DE10059348A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, sowie Bremsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit elektrisch gesteuerten Hydraulikventilen und einer Hydraulikpumpe, bei dem ein oder mehrere vorhandene, für hydraulische Steuerungsfunktionen notwendige Ventilspulen, zwecks einer elektrischen Beheizung eines oder mehrerer, diese Spulen aufnehmender Träger bewußt für längere Zeiträume als es für die Regelfunktion notwendig ist und/oder bewußt in Zeiträumen, in denen es für die Regelungsfunktion nicht notwendig ist, angesteuert werden. DOLLAR A Weiterhin ist eine Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine hydraulische Bremsanlage, beschrieben mit einer elektronischen Verarbeitungseinheit, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug gemäß Oberbe­ griff von Anspruchs 1, sowie eine Bremsvorrichtung gemäß An­ spruch 15.

Eine hydraulische Bremsanlage besteht in der Grundausstat­ tung aus einem pedalbetätigten Bremsdruckgeber und daran an­ geschlossenen Bremskreisen mit Radbremsen. Wenn der Fahrer eine Bremsung einleiten möchte, betätigt er das Pedal, wobei die auf das Pedal ausgeübte Kraft gegebenenfalls verstärkt auf einen Hauptbremszylinder übertragen wird. Dadurch wird in den Bremskreisen ein Druck aufgebaut, der in den Radbrem­ sen wirksam wird und dazu führt, daß die Drehgeschwindigkeit der Räder gegenüber ihrer Rollgeschwindigkeit verkleinert wird. Dies hat zur Folge, daß in den Aufstandsflächen der Räder Bremskräfte übertragen werden, die zu einer Verzöge­ rung des Fahrzeuges führen.

Bei einer solchen Bremsung können die Räder blockieren. Es wurde daher schon vorgeschlagen, die Bremsanlage so zu er­ weitern, daß eine Modulation der Radbremsdrücke in Anpassung an die übertragbaren Bremskräfte erfolgen kann. Eine solche Erweiterung besteht aus Druckmodulationsventilen, nämlich einem Einlaß- und einem Auslaßventil, deren Schaltzustände bestimmen, ob den Radbremsen Druckmittel zur Druckabsenkung entnommen oder Druckmittel zur Druckerhöhung zugeführt wird. Weiterhin gehört dazu eine Hydraulikpumpe, die Druckmittel in den Bremskreis fordert, um das für die Modulation der Radbremsdrücke entnommene Druckmittel zu ersetzen. Die kon­ krete Ausgestaltung des Systems kann in vielfacher Weise er­ folgen. Häufig wird das sogenannte Rückförderprinzip einge­ setzt, bei dem die Pumpe als nicht selbstansaugende oder selbstansaugende Rückförderpumpe ausgebildet ist, die das über das offene Auslaßventil aus den Radbremsen entnommene Druckmittel unmittelbar in den Bremskreis oberhalb des Ein­ laßventils zurückfordert. Das Blockieren der Räder kann wäh­ rend einer Bremsung durch geeignete Ansteuerung der Ventile und der Pumpe wirkungsvoll unterbunden werden.

Eine solche blockiergeschützte Fahrzeugbremsanlage kann nun weitergebildet werden zu einer Bremsanlage mit einer Fahrstabilitäts- bzw. einer Antriebsschlupfregelung (ESP bzw. ASR). Bei einer Antriebsschlupfregelung wird in den Radbremsen der angetriebenen Räder ein Druck aufgebaut, wo­ bei das dabei erzeugte Bremsmoment dem Antriebsmoment soweit entgegenwirkt, bis dies auf ein Maß reduziert ist, das in den Aufstandsflächen der angetriebenen Räder abgestützt wer­ den kann. Bei diesem Verfahren wird also das Durchdrehen der Räder beim Anfahren vermieden.

Bei einer Fahrstabilitätsregelung wird an den Rädern des Fahrzeuges ein radindividueller Bremsdruck aufgebaut, so daß durch die dabei erzeugten Bremskräfte ein Moment um die Hochachse des Fahrzeuges erzeugt wird, das einer zu hohen Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs entgegenwirkt.

