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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Bremssystem, das eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung zum Beaufschlagen von Hydraulikkreisen mit Druck in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Bremspedals in einem normalen Betriebsmodus des Bremssystems aufweist.
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Ein herkömmliches verstärktes Bremssystem ist beispielsweise in
1 der
US 2014/01594773 A1 gezeigt. In einem derartigen herkömmlichen Bremssystem ist ein Pedalbewegungssensor mit einem Bremspedal gekoppelt und betätigbar, um die Größe einer Bewegung des Bremspedals zu erfassen, sodass ein entsprechendes Signal zu einer Steuervorrichtung gesendet werden kann. Die Steuervorrichtung interpretiert das Signal und sendet ein weiteres Signal zu einer Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung, die einen Aktuator enthält. Der Aktuator seinerseits beaufschlagt Bremsfluid mit Druck, um hydraulische Radbremsen zu betätigen. Weiterhin ist ein separater Pedalgefühlsimulator vorgesehen, um das Gefühl und den während des Bremsens zurückgelegten Weg bei einem herkömmlichen Bremssystem, das Fluid direkt von einem Hauptzylinder zu Radzylindern liefert, nachzuahmen.
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Jedoch kann die Ausgestaltung derartiger herkömmlicher Bremssysteme ziemlich kompliziert und raumeinnehmend sein aufgrund einer relativ großen Anzahl von Teilen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kompaktes Bremssystem anzugeben, das vorzugsweise eine verringerte Anzahl von Teilen hat. Weiterhin soll es vorteilhaft dahingehend sein, dass die Herstellungskosten des Bremssystems herabgesetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um zumindest eine der vorgenannten Aufgaben zu lösen.
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Gemäß dem Anspruch 1 ist ein Bremssystem vorgesehen, umfassend:
- - einen Behälter zum Speichern eines Bremsfluids;
- - ein Bremspedal;
- - einen Hauptzylinder, enthaltend eine erste Hauptkammer, eine zweite Hauptkammer, einen ersten Hauptkolben und einen zweiten Hauptkolben, wobei der erste Hauptkolben durch Betätigen des Bremspedals direkt versetzbar ist und der zweite Hauptkolben ein schwimmender Kolben ist und die erste Hauptkammer, die zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben ist, von der zweiten Hauptkammer trennt;
- - einen ersten Hydraulikkreis, enthaltend zumindest eine erste hydraulische Radbremse;
- - einen zweiten Hydraulikkreis, enthaltend zumindest eine zweite hydraulische Radbremse; und
- - eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung, enthaltend einen Aktuator zum Beaufschlagen des ersten Hydraulikkreises und des zweiten Hydraulikkreises mit Druck in Abhängigkeit von einer Betätigung des Bremspedals in einem normalen Betriebsmodus des Bremssystems.
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Die erste Hauptkammer ist hydraulisch mit dem ersten Hydraulikkreis verbunden, um den ersten Hydraulikkreis in einem Notfallmodus des Bremssystems mit Druck zu beaufschlagen und die zweite Hauptkammer ist mit dem zweiten Hydraulikkreis hydraulisch verbunden, um den zweiten Hydraulikkreis in dem Notfallmodus mit Druck zu beaufschlagen.
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Weiterhin umfasst der Hauptzylinder ferner eine Verriegelungskammer zwischen dem zweiten Hauptkolben und einer Innenwand des Hauptzylinders, wobei die Verriegelungskammer über ein erstes Absperrventil mit der ersten Hauptkammer hydraulisch verbunden ist, sodass der zweite Hauptkolben in dem normalen Betriebsmodus in einer Verriegelungsposition blockiert werden kann durch Schließen des ersten Absperrventils.
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Zusätzlich ist das elastische Pedalgefühlelement in der ersten Hauptkammer so angeordnet, dass es in Kontakt mit dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben ist, um eine Pedalkraft zu erzeugen, wenn das Bremspedal betätigt wird, während der zweite Kolben in dem normalen Betriebsmodus verriegelt ist.
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Da der zweite Hauptkolben in dem normalen Betätigungsmodus verriegelt ist, ist der zweite Hauptkolben in dem normalen Betriebsmodus nicht versetzbar. Als eine Folge des Blockierens des zweiten Hauptkolbens können ein Volumen der zweiten Hauptkammer und ein Volumen der Verriegelungskammer in dem normalen Betriebsmodus im Wesentlichen konstant sein. Wenn das Bremspedal in dem normalen Betriebsmodus betätigt wird, wird der erste Hauptkolben zu dem zweiten Hauptkolben hin vorwärtsbewegt, was zu einer Verformung des elastischen Pedalgefühlelements führt. Der Fahrer erfährt somit eine Gegenkraft, wenn das Bremspedal betätigt wird. In dem vorgeschlagenen Bremssystem kann das elastische Pedalgefühlelement die Pedalkraft eines herkömmlichen Bremssystems während einer Bremsaktion nachahmen. Somit kann das elastische Pedalgefühlelement als ein Pedalsimulator fungieren. Da das elastische Pedalgefühlelement in den Hauptzylinder integriert ist, sind ein separater Pedalsimulator oder zusätzlich Schalt- oder Sperrventile nicht erforderlich. Daher kann im Vergleich mit herkömmlichen Bremssystemen ein kompaktes Bremssystem mit einer verringerten Anzahl von Teilen erhalten werden.
