-
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug.
-
Bremssysteme werden typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um diese kontrolliert abzubremsen. Typischerweise wird dabei hydraulischer Druck erzeugt, welcher dann in Radbremsen in ein Bremsmoment umgesetzt wird.
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Bremssystem gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
-
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Bremssystem weist einen elektrisch betätigten Druckerzeuger auf. Das Bremssystem weist mehrere Radanschlüsse auf. Es weist mehrere Einlassventile und mehrere Auslassventile auf, wobei jedem Radanschluss ein Einlassventil und ein Auslassventil zugeordnet ist. Das Bremssystem weist mindestens einen Behälteranschluss zum Verbinden mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter auf. Das Bremssystem weist mindestens eine erste Steuerungsvorrichtung und eine davon unabhängige zweite Steuerungsvorrichtung auf.
-
Das Bremssystem weist einen Elektromotor zum Betätigen des Druckerzeugers auf, wobei der Elektromotor eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung aufweist. Die erste Wicklung ist von der ersten Steuerungsvorrichtung beaufschlagbar und die zweite Wicklung ist von der zweiten Steuerungsvorrichtung beaufschlagbar.
-
Die Einlassventile sind fluidisch zwischen dem Druckerzeuger und dem jeweiligen zugeordneten Radanschluss verschaltet. Die Auslassventile sind fluidisch zwischen dem jeweiligen zugeordneten Radanschluss und einem Behälteranschluss verschaltet. Der Druckerzeuger ist fluidisch zwischen einem Behälteranschluss und den Einlassventilen verschaltet. An einem Verbindungspunkt zwischen Druckerzeuger und Einlassventilen ist ein Druckregelventil angeschlossen, welches entgegengesetzt zum Verbindungspunkt mit einem Behälteranschluss verbunden ist.
-
Mittels eines solchen Bremssystems kann in besonders einfacher Weise Druck durch den Druckerzeuger aufgebaut werden. Die beiden Wicklungen, welche von den Steuerungsvorrichtungen aus separat ansteuerbar sind, erhöhen die Sicherheit. Das Druckregelventil kann dazu verwendet werden, um gezielt Druck abzubauen und dadurch die Regelung eines vorgegebenen Drucks zu vereinfachen.
-
Der elektrisch betätigte Druckerzeuger kann insbesondere dazu ausgebildet sein, bei Antrieb durch den Elektromotor einen hydraulischen Druck zu erzeugen. Die Radanschlüsse dienen insbesondere dazu, starre und flexible hydraulische Leitungen, insbesondere Rohre und Schläuche, anzuschließen, welche dann Druck zu Radbremsen leiten können. Die Einlassventile dienen typischerweise zum Leiten des Drucks zu den Radanschlüssen. Die Auslassventile dienen typischerweise zum Ableiten des Drucks. Ein Behälteranschluss dient insbesondere dazu, einen Bremsflüssigkeitsbehälter anzuschließen. Es kann ein Behälteranschluss vorhanden sein, oder es können separate Behälteranschlüsse für unterschiedliche verbundene Komponenten vorhanden sein.
-
Die Unabhängigkeit von zwei Steuerungsvorrichtungen kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass diese mechanisch und/oder elektrisch getrennt sind. Insbesondere können sie auf unterschiedlichen Platinen und/oder mit unterschiedlichen elektrischen Komponenten ausgebildet sein. Insbesondere können sie an unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen angeschlossen sein und/oder zum Anschluss an unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen ausgebildet sein. Dadurch kann eine besonders hohe Redundanz erreicht werden.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Wicklung nur von der ersten Steuerungsvorrichtung beaufschlagbar ist und die zweite Wicklung nur von der zweiten Steuerungsvorrichtung beaufschlagbar ist. Auch ein Überlapp kann jedoch vorgesehen sein. Insbesondere kann jede Steuerungsvorrichtung eine jeweilige Leistungselektronik zum Beaufschlagen der jeweiligen Wicklung aufweisen oder eine solche Leistungselektronik steuern.
-
Das Druckregelventil kann insbesondere dazu verwendet werden, bereits erzeugten Druck abzuleiten bzw. den Aufbau eines Drucks, welcher höher wäre als gewünscht, zu verhindern. Es kann insbesondere analog regelbar sein. Es kann geöffnet werden, um Druck abzuleiten. Dabei austretendes Fluid wird typischerweise in einen Bremsflüssigkeitsbehälter abgeleitet.
