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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2005 007 808 A1 ist eine Betriebs- und Feststellbremse für ein Kraftfahrzeug mit einem druckbeaufschlagbaren Bremskolben bekannt. Die Betriebs- und Feststellbremse weist weiterhin einen druckbeaufschlagbaren Feststellkolben, ein Federelement, das den Feststellkolben im Sinne einer Betätigung des Bremskolbens beaufschlagt, und eine schaltbare Rücklaufsperre, die in eingeschaltetem Zustand den Bremskolben gegen eine Bewegung relativ zum Feststellkolben im Sinne eines Lösens der Betriebs- und Feststellbremse sperrt, auf.
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Weiterhin ist aus der
DE 10 2016 207 284 A1 ein Verfahren zum Steuern einer automatisierten Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs mit einer Betriebsbremse und einer automatisierten Feststellbremse nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei erfolgt eine automatisierte Aktivierung der Feststellbremse, um das Kraftfahrzeug nach einem Unfall im Stillstand festzusetzen, wenn eine Unfallsituation des Kraftfahrzeugs und ein Stillstand des Kraftfahrzeugs erkannt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Bremssystem für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bremssystem, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Bremssystem für ein Fahrzeug weist zumindest einen Bremskörper, zumindest eine ein Bremsmedium führende Bremsleitung und zumindest einen mittels des Bremsmediums hydraulisch betätigbaren und im betätigten Zustand an dem Bremskörper anliegenden Bremsbelag auf.
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Erfindungsgemäß ist eine Notbremseinheit vorgesehen, welche ein Verschlusselement zum Verschluss der Bremsleitung umfasst. Das Verschlusselement ist aus einer offenen Nicht-Gebrauchsstellung in eine einen freien Innenquerschnitt der Bremsleitung verschließende Gebrauchsstellung überführbar.
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Kommt es im Fall eines Unfalls zu Undichtigkeiten in einem hydraulischen Bremssystem, kann es zu einem Abfall eines Hydraulikdrucks in einem Bremszylinder und damit zu einer verringerten oder nicht mehr vorhandenen Anpresskraft der Bremsbeläge an dem Bremskörper, beispielsweise einer Bremsscheibe, kommen. Im Fall eines Unfalls ist es jedoch wichtig, ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs durch Fixierung der Bremsen zu realisieren, um weitere Gefährdungen für Fahrzeuginsassen, Rettungskräfte und andere Verkehrsteilnehmer zu vermeiden.
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Das Verschlusselement ermöglicht eine Absperrung der Bremsleitung, insbesondere in der Nähe des zumindest einen Bremsbelags, und somit einen Einschluss eines Volumens des Bremsmediums in einem Bereich der Bremsleitung zwischen dem Verschlusselement und dem Bremsbelag. Somit kann ein Bremsdruck unabhängig von einem Zustand des Hydrauliksystems aufrechterhalten werden. Somit kann mittels des vorliegenden Bremssystems und der Notbremseinheit eine unabhängig vom hydraulischen Bremskreis und somit unabhängig vom dort herrschenden Hydraulikdruck sicher wirkende Bremswirkung mit Haltefunktion erzielt werden. Somit kann eine schnell wirkende Notfall-Feststellbremsfunktion zur Einhaltung künftiger Crashanforderungen realisiert werden. Dies wiederum ermöglicht eine Verhinderung von Folgeunfällen durch Wegrollen des Fahrzeugs bei Beschädigung des hydraulischen oder elektrischen Systems des Fahrzeugs, beispielsweise auch bei starken Frontschäden des Fahrzeugs.
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Weiterhin kann mittels der Notbremseinheit und dem mittels derselben ausgeführten Verschluss der Bremsleitung ein Austritt des Bremsmediums im Schadenfall minimiert werden.
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Eine mögliche Ausbildung der Notbremseinheit als Zusatzbauteil ermöglicht weiterhin eine Integration desselben mit geringem Aufwand in bestehende Bremskreisläufe, beispielsweise als Einschraubelement zwischen der Bremsleitung und einem Bremssattel, ohne eine Neuadaption des Bremssystems erforderlich zu machen. Auch kann bei einer solchen Ausbildung als Zusatzbauteil ein kostengünstiger Austausch im Schadensfall realisiert werden und es kann ein Einheitsbauteil in verschiedenen Fahrzeugen und Fahrzeugtypen verwendet werden.
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Beispielsweise kann eine Auslösung der mittels des Notfallbremskolbens ausgeführten Bremsfunktion auch bei Erfassung eines versuchten Diebstahls des Fahrzeugs bei Auslösung einer Diebstahlwarnanlage erfolgen. Hierdurch kann eine Gefahr einer Entwendung des Fahrzeugs signifikant verringert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines hydraulischen Bremssystems nach dem Stand der Technik,
- 2 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines hydraulischen Bremssystems,
- 3 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer Notbremseinheit eines hydraulischen Bremssystems in einem ersten Zustand,
- 4 schematisch eine Schnittdarstellung des Ausschnitts der Notbremseinheit gemäß 3 in einem zweiten Zustand und
- 5 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer Notbremseinheit eines hydraulischen Bremssystems.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein hydraulisches Bremssystem 1 für ein Fahrzeug nach dem Stand der Technik in stark vereinfachter Weise dargestellt.