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Der Notfallmodus kann als ein Ersatzmodus /hydraulischer Ersatzmodus verwendet werden, beispielsweise wenn die Energiezuführung versagt oder wenn die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung oder ein oder mehrere elektrisch betätigte Ventile nicht ordnungsgemäß funktionieren. In dem Notfallmodus kann Bremsfluid direkt von dem Hauptzylinder zu Hydraulikkreisen geliefert werden. Somit sieht nicht nur das Bremssystem einen Hauptzylinder mit einem integrierten Pedalsimulator in dem normalen Betriebsmodus vor, sondern das Bremssystem kann auch eine Betätigung der hydraulischen Radbremsen in einem Notfall ermöglichen.
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Der zweite Hauptkolben kann in dem Notfallmodus entriegelt werden. Auf diese Weise kann der zweite Hauptkolben versetzt werden, wodurch ein Volumen der zweiten Hauptkammer geändert wird. Beispielsweise kann das Absperrventil in dem Notfallmodus geöffnet werden, um zwischen der Verriegelungskammer und der ersten Hauptkammer eine hydraulische Verbindung herzustellen. Da die zweite Hauptkammer in dem Notfallmodus mit dem zweiten Hydraulikkreis hydraulisch verbunden ist, kann der zweite Hydraulikkreis in dem Notfallmodus nach Betätigung des Bremspedals mit Druck beaufschlagt werden. Vorzugsweise ist die hydraulische Verbindung zwischen der Druckzuführungsvorrichtung und den Hydraulikkreisen in dem Notfallmodus blockiert, z. B. durch dedizierte Rückschlagventile.
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Eine Feder kann in der zweiten Hauptkammer angeordnet sein, die den zweiten Hauptkolben zu dem ersten Hauptkolben hin und zu der Verriegelungsposition hin vorspannt. Die Feder kann das Drücken des zweiten Haupt-kolbens zurück in seine Verriegelungsposition vereinfachen, wenn eine Änderung aus dem Notfallmodus in den normalen Betriebsmodus erfolgt und/oder wenn in dem Notfallmodus eine Änderung aus einer Bremsposition zu einer Nichtbremsposition hin erfolgt. Die Nichtbremsposition (Ruheposition) des zweiten Hauptkolbens in dem Notfallmodus kann der Verriegelungsposition des zweiten Hauptkolbens in dem normalen Betriebsmodus entsprechen.
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In einer Ausführungsform ist die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung über ein Rückschlagventil hydraulisch mit der Verriegelungskammer verbunden, um die Verriegelungskammer in dem normalen Betriebsmodus mit Druck zu beaufschlagen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der zweite Hauptkolben in dem normalen Betriebsmodus blockiert werden kann. Der Druck in der Verriegelungskammer kann zumindest während nicht bremsender Zeiträume in dem normalen Betriebsmodus konstant sein. Beispielsweise kann der Druck des Bremsfluids innerhalb der Verriegelungskammer gleich dem Druck des durch die Druckzuführungsvorrichtung bereitgestellten Bremsfluids in dem normalen Betriebsmodus sein. Während der erste Hauptkolben während einer Bremsaktion gegen das elastische Pedalgefühlelement drückt, welches wiederum gegen den zweiten Hauptkolben drückt, kann der Druck des Bremsfluids in der Verriegelungskammer etwas erhöht werden.
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Die Verriegelungskammer kann sich zwischen einer äußeren Oberfläche des zweiten Hauptkolbens und der Innenwand des Hauptzylinders befinden. Weiterhin kann die Verriegelungskammer durch einen Absatz in der Innenwand des Hauptzylinders und einen Kragen des zweiten Hauptkolbens begrenzt sein. Weiterhin kann die Verriegelungskammer eine Ringform aufweisen und/oder den zweiten Hauptkolben umgeben.
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In einer Ausführungsform kann die erste Hauptkammer über ein zweites Absperrventil hydraulisch mit dem Behälter verbunden sein. Das zweite Absperrventil kann in dem normalen Betriebsmodus geöffnet sein. Das durch den ersten Hauptkolben in der ersten Hauptkammer verdrängte Fluid kann über das zweite Absperrventil zu dem Behälter geleitet werden. Diese Implementierung kann das Aufbauen von Druck in der ersten Hauptkammer während einer Bremsaktion in dem normalen Betriebsmodus verhindern und den Gebrauch des Pedalsimulators erleichtern.
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Es kann vorgesehen sein, dass das erste Absperrventil ein normalerweise geöffnetes Ventil (NO-Ventil) ist. Das zweite Absperrventil kann ein normalerweise geschlossenes Ventil (NC-Ventil) sein. Weiterhin können das erste und/ oder das zweite Absperrventil Solenoidventile sein, die elektrisch betätigbar sind, zum Beispiel durch entsprechende Steuersignale von einer Steuereinheit (siehe unten).