-
Der Druckerzeuger kann insbesondere als nur einseitig fördernde Pumpe ausgebildet sein. Dies erlaubt eine besonders einfache Ausführung. Ein Druckabbau durch die Pumpe ist typischerweise nicht erforderlich, da hierzu das ohnehin vorhandene Druckregelventil verwendet werden kann. Alternativ kann jedoch auch ein Druckerzeuger verwendet werden, welcher zweiseitig fördernd ist. Dadurch kann auch mittels des Druckerzeugers aktiv Druck abgebaut werden.
-
Das Druckregelventil kann insbesondere als regelbares Ventil ausgebildet sein. Beispielsweise kann es als analoges Ventil ausgebildet sein. Es kann insbesondere eine stufenlose Einstellbarkeit vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein digital schaltbares Ventil vorgesehen sein.
-
Das Druckregelventil kann insbesondere von der ersten Steuerungsvorrichtung und von der zweiten Steuerungsvorrichtung ansteuerbar sein. Dadurch wird eine besonders hohe Redundanz erreicht, wobei auch bei Ausfall einer Steuerungsvorrichtung sichergestellt ist, dass das Druckregelventil zum Abbau von Druck verwendet werden kann.
-
Das Druckregelventil kann insbesondere an dem gleichen Behälteranschluss angeschlossen sein, an welchem auch der Druckerzeuger angeschlossen ist. Alternativ kann das Druckregelventil auch an einem anderen Behälteranschluss als der Druckerzeuger angeschlossen sein.
-
Gemäß einer Ausführung weist das Bremssystem einen Bremsflüssigkeitsbehälter auf, in welchem mindestens eine erste Kammer und eine zweite Kammer ausgebildet sind. Der Druckerzeuger kann an der ersten Kammer angeschlossen sein und die Auslassventile können an der zweiten Kammer angeschlossen sein. Dadurch kann eine gewisse Trennung erreicht werden. Es kann auch eine dritte Kammer vorgesehen sein, an welcher beispielsweise das Druckregelventil angeschlossen sein kann.
-
Gemäß einer Ausführung ist unmittelbar eingangsseitig zum Druckerzeuger ein Fluidreservoir verschaltet. Dadurch kann eine vorteilhafte Lagerung von Fluid direkt eingangsseitig zum Druckerzeuger vorgesehen werden. Unter einer Verschaltung unmittelbar eingangsseitig kann insbesondere verstanden werden, dass keine oder nur eine sehr kurze hydraulische Verbindung zwischen Druckerzeuger und Fluidreservoir vorhanden ist. Das Fluidreservoir kann beispielsweise als Fluidbehälter und/oder als Hohlraum ausgebildet sein.
-
Unmittelbar eingangsseitig zum Fluidreservoir kann insbesondere ein Rückschlagventil mit Durchlassrichtung zum Fluidreservoir verschaltet sein. Dies kann insbesondere entgegengesetzt zum Druckerzeuger bezüglich des Fluidreservoirs angeschlossen sein. Dadurch kann erreicht werden, dass an dieser Stelle nur Fluid zum Fluidreservoir hinfließt und ein unbeabsichtigtes Entleeren des Fluidreservoirs verhindert wird. Das Rückschlagventil oder auch ein sonstiger, dem Druckerzeuger gegenüberliegender Anschluss des Fluidreservoirs kann insbesondere mit einem Behälteranschluss verbunden sein. Dadurch kann das Fluidreservoir in vorteilhafter Weise mit Bremsflüssigkeit versorgt werden.
-
Die Einlassventile können insbesondere ausschließlich von der ersten Steuerungsvorrichtung ansteuerbar sein. Dadurch kann Aufwand eingespart werden, wobei im Fall eines Ausfalls der zweiten Steuerungsvorrichtung immer noch eine Funktionalität der Einlassventile erhalten bleibt. Für den Fall des Ausfalls der ersten Steuerungsvorrichtung sind die Einlassventile typischerweise so ausgeführt, dass eine Bremsung trotzdem noch möglich ist.
