DE102006058996B4

DE102006058996B4 - Verfahren zur Ansteuerung von analog angesteuerten hydraulischen Einlassventilen

Info

Publication number: DE102006058996B4
Application number: DE102006058996.3A
Authority: DE
Inventors: Mirco Loos; Jochen Zimmermann; Klaus Schiffner
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: DE102006058996A1

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils (3, 4) eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge mit zwei Bremskreisen (I, II), wobei jedem Bremskreis (I, II) zwei Radbremsen (10, 11), eine hydraulische Pumpe (16), ein Niederdruckspeicher (20), ein Trennventil (1) und ein elektrisches Umschaltventil (7) zugeordnet sind und wobei ein Bremsdruck über das Einlassventil (3, 4) zu einer Radbremse (10, 11) gelangt und über ein Auslassventil (5, 6) aus der Radbremse (10, 11) in einen Niederdruckspeicher (20) leitbar ist, wobei das analog angesteuerte Einlassventil (3, 4) zum Schließen bestromt wird und zum Öffnen der dem Einlassventil (3, 4) zugeführte Ventilstrom (Iist) auf einen Zielwert (I0) reduziert wird, der einem bestimmten Öffnungsgrad des Einlassventils (3, 4) entspricht, sodass ein definierter Volumenstrom an Druckmittel pro Zeiteinheit das Einlassventil (3, 4) zu durchströmen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einlassventil (3, 4) während der Reduzierung des Ventilstroms (Iist) auf den Zielwert (I0) ein hydraulischer Druckpuls zugeführt wird, um ein Öffnen des Einlassventils (3, 4) zu unterstützen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge mit zwei Bremskreisen, wobei jedem Bremskreis zwei Radbremsen, eine hydraulische Pumpe, ein Niederdruckspeicher, ein Trennventil und ein elektrisches Umschaltventil zugeordnet sind und wobei ein Bremsdruck über das Einlassventil zu einer Radbremse gelangt und über ein Auslassventil aus der Radbremse in einen Niederdruckspeicher leitbar ist, wobei das analog angesteuerte Einlassventil zum Schließen bestromt wird und zum Öffnen der dem Einlassventil zugeführte Ventilstrom auf einen Zielwert reduziert wird, der einem bestimmten Öffnungsgrad des Einlassventils entspricht, sodass ein definierter Volumenstrom an Druckmittel pro Zeiteinheit das Einlassventil zu durchströmen vermag.
Bei Bremssystemen mit Blockierschutzregelungen ABS oder elektronischen Stabilitätsprogrammen ESP werden vermehrt analogisierte Ventile zur Regelung der Hydraulikflüssigkeit eingesetzt. Dabei wird der in die Radbremsen eingesteuerte hydraulische Druck durch die Ansteuerung der analogisierten Einlassventile geregelt. Dabei wird dem Einlassventil ein Ventilstrom zugeführt, der geringfügig unter der Öffnungsstromkennlinie liegt, sodass das Einlassventil um einen bestimmten Grad öffnet. Bei einer Verschiebung der Öffnungsstromkennlinie können zu hohe Ventilströme berechnet werden, die geringfügig größer sind als der Öffnungsstrom. Dies führt dazu, dass das Ventil nicht mehr öffnet.
Ein Verfahren zur Erkennung des Öffnungspunktes des Ventils, insbesondere zur Bestimmung der Druckverhältnisse aus dem Stromverlauf des Ventilansteuerstromes, geht aus der EP 813 481 B1 hervor.
Aus der DE 100 53 606 A1 ist ein Verfahren zum Regeln eines Magnetventils bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass eine Ventilöffnungszeit und ein Druck über dem Ventil vorgegeben wird und dass eine Ventilansteuerzeit aus der vorgegebenen Ventilöffnungszeit und dem Druck über dem Ventil bestimmt wird. Die eben beschriebene Problemstellung wird jedoch nicht gelöst.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Ansteuern von analogisierten Einlassventilen, zu entwickeln, das einen zuverlässigen Betrieb der Einlassventile ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass dem Einlassventil während der Reduzierung des Ventilstroms auf den Zielwert ein hydraulischer Druckpuls zugeführt wird, um ein Öffnen des Einlassventils zu unterstützen.