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In dem Notfallmodus kann das zweite Absperrventil geschlossen werden. Weiterhin werden durch Öffnen des ersten Absperrventils in dem Notfallmodus die erste Hauptkammer und die Verriegelungskammer hydraulisch miteinander verbunden und ebenfalls mit dem ersten Hydraulikkreis hydraulisch verbunden. Daher kann die zumindest eine hydraulische Radbremse betätigt werden durch Bereitstellen von unter Druck stehendem Bremsfluid vom Hauptzylinder in dem Notfallmodus.
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Generell wird, nach Beaufschlagen der Hydraulikkreise mit Druck durch die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung und nach Lösen der hydraulischen Radbremsen, der Druck in den hydraulischen Radbremsen entlastet, indem das Bremsfluid in den Behälter abgelassen wird. Gemäß einer Implementierungsform wird zum Druckentlasten des ersten Hydraulikkreises in dem normalen Betriebsmodus ein erster Druckentlastungspfad von dem ersten Hydraulikkreis über die erste Hauptkammer zu dem Behälter gebildet. Alternativ oder zusätzlich wird zum Druckentlasten des zweiten Hydraulikkreises in dem normalen Betriebsmodus ein zweiter Druckentlastungspfad vom zweiten Hydraulikkreis über die zweite Hauptkammer zum Behälter gebildet.
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Vorzugsweise enthält der erste Druckentlastungspfad zwischen dem ersten Hydraulikkreis und der ersten Hauptkammer dieselbe Hydraulikfluidleitung oder dieselben Hydraulikfluidleitungen wie die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Hydraulikkreis und der ersten Hauptkammer zur Beaufschlagung des ersten Hydraulikkreises mit Druck im Notfallmodus. Darüber hinaus kann der zweite Druckentlastungspfad zwischen dem zweiten Hydraulikkreis und der zweiten Hauptkammer dieselben Hydraulikflüssigkeitsleitungen umfassen, wie die hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Hydraulikkreis und der zweiten Hauptkammer zum Druckbeaufschlagen des zweiten Hydraulikkreises in dem Notfallmodus. Durch Verwenden derselben Hydraulikfluidleitungen kann die Zahl von Teilen weiter reduziert und ein kompaktes System vorgesehen werden. Alternativ können für die Druckentlastungspfade im normalen Betriebsmodus verschiedene Hydraulikfluidleitungen und die hydraulische Verbindung zum Druckbeaufschlagen der Hydraulikkreise im Notfallmodus verwendet werden.
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Der erste und/oder der zweite Hydraulikkreis können zwei Absperrventile pro hydraulischer Radbremse aufweisen. Diese Absperrventile können ein Druckversorgungsventil zum Druckbeaufschlagen der hydraulischen Radbremse und ein Druckentlastungsventil zum Druckentlasten der hydraulischen Radbremse sein. Das Druckentlastungsventil kann den Hydraulikkreis und den entsprechenden Druckentlastungspfad hydraulisch verbinden. Das Druckzuführungsventil kann den Hydraulikkreis und die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung hydraulisch verbinden. Beide Absperrventile sind normalerweise geöffnetes Ventile.
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Der Behälter kann mit der ersten Hauptkammer und/oder der zweiten Hauptkammer und/oder der Verriegelungskammer hydraulisch verbunden sein zum Befüllen der jeweiligen Kammern, wenn das Bremspedal nicht betätigt wird (d. h. es befindet sich in seiner Ruheposition). Typischerweise verbindet ein erster Bremsfluid-Zuführungspfad den Behälter hydraulisch mit einem ersten Einlass der ersten Hauptkammer. Weiterhin verbindet ein zweiter Bremsfluid-Zuführungspfad den Behälter hydraulisch mit einem zweiten Einlass der zweiten Hauptkammer. Der erste und/oder zweite Einlass kann offen sein, wenn sich der erste Hauptkolben und/oder der zweite Hauptkolben in einer Ruheposition befinden. Der entsprechende Einlass kann geschlossen sein, wenn der erste Hauptkolben und/oder der zweite Hauptkolben durch das Bremspedal aus der Ruheposition bewegt wird. Durch diese Anordnung können die erste Hauptkammer und/oder die zweite Hauptkammer und/oder die Verriegelungskammer zumindest während nicht bremsender Zeiträume mit Bremsfluid gefüllt werden. Die Fluidverbindung/-en können während eines Bremsvorgangs im Notfallmodus blockiert sein.