Diesen beiden Regelungen sowie einigen anderen nicht genann­ ten Regelungen ist gemein, daß in einzelnen oder allen Rad­ bremsen ein Radbremsdruck erzeugt werden muß, ohne daß eine Pedalbetätigung erfolgt. Diese Bremsungen werden daher als Fremdkraftbremsungen bezeichnet. Bei einer solchen Bremsung müssen in einer Füllphase zunächst die Radbremsen mit Druck­ mittel gefüllt werden, um einen Startbremsdruck zu erzeugen, der dann in Anpassung an die gewählte jeweilige Regelung in einer sich anschließenden Regelphase moduliert werden kann. Um den in den Radbremsen wirkenden Radbremsdruck modulieren zu können, ist für jede Radbremse ein Einlaßventil und ein Auslaßventil vorgesehen. Beide Ventile werden elektromagne­ tisch über die Ansteuerung von Ventilspulen betätigt, wobei in bekannten Regelungen das Einlaßventil stromlos offen und das Auslaßventil stromlos geschlossen ist. Das Einlaßventil liegt in der Bremsleitung, während das Auslaßventil jeweils die Verbindung zu einem Niederdruckspeicher herstellt. Wei­ terhin sind über die Ansteuerung von Ventilspulen ein betä­ tigbares Umschaltventil und ein betätigbares Trennventil vorgesehen. Das Trennventil befindet sich in der Bremslei­ tung, während das Umschaltventil in einer Verbindungsleitung zwischen der Saugseite der Rückförderpumpe und dem Tandern- Hauptzylinder-Vorratsbehälter eingefügt ist.

Zum Aufbau des Startbremsdruckes bei einer Fremdkraftbrem­ sung wird aus dynamischen Gründen die selbstansaugende Hy­ draulikpumpe des Regelsystems eingesetzt. Dabei hat sich ge­ zeigt, daß diese Pumpe nicht in allen Fällen in der Lage ist, allein den benötigten Startbremswert ausreichend schnell aufzubauen.

Bekanntlich ist die Viskosität einer Bremsflüssigkeit oder Hydraulikflüssigkeit im hohen Maße temperaturabhängig. Die hohe Viskosität bei niedriger Flüssigkeitstemperatur, näm­ lich bei tiefer Temperatur, in der Startphase eines Kraft­ fahrzeugs, beeinträchtigt die Regelbarkeit des Bremsdruckes einer geregelten hydraulischen Bremsanlage. Dies ist im Rah­ men einer Fahrstabilitätsregelfunktion besonders problema­ tisch, da hier die Bremsflüssigkeit besonders schnell von dem Bremsflüssigkeitsreservoir zu einer Radbremse verlagert werden soll. Bei sinkenden Temperaturen steigt die Viskosi­ tät der Bremsflüssigkeit überproportional an. Dies führt bei Temperaturen unter -20°C dazu, daß die Bremsflüssigkeit nicht schnell genug angesaugt werden kann, wobei noch hinzu­ kommt, daß mit steigender Viskosität der Druckverlust in der Rohrleitung zunimmt. Diese Hemmnisse führen zu einem ver­ langsamten Bremseneingriff. Bei der Fahrstabilitätsregelung besteht allerdings die generelle Anforderung, einen schnel­ len Bremseneingriff auch bei tiefen Temperaturen zu bewir­ ken. Zur Lösung des Problems wurden bereits Einrichtungen vorgeschlagen, die eine Hilfsdruckquelle bzw. eine Vorlade­ pumpe vorsehen (WO 96/20102). Weil dies mit erheblichen Mehrkosten verbunden ist, nimmt man zunehmend von diesen Einrichtungen Abstand und versucht über einen Wärmeträger die Bremsflüssigkeit auf eine unkritische Temperatur aufzu­ heizen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Funktion einer Bremsanlage der beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine Bremsung bei allen, auch bei sehr tiefen Temperatu­ ren, mit geringem Aufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

Die Erfindung schlägt vor, daß ein oder mehrere vorhandene, für hydraulische Steuerungsfunktionen notwendige Ventilspu­ len, zwecks einer elektrischen Beheizung eines oder mehre­ rer, diese Spulen aufnehmender Träger, vorzugsweise des Ven­ tilblocks, bewußt für längere Zeiträume, als es für die Re­ gelfunktion notwendig ist oder bewußt in Zeiträumen, in de­ nen es für die Regelfunktion nicht notwendig ist und/oder bewußt in Zeiträumen, in denen es für die Regelungsfunktion nicht notwendig ist, angesteuert werden. Durch die Ansteue­ rung der Ventilspulen kann eine Erwärmung der Bremsflüssig­ keit vorgenommen werden, ohne daß zusätzliche vorrichtungs­ mäßige Bauteile erforderlich sind. Die durch den Wicklungs­ widerstand der Ventilspulen erzeugte Heizleistung von 15 Watt bis 30 Watt pro Spule wird im wesentlichen durch Wärme­ leitung, aber auch in geringem Maße durch Wärmestrahlung und Wärmekonvektion, zur Erwärmung der Bremsflüssigkeit direkt auf den Ventilblock, die Ventile, den Tandern-Hauptzylinder und/oder indirekt auf die Bremsflüssigkeit übertragen. Durch Wärmeleitung der indirekt über die Erwärmung des Ven­ tilblocks und/oder der Ventile aufgeheizten Bremsflüssigkeit wird deren Viskosität auch bis in die Ansaugleitungen hinein erniedrigt.