-
Insbesondere können die Einlassventile stromlos offen sein. Insbesondere können die Auslassventile stromlos geschlossen sein. Dadurch wird auch im Fall eines Ausfalls einer zugeordneten Steuerungsvorrichtung oder auch eines Ausfalls der gesamten Stromversorgung noch eine Möglichkeit zur Druckversorgung der Radbremsen erreicht.
-
Die zweite Steuerungsvorrichtung kann insbesondere lediglich zum Beaufschlagen der zweiten Wicklung und zum Steuern des Druckregelventils ausgebildet sein. Dies erlaubt eine besonders einfache Ausführung der zweiten Steuerungsvorrichtung, welche insbesondere mit einem niedrigeren Aufwand ausgeführt sein kann als die erste Steuerungsvorrichtung. Alternativ können jedoch auch weitere Funktionen integriert werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist das Bremssystem keinen manuell betätigten Bremszylinder auf. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass es sich um ein reines By-Wire-Bremssystem handelt, welches mit minimal erforderlichen hydraulischen Komponenten auskommt. Durch das Vorsehen der bereits erwähnten Mechanismen zur Redundanz ist dies auch möglich, ohne dass dies zu Nachteilen bei der Sicherheit führt.
-
Insbesondere kann fluidisch unmittelbar eingangsseitig zum Druckerzeuger, oder fluidisch unmittelbar eingangsseitig zum Fluidreservoir, ein Rückschlagventil mit Durchlassrichtung zum Druckerzeuger hin verschaltet sein. Dadurch kann der Fluidfluss zum Druckerzeuger hin gesteuert werden und es kann ein unbeabsichtigtes Austreten von Bremsflüssigkeit verhindert werden.
-
Insbesondere kann die erste Steuerungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, einen vorgegebenen Druck mittels des Druckregelventils unter Verwendung einer vorgegebenen Kennlinie einzustellen. Die zweite Steuerungsvorrichtung kann ebenso dazu konfiguriert sein, einen vorgegebenen Druck mittels des Druckregelventils unter Verwendung einer vorgegebenen Kennlinie einzustellen. Insbesondere kann dazu der Elektromotor betätigt werden, um einen Druck aufzubauen, wobei im Fall eines zu hohen aufgebauten Drucks das Druckregelventil dazu verwendet werden kann, den Druck zu verringern. Die Kennlinie kann insbesondere als Funktion Druck über Strom angegeben werden.
-
Das Bremssystem kann insbesondere einen Drucksensor zur Messung eines Drucks zwischen Druckerzeuger und Einlassventilen aufweisen. Dadurch kann insbesondere eine laufende Überwachung des Drucks erreicht werden. Die erste Steuerungsvorrichtung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, einen vorgegebenen Druck mittels des Druckregelventils unter Verwendung des gemessenen Drucks einzustellen. Dies erlaubt ein unmittelbares Einregeln des Drucks unter Verwendung des gemessenen Drucks, was eine besonders hohe Genauigkeit ermöglicht. Ebenso kann die zweite Steuerungsvorrichtung dazu konfiguriert sein, einen vorgegebenen Druck mittels des Druckregelventils unter Verwendung des gemessenen Drucks einzustellen. Diese Funktionalität, oder auch separat die Funktionalität zum Erhalten des Drucksensorsignals, kann für beide Steuerungsvorrichtungen, oder auch nur für eine der beiden Steuerungsvorrichtungen, vorgesehen sein.
-
Die erste Steuerungsvorrichtung kann insbesondere zur Stromversorgung aus einem ersten Fahrzeugbordnetz konfiguriert sein. Die zweite Steuerungsvorrichtung kann insbesondere zur Stromversorgung aus einem zweiten Fahrzeugbordnetz konfiguriert sein.
-
Das erste Fahrzeugbordnetz und das zweite Fahrzeugbordnetz können insbesondere unterschiedlich sein, so dass insbesondere die beiden Steuerungsvorrichtungen zur Stromversorgung aus unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen konfiguriert sein können. Dadurch kann eine hohe Redundanz erreicht werden, so dass selbst für den Fall eines Ausfalls eines Fahrzeugbordnetzes bei Weiterfunktion des anderen Fahrzeugbordnetzes immer noch eine ausreichende Funktionalität vorhanden bleibt.
