerhalb des Druckzylinders wird mithilfe des Motors bewerkstelligt, welcher bevorzugt als Elektromotor vorliegt. Selbstverständlich kann jedoch auch eine andere Ausgestaltung des Motors realisiert sein. Der Motor beziehungsweise die Antriebswelle des Motors ist über ein Getriebe mit dem Druckkolben gekoppelt. Das Getriebe dient dabei der Umsetzung einer Drehbewegung der Antriebswelle in eine lineare Verlagerung des Druckkolbens. Das Getriebe kann insoweit auch als Translationsgetriebe bezeichnet werden.
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Zusammenfassend kann es vorgesehen sein, dass der Bremssystem einen Hauptbremszylinder und/oder eine Bremsdruckquelle aufweist und über wenigstens eine Radbremse verfügt, die mit einem mittels des Hauptbremszylinders und/oder der Bremsdruckquelle bereitgestellten Bremsdruck beaufschlagbar ist, wobei der Hauptbremszylinder und/oder die Bremsdruckquelle und/oder die Radbremse strömungstechnisch über wenigstens eine Bremsfluidleitung an den Bremsfluidbehälter angeschlossen sind/ist. Alternativ zu der Ausgestaltung als elektrohydraulisches Bremssystem kann das Bremssystem selbstverständlich auch als elektromechanisches Bremssystem oder als Bremssystem mit Vakuum-Bremskraftverstärker ausgestaltet sein.
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Das Bremssystem weist den Bremsfluidbehälter auf, in welchem das zum Betreiben des Bremssystems benötigte Bremsfluid zwischengespeichert wird. In der Bremsfluidbehälter kann ausschließlich das Bremsfluid vorliegen. Es kann jedoch auch zumindest zeitweise der Fall eintreten, dass in dem Bremsfluidbehälter zusätzlich zu dem Bremsfluid ein weiteres Fluid, insbesondere ein gasförmiges Fluid, beispielsweise Luft, vorliegt. Der Bremsfluidbehälter ist über die wenigstens eine Bremsfluidleitung vorzugsweise an den Hauptbremszylinder und/oder die Bremsdruckquelle und/oder die Radbremse strömungstechnisch angeschlossen. Beispielsweise wird bei einem Betätigen der Radbremse mittels des Hauptbremszylinders und/oder der Bremsdruckquelle Bremsfluid von dem Hauptbremszylinder und/oder der Bremsdruckquelle in Richtung der Radbremse gefördert, sodass dort eine Bremskraft aufgebaut wird. Soll die Bremskraft nachfolgend wieder verringert werden, wird das Bremsfluid aus der Radbremse erneut dem Hauptbremszylinder und/oder der Bremsdruckquelle zugeführt, wobei dies über den Bremsfluidbehälter erfolgen kann.
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Der Bremsfluidbehälter ist beispielsweise nach Art eines Vorratsbehälters und/oder Druckausgleichsbehälters ausgestaltet und bevorzugt an den Hauptbremszylinder und/oder die Bremsdruckquelle und/oder die Radbremse angeschlossen. Entsprechend kann überschüssiges Bremsfluid aus dem Hauptbremszylinder und/oder der Bremsdruckquelle und/oder Radbremse in den Bremsfluidbehälter gelangen und dort zwischengespeichert werden. Umgekehrt kann bei Bedarf Bremsfluid aus Bremsfluidbehälter dem Hauptbremszylinder und/oder der Bremsdruckquelle und/oder der Radbremse zugeführt werden. In anderen Worten dient der Bremsfluidbehälter vorzugsweise einem Volumenausgleich in dem Bremssystem. Bevorzugt entspricht der in dem Bremsfluidbehälter vorliegende Druck einem Umgebungsdruck. Der Bremsfluidbehälter ist insoweit als druckloser Bremsfluidbehälter ausgebildet. Die Strömungsverbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und/oder der Bremsdruckquelle und/oder der Radbremse einerseits und dem Bremsfluidbehälter andererseits liegt über die Bremsfluidleitung vor. Diese mündet über die wenigstens eine Mündungsöffnung in den Bremsfluidbehälter ein.