Die Erwärmung der Bremsflüssigkeit durch das bestromte Ven­ til erfolgt zum einen statisch bei nicht fließender Brems­ flüssigkeit, als auch dynamisch nach dem Prinzip eines Durchlauferhitzers bei durch das Ventil fließender Brems­ flüssigkeit. Zusätzlich wird durch eine Erwärmung des Ven­ tilblocks die Hydraulikflüssigkeit auch über die im Block verlaufenden Rohrleitungen aufgeheizt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Dabei wird die Heizleistung der Ventilspulen zur Vorheizung der gesamtem Bremshydraulik herangezogen, wenn bei tiefen Temperaturen diese Ventilspulen dauerbestromt werden, um da­ mit über die Ventilspulen die elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Jede Ventilspule dient damit einerseits als Schaltglied zur Betätigung, z. B. zum Öffnen oder Schließen der Ventile, und andererseits als Widerstandsheizelement, zum Erzeugen einer Heizleistung für die Erwärmung der Brems­ flüssigkeit.

Über die Hülse, den Magnetkern bzw. den Magnetanker und den Betätigungsstößel des Ventils und über ein topfartiges Joch der Ventilspule kann in den Hydraulikblock über seine Venti­ laufnahmefläche punktuell, nahezu in jeden Oberflächenbe­ reich, Wärmeenergie eingebracht bzw. eingetragen werden. Be­ sonders vorteilhaft wird die Bremsflüssigkeit in direktem Kontakt mit dem Betätigungsstößel erwärmt, da dieser auf­ grund seiner nur geringen Masse besonders schnell von den Ventilspulen beheizt wird.

Dabei können abhängig vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs verschiedene Spulen angesteuert und damit bestromt werden, um eine mehr oder weniger starke Heizleistung zu erreichen. Es ist auch möglich, alle im Ventilblock angeordneten Venti­ le zum Heizen anzusteuern, wenn dies die aktuelle Fahrsitua­ tion ermöglicht.

Es ist weiterhin möglich und erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt, die Ventile gepulst oder getaktet so anzusteuern, daß diese zwar eine ausreichend große Heizleistung an den Ventilblock abgeben, jedoch aufgrund der physikalisch be­ dingten Massenträgheit der bewegbaren mechanischen Ventile­ lemente ein Schalten des Ventils gerade noch unterbunden wird. Dieses Prinzip läßt sich gleichermaßen auch bei neue­ ren Analogventilen zum Regeln des Bremsdrucks (z. B. in einer elektrohydraulischen Bremse, EHB) anwenden.

Vorzugsweise wird bei gepulster oder kontinuierlicher An­ steuerung die Stromstärke zur Ansteuerung der Ventile so ge­ wählt, daß diese groß genug ist, das jeweilige Ventil wenn es stromlos geschlossen ist zu öffnen bzw. wenn es stromlos geschlossen ist zu schließen.

Eine Erkennung einer Fahrsituation, in der das elektronische Umschaltventil oder ggf. weitere nutzbare Ventile angesteu­ ert werden können, läßt sich besonders zweckmäßig durch Ab­ frage des Bremslichtschalters durch die elektronische Kon­ trolleinheit bewerkstelligen. Ist der Bremslichtschalter be­ tätigt, so wird die Bestromung des oder der zum Heizen ein­ gesetzten Ventile unterbrochen oder ganz beendet.

Geeignete Fahrsituationen, in denen einzelne oder alle Spu­ len zum Heizen genutzt werden können, sind beispielsweise vor der Start des Motors, beim Startvorgang, nach dem Star­ vorgang für eine festgelegte Zeitdauer und während der Fahrt unter Sicherstellung der allgemein geforderten Sicherheits­ bedingungen zum zuverlässigen Betrieb der Bremsanlage.

Der in der vorstehend beschriebenen Weise durchführbare va­ riable Wärmeeintrag kann darüber hinaus in besonders kriti­ sche Bereiche des Hydraulikblocks, insbesondere in Bereiche mit kleinen Bohrungsdurchmessern, durch Ansteuerung der in der Nähe dieser kritischen Bereiche angeordneten Ventilspu­ len erfolgen.

