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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug. Bremssysteme werden typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um diese gezielt zu verzögern. Typischerweise wird bei derartigen Bremssystemen gefordert, dass Radbremsen im deaktivierten Zustand des Bremssystems drucklos geschaltet werden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bremssystem 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.
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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug. Das Bremssystem weist einen Druckerzeuger auf. Es weist ein oder mehrere Einlassventile auf, die an dem Druckerzeuger angeschlossen sind. Das Bremssystem weist ein bistabiles Ventil auf, welches mit dem Druckerzeuger verbunden ist und entgegengesetzt dazu mit einem Fluidreservoir verbindbar ist. Das bistabile Ventil wird abhängig von einer Druckdifferenz über einer Blende, welche ausgangsseitig des Druckerzeugers verschaltet ist, gesteuert.
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Mittels eines solchen Bremssystems ist es möglich, das bistabile Ventil zum gezielten Ablassen von Druck in bestimmten Situationen, insbesondere bei deaktiviertem Bremssystem, zu verwenden. Auf eine aktive Steuerung des Ventils kann verzichtet werden. Es genügt die Verschaltung einer Blende, welche beispielsweise gemäß einer Ausführung auch ein ohnehin vorhandenes Ventil sein kann, um das bistabile Ventil in geeigneter Weise zu steuern.
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Der Druckerzeuger kann insbesondere elektrisch oder auch manuell betätigbar sein. Beispielsweise kann es sich um einen Linearaktuator handeln. Die Einlassventile dienen typischerweise der gezielten Beaufschlagung von Radbremsen mit Druck.
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Das bistabile Ventil weist mindestens zwei Zustände auf, wobei es ohne Betätigung im jeweils eingenommenen Zustand verbleibt. Erst wenn wieder eine Betätigung erfolgt, nimmt es den jeweils anderen Zustand ein. Insbesondere kann es in einem Zustand offen und im anderen Zustand geschlossen sein.
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Bei einem Fluidreservoir kann es sich insbesondere um einen drucklosen Bremsflüssigkeitsbehälter handeln.
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Insbesondere kann das bistabile Ventil in einem offenen Zustand den Druckerzeuger mit dem Fluidreservoir verbinden und es kann in einem geschlossenen Zustand den Druckerzeuger vom Fluidreservoir trennen. Dadurch wird eine Verbindung zwischen Druckerzeuger und Fluidreservoir in geeigneter Weise gesteuert.
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Das bistabile Ventil kann insbesondere in einen offenen Zustand geschaltet werden, wenn an der Blende druckerzeugerseitig ein niedrigerer Druck anliegt als entgegensetzt dazu. Dies entspricht typischerweise einem Zustand, in welchem an den jeweiligen Radbremsen ein höherer Druck vorhanden ist als am Druckerzeuger, was insbesondere in einem deaktivierten Zustand des Bremssystems auftritt. Durch das Schalten des bistabilen Ventils in einen offenen Zustand kann dieser Druck abgeleitet werden.
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Das bistabile Ventil kann insbesondere in einen geschlossenen Zustand geschaltet werden, wenn an der Blende druckerzeugerseitig ein höherer Druck anliegt als entgegengesetzt dazu. Dies entspricht typischerweise einem Zustand, in welchem der Druckerzeuger versucht, Druck aufzubauen, welcher an den Radbremsen wirken soll. Durch das Schalten des bistabilen Ventils in einen geschlossenen Zustand wird verhindert, dass dieser Druck an den Bremsflüssigkeitsbehälter abfließt.
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Insbesondere kann eines der Einlassventile als Blende verwendet werden. Dies erlaubt die Verwendung eines ohnehin vorhandenen Einlassventils zur Steuerung des bistabilen Ventils. Auf eine zusätzliche Blende kann demgemäß verzichtet werden.
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Das Bremssystem kann ferner eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, welche insbesondere dazu konfiguriert sein kann, das als Blende verwendete Einlassventil bei Druckaufbau durch den Druckerzeuger für einen ersten vorbestimmten Zeitraum zu schließen. Dadurch kann das bistabile Ventil indirekt durch die Steuerungsvorrichtung gesteuert werden, wobei die Einnahme eines Zustands mit druckerzeugerseitig höherem Druck schneller erfolgt. Nach Ende des vorbestimmten Zeitraums kann das Einlassventil insbesondere wieder geöffnet werden, um den Druck zu der angeschlossenen Radbremse weiterzuleiten.
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Die Steuerungsvorrichtung kann auch dazu konfiguriert sein, das als Blende verwendete Einlassventil bei Druckabbau durch den Druckerzeuger für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum zu öffnen. Dadurch kann wiederum ein gezielter Druckausgleich über das Einlassventil erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführung weist das Bremssystem eine zu den Einlassventilen separate Festblende als Blende auf. Dadurch kann eine separate Blende verwendet werden, welche speziell für den angedachten Zweck optimiert werden kann.