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Selbstverständlich kann das Bremssystem mehrere derartiger Bremsfluidleitungen aufweisen, über welche jeweils der Hauptbremszylinder und/oder die Bremsdruckwelle und/oder die Radbremse strömungstechnisch an den Bremsfluidbehälter angeschlossen sein können. In diesem Fall sind die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung für die wenigstens eine Bremsfluidleitung auf der Bremsfluidleitungen ohne weiteres übertragbar. Beispielsweise mündet jede der Bremsfluidleitungen über eine separate Mündungsöffnung in den Bremsfluidbehälter ein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mehrere Bremsfluidleitungen über eine gemeinsame Mündungsöffnung in den Bremsfluidbehälter einmünden.
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Bei Beaufschlagung des Bremsfluidbehälters und des darin befindlichen Bremsfluids mit externen Kräften beziehungsweise Beschleunigungen kann es zu einer Verlagerung des Bremsfluids innerhalb des Bremsfluidbehälters kommen. Hierdurch kann der Fall auftreten, dass das Bremsfluid nicht mehr oder lediglich teilweise im Bereich der Mündungsöffnung beziehungsweise der Mündungsöffnungen vorliegt. Derartige Kräfte beziehungsweise Beschleunigungen treten beispielsweise während einer Kurvenfahrt, bei einem Bremsen und/oder einem Beschleunigen des Kraftfahrzeugs auf. Ebenso liegen sie bei einer Schräglage des Kraftfahrzeugs vor, beispielsweise falls das Kraftfahrzeug an einem Hang steht.
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Aus Bauraumgründen ist der Bremsfluidbehälter häufig geometrisch ungünstig ausgestaltet, also beispielsweise lang und/oder flach. In diesem Fall sind die Mündungsöffnung und eine Befüllöffnung, durch welche der Bremsfluidbehälter mit dem Bremsfluid befüllbar ist, weit beabstandet voneinander angeordnet. Auch die Forderung bezüglich Sicht- und Prüfbarkeit des Füllstands führt zu einem solchen langgestreckten Bremsfluidbehälter. Beispielsweise weist der Bremsfluidbehälter in einer ersten Richtung seine größte Erstreckung auf, wohingegen er in einer zweiten Richtung und in einer dritten Richtung, welche auf der ersten Richtung und aufeinander senkrecht stehen, kleinere Erstreckungen aufweist. Beispielsweise sind die Erstreckungen des Bremsfluidbehälters in der ersten Richtung bezogen auf seine Erstreckung in die zweite Richtung oder die dritte Richtung um einen Faktor von mindestens 2,5, mindestens 5,0, müssen 7,5 oder mindestens 10,0 größer.
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Aufgrund der externen Kräfte beziehungsweise Beschleunigungen und unter Umständen unterstützt von der geometrisch ungünstigen Form des Bremsfluidbehälters kann es dazu kommen, dass die Mündungsöffnung nicht mehr von Bremsfluid überdeckt ist. In diesem Fall kann kein Bremsfluid durch die Bremsbegleitung angesaugt werden. Entsprechend kann die Bremskraft nicht weiter erhöht werden. Ebenso kann es zu einem Ansaugen von Luft durch die Mündungsöffnung kommen. Dies macht das Bremssystem weniger effektiv und kann dazu führen, dass das Bremssystem in einen Fehlermodus wechselt. Weiterhin ist es möglich, dass ein in dem Bremsfluidbehälter vorliegender Füllstandsensor einen zu niedrigen Füllstand ermittelt, aufgrund dessen einem Fahrer des Kraftahrzeugs ein Fehler angezeigt wird beziehungsweise wiederum in den Fehlermodus gewechselt wird.
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Aus diesem Grund ist es vorgesehen, eine Bewegung des Bremsfluids innerhalb des Bremsfluidbehälters zumindest teilweise zu unterbinden und zumindest das Bremsfluid in dem Bereich der Mündungsöffnung zu halten. Zu diesem Zweck liegt in dem Bremsfluidbehälter die wenigstens eine beweglich gelagerte Klappe vor, die in ihrer ersten Stellung die Durchströmungsöffnung verschließt, sodass eine über die Durchströmungsöffnung verlaufende Strömungsverbindung zwischen dem ersten Teilvolumen, in welches die Mündungsöffnung einmündet, und dem zweiten Teilvolumen unterbrochen ist. In der zweiten Stellung ist hingegen die über die Durchströmungsöffnung verlaufende Strömungsverbindung zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen freigegeben.