Dadurch, daß ein oder mehrere zu Aufheizzwecken angesteuerte Ventilspulen bei üblichen, vom Fahrer ausgeführten Bremsein­ griffen, ohne Regeleingriff des elektro-hydraulischen- Bremssteuergerätes (ABS TCS ESP etc.) bestromt werden und keinen nennenswerten Einfluß auf die Bremswirkung haben, kann auf zusätzliche, eine Heizung darstellende Bauteile verzichtet werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine, zu Aufheizzwecken angesteuerte Ventilspule einem Umschaltventil zugeordnet, das in bestromter bzw. an­ gesteuerter Aufheizfunktion die Saugseite der Hydraulikpumpe mit einem Hydraulikreservoir verbindet. Nach einer ersten Heiz- oder Bestromungsstrategie wird dieses Umschaltventil nach festgestellter bzw. sensierter Temperatur, die eine Viskosität der Bremsflüssigkeit zur Folge hat, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, über einen vorge­ gebenen konstanten oder temperatur- oder viskositätsabhängi­ gen Zeitraum eingeschaltet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung werden weitere Ventilspulen eines von zwei Bremskreisen zu Aufheizzwecken angesteuert. Nach dieser zweiten oder zu­ sätzlichen Heiz- oder Bestromungsstrategie werden vorzugs­ weise alle Ventilspulen eines Bremskreises, beispielsweise bei einer schwarzweiß Bremskreisaufteilung, die dem Hinter­ achsbremskreis zugeordneten Ventilspulen oder bei einer dia­ gonalen Bremskreisaufteilung, die einer Diagonalen zugeord­ neten Ventilspulen, angesteuert. Dabei ist der Beginn einer Normalbremsung über den jeweils einen Bremskreis mit den un­ bestromten Ventilspulen sichergestellt. Über den bei einer Fahrstabilitätsregelung im Bremskreis vorhandenen Drucksen­ sor und/oder den Bremslichtschalter kann der Start einer Normalbremsung von dem elektrohydraulischen Bremssteuergerät erfasst und die Bestromung der Ventilspulen unterbrochen oder auf einen Teillaststrom reduziert werden. Zum gleichmä­ ßigen Aufheizen des Ventilblocks kann weiterhin die Bestrom­ ung der Ventilspulen so alternierend gesteuert werden, daß die Bestromung der Ventilspulen eines Bremskreises immer im Wechsel mit den Ventilspulen des anderen Bremskreises er­ folgt, wobei sichergestellt ist, daß der Eintritt in eine Normalbremsung immer gewährleistet ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung werden die Ventilspule(n) unterhalb eines Schaltstromes (Teillaststrom) für die Ausführung der hydraulischen Steue­ rungsfunktion kontinuierlich bzw. permanent oder in der wei­ ter oben beschriebenen Weise gepulst bestromt. Nach dieser dritten oder zusätzlichen Heiz- oder Bestromungsstrategie erfolgt ein kontinuierlicher Wärmeeintrag in den Hydraulik­ block.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung werden ein oder mehrere zu Aufheizzwecken angesteuerte Ventilspulen bei üblichen Bremseingriffen, ohne Regelein­ griff des elektro-hydraulischen Bremssteuergerätes (ABS, ASR, ESP etc.) für die Dauer des Bremseingriffes von der zu Aufheizzwecken durchgeführten Bestromung ausgeschlossen, da diese Ventilspulen nennenswerten Einfluß auf das Bremsver­ halten haben.

Vorteilhaft wird die Dauer der Ansteuerung der zu Heizzwec­ ken verwendeten Ventilspulen temperaturabhängig geregelt oder temperaturabhängig verändert (gesteuert).

Die Temperaturinformationen werden nach einer Weiterbildung der Erfindung aus einem oder mehreren Temperatursensoren ei­ nes die Magnetventile bedienenden Steuergerätes für die Ent­ scheidung über Ansteuerzeiten der zu Heizzwecken angesteuer­ ten Magnetspulen gewonnen. Nach einer bevorzugten Ausbildung ist der Temperatursensor redundant ausgebildet und dem elek­ trohydraulischen Bremssteuergerät zugeordnet. Als Tempera­ tursensor kann der in der Elektronik des Steuergerätes vor­ handene Sensor verwendet werden. Selbstverständlich kann auch ein direkt in der Bremshydraulik eingesetzter Tempera­ tursensor zum Ansteuern der Ventilspulen eingesetzt werden. Über eine Veränderung des Algorithmus zur Ansteuerung der Ventilspulen kann ohne zusätzliche Bauteile eine Änderung der Viskosität über einen Wärmeeintrag in die Bremsflüssig­ keit erreicht werden.

Dabei können nach einer weiteren Ausbildung die Temperatu­ rinformationen eines im Fahrzeug vorhandenen Datenbusses für die Entscheidung über Ansteuerzeiten der zu Heizzwecken an­ gesteuerten Magnetspulen genutzt oder mitgenutzt werden. Hierdurch kann auf zusätzliche Sensoren verzichtet werden.