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Das elastische Pedalgefühlelement kann einen Körper aufweisen, der ein massiver Körper sein kann. Weiterhin kann der Körper des elastischen Pedalgefühlelements ein länglicher Körper mit einem ersten Axialendbereich, einem entgegengesetzten zweiten Axialendbereich und einem Zwischenbereich zwischen diesen sein. Weiterhin kann eine Längsrichtung des länglichen Körpers axial mit dem Hauptzylinder ausgerichtet sein. Wahlweise kann eine Mitte-llinie des länglichen Körpers mit einer Mittellinie des Hauptzylinders zusammenfallen. Der erste Axialendbereichs des Körpers kann in Kontakt mit dem ersten Hauptkolben sein, während der zweite Axialendbereich des Körpers in Kontakt mit dem zweiten Hauptkolben sein kann. Das elastische Pedalgefühlelement kann eine progressive Federcharakteristik aufweisen. Auf diese Weise können die Pedalbewegung und das von dem Fahrer erfahrene Gefühl verbessert werden. Der Körper kann einen konischen Bereich enthalten. Beispielsweise kann der zweite Endbereich konisch sein. Der Zwischenbereich kann eine zylindrische Form und einen konstanten Durchmesser haben. Der erste Endbereich kann einen Durchmesser haben, der größer als der Durchmesser des Zwischenbereichs und des zweiten Axialendbereichs ist. Der erste Hauptkolben und/oder der zweite Hauptkolben können jeweils eine Vertiefung enthalten, die zumindest einen Teil des elastischen Pedalgefühlelements aufnimmt. Die entsprechende Vertiefung kann so gebildet sein, dass sie ein Zusammendrücken des elastischen Pedalgefühlelements in der axialen Richtung ermöglicht, das heißt sich in einer radialen Richtung innerhalb der Vertiefung ausdehnt. Wenn das Bremspedal vollständig zusammengedrückt ist, kann das elastische Pedalgefühlelement so verformt sein, dass es bequem in die Vertiefung passt. Das elastische Pedalgefühlelement kann einteilig aus Elastomer gebildet sein. Das elastische Pedalgefühlelement kann für eine Kompressionsbelastung ausgestaltet sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf zwei Kolben beschränkt. In einer Ausführungsform kann ein dritter schwimmender Kolben parallel zum zweiten Hauptkolben angeordnet sein, beispielsweise im Fall eines großen Randbremsvolumenverbrauchs und einem kurzen Pedalweg. In dieser Konfiguration kann ein Vorteil darin bestehen, dass die Dichtheit für diesen Kolben ohne zweite Dichtung mit Behälterverbindung zwischen den Dichtungen geprüft werden kann.
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Bei einer Implementierungsform weist das Bremssystem einen Pedalsensor zum Erfassen einer Betätigung des Bremspedals auf. Weiterhin kann eine Steuereinheit vorgesehen sein zum Aktivieren der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung und/oder zum Steuern von Steuerventilen, die der erste und der zweite Hydraulikkreis aufweisen, in Abhängigkeit von Sensorsignalen des Pedalsensors.
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Die Steuereinheit kann konfiguriert sein zum Geschlossenhalten des ersten Absperrventils und zum Offenhalten des zweiten Absperrventils in dem normalen Betriebsmodus und/oder zum Öffnen des ersten Absperrventils und zum Schließen des zweiten Absperrventils, um das Bremssystem in den Notfallmodus umzuschalten, wenn ein Fehler erfasst wird.
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Verschiedene Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann ersichtlich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wenn sie im Licht der begleitenden Zeichnungen gelesen werden.
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Es zeigen:
- 1 ein schematisches Diagramm eines Bremssystems; und
- 2 einen Bereich des Bremssystems von 1.
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Im Folgenden werden wiederkehrende und ähnliche Merkmale in dieser und den nachfolgenden Darstellungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Bremssystems 10. Das illustrierte System 10 ist mit doppelten Hydraulikkreisen 30, 32, die jeweils zwei hydraulische Radbremsen 31, 33 enthalten, versehen. Die Anzahl von hydraulischen Radbremsen 31, 33 pro Hydraulikkreis kann variieren. Beispielsweise sind eine größere Anzahl (zum Beispiel drei oder mehr) oder eine geringere Anzahl (zum Beispiel eine) von Radbremsen 31, 33 pro Hydraulikkreis durch die vorliegende Erfindung auch in Betracht zu ziehen. Das Bremssystem 10 weist ein Bremspedal 14, eine Rückholfeder 15, die das Bremspedal 14 in der Rückkehrrichtung vorspannt, und eine Eingabestange 13, die mit dem Bremspedal 14 verbunden ist, auf. In dem Bremssystem 10 von 1 ist ein Bremspedal-Bewegungssensor (nicht gezeigt) an das Bremspedal 14 gekoppelt und betätigbar, um eine Bewegungsstrecke des Bremspedals 14 zu erfassen, sodass ein entsprechendes Signal zu einer Steuervorrichtung (nicht gezeigt) gesendet werden kann. Die Steuervorrichtung kann ein Signal an eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 senden, die einen Aktuator aufweist, der Bremsfluid unter Druck setzt, um die hydraulischen Radbremsen 31, 33 in Abhängigkeit von einer Betätigung des Bremspedals in einem normalen Betriebsmodus des Bremssystems 10 zu betätigen. Das Bremsfluid ist in einem Behälter 12 gespeichert, der hydraulisch mit der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 durch dedizierte Fluidleitungen und über zwei Rückschlagventile 47 verbunden ist.