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In der ersten Stellung verhindert also die Klappe, dass das Bremsfluid aus dem ersten Teilvolumen in das zweite Teilvolumen überströmt, insbesondere durch die nunmehr von der Klappe verschlossene Durchströmungsöffnung. In anderen Worten liegt zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen die Durchströmungsöffnung vor, welche in der ersten Stellung der Klappe von dieser verschlossen ist, insbesondere vollständig verschlossen ist. In der zweiten Stellung ist hingegen die Durchströmungsöffnung freigegeben, sodass das Bremsfluidfluid zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen durch die Durchströmungsöffnung hindurchströmen kann.
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Besonders bevorzugt ist die Klappe derart ausgestaltet, dass in der ersten Stellung überhaupt kein oder lediglich eine geringe Menge von Bremsfluid zwischen den Teilvolumina strömen kann, insbesondere von dem ersten Teilvolumen in das zweite Teilvolumen. Die Klappe dient insoweit dem Halten des Bremsfluids im Bereich der Mündungsöffnung, indem das für das Bremsfluid zur Verfügung stehende Volumen im Bereich der Mündungsöffnung deutlich verkleinert wird. Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass in dem Bremsfluidbehälter lediglich eine einzige derartige Klappe angeordnet ist. Besonders bevorzugt liegen jedoch mehrere Klappen in dem Bremsfluidbehälter vor. In diesem Fall sind die Ausführungen für die wenigstens eine Klappe auf jede der mehreren Klappen ohne weiteres anwendbar. Liegen in dem Bremsfluidbehälter mehrere Klappen vor, so ist jede der Klappen zwischen zwei Teilvolumina des Bremsfluidbehälters angeordnet. Im Falle der mehreren Klappen liegen insoweit mehr als zwei Teilvolumina vor.
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Beispielsweise ist die Klappe um eine Drehachse drehbar gelagert. Im Falle mehrerer Klappen sind die Drehachsen der Klappen besonders bevorzugt parallel zueinander angeordnet. Beispielsweise ist die Klappe derart angeordnet und/oder gelagert, dass sie durch die auf das Bremsfluid wirkenden Kräfte beziehungsweise Beschleunigungen verlagert wird, nämlich derart, dass sie in die erste Stellung verlagert wird, falls das Bremsfluid aus dem ersten Teilvolumen in Richtung des zweiten Teilvolumens strömt. Umgekehrt wird die Klappe in ihre zweite Stellung verlagert, falls das Bremsfluid aus Richtung des zweiten Teilvolumens in Richtung des ersten Teilvolumens strömt.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an dem Bremsfluidbehälter wenigstens eine Schwallwand angeordnet ist, die in der ersten Stellung der Klappe mit der Klappe zum strömungstechnischen Verschließen der Durchströmungsöffnung zusammenwirkt. Die Schwallwand ragt ausgehend von einer Wand des Bremsfluidbehälters, beispielsweise einer einen Behälter bodenbildenden Wand, in den Bremsfluidbehälter hinein. Die Schwallwand ist beispielsweise strömungstechnisch zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen angeordnet und verringert permanent einen zwischen diesen liegenden Durchströmungsquerschnitt. Die Schwallwand bildet die Durchströmungsöffnung mit aus beziehungsweise begrenzt diese zumindest bereichsweise oder vollständig. Es ist nun vorgesehen, dass die Klappe in der ersten Stellung mit der Schwallwand derart zusammenwirkt, dass das Bremsfluid nicht durch die Durchströmungsöffnung aus dem ersten Teilvolumen in Richtung des zweiten Teilvolumens strömen kann. Hierzu liegt beispielsweise die Klappe dichtend an der Schwallwand an.
