DE102006049794B4

DE102006049794B4 - Verfahren zum Abtrocknen einer eine Bremsscheibe und Bremsbeläge umfassenden Betriebsbremse

Info

Publication number: DE102006049794B4
Application number: DE102006049794.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Baechle; Robert Stark; Tobias Scheller; Rainer Schmidt
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-10-21
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2026-10-22
Also published as: DE102006049794A1

Abstract

Verfahren zum Abtrocknen einer eine Bremsscheibe und Bremsbeläge umfassenden Betriebsbremse eines Fahrzeugs, bei der anhand eines Nässesignals eine Abtrocknungsfunktion aktiviert wird, welche die Bremsbeläge derart an die Bremsscheiben anlegt, dass keine merkliche Fahrzeugverzögerung eintritt, wozu der erforderliche Druck zum Trockenwischen durch eine Pumpe (9, 10) der Betriebsbremse bei geöffneter saugseitiger Verbindung (16) zu einem Hauptbremszylinder (3) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener pumpendruckseitiger Verbindung (15) zum Hauptbremszylinder (3) die Pumpe (9, 10) nur für einen kurzen Druckaufbau angesteuert wird und danach der eingestellte Druck bei nicht betätigter Pumpe (9, 10) für die Dauer des Trockenwischens gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Abtrocknen einer eine Bremsscheibe und Bremsbeläge umfassenden Betriebsbremse eines Fahrzeugs, bei der anhand eines Nässesignals eine Abtrocknungsfunktion aktiviert wird, welche die Bremsbeläge derart an die Bremsscheiben anlegt, dass im Wesentlichen keine merkliche Fahrzeugverzögerung eintritt, wozu der erforderliche Druck zum Trockenwischen durch eine Pumpe der Betriebsbremse bei geöffneter saugseitiger Verbindung zu einem Hauptbremszylinder erzeugt wird.
Aus der gattungsbildenden DE 103 36 047 A1 ist es bekannt, den für eine Trockenwischfunktion der Betriebsbremse erforderlichen Bremsdruck mittels eines Staudrucks im hydraulischen System durch Kreisförderung zu erzeugen. Eine Kreisförderung wird durch ein geöffnetes Umschaltventil und ein geöffnetes Trennventil eines Bremskreises erzielt. Um den erforderlichen Staudruck in dem System erzeugen zu können, d. h. um einen von der Pumpe erzeugten Druck im offenen Bremskreis aufzubauen, muss das von der Pumpe in den Bremskreis geförderte Volumen des Fluids größer sein als das Volumen, das über das Trennventil in den Vorratsbehälter abfließt. Um einen Staudruck im Bremskreis aufbauen zu können, muss die Pumpe hier mit hoher Drehzahl angesteuert werden. Der Pumpenlauf beträgt dabei mehrere Sekunden. Das Pumpengeräusch wird im Fahrzeuginnenraum störend wahrgenommen. Die lange Motor-Pumpen-Laufzeit belastet die Komponenten.
Aus der DE 199 19 841 A1 ist ein Verfahren zur Druckmodulation von Bremsdrücken bekannt, bei dem ein Druckaufbau in den Radbremsen bei geöffnetem Schaltventil und geschlossenem Trennventil erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsanlage für eine Säuberungsfunktion, wie z. B. eine Trockenwischfunktion, anzugeben, die einerseits die Wischfunktion geräuschminimiert ausführen kann und andererseits bei aktivierter Trockenwischfunktion die Belastung der hydraulischen Komponenten verringert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhaft wird durch den kurzen Pumpenlauf die Geräuschbelästigung minimiert. Durch die abgesenkte Drehzahl in der Kreisförderung wird das Geräusch ungefähr halbiert. Durch eine Synchronisation mit der Scheibenwischanlage entsprechend der DE 103 22 554 A1 kann eine nahezu vollständige Überdeckung des Pumpengeräuschs erzielt werden. Die Belastung der Komponenten wird reduziert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschreiben.
Es zeigen
1 eine Bremsanlage nach der Erfindung
2 eine Ventil- und Motor-Pumpenansteuerung sowie den Druckverlauf in einem Bremszylinder eines Rads über der Zeit
Die in der 1 in einem Ausschnitt dargestellte, zur Ausführung der Erfindung geeignete Fahrzeugbremsanlage umfasst eine Betätigungseinrichtung 1, die über einen Bremskraftverstärker 2 mit einem Hauptbremszylinder 3 verbunden ist und vorzugsweise als Bremspedal ausgebildet ist.
Der Hauptbremszylinder 3 ist strömungsmäßig mit einem Vorratsbehälter 4 für Hydraulikflüssigkeit verbunden. Er ist vorzugsweise als so genannter Tandemhauptzylinder ausgeführt, bei dem jeweils eine von zwei gekoppelten Druckkammern zur Druckversorgung eines Bremskreises vorgesehen ist. Üblicherweise besteht dabei eine X-Aufteilung der Bremskreise, bei der eine Druckkammer über Leitung 19 die vordere rechte (VR) und die hintere linke (HL) Radbremse 5 versorgt und die andere Druckkammer über Leitung 20 die vordere linke und die hintere rechte Radbremse 5 (nicht dargestellt).
Mit den Radbremsen 5 ist der Hauptbremszylinder 3 über eine Hydraulikeinheit 6 verbunden, die für jeden der beiden Bremskreise in gleicher Weise ausgebildet ist. In der 1 ist daher nur der einem der Bremskreise zugeordnete Teil der Hydraulikeinheit dargestellt.
Die Radbremsen 5 sind dabei über ein stromlos offenes Trennventil 7 mit dem Hauptbremszylinder 3 verbunden, wobei jeder Radbremse 5 zusätzlich ein Einlassventil 8 zugeordnet ist, das ebenfalls stromlos geöffnet ist. Bei einem ausschließlich durch den Fahrer gesteuerten Bremsvorgang wird der von dem Fahrer mittels des Bremskraftverstärkers 2 in dem Hauptbremszylinder 3 aufgebaute Bremsdruck p_THZ, der auch als Vordruck bezeichnet wird, direkt zu den Radbremsen 5 übertragen.