Dabei können Meßelemente an zum Bremskreis gehörenden Aggre­ gaten für eine Entscheidung über Ansteuerzeiten der zu Heiz­ zwecken angesteuerten Magnetspulen genutzt oder mitgenutzt werden.

Weiterhin kann verfahrensmäßig vorgesehen sein, daß eine Entscheidungsfunktion durchgeführt wird, bei der aufgrund der im Steuergerät zur Verfügung stehenden Informationen der in der Füllphase zu erreichende Startbremsdruck in Abhängig­ keit von der Temperaturinformation bestimmt wird und, wenn dieser kleiner ist als der bei Temperaturen oberhalb eines vorgegebenen Temperaturniveaus erzeugbare Druck, in der Füllphase mindestens eine Ventilspule bestromt wird.

Die Erfindung schlägt weiterhin eine Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine hydraulische Bremsanlage vor, bei der eine elektronische Verarbeitungseinheit (Steuergerät) das zuvor beschriebene Verfahren durchführt. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt bevorzugt durch Ab­ arbeitung eines Programms durch einen oder mehrere Mikrocon­ troller.

Demzufolge ist im Steuergerät eine Schaltsignalabfolge vor­ gesehen, mit der geeignete Ventilspulen, also Ventilspulen, die in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs die Sicherheit nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen, be­ stromt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden nä­ her beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen hydraulischen Schaltplan einer zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbaren Bremsanlage und

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Umschaltventil der Bremsanlage in Fig. 1 mit einer heizbaren Ventil­ spule.

Die Bremsanlage in Fig. 1 weist zwei Bremskreise I, II auf, deren Aufbau identisch ist, so daß die folgende Beschreibung sowohl auf den einen als auch auf den anderen Bremskreis zutrifft. Zur Vereinfachung ist lediglich Bremskreis I voll­ ständig dargestellt. Mit Hilfe eines Bremsdruckgebers 1 wird der gewünschte Druck in den Bremskreisen erzeugt. Der Bremsdruckgeber 1 wird mittels eines Pedals 6 betätigt und besteht aus einem pneumatischen Verstärker 2 und einem Tan­ demhauptbremszylinder 3, dessen Kammern in der nicht betä­ tigten Grundstellung des Hauptbremszylinders mit einem Vor­ ratsbehälters 4 verbunden sind. Die beiden Kammern sind au­ ßerdem über Bremsleitungen mit den Radbremsen 17, 18 jeweils eines Bremskreises verbunden. Die dargestellten Radbremsen 17, 18 gehören entweder zu den Rädern einer Achse (schwarz/weiß-Bremskreisaufteilung) oder aber zu diagonal am Fahrzeug gegenüberliegenden Rädern (Diagonal- Bremskreisaufteilung). 60 und 61 bezeichnen Drucksensoren, die jeweils mit den beiden Bremskreisen verbunden sind.

Um den in den Radbremsen wirkenden Radbremsdruck modulieren zu können, ist für jede Radbremse ein Einlaßventil 11, 15 und ein Auslaßventil 12, 16 sowie eine Rückförderpumpe 7 vorgesehen. Beide Ventile werden elektromagnetisch betätigt, wobei das Einlaßventil 11, 15 stromlos offen und das Aus­ laßventlil 12, 16 stromlos geschlossen ist. Das Einlaßventil 11, 15 liegt in der Bremsleitung, während das Auslaßventil 12, 16 jeweils die Verbindung zu einem Niederdruckspeicher 13 herstellt.

Sämtliche hydraulischen Ventile sind zweckmäßig ein einem Ventilblock 31 zusammengefaßt, der unmittelbar mit der ele­ ktronischen Kontroll-Einheit (ECU) 55 (Fig. 2) verbunden ist.

Um den Radbremsdruck zu senken, wird das Auslaßventil bei geschlossenem Einlaßventil geöffnet, so daß Druckmittel aus der Radbremse in den Niederdruckspeicher 13 abfließen kann. Um den Druck zu halten, werden beide Ventile geschlossen. Um den Druck erneut aufzubauen, wird das Einlaßventil wieder geöffnet.

Das in den Niederdruckspeicher 13 verbrachte Druckmittel wird mittels der Rückförderpumpe 7 wieder in den Bremskreis zurückgefordert. Die Druckseite der Pumpe ist dazu mit einem Knoten 21 in der gemeinsamen Bremsleitung oberhalb der Ein­ laßventil 11, 15 verbunden. Die Rückförderpumpe sowie die Einlaß- und Auslaßventile 11, 15 und 12, 16 werden von einem nicht dargestellten Steuergerät geschaltet, daß seine Schaltsignale nach einem bestimmten Regelalgorithmus aus­ gibt.