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Die Schwallwand bewirkt bereits eine vorteilhafte Verzögerung einer Strömung des Bremsfluids innerhalb des Bremsfluidbehälters zwischen den Teilvolumina. Trotz der Schwallwand kann es jedoch bei starken externen Kräften beziehungsweise Beschleunigungen zu einem Übertreten des Bremsfluids aus dem ersten Teilvolumen in Richtung des zweiten Teilvolumens beziehungsweise umgekehrt kommen. Aus diesem Grund soll nun die Klappe mit der Schwallwand zusammenwirken, um diese Strömung zu verhindern oder zumindest zu verlangsamen. Hierdurch wird sichergestellt, dass stets eine hinreichende Menge an Bremsfluid im Bereich der Mündungsöffnung vorliegt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Teilvolumen kleiner ist als das zweite Teilvolumen. Das erste Teilvolumen ist derart gewählt, dass bei einer üblichen Menge an Bremsfluid in dem Bremsfluidbehälter und bei üblichen externen Kräften beziehungsweise Beschleunigungen stets Bremsfluid im Bereich der Mündungsöffnung vorliegt. Beispielsweise beträgt das Volumen des ersten Teilvolumens höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 %, höchstens 25 %, höchstens 20 % oder höchstens 10 % des zweiten Teilvolumens. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass stets eine hinreichende Menge an Bremsfluid im Bereich der Mündungsöffnung vorliegt.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klappe frei verlagerbar in dem Bremsfluidbehälter gelagert ist. Die Klappe ist vorzugsweise um eine Drehachse drehbar verlagerbar gelagert. Insbesondere ist die Klappe in dem Bremsfluidbehälter frei verlagerbar aufgehängt, insbesondere an einem Behälterdach des Bremsfluidbehälters, also an einer in einer Montageposition des Bremsfluidbehälters oben liegenden Wand. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann auf besonders einfache Art und Weise die Verlagerung der Klappe in Abhängigkeit von den externen Kräften beziehungsweise Beschleunigungen erzielt werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Klappe in der zweiten Stellung den Bremsfluidbehälter lediglich teilweise durchgreift. Entsprechend ist in der zweiten Stellung zwischen der Klappe und einer gegenüberliegenden Wand des Bremsfluidbehälters, beispielsweise dem Behälterboden, hinreichend Platz für ein Strömen des Bremsfluids zwischen den Teilvolumina des Bremsfluidbehälters. Beispielsweise steht die Klappe beziehungsweise eine Längsmittelachse der Klappe in der zweiten Stellung senkrecht auf dem Behälterboden und/oder dem Behälterdach. Vorzugsweise versperrt sie - wiederum im Schnitt gesehen - höchstens 80 %, höchstens 75 %, höchstens 70 %, höchstens 60 % oder höchstens 50 % des Bremsfluidbehälters. Entsprechend wird in der zweiten Stellung der Klappe eine Strömung zwischen den Teilvolumina nicht behindert, sodass Bremsfluid aus dem zweiten Teilvolumen in Richtung der Mündungsöffnung strömen kann.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Klappe an einem Behälterdach des Bremsfluidbehälters gelagert ist. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Unter dem Behälterdach ist eine in Einbauposition des Bremsfluidbehälters oben liegende Wand des Bremsfluidbehälters zu verstehen. Eine derartige Ausgestaltung ist konstruktiv äußerst einfach zu realisieren.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schwallwand an einem dem Behälterdach gegenüberliegenden Behälterboden angeordnet ist. Der Behälterboden ist eine dem Behälterdach gegenüberliegende Wand des Bremsfluidbehälters, die in Einbauposition des Bremsfluidbehälters unten liegt. Durch die gegenüberliegende Anordnung der Schwallwand bezüglich der Klappe wird ein vorteilhaftes Zusammenwirken der Klappe mit der Schwallwand sichergestellt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Schwallwand wenigstens eine das erste Teilvolumen mit dem zweiten Teilvolumen strömungstechnisch verbindende Drosselöffnung aufweist. Die Drosselöffnung ermöglicht eine Strömung des Bremsfluids zwischen den Teilvolumina auch bei von der Klappe versperrter Durchströmungsöffnung. Die Drosselöffnung weist einen kleineren Durchströmungsquerschnitt auf als die Durchtrittsöffnung. Vorzugsweise beträgt ein Durchströmungsquerschnitt der Drosselöffnung bezogen auf einen Durchströmungsquerschnitt der Drosselöffnung höchstens 10 %, höchstens 7,5 %, höchstens 5 %. Die Drosselöffnung ermöglicht einen langsamen Ausgleich des Füllstands zwischen den Teilvolumina. Selbstverständlich kann lediglich eine einzige Drosselöffnung vorgesehen sein. Besonders bevorzugt liegen jedoch mehrere Drosselöffnungen vor, für welche die vorstehenden Ausführungen jeweils analog heranziehbar sind.