-
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen:
- 1: ein Bremssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
- 2: ein Bremssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
1 zeigt rein schematisch ein Bremssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei ist ein Druckerzeuger D, vorliegend in Form einer Zahnradpumpe, zum Erzeugen eines Drucks in dem Bremssystem vorgesehen. Zum Antrieb des Druckerzeugers D ist ein Elektromotor M vorgesehen, welcher mit zwei Wicklungen ausgeführt ist.
-
Eingangsseitig ist der Druckerzeuger D mit einem Fluidreservoir FR verbunden. Das Fluidreservoir FR dient insbesondere dazu, Bremsflüssigkeit zwischenzuspeichern, so dass unmittelbar eingangsseitig zum Druckerzeuger D immer ausreichend Bremsflüssigkeit vorhanden ist.
-
Das Fluidreservoir FR ist über ein Rückschlagventil R mit einem ersten Behälteranschluss B1 verbunden. Am ersten Behälteranschluss B1 ist ein Bremsflüssigkeitsbehälter BFB angeschlossen, in welchem Bremsflüssigkeit drucklos bevorratet wird. Das Rückschlagventil R lässt Bremsflüssigkeit in Richtung zum Fluidreservoir FR durch, jedoch nicht umgekehrt. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Entleeren des Fluidreservoirs FR verhindert.
-
Ausgangsseitig zum Druckerzeuger D ist ein Druckregelventil DRV angeschlossen. Das Druckregelventil DRV ist auch mit dem ersten Behälteranschluss B1 verbunden. Es kann Druck, welcher von dem Druckerzeuger D erzeugt wurde, gezielt und regelbar ableiten, so dass eine Druckeinstellung erleichtert wird.
-
Der Druckerzeuger D und das Druckregelventil DRV sind wie gezeigt mit Einlassventilen E1, E2, E3, E4 verbunden. Gegenüberliegend sind diese Einlassventile E mit jeweiligen Radanschlüssen R1, R2, R3, R4 verbunden, an welchen wiederum jeweilige Radbremsen RB1, RB2, RB3, RB4 angeschlossen sind. Die Radanschlüsse R1, R2, R3, R4 sind außerdem mit jeweiligen Auslassventilen A1, A2, A3, A4 verbunden, welche gegenüberliegend mit einem zweiten Behälteranschluss B2 verbunden sind. Der zweite Behälteranschluss B2 ist ebenfalls mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden. Die beiden Behälteranschlüsse B1, B2 sind dabei mit unterschiedlichen Kammern verbunden, um eine gewisse fluidische Trennung innerhalb des Bremsflüssigkeitsbehälters BFB zu erreichen.
-
Das Bremssystem weist ferner eine erste Steuerungsvorrichtung SV1 und eine zweite Steuerungsvorrichtung SV2 auf. Die erste Steuerungsvorrichtung SV1 ist dazu ausgebildet, die erste Wicklung des Elektromotors M zu beaufschlagen. Die zweite Steuerungsvorrichtung SV2 ist dazu ausgebildet, die zweite Wicklung des Elektromotors M zu beaufschlagen. Dadurch kann der Elektromotor M von unterschiedlichen Steuerungsvorrichtungen SV1, SV2 aus angesteuert werden, so dass bei Ausfall einer der beiden Steuerungsvorrichtungen SV1, SV2 immer noch ein Ansteuern des Elektromotors M und damit auch eine Druckerzeugung möglich sind.
-
Die beiden Steuerungsvorrichtungen SV1, SV2 sind insbesondere dazu ausgebildet, an unterschiedlichen Fahrzeugbordnetzen angeschlossen zu werden.
-
Das Druckregelventil DRV ist von beiden Steuerungsvorrichtungen SV1, SV2 ansteuerbar. Die Einlassventile E und die Auslassventile A sind nur von der ersten Steuerungsvorrichtung SV1 ansteuerbar. Die Einlassventile E sind stromlos offen ausgeführt, die Auslassventile A sind stromlos geschlossen ausgeführt.