In diesem Regelalgorithmus werden vor allem Signale von ver­ schiedenen Sensoren verarbeitet. Für eine Blockierschutz­ regelung sind die Signale von sogenannten Radsensoren not­ wendig, die das Drehverhalten der abzubremsenden Räder er­ fassen. Je nachdem welche Regelung durchgeführt werden soll, benötigt das Steuergerät weitere Sensorsignale. Für eine Fahrstabilitätsregelung werden z. B. die Signale eines Gier­ winkelgeschwindigkeitssensors sowie eines Lenkradwinkelsen­ sors benötigt. Für eine Fremdkraftbremsung, bei der eine ra­ sche Vorbetätigung der Bremsen vor der eigentlichen Pedal­ bremsung erfolgen soll (Bremsassistent), wird das Signal ei­ nes Pedalsensors, der die Betätigung als solche und die Be­ tätigungsgeschwindigkeit erfaßt, benötigt.

Um auch unabhängig von einer Pedalbetätigung einen Radbrems­ druck aufbauen zu können, sind ein Umschaltventil 9 und ein Trennventil 10 vorgesehen. Das Trennventil 10 befindet sich in der Bremsleitung oberhalb des schon erwähnten Knoten 21, während das Umschaltventil 9 in einer Verbindungsleitung 14 zwischen der Saugseite der Rückförderpumpe 7 und dem Vorratsbehälter 4 eingefügt ist.

Da, wie schon erläutert, die Kammern des Hauptbremszylinders bei nicht betätigten Hauptbremszylinder 3 mit dem Vorratsbe­ hälter 4 verbunden sind, ist die Verbindung bei diesem Aus­ führungsbeispiel auf die Weise hergestellt, daß die Ver­ bindungsleitung 14 unmittelbar an eine der Kammern des Hauptbremszylinders 3 anschließt.

Um unabhängig von einer Pedalbetätigung einen Druck in den Radbremsen aufzubauen zu können, der in der sich an die Füllphase anschließenden Regelphase moduliert wird, wird das Trennventil 10 geschlossen und das Umschaltventil 9 geöffnet sowie die Rückförderpumpe 7 eingeschaltet. Diese saugt aus dem Vorratsbehälter 4 über das offene Umschaltventil Druck­ mittel in den Knoten 21, das von dort zu den Radbremsen 17, 18 gelangt, bis der Startbremsdruck erreicht ist. Der Rück­ fluß zum Vorratsbehälter 4 ist unterbunden, da das Trenn­ ventil 10 gesperrt ist. Ein parallel zum Trennventil 10 ge­ schaltetes Druckbegrenzungsventil 22 stellt den Druck in der Bremsleitung unterhalb des Trennventils 10 auf einen maxima­ len Wert ein.

Der Startbremsdruck ist erreicht, sobald die jeweils wirk­ same Regelung (ESP, ASR) ein Absenken des Druckes in den Radbremsen einleitet. Die Regelung der Fremdkraftbremsung tritt nun in die eigentliche Regelphase ein, bei der der Druck in den Radbremsen durch Öffnen und Schließen der Ein- und Auslaßventile den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt wird.

Für einige Fremdkraftbremsungen ist es besonders wichtig, daß der Bremsdruck rasch bis zum Startbremsdruck aufgebaut wird, also die Füllphase schnell durchlaufen wird.

Insbesondere in den Fällen, bei denen die Rückförderpumpe 7 als selbstansaugende Pumpe ausgelegt ist, ist bei tiefen Temperaturen eine Erwärmung der Bremsflüssigkeit notwendig, die mittels einer Ansteuerung der Ventilspulen 47 bis 52 er­ folgt.

Die erste Möglichkeit besteht darin, daß in der Startphase des Fahrzeugs (z. B. Unmittelbar im Anschluß an das Anlassen des Motors durch den Fahrer) das Umschaltventil 9 kontinu­ ierlich mit der höchstmöglichen Leistung angesteuert wird, wenn Temperaturinformationen aus einem oder mehreren auf der elektronischen Kontroll-Einheit 55 (ECU) angeordnete Tempe­ ratursensoren 53, 54 oder im Ventilblock eingebrachten Tem­ peratursensoren vorliegen, die mittels einer Plausibili­ tätsprüfung oder anderer Konzepte auf ihren Informationsin­ halt hin überprüft sind. Dieses Umschaltventil wird nach festgestellter bzw. sensierter Temperatur, die eine Viskosi­ tät der Bremsflüssigkeit zur Folge hat, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, über einen vorgegebenen konstanten oder temperatur- oder viskositätsabhängigen Zeit­ raum geöffnet.