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Füllstandsensor zur Ermittlung eines Füllstands in dem ersten Teilvolumen angeordnet ist. Der Füllstandsensor dient der Ermittlung des Füllstands in dem Bremsfluidbehälter. Beispielsweise ist der Füllstandsensor derart ausgestaltet, dass ein Fehlersignal erzeugt wird, sobald der Füllstand einen Grenzfüllstand unterschreitet. Um die Erzeugung des Fehlersignals trotz einer hinreichenden Bremsfluidmenge in dem Bremsfluidbehälter zu verhindern, ist der Füllstandsensor in dem ersten Teilvolumen angeordnet. In diesem wird mithilfe der Klappe stets eine hinreichende Menge an Bremsfluid vorgehalten.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Bremssystems gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Bremssystem über einen Bremsfluidbehälter verfügt, in den eine Bremsfluidleitung über wenigstens eine Mündungsöffnung einmündet. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Bremsfluidbehälter wenigstens eine beweglich gelagerte Klappe angeordnet ist, die in einer ersten Stellung eine Durchströmungsöffnung verschließt, über die ein permanent mit der wenigstens einen Mündungsöffnung strömungsverbundenes erstes Teilvolumen des Bremsfluidbehälters an ein zweites Teilvolumen strömungstechnisch angeschlossen ist, und in einer zweiten Stellung die Durchströmungsöffnung freigibt.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Bremssystems und des Verfahrens seinem Betreiben wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Bremssystem als auch das Verfahren zu seinem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung betrifft selbstverständlich auch ein Kraftfahrzeug mit einem Bremssystem gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Das Kraftfahrzeug sowie dessen Bremssystem können gemäß den entsprechenden Ausführungen weitergebildet sein. Der Bremsfluidbehälter des Bremssystems ist derart in dem Kraftfahrzeug angeordnet, dass Fahrbewegungen des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf das Kraftfahrzeug wirkende Beschleunigung eine Verlagerung der Klappe zwischen der ersten Stellung der zweiten Stellung beziehungsweise umgekehrt bewirken.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Darstellung eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems 1 für ein Kraftfahrzeug, welches einen Hauptbremszylinder 2, einen Bremskraftsimulator 3, eine Bremsdruckquelle 4 sowie Radbremsen 5, 6, 7 und 8 aufweist. Die Anzahl der Radbremsen ist selbstverständlich beliebig. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Radbremsen 5, 6, 7 und 8 vorgesehen, es kann jedoch auch eine höhere oder niedrigere Anzahl an Radbremsen vorliegen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Radbremsen 5 und 7 Rädern einer ersten Radachse, insbesondere einer Vorderachse, und die Radbremsen 6 und 8 Rädern einer zweiten Radachse, insbesondere einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs, zugeordnet.
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Dem Hauptbremszylinder 2 ist ein Bedienelement 9 zugeordnet, das hier als Bremspedal ausgeführt ist. Das Bedienelement 9 ist mit einem Hauptbremskolben 10 gekoppelt, beispielsweise über eine Hebelverbindung. Der Hauptbremskolben 10 ist verlagerbar an dem Hauptbremszylinder 2 angeordnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem Hauptbremskolben 10 ein weiterer Bremskolben 11 in dem Hauptbremszylinder 2 angeordnet. Dieser ist jedoch optional.
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Der Hauptbremskolben 10 schließt zusammen mit dem Hauptbremszylinder 2 ein Bremsfluidvolumen 12 ein. Dieses ist mit einem Simulatorfluidvolumen 13 des Bremskraftsimulators 3 strömungsverbunden. Das Simulatorfluidvolumen 13 wird von einem Simulatorkolben 14 gemeinsam mit einem Simulatorzylinder 15 begrenzt, in welchem der Simulatorkolben 14 verlagerbar angeordnet ist. Der Simulatorkolben 14 ist vorzugsweise mittels wenigstens eines Federelements 16 federkraftbeaufschlagt. Das Federelement bewirkt eine Federkraft auf den Simulatorkolben 14, welche eine Vergrößerung des Simulatorfluidvolumens 13 entgegengerichtet ist.