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Der erste und der zweite Hydraulikkreis 30, 32 weisen mehrere Absperrventile 40, 40' auf, die selektiv durch die Steuervorrichtung gesteuert werden können. Die Absperrventile 40, 40' können 2/2-Wege-Solenoidventile sein. Die Absperrventile 40 sind zwischen der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 und jeder der hydraulischen Radbremsen 31, 33 so positioniert, dass eine Bewegung von Hydraulikfluid zu der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 und zu den hydraulischen Radbremsen 31, 33 durch Betätigung der Absperrventile 40 selektiv ermöglicht und selektiv blockiert werden kann. Weiterhin sind die Absperrventile 40' zwischen den hydraulischen Radbremsen 31, 33 und dem Behälter 12 so positioniert, dass eine Bewegung von Hydraulikfluid von den hydraulischen Radbremsen 31, 33 zu dem Behälter 12 hin über die Betätigung der Absperrventile 40' selektiv ermöglicht und selektiv blockiert werden kann. Der erste und der zweite Hydraulikkreis 30, 32 können auch mehrere Rückschlagventile 45' aufweisen. Weiterhin befinden sich mehrere Absperrventile 40", die als 2/2-Wege-Solenoidventile gestaltet sein können, und mehrere Rückschlagventile 45 zwischen der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 und dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 30, 32. Um die Steuerung des Bremssystem 10 zu verbessern, können mehrere Parameter durch mehrere Sensoren 46, wie Druck- und Abstandssensoren überwacht werden. Die Ausgangssignale der Sensoren 46 werden zu der Steuervorrichtung geleitet.
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Die Operation des ersten und des zweiten Hydraulikkreises 30, 32 und der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 ist für den Fachmann aus 1 ersichtlich und wird aus Gründen der Kürze nicht im Einzelnen erläutert.
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Somit übt in dem normalen (angetriebenen) Betriebsmodus des Bremssystems 10 das Herunterdrücken des Bremspedals 14 nicht direkt eine Bremskraft auf die hydraulischen Radbremsen 31, 33 durch das Bremsfluid aus, sondern stattdessen wird das Bremsfluid durch die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 und die Steuerung der Solenoidventile 40, 40' in dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 30, 32 zu den hydraulischen Radbremsen 31, 33 geliefert.
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Das Bremssystem 10 weist weiterhin einen Hauptzylinder 20 auf, der zwei Funktionen ausführt, nämlich die Betätigung der hydraulischen Radbremsen 31, 33 in einem Notfallmodus und die Simulation des Bremspedals 14 in dem normalen Betriebsmodus. Diese Funktionen werden anhand der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, enthält der Hauptzylinder 20 eine erste Hauptkammer 21, eine zweite Hauptkammer 22, einen ersten Hauptkolben 23 und einen zweiten Hauptkolben 24. Der erste Hauptkolben 23 ist so konfiguriert, dass er unter der von dem Bremspedal 14 durch die Eingabestange 13 übertragenen Bremsbetätigungskraft bewegbar ist. Somit ist der erste Hauptkolben 23 durch Betätigung des Bremspedals 14 direkt versetzbar.
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Der zweite Hauptkolben 24 ist ein schwimmender Kolben, der die erste Hauptkammer 21, die sich zwischen dem ersten Hauptkolben 23 und dem zweiten Hauptkolben 24 befindet, von der zweiten Hauptkammer 22 trennt.
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Der Hauptzylinder 20 weist weiterhin eine Verriegelungskammer 25 zwischen der äußeren Oberfläche 28 des zweiten Hauptkolbens 24 und der Innenwand 26 des Hauptzylinders 20 auf. Die Verriegelungskammer 25 kann durch einen Absatz 19 in der Innenwand 26 des Hauptzylinders 20 und einen Kragen 27 des zweiten Hauptkolbens 24 begrenzt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verriegelungskammer 25 eine Ringform auf und umgibt den zweiten Hauptkolben 24.
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Die Verriegelungskammer 25 ist über ein erstes Absperrventil 41 mit der ersten Hauptkammer 21 hydraulisch verbunden, sodass der zweite Hauptkolben 24 in einer Verriegelungsposition durch Schließen des ersten Absperrventils 41 in dem normalen Betriebsmodus blockiert werden kann. Eine Spiralfeder 29 ist in der zweiten Hauptkammer 22 angeordnet und spannt den zweiten Hauptkolben 24 zu dem ersten Hauptkolben 23 und zu der Verriegelungsposition hin vor. Wahlweise ist die erste Hauptkammer 21 über ein zweites Absperrventil 42 hydraulisch mit dem Behälter 12 verbunden. Das erste Absperrventil 41 kann ein normalerweise geöffnetes Ventil (NO-Ventil) sein, während das zweite Absperrventil 42 ein normalerweise geschlossenes Ventil (NC-Ventil) sein kann. Das erste und das zweite Absperrventil 41, 42 können Solenoidventile sein, die elektrisch betätigt und durch die Steuervor-richtung gesteuert werden können. Darüber hinaus können das erste und das zweite Absperrventil 41, 42 2/2-Wege-Ventile sein, die zwei Verbindungen und zwei Ventilpositionen haben. Die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 kann über ein Rückschlagventil 43 hydraulisch mit der Verriegelungskammer 25 verbunden sein, um die Verriegelungskammer 25 in dem normalen Betriebsmodus mit Druck zu beaufschlagen. Auf diese Weise sind das Volumen des Verriegelungskammer 25 und der Druck der Bremsflüssigkeit innerhalb der Verriegelungskammer 25 mehr oder weniger konstant in dem normalen Betriebsmodus.