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Das Bremssystem weist gemäß einer Ausführung einen Drucksensor auf, welcher zwischen Druckerzeuger und Einlassventilen angeschlossen ist. Dieser Druckerzeuger kann einen anliegenden Druck messen und insbesondere einen Hinweis darauf geben, wann Druckaufbau oder Druckabbau erforderlich sind.
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Die Einlassventile können insbesondere entgegengesetzt zum Druckerzeuger mit Radanschlüssen oder Radbremsen verbunden sein. Dies erlaubt eine Beaufschlagung der jeweiligen Radbremse mit hydraulischem Druck.
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Der Druckerzeuger kann insbesondere einen Elektromotor zur Betätigung aufweisen. Dies erlaubt eine automatisierte Druckerzeugung.
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Der Elektromotor kann insbesondere eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung aufweisen, welche von unterschiedlichen Steuerungsvorrichtungen beaufschlagbar sind. Dadurch kann eine Redundanz eingeführt werden, so dass selbst bei Ausfall einer der Steuerungsvorrichtungen immer noch ein Druckaufbau möglich ist. Die Steuerungsvorrichtungen können insbesondere von unterschiedlichen Bordnetzen aus mit Strom versorgbar sein, so dass die Redundanz weiter erhöht wird.
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Gemäß einer Ausführung weist das Bremssystem ein Fluidreservoir auf, wobei das bistabile Ventil entgegengesetzt zum Druckerzeuger mit dem Fluidreservoir verbunden ist. Das Fluidreservoir kann insbesondere als druckloser Bremsflüssigkeitsbehälter ausgeführt sein.
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Gemäß einer Ausführung weist das Bremssystem keinen manuell betätigbaren Druckerzeuger auf. Dies erlaubt die Ausführung für eine rein elektrische Druckerzeugung. Alternativ kann jedoch auch zusätzlich ein manuell betätigbarer Druckerzeuger vorhanden sein.
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Insbesondere können die Einlassventile stromlos offen ausgeführt sein. Dies erlaubt ein zuverlässiges Ableiten von Druck insbesondere in dem Fall, in welchem das Bremssystem deaktiviert ist oder beispielsweise ein Stromausfall vorliegt.
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Insbesondere kann bei offenem bistabilem Ventil ein Druck in Radbremsen, die an den Einlassventilen angeschlossen sind, verringert werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:
- 1: ein Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Bremssystem BS gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Bremssystem BS weist einen Druckerzeuger 10 in Form eines Linearaktuators auf, welcher von einem Elektromotor 15 betätigbar ist. Der Elektromotor 15 ist vorliegend mit zwei Wicklungen ausgeführt, so dass er von zwei nicht dargestellten Steuerungsvorrichtungen aus separat angesteuert werden kann. Der Elektromotor 15 weist zwei Drehwinkelsensoren U/δ zur Ermittlung seines Drehwinkels auf.
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Der Druckerzeuger 10 ist über ein Rückschlagventil R mit einem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden. Dies ermöglicht ein Nachsaugen von Bremsflüssigkeit. Der Bremsflüssigkeitsbehälter BFB stellt vorliegend ein Fluidreservoir dar.
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An dem Bremssystem BS sind insgesamt vier Radbremsen B1, B2, B3, B4 angeschlossen. Diese sind hinten rechts (RR), hinten links (RL), vorne rechts (FR) und vorne links (FL) angeordnet. Jede Radbremse B ist über ein jeweiliges Einlassventil E1, E2, E3, E4 mit dem Druckerzeuger 10 verbunden. Die Einlassventile E sind stromlos offen ausgeführt. Dies ermöglicht eine zuverlässige Beaufschlagung der Radbremsen B mithilfe des Druckerzeugers 10. Zwischen Druckerzeuger 10 und Einlassventilen E ist ein Drucksensor U/p angeschlossen.
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Jede Radbremse B ist ferner über ein jeweiliges Auslassventil A1, A2, A3, A4 mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden. Die Auslassventile A sind dabei stromlos geschlossen ausgeführt, so dass auch dann noch ein Druckaufbau möglich ist, wenn eine die Ventile steuernde Steuerungsvorrichtung ausfällt. Dies gilt insbesondere im Zusammenhang mit den stromlos offen ausgeführten Einlassventilen E.
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Das Bremssystem BS weist ferner ein bistabiles Ventil 20 auf. Diesem ist vorliegend eine Feder 25 zugeordnet, welche das bistabile Ventil 20 in zwei Zuständen jeweils stabil hält. In dem in 1 dargestellten Zustand ist das bistabile Ventil 20 offen. In einem weiteren Zustand ist es geschlossen.