Das Trennventil 10 bleibt offen. Der Druck im Hauptbremszy­ linder wird bei einer normalen Bremsung über die Bremslei­ tung zu den Radbremsen 17, 18 und in die Verbindungsleitung 14 geleitet, da die Ventilspule 47 des Umschaltventils 9 von dem elektro-hydraulischen Steuergerät 55 nach einer ersten Heiz- oder Bestromungsstrategie angesteuert ist.

In Fig. 2 ist stellvertretend für nicht in der dargestellten Weise ausgebildete Ventile und Ventilspulen ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Umschaltventils 9 dargestellt. Das Umschaltventil weist ein Ventilgehäuse 32 mit einer Hülse 33 auf. Auf diese Hülse 33 ist die Ventilspule 47 aufgeschoben, deren topfförmiges Joch mit 57 bezeichnet ist. In dieser Hülse sind hintereinander ein Magnetkern 34 sowie der dazu­ gehörige Magnetanker 36 geführt. An der vom Magnetkern 34 abgewandten Stirnseite des Magnetankers 36 befindet sich ein Betätigungsstößel 37 mit einem Ventilschließglied 27, das unter Wirkung einer zwischen dem Magnetanker 36 und dem Ma­ gnetkern 34 eingespannten Feder 35 gegen einen Ventilkörper 23 gepreßt wird.

Das Ventil selbst besteht aus einem Vor- und einem Hauptven­ til und weist dazu zwei hydraulisch parallel geschaltete Durchgänge auf. Der Durchgang 41 des Vorventils ist im Ven­ tilkörper 23 ausgebildet und wird unmittelbar vom Ventil­ schließglied 27 betätigt. Der Durchgang 42 des Hauptventils ist im Ventilgehäuse 32 ausgebildet und wird vom Ventilkör­ per 23 verschlossen, der damit das Ventilschließglied des Hauptventils bildet.

Die Durchgänge führen in eine Einlaßkammer 43, die über Querkanäle 44 im Ventilgehäuse 32 sowie in einem Ventilblock 31 (Hydraulic Control Unit, HCU) mit dem Hauptbremszylinder 3 verbunden ist.

Die Durchgänge führen auf der anderen Seite in eine Aus­ laßkammer 45, die mit einem im Ventilblock 31 angeordneten Querkanal 46 verbunden ist, der wiederum mit der Saugseite der Pumpe 7 in Verbindung steht.

Beim Öffnen des Magnetventils durch Bestromung der Spule 47 wird der Anker 36 gegen die Kraft der Schließfeder 35 ange­ hoben und auf diese Weise der Ventilkörper 27 vom Durchgang 41 angehoben. Über einen nicht gezeichneten Kontaktträger ist die Ventilspule mit dem Steuergerät 55 verbunden elek­ trisch und mechanisch verbunden und kann von diesem entspre­ chend einem Heiz- und Bremsalgorithmus angesteuert werden. Hierzu ist im Steuergerät (ECU) ein Microcontroller angeord­ net, der einen geeigneten Steuer- und Regelalgorithmus abar­ beitet.

Durch die Ansteuerung der Ventilspule 47 des Umschaltventils 9 bewußt für längere Zeiträume, als es für die Regelfunktion notwendig ist oder bewußt in Zeiträumen, in denen es für die Regelfunktion nicht notwendig ist, kann eine bestimmte Wär­ memenge pro Spule erzeugt werden. Die durch den Wicklungswi­ derstand der Ventilspulen erzeugte Heizleistung von 15 Watt bis 30 Watt pro Spule wird durch Wärmestrahlung, Wärmelei­ tung und/oder Wärmekonvektion zur Erwärmung der Bremsflüs­ sigkeit direkt auf den Ventilblock 31 (Pfeile 59), die Ven­ tile 9 bis 12 und 15, 16, den Tandern-Hauptzylinder 3 und/oder indirekt auf die Bremsflüssigkeit 56 übertragen. Durch Wär­ meleitung der indirekt über die Erwärmung des Ventilblocks 31 und/oder der Ventile aufgeheizten Bremsflüssigkeit 56 wird deren Viskosität auch bis in die Ansaugleitungen hinein erniedrigt.

Dabei kann die Heizleistung der Ventilspulen 9 bis 12 und 15, 16 zur Vorheizung der gesamtem Bremshydraulik herangezo­ gen werden, wenn bei tiefen Temperaturen diese Ventilspulen dauerbestromt werden, um damit über die Ventilspulen die elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Jede Ventilspule dient damit einerseits als Schaltglied zur Betätigung, z. B. zum Öffnen oder Schließen der Ventile, und als Wider­ standsheizelement, zum Erzeugen einer Heizleistung für die Erwärmung der Bremsflüssigkeit.