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Mehrere Dichtungselemente sind in entsprechenden Nuten der Innenwand des Hauptzylinders und des zweiten Hauptkolbens 24 angeordnet, um die Kammern 21, 22, 25 gegeneinander und gegen die Umgebung abzudichten.
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Weiterhin ist ein elastisches Pedalgefühlelement 50 in der ersten Hauptkammer 21 angeordnet, um eine Pedalkraft zu erzeugen, wenn das Bremspedal 14 in dem normalen Betriebsmodus betätigt wird. Das elastische Pedalgefühlelement ist zwischen dem ersten Hauptkolben 23 und dem zweiten Hauptkolben 24 angeordnet. Vorzugsweise kann das elastische Pedalgefühlelement 50 integral aus einem Elastomer wie Gummi oder Silikon gebildet sein. Insbesondere ist das elastische Pedalgefühlelement 50 für eine Kompressionskraft ausgestaltet und hat eine progressive Federcharakteristik.
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Das elastische Pedalgefühlelement 50 kann einen länglichen, massiven Körper aufweisen. Eine Längsrichtung des länglichen Körpers kann axial mit dem Hauptzylinder 20 ausgerichtet sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel fällt eine Mittellinie des länglichen Körpers mit einer Mittellinie des Hauptzylinders 20 zusammen. Weiterhin enthält der Körper einen ersten Axialendbereich 51, einen entgegengesetzten zweiten Axialendbereich 52 und einen Zwischenbereich 53 zwischen diesen. Der erste Axialendbereich 51 des Körpers ist in Kontakt mit dem ersten Hauptkolben 23, während der zweite Axialendbereich 52 des Körpers in Kontakt mit dem zweiten Hauptkolben 24 ist.
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Der zweite Endbereich 52 kann konisch sein und hat wahlweise eine Kegelform. Der Zwischenbereich 53 kann eine zylindrische Form und einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser haben. Der erste Endbereich 51 hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Zwischenbereichs 53 und des zweiten Axialendbereichs 52 ist. Der zweite Hauptkolben 24 kann eine Vertiefung 54 enthalten, die den zweiten Axialendbereich 52 und einen Teil des Zwischenbereichs 53 aufnimmt. Die Vertiefung 54 kann so gebildet sein, dass sie dem elastischen Pedalgefühlelement 50 ermöglicht, innerhalb der Vertiefung 54 in der axialen Richtung zusammengedrückt und in einer radialen Richtung gedehnt zu werden. Wenn das Bremspedal 14 vollständig heruntergedrückt ist, ist das elastische Pedalgefühlelement 50 so verformt, dass es bequem in die Vertiefung 54 des zweiten Hauptkolbens 23 passt. Der erste Axialendbereich 51 ist so gebildet, dass er in eine durch den ersten Hauptkolben 23 gebildete Vertiefung 55 passt. In sowohl dem normalen Betriebsmodus als auch in dem Notfallmodus wird das elastische Pedalgefühlelement 50 zwischen dem ersten und dem zweiten Hauptkolben 23, 24 zurückgehalten.
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In der folgenden Beschreibung werden der normale Betriebsmodus und der Notfallmodus beschrieben.
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In dem normalen Betriebsmodus (energiebetriebenen Betriebsmodus) ist das erste Absperrventil 41 in seiner geschlossenen Position, während das zweite Absperrventil 43 in seiner geöffneten Position ist. Als eine Folge ist der zweite Hauptkolben 24 in seiner Verriegelungsposition verriegelt. Wenn ein Benutzer oder Fahrer das Bremspedal 14 herunterdrückt, schiebt die Eingabestange 13 den ersten Hauptkolben 24 weiter in den Hauptzylinder 20 hinein. Da der zweite Hauptkolben 24 verriegelt ist, wird das elastische Pedalgefühlelement 50 zwischen dem ersten Hauptkolben 23 und dem zweiten Hauptkolben 24 zusammengedrückt. Als eine Folge erfährt der Fahrer ein Bremspedalgefühl, das er/sie auch erfahren würde, wenn er/sie ein herkömmliches Bremssystem betätigt, das während einer Bremsaktion allein hydraulisch betätigt wird. Zusätzlich wird das Bremsfluid innerhalb der ersten Kammer 21 über das geöffnete Absperrventil 42 zu dem Behälter 12 geleitet.
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Weiterhin sendet die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der Position des Bremspedals 14 ein Signal an eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16. Weiterhin steuert und betätigt die Steuervorrichtung die Absperrventile 40, 40' des ersten und des zweiten Hydraulikkreises 30, 32 derart, dass der erste und der zweite Hydraulikkreis 30, 32 mit Druck beaufschlagt werden und die hydraulischen Radbremsen 31, 33 betätigt werden können. Genauer gesagt, die Ventile 40 werden geöffnet, während die Ventile 40' geschlossen werden, sodass die hydraulischen Radbremsen 31, 33 betätigt werden können.
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Wenn der Benutzer oder Fahrer das Bremspedal 14 freigibt, drückt die Rückholfeder 15 das Bremspedal 14 zu seiner nicht bremsenden Vorgabeposition.