Die dargestellte Bremskraftanlage ermöglicht jedoch ebenfalls einen fremdkraftgesteuerten Aufbau eines Bremsdrucks p_Rad in den Radbremsen 5 mittels der durch den Motor 9 angetriebenen Hydraulikpumpe 10. Zum Druckaufbau wird dabei das Trennventil 7 geschlossen und das stromlos geschlossene Umschaltventil 11 geöffnet, so dass zwischen dem Hauptbremszylinder 3 und der Saugseite der Hydraulikpumpe 10 eine Verbindung entsteht, und der Hauptbremszylinder 3 von der Druckseite der Hydraulikpumpe 10 entkoppelt wird. Die Hydraulikpumpe 10 ist damit in der Lage, Hydraulikflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 3 bzw. dem Vorratsbehälter 4 in die Radbremsen 5 zu fördern, um den Radbremsdruck p_Rad zu erhöhen.
Zur Verringerung des Bremsdrucks p_Rad in den Radbremsen 5 ist jeder Radbremse 5 ein stromlos geschlossenes Auslassventil 12 zugeordnet. Wird das Auslassventil 12 geöffnet, kann Hydraulikflüssigkeit aus der entsprechenden Radbremse 5 mit hoher Dynamik in den Niederdruckspeicher 13 entweichen. Mittels der Hydraulikpumpe 10 kann die Hydraulikflüssigkeit aus dem Niederdruckspeicher 13 dann in den Hauptbremszylinder 3 zurückgefördert werden, wozu das Umschaltventil 11 sowie die Einlassventile 8 geschlossen und das Trennventil 7 geöffnet wird.
Darüber hinaus kann ein in den Radbremsen 5 vorhandener Bremsdruck p_Rad konstant gehalten werden, in dem sowohl das der Radbremse zugeordnete Einlassventil 8 als auch das zugehörige Auslassventil 12 geschlossen werden.
Der von dem Fahrer innerhalb des Hauptbremszylinders 3 eingestellte Bremsdruck p_THZ wird mittels eines Drucksensors 14 gemessen, dessen Signal ein Steuergerät übermittelt werden, welches die Steuerung der Hydraulikeinheit 6 bzw. der enthaltenen Ventile 7, 8, 11 und 12 und des Motors 9 vornimmt.
In der dargestellten Weise ausgeführte Bremsanlagen sind ebenfalls Bestandteil von ESP-Systemen, die bereits in einer Vielzahl von Fahrzeugen eingesetzt werden und dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind. Mit solchen Bremsanlagen lässt sich dabei auch eine Trockenwischfunktion (RBS = Rain Brake Support) realisieren, die Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist.
2 zeigt den für die Trockenwischfunktion bevorzugten Verlauf der Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregates 9, 10, des Trennventils 7 und des Umschaltventils 11 über der Zeit sowie den sich bei dieser Ansteuerung der Hydraulikeinheit 6 einstellenden Bremsdruck in den Rädern 5. Die Signale zur Ansteuerung sind mit 30, 31, 32 bezeichnet, wobei 30 den Verlauf der Ansteuerung des Trennventils 7, 31 den Verlauf der Ansteuerung des Umschaltventils 11 und 32 den Verlauf der Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 9, 10 wiedergibt. Zum Zeitpunkt t₀ wird in einem ersten Verfahrensschritt eine kurze (z. B. über einen Zeitraum von 400 ms) Kreisförderung eingeleitet, indem das stromlos geschlossene Umschaltventil 11 angesteuert und damit geöffnet wird und das stromlos geöffnete Trennventil 7 in diesem Zustand verbleibt. Gleichzeit wird zum Zeitpunkt t₀ auch das Motor-Pumpen-Aggregat 9, 10 angesteuert. Die Pumpe 10 saugt über die geöffnete Verbindung 16, nämlich über Leitung 19, geöffnetes Umschaltventil 11 und Ansaugleitung 17, Fluid aus dem Vorratsbehälter 4 und fördert das Fluid über die Bremsleitung 15 einerseits in den Vorratsbehälter 4 zurück und andererseits über die Einlassventile 8 zu den Radbremsen 5 Der in den Radbremsen sich einstellende Druck beträgt bei dieser Kreisförderung ca. 0,5 bis 1,5 bar, vorzugsweise ca. 1 bar. Durch die Kreisförderung wird ein definierter Zustand in der Pumpe 10 und in den Bremssätteln der Radbremse 5 erzielt. Dabei wird durch Umlaufspülung die Pumpe 10 in einen definierten Ausgangszustand versetzt. Der Spülzyklus sorgt für einen Druckausgleich im Saugbereich der Pumpe und für eine definierte Anfangsdrehzahl der Pumpe für den nachfolgenden Druckaufbau. In den Bremssätteln wird insbesondere das Lüftspiel überwunden. Das Motor-Pumpem-Aggregat 9, 10 wird über eine Puls Weiten Modulation (PWM) angesteuerte. Bei der PWM wird die Leistung des Motors 9 durch schnelles Ein- und Ausschalten erreicht. Dies geschieht bei Frequenzen von 50 Hz. Um die Leistung zu regeln wird jedoch nicht die Frequenz geändert sondern die Zeit, die das Signal innerhalb einer Periode eingeschaltet ist. Die Pumpe 10 läuft mit reduzierter Drehzahl, bevorzugt in einem Bereich zwischen. Die Drehzahl ist so zu wählen das der erzeugte Staudruck gerade ausreicht das Lüftspiel in den Bremszangen der Radbremsen zu überwinden.
Ausgehend von diesem Zustand der Kreislaufförderung des Fluids wird in einem zweiten Schritt durch Schalten des Trennventils 7 von der stromlos offenen Stellung in die geschlossene Stellung und fortgeführter Betätigung der Pumpe 9, 10 zum Zeitpunkt t₁ mit wenigen Pumpenhüben bis zum Erreichen des Zeitpunkts t₂ ein kurzer Druckaufbau p_RAD in den Rädern 5 durchgeführt und damit der gewünschte Bremsdruck für das Trockenwischen eingestellt. Der Bremsdruck p_RAD wird ab dem Zeitpunkt t₂ durch das geschlossene Trennventil 7 und bei stromlos geschlossenem Umschaltventil 11 und nicht betätigtem Motor-Pumpen-Aggregat 9, 10 für die Dauer des Trockenbremsens bis zum Zeitpunkt t₃ gehalten. Als Haltezeit ist eine Dauer von ca. 1 s vorgesehen. Nach der Trockenwischfunktion kann durch Öffnen des Trennventils 7 das Fluid in den Vorratsbehälter 4 abgelassen werden.
Der Vorgang ist kurz und kann zeitgleich mit dem Scheibenwischvorgang entsprechen dem Verfahren in der DE 103 22 554 A1 durchgeführt werden. Das EBS-Geräusch wird dabei durch das Geräusch der Scheibenwischanlage überdeckt.
Durch die erheblich verkürzte Pumpenlaufzeit wird die Belastung der Komponenten reduziert.