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Dem Hauptbremszylinder 2 und/oder dem Bedienelement 9 ist ein hier nicht dargestellter Sensor zugeordnet, mittels welchem bei einer Betätigung des Bedienelements 9 ein Sollbremsdruck ermittelt wird. Nachfolgend wird an der wenigstens einen Radbremse 5, 6, 7 und 8 ein mittels der Bremsdruckquelle 4 erzeugter Istbremsdruck angelegt, welcher dem Sollbremsdruck entspricht. Die Bremsdruckquelle 4 ist hier vorzugsweise als Pumpe ausgestaltet, welche mittels eines Elektromotors 17 angetrieben wird beziehungsweise antreibbar ist.
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Strömungstechnisch zwischen dem Bremsfluidvolumen 12 und dem Simulatorfluidvolumen 13 ist ein Schaltventil 18 angeordnet. Strömungstechnisch parallel zu dem Schaltventil 18 ist ein Rückschlagventil 19 angeordnet. Das Rückschlagventil ist derart ausgestaltet, dass es in Richtung der Radbremse 5, 6, 7 beziehungsweise 8 öffnet, also eine Strömung aus dem Simulatorfluidvolumen 13 zulässt, eine Strömung in das Simulatorfluidvolumen 13 hinein jedoch unterbindet.
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Mithilfe des Bremssystems 1 wird eine Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs dargestellt. Jeder der Radbremsen 5, 6, 7 und 8 ist jeweils ein Einlassventil 20, 21, 22 beziehungsweise 23 sowie ein Auslassventil 24, 25, 26 beziehungsweise 27 zugeordnet. Mithilfe der Einlassventile 20, 21, 22 und 23 kann der jeweiligen Radbremse 5, 6, 7 beziehungsweise 8 von der Bremsdruckquelle 4 bereitgestelltes Bremsfluid zugeführt werden. Die Auslassventile 24, 25, 26 und 27 dienen dagegen dem Abführen des Bremsfluids aus der jeweiligen Radbremse 5, 6, 7 beziehungsweise 8, insbesondere in Richtung eines Vorratsbehälters und/oder des Bremsfluidvolumens 12.
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Weiterhin verfügt das Bremssystem 1 über Trennventile 28, 29, 30 und 31. Die Trennventile 28 und 29 sind den Radbremsen 5 und 6 sowie die Trennventile 30 und 31 den Radbremsen 7 und 8 zugeordnet. Stromabwärts der Trennventile 28 und 29 einerseits sowie der Trennventile 30 und 31 andererseits liegt jeweils eine Querverbindung 32 beziehungsweise 33 vor, über welche die den Radbremsen 5 und 6 beziehungsweise 7 und 8 zugewandten Seiten der Trennventile 28 und 29 beziehungsweise der Trennventile 30 und 31 strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Es wird deutlich, dass die Radbremsen 5 und 6 über das Trennventil 29 und die Radbremsen 7 und 8 über das Trennventil 30 mit der Bremsdruckquelle 4 strömungsverbindbar sind. Über das Trennventil 28 sind zudem die Radbremsen 5 und 6 sowie über das Trennventil 31 die Radbremsen 7 und 8 mit dem Hauptbremszylinder 2 strömungsverbindbar.
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Es ist erkennbar, dass der Elektromotor 7 mit einem Druckkolben 34 wirkverbunden ist, welcher in einen Druckzylinder 35 der Bremsdruckquelle 4 linear verlagerbar angeordnet ist. Die Wirkverbindung zwischen dem Druckkolben 34 und dem Elektromotor 17 liegt dabei vorzugsweise über eine Schubstange 36 vor, welche hier lediglich beispielhaft angedeutet ist.
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Strömungstechnisch mit der Bremsdruckquelle 4 und/oder zumindest einer der Radbremsen 5, 6, 7 und 8 ist ein Bremsfluidbehälter 37, der dem bereits genannten Vorratsbehälter entspricht, strömungstechnisch angeschlossen. Der Bremsfluidbehälter 37 dient als Vorratsbehälter beziehungsweise Druckausgleichsbehälter für das Bremssystem 1. In dem Bremsfluidbehälter 37 ist eine Befüllöffnung 38 ausgebildet, durch welche der Bremsfluidbehälter 37 mit Bremsfluid befüllbar ist. Die Befüllöffnung 38 ist mittels eines Deckels 39 verschlossen oder zumindest verschließbar.