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Wahlweise wird ein erster Druckentlastungspfad 34 in dem normalen Betriebsmodus von dem ersten Hydraulikkreis 30 über die erste Hauptkammer 21 und das zweite Absperrventil 43 zu dem Behälter 12 gebildet. Alternativ oder zusätzlich wird ein zweiter Druckentlastungspfad 35 in dem normalen Betriebsmodus von dem zweiten Hydraulikkreis 32 über die zweite Hauptkammer 22 zum Behälter 12 gebildet. Der Bremspedalsensor bestimmt, dass das Bremspedal 14 in seinen Vorgabezustand zurückkehrt, und sendet diese Information an die Steuervorrichtung. Danach steuert und betätigt die Steuervorrichtung die Absperrsolenoidventile 40, 40' in dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 30, 32 derart, dass die hydraulische Verbindung zu der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 blockiert wird und das Bremsfluid von dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 30, 32 über die Druckentlastungspfade 34, 35 zu dem Behälter 12 geleitet wird. Genauer gesagt, die Absperrventile 40 zwischen der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 16 und den Radbremsen 31, 33 werden geschlossen, während die Absperrventile 40' zwischen den Radbremsen 31, 33 und dem Hauptzylinder 20 geöffnet werden.
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Somit wird das Bremsfluid von den Hydraulikkreisen 30, 32 und den hydraulischen Radbremsen 31, 33 über die Druckentlastungspfade 34, 35 zu dem Behälter 12 geleitet.
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In dem Notfallmodus (nichtenergiebetriebener Betriebsmodus) ist das erste Absperrventil 41 in seiner geöffneten Position, während das zweite Absperrventil 42 in seiner geschlossenen Position ist. Die Absperrventile 40, 40' und die Rückschlagventile 45' des ersten und des zweiten Hydraulikkreises 30, 32 sowie die Absperrventile 40" und die Rückschlagventile 45 zwischen den Hydraulikkreisen 30, 32 und der Druckzuführungsvorrichtung 16 sind so gestaltet, dass die hydraulische Verbindung zwischen der Druckzuführungsvor-richtung 16 und den Hydraulikkreisen 30, 32 in dem Notfallmodus blockiert ist. Die Absperrventile 40, 40' sind normalerweise geöffnete Ventile und werden in dem Notfallmodus geöffnet. Darüber hinaus ist die erste Haupt-kammer 21 hydraulisch mit dem ersten Hydraulikkreis 30 verbunden, um den ersten Hydraulikkreis 30 in einem Notfallmodus des Bremssystems 10 mit Druck zu beaufschlagen. Weiterhin ist die zweite Hauptkammer 22 in dem Notfallmodus hydraulisch mit den zweiten Hydraulikkreis 32 verbunden, um den zweiten Hydraulikkreis 32 mit Druck zu beaufschlagen. Somit versetzt der Notfall- oder „Keine-Energie“-Zustand des Systems 10 den Hauptzylinder 20 in hydraulische Verbindung mit den Radbremsen 31, 33, sodass die Eingabe des Fahrers in das Bremspedal 14 direkt das Bremsen bewirkt.
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Wenn ein Benutzer auf das Bremspedal 14 drückt, schiebt die Eingabestange 13 den ersten Hauptkolben 23 weiter in den Hauptzylinder 20. Der zweite Hauptkolben 24 wird in die zweite Hauptkammer 22 gedrückt und drückt die Feder 29 zusammen. Der Druck des Bremsfluids innerhalb der ersten Hauptkammer 21, der zweiten Hauptkammer 22 und der Verriegelungskammer 25 wird erhöht. Dies bewirkt, dass der erste und der zweite Hydraulikkreis 30, 32 mit Druck beaufschlagt werden, um die hydraulischen Radbremsen 31, 33 zu betätigen. Nach der Bremsaktion drücken die Federn 15, 29 den ersten und den zweiten Hauptkolben 23, 24, die Eingabestange 13 und das Bremspedal 14 zurück in ihre Ausgangspositionen.