Dabei wird der hydraulische Druckpuls von der hydraulischen Pumpe bei gleichzeitig geschlossenem Trennventil erzeugt.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Trennventil während des hydraulischen Druckpulses als Druckbegrenzungsventil wirkt. Dabei wird das Trennventil mit einem Schließstrom derart angesteuert, sodass das Trennventil bei einem hydraulischen Druckpuls, dessen maximaler Druckwert unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, geschlossen bleibt und andernfalls öffnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung mit analog ansteuerbaren Einlassventilen zeigt, an der das vorliegende Verfahren durchführbar ist.
Ein Schaltplan der Fahrzeugbremsanlage, an der das vorliegende Verfahren durchführbar ist, ist in 1 dargestellt. Die Fahrzeugbremsanlage weist zwei Bremskreise I, II auf, wobei in 1 lediglich der erste Bremskreis I dargestellt ist. Der zweite Bremskreis II ist im Wesentlichen symmetrisch, weshalb auf die Darstellung und Beschreibung des zweiten Bremskreises II verzichtet wird. Jeder Bremskreis weist zwei hydraulisch betätigbare Radbremsen 10, 11, –, – auf, die mit Hilfe eines pedalbetätigten Druckgebers 14, der als Vakuum-Bremskraftverstärker ausgebildet ist und dem ein Hauptzylinder 21 nachgeschaltet ist, mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt. Zur Beaufschlagung der hydraulischen Radbremsen 10, 11 mit einem Druck sind die hydraulisch betätigbaren Radbremsen 10, 11 unter Zwischenschaltung von Einlassventilen 3, 4 über eine Hydraulikleitung 9 mit dem Hauptzylinder 21 verbunden. Bei einem Druckabbau wird das eingesteuerte Druckmittel über einem Druckabbau wird das eingesteuerte Druckmittel über Auslassventile 5, 6 in einen Niederdruckspeicher 20 abgelassen. Zur Ermittlung des eingesteuerten hydraulischen Drucks ist ein Drucksensor 13 in der vom Hauptzylinder 21 ausgehenden hydraulischen Leitung 17 vorgesehen.
Ausgehend vom pedalbetätigbaren Druckgeber 14 mit nachgeschaltetem Hauptbremszylinder 21 ist stromabwärts ein Trennventil 1 und ein elektrisches Umschaltventil 7 angeordnet. Das Trennventil 1 ist ein analog regelbares stromlos offenes SO-Ventil und wird für alle Regelungen während eines aktiven Druckaufbaus durch eine hydraulische Pumpe 16 benötigt. Das Trennventil 1 wird in diesen aktiven Druckaufbauphasen durch die hydraulische Pumpen 16 geschlossen, damit der Druckaufbau nicht in den Hauptbremszylinder 21 eingesteuert wird. Das elektrische Umschaltventil 7 – kurz auch EUV genannt – ist ein stromlos geschlossenes SG-Ventil, das eine Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 21 und der Saugseite der Pumpe 16 herstellt oder unterbricht. Im angesteuerten Zustand ist das elektrische Umschaltventil 7 offen und die Pumpe 16 kann Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder 21 bzw. aus einem mit dem Hauptzylinder 21 verbundenen drucklosen Druckmittelvorratsbehälter 22 ansaugen und beispielsweise für eine Antriebsschlupfregelung zur Verfügung stellen.