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Angrenzend an das erste Einlassventil E1 sind ein erster Verbindungspunkt V1 und ein zweiter Verbindungspunkt V2 definiert. An diesen ist das bistabile Ventil 20 zu dessen Steuerung angeschlossen. Von diesen beiden Verbindungspunkten V1, V2 aus wird also kein Fluid abgeleitet oder zugeleitet, sondern diese Verbindungspunkte V1, V2 definieren eine Druckdifferenz über dem ersten Einlassventil E1, welche zur Steuerung des bistabilen Ventils 20 dient. Das erste Einlassventil E1 stellt somit vorliegend eine Blende BL dar.
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Das bistabile Ventil 20 ist sowohl mit dem Druckerzeuger 10 wie auch mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter BFB verbunden. In seinem offenen Zustand erlaubt es somit einen Druckausgleich, d.h. insbesondere ein Ableiten von Druck aus dem Druckerzeuger 10. Dadurch können der Druckerzeuger 10 und letztlich auch die Radbremsen B bei offenem bistabilem Ventil 20 in einen drucklosen Zustand verbracht werden.
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Der Durchfluss durch die Blende BL bestimmt die Druckdifferenz zwischen den beiden Verbindungspunkten V1, V2. Das bistabile Ventil ist insbesondere derart definiert, dass ein Abbau von Überschussvolumen in Löserichtung ausreichend schnell erfolgt, dass aber auch ein Druckaufbau im Bereich kleiner Druckanforderungen (unterhalb eines Umschaltpunkts) mit offenem Ventil erreicht wird.
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Dadurch, dass die Blende BL vorliegend durch das erste Einlassventil E1 gebildet wird, kann dessen elektrische Betätigbarkeit genutzt werden, beispielsweise um in kürzester Zeit und unabhängig von der Drehzahl des Elektromotors 15 die Druckdifferenz zum Schalten des bistabilen Ventils 20 zu erreichen.
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Der Staudruck über der Blende BL ist typischerweise eine Funktion des Durchflusses durch die Blende BL und damit der Drehzahl des Elektromotors 15. Durch Wahl einer Drehzahl über einem bestimmten Schwellenwert kann der Staudruck die Höhe erreichen, die zum Zustandswechsel des bistabilen Ventils 20 führt.
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Bei einem Vorwärtsfahren des Kolbens des Druckerzeugers 10, vorliegend also bei einem Verfahren des Kolbens nach rechts, wird die Druckdifferenz erhöht. Bei Überschreiten einer definierten Druckhöhe wird die Federvorspannung des bistabilen Ventils 20 überwunden. Das bistabile Ventil 20 wechselt in einen geschlossenen Zustand. Beim Rückwärtsfahren wird eine negative Druckdifferenz erzeugt, wobei bei Überschreiten einer definierten Druckhöhe die Federvorspannung des bistabilen Ventils 20 überwunden wird. Das bistabile Ventil 20 wird in diesem Fall geöffnet.
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Die eben beschriebene Vorgehensweise kann insbesondere verwendet werden, um ein schnelles Schließen oder Öffnen zu erreichen, wobei typischerweise eine vergleichsweise hohe Drehzahl gewählt wird, um Verluste durch die Blende BL nicht zu hoch werden zu lassen.
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Alternativ oder als Erweiterung kann vorgesehen sein, dass die elektrische Schaltbarkeit des Einlassventils E1 genutzt wird. Dadurch wird ein Schalten auch bei kleinen Drehzahlen möglich, indem beispielsweise das erste Einlassventil E1 und gegebenenfalls auch weitere Einlassventile E2, E3, E4 für eine kurze Zeitspanne des Zustandswechsels geschlossen werden bzw. auf eine ausreichende Druckdifferenz eingestellt werden. Dies kann sowohl beim Schließen wie auch beim Öffnen verwendet werden.
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Das bistabile Ventil 20 kann die Funktion eines Schnüffellochs im Druckerzeuger 10 übernehmen, ohne dass ein elektrischer Ventilantrieb oder andere zusätzliche Aktuatoren benötigt werden.
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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.
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Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
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Bezugszeichenliste
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- BS
- Bremssystem
- B
- Radbremsen
- A
- Auslassventile
- E
- Einlassventile
- BL
- Blende
- V
- Verbindungspunkte
- R
- Rückschlagventil
- BFB
- Bremsflüssigkeitsbehälter
- 10
- Druckerzeuger
- 15
- Elektromotor
- 20
- bistabiles Ventil
- 25
- Feder
- U/p
- Drucksensor
- U/δ
- Drehwinkelsensor