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Das Bremssystem 1 umfasst zumindest einen als Bremsscheibe ausgebildeten Bremskörper 2, in einem Bremssattel 5 gehaltene Bremsbeläge 3, 4, einen Bremskolben 6, eine Hydraulik-Einheit 7 mit einer Befülleinrichtung zur Befüllung des Bremssystems 1 mit einem Bremsmedium, insbesondere Hydraulikflüssigkeit oder Bremsflüssigkeit, einen beispielsweise als so genannter Tandemzylinder ausgebildeten Bremszylinder 8 und eine Pedaleinheit 9. In einer nicht näher dargestellten Ausführungsform können die Bremsbeläge 3, 4 und der Bremskörper 2 beispielsweise auch eine Trommelbremse oder eine andere Bremsenart bilden.
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Zur Auslösung einer Bremsung betätigt ein Fahrer des Fahrzeugs die Pedaleinheit 9, wobei ein mittels der Pedaleinheit 9 ausgeübter Druck auf den Bremszylinder 8 übertragen wird und über das in einer Bremsleitung 10 befindliche Bremsmedium der Hydraulik-Einheit 7 auf den Bremskolben 6 übertragen wird. Der Bremskolben 6 presst den Bremsbelag 4 an den Bremskörper 2, so dass eine Bremsung erfolgt. Aufgrund einer so genannten schwimmenden Ausbildung des Bremssattels 5 wird auch der Bremsbelag 3 an den Bremskörper 2 geführt.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hydraulischen Bremssystems 1. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit sind die Hydraulik-Einheit 7, der Bremszylinder 8 und die Pedaleinheit 9 nicht dargestellt, sind jedoch analog zur Beschreibung von 1 miteinander und mit dem Bremskolben 6 gekoppelt.
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Das Bremssystem 1 umfasst zusätzlich eine dem Bremskolben 6 vorgeschaltete Notbremseinheit 11 mit einem in den folgenden 3 bis 5 näher dargestellten Verschlusselement 11.1 zum Verschluss der Bremsleitung 10. Dabei ist das Verschlusselement 11.1 aus einer offenen Nicht-Gebrauchsstellung in eine einen freien Innenquerschnitt der Bremsleitung 10 verschließende Gebrauchsstellung überführbar.
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Die Notbremseinheit 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Zusatzbauteil ausgebildet und beispielsweise als Einschraubelement zwischen der Hydraulik-Einheit 7, insbesondere zwischen einem Ende der Bremsleitung 10 und dem Bremskolben 6, angeordnet. Alternativ ist auch eine in den Bremssattel 5 integrierte Ausbildung der Notbremseinheit 11 möglich.
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Zur Auslösung des Verschlusselements 11.1 ist eine Steuereinheit 12 vorgesehen. Hierbei erfolgt die Auslösung des Verschlusselements 11.1 mittels der Steuereinheit 12 in Abhängigkeit von Signalen eines vorausschauenden Fahrerassistenzsystems und/oder eines Kollisionserfassungssystems, beispielsweise eines Airbag-Steuerungssystems, und/oder von Signalen eines nicht dargestellten Beschleunigungssensors, welcher beispielsweise Bestandteil der Notbremseinheit 11 ist. Das heißt, die Steuerung erfolgt insbesondere anhand einer erfassten und/oder prädizierten Unfallschwere. Somit kann ein optimaler Auslösezeitpunkt und eine der Unfallschwere angemessene Auslösestrategie angewendet werden. Beispielsweise kann durch eine Ansteuerung bereits vor dem Eintreten eines Unfallereignisses eine Auslösung einer mittels der Notbremseinheit 11 ausgeführten Bremsung bereits vor einer aus dem Unfallereignis resultierenden Beschädigung des Bremssystems 1 erfolgen. Eine Auslöseschwelle kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Intensität einer erfassten Beschleunigung, beispielsweise durch Messung mit dem nicht dargestellten Beschleunigungssensor oder gekoppelt an das Airbag-Steuerungssystem, eingestellt werden.
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Auch kann die Steuerung in Abhängigkeit von Signalen einer Fahrzeug-Diebstahlwarnanlage erfolgen, so dass bei einem erfassten Versuch eines Diebstahls des Fahrzeugs eine Gefahr einer Entwendung des Fahrzeugs signifikant verringert werden kann.
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Die Aktivierung der Notbremseinheit 11 erfolgt dabei insbesondere dann, wenn der Druck des Bremsmediums innerhalb der Bremsleitung 10 bereits zu einer Anlage der Bremsbeläge 3, 4 an dem Bremskörper 2 geführt haben, so dass der Bremsdruck aufrechterhalten wird. Der Bremsdruck wird dabei insbesondere derart eingestellt, dass eine erzeugte Bremskraft mindestens einer Bremskraft einer Feststellbremse entspricht.