Über die Hülse 33, den Magnetkern 34 bzw. den Magnetanker 36 und den Betätigungsstößel 37 des Ventils und über ein topfartiges Joch 57 der Ventilspule kann in den Hydraulik­ block über seine Ventilaufnahmefläche punktuell, nahezu in jeden Oberflächenbereich, Wärmeenergie eingebracht bzw. ein­ getragen werden. Besonders vorteilhaft wird die Bremsflüs­ sigkeit in direktem Kontakt mit dem Betätigungsstößel 37 er­ wärmt, da dieser aufgrund seiner nur geringen Masse beson­ ders schnell von den Ventilspulen beheizt wird.

Dabei können abhängig vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs verschiedene Ventilspulen angesteuert und damit bestromt werden, um eine mehr oder weniger starke Heizleistung zu er­ reichen. Der variable Wärmeeintrag kann darüber hinaus in besonders kritische Bereiche des Hydraulikblocks, insbeson­ dere in Bereiche mit kleinen Bohrungsdurchmessern, durch An­ steuerung der in der Nähe dieser kritischen Bereiche ange­ ordneten Ventilspulen erfolgen.

Dadurch, daß ein oder mehrere zu Aufheizzwecken angesteuerte Ventilspulen bei üblichen, vom Fahrer ausgeführten Bremsein­ griffen, ohne Regeleingriff des elektro-hydraulischen- Bremssteuergerätes (ABS ASR ESP etc.) bestromt werden und keinen nennenswerten Einfluß auf die Bremswirkung haben, kann auf zusätzliche, eine Heizung darstellende Bauteile verzichtet werden.

Claims (15)

1. Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit elektrisch gesteuerten Hydraulikven­ tilen und einer Hydraulikpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere vorhandene, für hydraulische Steue­ rungsfunktionen notwendige Ventilspulen, zwecks einer elektrischen Beheizung eines oder mehrerer, diese Spulen aufnehmender Träger bewußt für längere Zeiträume, als es für die Regelfunktion notwendig ist und/oder bewußt in Zeiträumen, in denen es für die Regelungsfunktion nicht notwendig ist, angesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere zu Aufheizzwecken angesteuerte Ventil­ spulen bei üblichen Bremseingriffen, ohne Regeleingriff des elektro-hydraulischen-Bremssteuergerätes bestromt werden und keinen nennenswerten Einfluß auf die Brems­ wirkung haben.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspule einem Umschaltventil zugeordnet ist, das in bestromter bzw. angesteuerter Aufheizfunktion die Saugseite der Hydraulikpumpe mit einem Vorratsbehälter verbindet.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilspule(n) eines von zwei Bremskreisen zu Aufheizzwecken angesteuert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskreise eine schwarzweiß Bremskreisaufteilung oder eine diagonale Bremskreisaufteilung aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilspule(n) unterhalb eines Schaltstromes für die Ausführung der hydraulischen Steuerungsfunktion bestromt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein oder mehrere zu Aufheizzwecken an­ gesteuerte Ventilspulen bei üblichen Bremseingriffen, ohne Regeleingriff des elektrohydraulischen Brems­ steuergerätes für die Dauer des Bremseingriffes von der zu Aufheizzwecken durchgeführten Bestromung ausgeschlos­ sen werden, da diese Ventilspulen nennenswerten Einfluß auf das Bremsverhalten haben.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Ansteuerung der zu Heizzwecken verwendeten Ventilspulen temperatur­ abhängig geregelt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Ansteuerung der zu Heizzwecken verwendeten Ventilspulen temperatur­ abhängig gesteuert wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturinformationen aus einem oder mehreren Temperatursensoren eines die Ma­ gnetventile bedienenden Steuergerätes für die Entschei­ dung über Ansteuerzeiten der zu Heizzwecken angesteuer­ ten Magnetspulen gewonnen werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturinformationen eines im Fahrzeug vorhandenen Datenbusses für die Ent­ scheidung über Ansteuerzeiten der zu Heizzwecken ange­ steuerten Magnetspulen genutzt oder mitgenutzt werden.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Meßelemente an zum Bremskreis gehörenden Aggregaten, insbesondere im Ven­ tilblock angeordnete Temperatursensoren, für eine Ent­ scheidung über Ansteuerzeiten der zu Heizzwecken ange­ steuerten Magnetspulen genutzt oder mitgenutzt werden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Ven­ tile mit einer Stromstärke erfolgt, die geeignet ist, das jeweilige Ventil wenn es stromlos geschlossen ist zu öffnen bzw. wenn es stromlos geöffnet ist zu schließen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine gepulste Ansteuerung der Ventile erfolgt, wobei die Pulslänge und die Stromstärke so gewählt wird, daß das bestromte Ventil mechanisch noch nicht geschaltet wird.

15. Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere hy­ draulische Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß in einer elektronischen Verarbeitungseinheit ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 durchge­ führt wird.