-
Durch diese Ausführung kann erreicht werden, dass bei Ausfall der zweiten Steuerungsvorrichtung SV2 die erste Steuerungsvorrichtung SV1 nach wie vor alle Funktionen ausführen kann. Alle Ventile können angesteuert werden und es kann Druck erzeugt werden. Sollte die erste Steuerungsvorrichtung SV1 ausfallen, steht immer noch die zweite Steuerungsvorrichtung SV2 zur Verfügung. Diese kann zwar die Einlassventile E und die Auslassventile A nicht ansteuern, so dass nur eine verringerte Funktionalität zur Verfügung steht. Ein Aufbau von Druck und damit ein grundsätzliches Durchführen von Bremsvorgängen sind jedoch nach wie vor möglich.
-
2 zeigt ein Bremssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist dabei das Druckregelventil DRV entgegengesetzt zum Druckerzeuger D nicht an dem ersten Behälteranschluss B1, sondern an einem separaten dritten Behälteranschluss B3 angeschlossen.
-
Des Weiteren ist bei der Ausführung nach 2 ein Drucksensor U/p zur Messung eines Drucks zwischen Druckerzeuger D und Einlassventilen E vorgesehen. Zudem ist der Elektromotor D mit einem Winkelsensor U/δ versehen. Dies ermöglicht eine bessere Steuerung des Elektromotors M und ein gezieltes Einregeln des Drucks.
-
Ansonsten sei auf die Beschreibung von 1 verwiesen.
-
In einem normalen Betrieb ermöglichen die Einlassventile E und die Auslassventile A das Einstellen von vier unterschiedlichen Raddrücken. Der Elektromotor M kann aus zwei Energiequellen redundant angesteuert werden. Das Fluidreservoir FR ermöglicht eine Bevorratung von Bremsflüssigkeit unmittelbar benachbart zum Druckerzeuger D. Das stromlos offene Druckregelventil DRV ist parallel zur Pumpe angeordnet und kann durch beide Steuerungsvorrichtungen SV1, SV2 angesteuert werden. Dazu können insbesondere zwei separate Spulenwicklungen vorhanden sein.
-
Ein Systemdruck kann wahlweise über bekannte Übertragungsfunktionen Strom zu Druck oder im geschlossenen Regelkreis mit Drucksensor eingestellt werden. Das Rückschlagventil R kann insbesondere als Nachsaugventil dienen, und es kann insbesondere so angeordnet sein, dass eine äußere Leckage in einem Radkreis nicht zu Volumenverlust in dem Fluidreservoir FR führt.
-
Der Elektromotor M kann auch mit einem Drehzahlsensor ausgerüstet sein. Durch die Aufteilung des Bremsflüssigkeitsbehälters BFB in zwei oder drei Kammern kann auch im Fall einer Leckage Volumen im Bremsflüssigkeitsbehälter BFB genutzt werden. Dadurch kann beispielsweise das Fluidreservoir FR kleiner ausgeführt werden.
-
Insbesondere kann durch die beschriebene Ausführung erreicht werden, dass ein kontinuierlich fördernder Aktuator verwendet wird, der keine Förderpause und keine zusätzlichen Schaltelemente für Nachsaugen benötigt. Es kann ein sehr kostengünstiger Motor ohne Abstützung von Axialkräften aus Rot-Trans-Getriebe und ohne Verwendung eines Hohlwellenmotors verwendet werden. Es können eine kurze Bauform des Aktuators und ein optimiertes Packaging erreicht werden. Eine einfache Drucksteuerung über Regelventile ermöglicht eine Entfernung oder einen Entfall von Sensoren für Druck und Drehzahl. Eine Wiederverwendung eines konventionellen Raddruckreglers bestehend aus stromlos offenen Einlass- und stromlos geschlossenen Auslassventilen ist möglich. Eine verbesserte Saugleistung der Pumpe durch bauliche Nähe zum Volumenvorrat ist ebenfalls möglich. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Volumenvorrat elektrisch zu erwärmen, um die Ansaugperformance in Kälte zu verbessern.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
-
Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
-
Bezugszeichenliste
-
- D
- Druckerzeuger
- FR
- Fluidreservoir
- R
- Rückschlagventil
- B
- Behälteranschluss
- BFB
- Bremsflüssigkeitsbehälter
- DRV
- Druckregelventil
- SV1
- erste Steuerungsvorrichtung
- SV2
- zweite Steuerungsvorrichtung
- E
- Einlassventile
- A
- Auslassventile
- R
- Radanschlüsse
- RB
- Radbremsen
- U/p
- Drucksensor
- U/8
- Winkelsensor