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Der Bremsfluidbehälter 37 ist über wenigstens eine Bremsfluidleitung 40, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Bremsfluidleitungen 40, strömungstechnisch an den Hauptbremszylinder, die Bremsdruckquelle 4 und/oder die wenigstens eine der Radbremse 5, 6, 7 und 8 angeschlossen. Die Bremsfluidleitung 40 mündet über eine Mündungsöffnung 41 in den Bremsfluidbehälter 37 ein. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder der Bremsfluidleitungen 40 eine solche Mündungsöffnung 41 zugeordnet.
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In dem Bremsfluidbehälter 37 ist wenigstens eine beweglich gelagerte Klappe 42 angeordnet, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Drehachse 43 drehbar gelagert ist. Die Klappe 42 ist in einer ersten Stellung mit einer durchgezogenen Linie und in einer zweiten Stellung mit einer gestrichelten Linie angedeutet. In der ersten Stellung verschließt die Klappe 42 eine Durchströmungsöffnung 44, über die ein erstes Teilvolumen 45 des Bremsfluidbehälters 47 an ein zweites Teilvolumen 46 strömungstechnisch angeschlossen ist. Die Klappe 42 ist derart ausgestaltet, dass sie die Durchströmungsöffnung 44 vollständig oder zumindest größtenteils verschließt, wohingegen sie die Durchströmungsöffnung 44 in der zweiten Stellung freigibt. In anderen Worten ist in der ersten Stellung der Klappe 42 ein Durchströmungsquerschnitt der Durchströmungsöffnung 44 kleiner als in der zweiten Stellung.
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Die Durchströmungsöffnung 44 wird im Schnitt gesehen von einer Schwallwand 47 begrenzt, die von einem Behälterboden 48 des Bremsfluidbehälters 37 ausgeht und sich in den Bremsfluidbehälter 37 hinein erstreckt. Beispielsweise durchgreift die Schwallwand 47 den Bremsfluidbehälter 37 im Schnitt gesehen zu mindestens 10 %, mindestens 20 % oder mindestens 25 %. Die Klappe 42 und die Schwallwand 47 sind derart angeordnet, dass die Klappe 42 in ihrer ersten Stellung mit der Schwallwand 47 zusammenwirkt, um die Durchströmungsöffnung 44 zu verschließen. Hierzu liegt die Klappe 42 in ihrer ersten Stellung an der Schwallwand 47 an. In der zweiten Stellung ist die Klappe 42 hingegen von der Schwallwand 47 beabstandet angeordnet.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Klappe 42 an einem dem Behälterboden 48 gegenüberliegenden Behälterdach 49 des Bremsfluidbehälters 37 angeordnet und gelagert. Die Klappe 42 ist derart angeordnet und gelagert, dass sie von auf das in dem Bremsfluidbehälter 37 vorliegenden Bremsfluid wirkenden externen Kräften beziehungsweise Beschleunigungen und/oder durch eine von den Kräften beziehungsweise Beschleunigungen bewirkte Strömung des Bremsfluids innerhalb des Bremsfluidbehälters 37 zwischen ihren Stellungen verlagert wird.
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Mithilfe der Klappe 42 wird verhindert, dass das Bremsfluid ausgehend von dem ersten Teilvolumen 45, in welchem die Mündungsöffnung 41 vorliegt, in das zweite Teilvolumen 46 strömt, insbesondere mit zu großer Geschwindigkeit strömt. Vielmehr wird das Bremsfluid in dem ersten Teilvolumen 45 gehalten, sodass es stets zuverlässig an der Mündungsöffnung 41 zur Verfügung steht. Zur Ermittlung eines Füllstandes in dem Bremsfluidbehälter 37 ist in diesem ein Füllstandsensor 50 angeordnet. Der Füllstandsensor 50 liegt in dem ersten Teilvolumen 45 vor, um ein fälschliches Erkennen auf einen zu geringen Füllstand zu vermeiden.
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Die beschriebene Ausgestaltung des Bremssystems 1 beziehungsweise des Bremsfluidbehälters 37 stellt sicher, dass stets eine hinreichende Menge an Bremsfluid im Bereich der Mündungsöffnung 41 vorliegt und entsprechend zuverlässig entnommen werden kann. Zudem wird verhindert, dass Luft aus dem Bremsfluidbehälter 37 durch die Mündungsöffnung 41 in Richtung der Bremsdruckquelle 4 und/oder einer der Radbremsen 5, 6, 7 und 8 gelangen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112016000635 T5 [0002]