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In 3 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Notbremseinheit 11 eines hydraulischen Bremssystems 1 in einem ersten Zustand, in welchem sich das Verschlusselement 11.1 in einer Nicht-Gebrauchsstellung befindet, dargestellt. 4 zeigt die Notbremseinheit 11 in einem zweiten Zustand, in welchem sich das Verschlusselement 11.1 in einer Gebrauchsstellung befindet.
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Das Verschlusselement 11.1 ist dabei vorliegend als Sperrkolben ausgebildet und mit einem als Federelement ausgebildeten Antrieb 11.2 mechanisch gekoppelt. Das Federelement ist in der Nicht-Gebrauchsstellung des Verschlusselements 11.1 gespannt. Das Verschlusselement 11.1 ist in der Nicht-Gebrauchsstellung von einem Sperrelement 11.3 gesichert.
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Eine Auslösung des Verschlusselements 11.1, das heißt eine Überführung desselben in die Gebrauchsstellung, erfolgt durch Ansteuerung des Sperrelements 11.3 mittels der Steuereinheit 12. Das Sperrelement 11.3 ist hierzu beispielsweise mit einem elektrischen oder elektromagnetischen Aktuator gekoppelt, welcher von der Steuereinheit 12 gesteuert wird. Gibt das Sperrelement 11.3 das Verschlusselement 11.1 frei, wird dieses derart mittels des Antriebs 11.2 in den freien Innenquerschnitt der Bremsleitung 10 bewegt, so dass diese verschlossen wird. Somit wird das in der Bremsleitung 10 im Bereich hinter dem Verschlusselement 11.1 befindliche Bremsmedium am Rückströmen gehindert, so dass der Bremsdruck zumindest weitestgehend an den Bremsbelägen 3, 4 aufrechterhalten werden kann.
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Um eine Bremsung auszulösen, wird vor dem Verschluss der Bremsleitung 10 ein Bremsdruck derart erhöht, dass die Bremsbeläge 3, 4 an dem Bremskörper 2 anliegen. Diese Bremsdruckerhöhung kann dabei manuell durch eine vom Fahrer eingeleitete Bremsung und/oder zumindest teilweise automatisiert erfolgen.
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Somit ist das Fahrzeug nach Auslösung der Notbremseinheit 11 sicher vor Wegrollen geschützt. Bevorzugt wird eine Haltekraft hier so gewählt, dass mindestens das Kraftniveau der Feststellbremse erreicht werden kann. Zusätzlich kann die Haltekraft derart gewählt werden, dass eine Bergung des Fahrzeugs durch Abschleppfahrzeuge weiterhin möglich bleibt. Bei der Bergung des Fahrzeugs kann der Bremsdruck zusätzlich durch Öffnen einer Verschraubung von Hydraulikleitungen oder durch Öffnen einer Entlüftungsschraube am Bremssattel 5 abgebaut werden.
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Dabei erfolgt eine Anordnung jeweils einer Notbremseinheit 11 insbesondere jeweils an beiden Rädern einer Hinterachse und/oder einer Vorderachse des Fahrzeugs, um Einflüsse auf eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs im Auslösefall gering zu halten.
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Nach Auslösung kann die als Zusatzbauteil ausgebildete Notbremseinheit 11 beispielsweise kostengünstig ersetzt werden, ohne die gesamte Bremsanlage tauschen zu müssen. Es ist jedoch möglich, dass das Verschlusselement 11.1 manuell oder automatisch durch einen entsprechend ausgebildeten Antrieb 11.2, beispielsweise einen Elektromotor, wieder in die Nicht-Gebrauchsposition überführt wird und somit mehrfach verwendbar ist.
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In 5 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels einer Notbremseinheit 11 eines hydraulischen Bremssystems 1 im ersten Zustand, in welchem sich das Verschlusselement 11.1 in der Nicht-Gebrauchsstellung befindet, dargestellt.
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Im Unterschied zu dem in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Notbremseinheit 11 zusätzlich eine einen Abschnitt der Bremsleitung 10, welcher von dem Verschlusselement 11.1 verschließbar ist, umgehende Bypassleitung 11.4 auf. In der Bypassleitung 11.4 ist ein Rückschlagventil 11.5 angeordnet, welches dann öffnet, wenn ein Druck des Bremsmediums in einem Bereich der Bremsleitung 10 vor dem Verschlusselement 11.1 größer ist als in einem dahinterliegenden, dem Bremskolben 6 zugewandten Bereich.
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Diese Ausführung ermöglicht, dass auch im Auslösefall noch ein weiterer Druckaufbau durch die Hydraulik-Einheit 7 möglich ist. Somit kann die Notbremseinheit 11 auch bereits ausgelöst werden, bevor der volle Druckaufbau des hydraulischen Bremssystems 1 abgeschlossen ist und somit im Moment einer Verunfallung des Fahrzeugs, insbesondere einer Kollision, die vollständige Funktion der Notbremseinheit 11 sichergestellt werden. Das heißt, die Bypassleitung 11.4 mit Rückschlagventil 11.5 ermöglicht jederzeit eine Verstärkung der Bremswirkung durch die Hydraulik-Einheit 7 und somit auch einen Fahrerdurchgriff.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005007808 A1 [0002]
- DE 102016207284 A1 [0003]