Claims

Verfahren zum Abtrocknen einer eine Bremsscheibe und Bremsbeläge umfassenden Betriebsbremse eines Fahrzeugs, bei der anhand eines Nässesignals eine Abtrocknungsfunktion aktiviert wird, welche die Bremsbeläge derart an die Bremsscheiben anlegt, dass keine merkliche Fahrzeugverzögerung eintritt, wozu der erforderliche Druck zum Trockenwischen durch eine Pumpe (9, 10) der Betriebsbremse bei geöffneter saugseitiger Verbindung (16) zu einem Hauptbremszylinder (3) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener pumpendruckseitiger Verbindung (15) zum Hauptbremszylinder (3) die Pumpe (9, 10) nur für einen kurzen Druckaufbau angesteuert wird und danach der eingestellte Druck bei nicht betätigter Pumpe (9, 10) für die Dauer des Trockenwischens gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die pumpendruckseitige Verbindung (15) zum Hauptbremszylinder (3) mittels eines Trennventils (7) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (9, 10) über eine Ansaugleitung (17) mit einem Umschaltventil (11) mit dem Hauptbremszylinder (3) verbunden ist und das Umschaltventil (11) beim Druckaufbau zum Trockenwischen geöffnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Druckaufbau zum Trockenwischen der Betriebsbremse eine kurze Kreisförderung bei geöffnetem Umschaltventil (11) und geöffnetem Trennventil (7) erfolgt, um die Betriebsbremse zu kalibrieren.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisförderung mit geringer Drehzahl der Pumpe (9, 10) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Betriebsbremse über eine vorgegebene Zeit des Trockenwischens bei geschlossenem Trennventil (7) aufrecht gehalten wird.