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Der Behälter 12 kann hydraulisch mit der ersten Hauptkammer 21 und/oder der zweiten Hauptkammer 22 durch Fluidleitungen 36, 37 (Fluidzuführungspfade 36, 37) verbunden sein, um die jeweiligen Kammern 21, 22 nach einer Bremsaktion zu füllen, insbesondere in dem Notfallmodus. Durch diese Anordnung können die erste Hauptkammer 21 und/oder die zweite Hauptkammer 22 zumindest während nicht bremsender Zeiträume mit Bremsfluid gefüllt werden, d. h. wenn der erste Hauptkolben 23 und/oder der zweite Hauptkolben 24 in ihrer Ruheposition sind. Wenn das Bremspedal 14 während eines Bremsvorgangs heruntergedrückt ist, kann die hydraulische Verbindung zwischen dem Behälter 12 und den entsprechenden Kammern 21, 22 blockiert sein. Dies kann erreicht werden durch eine Öffnung im Hauptzylinder 20 und einer entsprechenden Öffnung, die im ersten Hauptkolben 23 und/oder dem zweiten Hauptkolben 24 gebildet ist, wobei beide Öffnungen in einem nicht bremsenden Zustand in Fluidverbindung stehen. Die Öffnungen im Hauptzylinder 20 können sich zwischen den Dichtungselementen befinden (siehe 2). Die Fluidverbindung kann während eines Bremsvorgangs blockiert sein. Wenn sich die Öffnung des entsprechenden Kolbens in axialer Richtung bewegt, stehen die Öffnungen des Hauptzylinders 20 und der entsprechende Kolben nicht in Fluidverbindung miteinander, wodurch die hydraulische Verbindung dazwischen blockiert wird. Weiterhin kann die Verriegelungs-kammer 25 über zweites Rückschlagventil 44, Fluidleitung 38, die erste Hauptkammer 21 und Fluidleitung 36 hydraulisch mit dem Behälter 12 verbunden sein. Diese hydraulische Verbindung dient auch, ähnlich wie oben beschrieben, dem Befüllen der Verriegelungskammer 25 während nicht bremsender Zeiträume in dem Notfallmodus. In dem normalen Betriebsmodus können das erste und zweite Absperrventil 43, 44 sicherstellen, dass der Druck innerhalb der Verriegelungskammer 25 aufrechterhalten wird.
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Vorzugsweise enthält der erste Druckentlastungspfad 34 zwischen dem ersten Hydraulikkreis 30 und der ersten Hauptkammer 21 dieselbe Hydraulikfluidleitung 34 wie die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Hydraulikkreis 30 und der ersten Hauptkammer 21 zur Beaufschlagung des ersten Hydraulikkreises 30 im Notfallmodus mit Druck. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der zweite Druckentlastungspfad 35 zwischen dem zweiten Hydraulikkreis 32 und der zweiten Hauptkammer 22 dieselben Hydraulikflüssigkeitsleitungen 35 aufweist, wie die hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Hydraulikkreis 32 und der zweiten Hauptkammer 22 zum Druckbeaufschlagen des zweiten Hydraulikkreises 32 in dem Notfallmodus.
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Der Druck in den Kammern 21, 22, 25 ist auf den Druck in dem Behälter 12 durch die Fluidleitungen 36, 37 angepasst. Im nicht bremsenden Zustand können die Kammern 21, 22, 25 durch Fluidleitungen 36, 37, 38 mit Bremsfluid gefüllt werden.
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In der in den 1 gezeigten Implementierungsform befindet sich ein optionales Absperrventil 48 zwischen dem Behälter 12 und der ersten Hauptkammer 21 und kann zum Prüfen der Abdichtung zwischen dem ersten Hauptkolben 23 und dem Hauptzylinder 21 verwendet werden. Ventil 48 kann ein hydraulisch betätigtes Ventil sein. Alternativ kann die Verbindung 36, 37 zwischen dem Behälter 12 und der ersten und/oder zweiten Hauptkammer 21, 22 keine Ventile umfassen (siehe 2).
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Es ist zu erwähnen, dass die in den 1 und 2 dargestellten Solenoidventile 40, 40', 40", 41, 42, 48 in ihren energielosen Vorgabezuständen gezeigt sind.
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Die Radbremsen 33 können eine hintere linke und eine vordere rechte Bremse aufweisen, während die Bremsen 31 eine hintere rechte und eine vordere linke Bremse aufweisen können. Alternativ können die Radbremsen 33 eine hintere linke und eine hintere rechte Bremse aufweisen, während die Radbremsen 31 eine vordere linke und eine vordere rechte Bremse aufweisen können.
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Jegliche in den 1-2 gezeigten Merkmale können miteinander kombiniert werden oder können separat beansprucht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bremssystem
- 12
- Behälter
- 13
- Eingabestange
- 14
- Bremspedal
- 15
- Rückholfeder
- 16
- Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung
- 19
- Absatz
- 20
- Hauptzylinder
- 21
- erste Hauptkammer
- 22
- zweite Hauptkammer
- 23
- erster Hauptkolben
- 24
- zweiter Hauptkolben
- 25
- Verriegelungskammer
- 26
- Innenwand
- 27
- Kragen
- 28
- äußere Oberfläche
- 29
- Feder
- 30
- erster Hydraulikkreis
- 31
- hydraulische Radbremse
- 32
- zweiter Hydraulikkreis
- 33
- hydraulische Radbremse
- 34
- erster Druckentlastungspfad
- 35
- zweiter Druckentlastungspfad
- 36
- Fluidleitung
- 37
- Fluidleitung
- 38
- Fluidleitung
- 40
- Absperrventil
- 40'
- Absperrventil
- 40"
- Absperrventil
- 41
- erstes Absperrventil
- 42
- zweites Absperrventil
- 43
- erstes Rückschlagventil
- 44
- zweites Rückschlagventil
- 45
- Rückschlagventil
- 45'
- Rückschlagventil
- 46
- Sensor
- 47
- Rückschlagventil
- 48
- Absperrventil
- 50
- elastisches Pedalgefühlelement
- 51
- erster Axialendbereich
- 52
- Zwischenbereich
- 53
- zweiter Axialendbereich
- 54
- Vertiefung
- 55
- Vertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014/01594773 A1 [0002]