Der in die Radbremsen 10, 11 eingesteuerte hydraulische Druck wird durch die Ansteuerung der analogisierten Einlassventile 3, 4 geregelt. Grundsätzlich werden die Einlassventile 3, 4 zum Schließen bestromt und zum Öffnen wird der den Einlassventilen 3, 4 zugeführte Ventilstrom I_ist auf einen Zielwert I₀ reduziert, der einem bestimmten Öffnungsgrad des Einlassventils 3, 4 entspricht und einen definierten Volumenstrom an Druckmittel pro Zeiteinheit durch das Einlassventil 3, 4 strömen lässt. Der Strom bei dem das analogisierte Einlassventil 3, 4 öffnet, ist jedoch stark von der am Einlassventil 3, 4 anliegenden Druckdifferenz abhängig. Um die Einlassventile 3, 4 regeln zu können, ist es notwendig, diesen Stromwert zu bestimmen, der auch als ”Öffnungspunkt” bezeichnet wird. Zur Bestimmung des Öffnungspunktes der Einlassventile 3, 4 ist die Kenntnis des Druckwertes in der jeweiligen Radbremse 10, 11 und des Druckwertes des Hauptzylinders 21 notwendig. Da bei der vorliegenden Bremsanlage lediglich der Druck bekannt ist, der mittels des Drucksensors 13 erfasst wird, wird der Druckwert in den Radbremsen 10, 11 durch ein Modell berechnet. Aufgrund einer fehlerhaften Modellbildung kann es zu einer fehlerhaften Berechnung der Druckwerte kommen, was zu einer falschen Ansteuerung der Einlassventile 3, 4 führt.
Ein weiteres Problem ist, dass im Bereich kleiner Druckaufbaugradienten den Einlassventilen 3, 4 ein Ventilstrom I_ist zugeführt wird, der geringfügig unter der Öffnungsstromkennlinie liegt, sodass das Einlassventil 3, 4 um einen kleinen Betrag öffnet und ein Druckaufbau mit einem geringen Druckaufbaugradienten in den Radbremsen 10, 11 durchgeführt wird. Bei einer Verschiebung der Öffnungsstromkennlinie können zu hohe Ventilströme berechnet werden, die geringfügig größer sind als der Öffnungsstrom. Dies führt dazu, dass die Einlassventile 3, 4 nicht mehr öffnen.
Das vorliegende Verfahren sieht daher vor, dass den Einlassventilen 3, 4 während der Reduzierung des Ventilstroms I_ist auf den Zielwert I₀ ein hydraulischer Druckpuls zugeführt wird, um ein Öffnen des Einlassventils 3, 4 zu unterstützen. Da der Ventilstrom I_ist nur geringfügig über dem Öffnungsstromwert liegt, reicht ein kurzer Kraftimpuls aus, um den Ventilstößel des Einlassventils 3, 4 anzuheben. Ist das Einlassventil 3, 4 einmal geöffnet, bleibt es aufgrund der Strömungsdynamik des durchströmenden Druckmittels offen.
Der eben beschriebene Kraftimpuls, also der hydraulische Druckpuls wird von der hydraulischen Pumpe 16 bei gleichzeitig geschlossenem Trennventil 1 erzeugt. Bei normalen Blockierschutzregelungen wird der hydraulische Druck in den Radbremsen 10, 11 ausschließlich durch die Ansteuerung der analogen Einlassventile 3, 4 und der digitalen Auslassventile 5, 6 realisiert. Das Trennventil 1 wird dagegen nicht eingesetzt. Wird das Trennventil 1 dagegen geschlossen, so werden die Pulse der hydraulischen Pumpe 16 nicht an das Bremspedal 2 durchgegeben, sondern es entsteht ein kurzer Druckpuls, der auf die Einlassventile 3, 4 und auf das Trennventil 1 wirkt. Dieser Druckpuls unterstützt das Öffnen der Einlassventile.
Allerdings darf der beschriebene Druckpuls zur Unterstützung des Öffnens der Einlassventile 3, 4 nicht zu groß sein, da sonst ein aktiver Druckaufbau in den Radbremsen 10, 11 auftritt. Aus diesem Grund wirkt das Trennventil 1 während des hydraulischen Druckpulses als Druckbegrenzungsventil. Zu diesem Zweck wird das Trennventil 1 mit einem geringen Schließstrom angesteuert, sodass das Trennventil 1 bei einem zu großen hydraulischen Druckpuls öffnet. Wird beispielsweise das Trennventil 1 zur Druckbegrenzung mit einem geringen Schließstrom angesteuert, der das Trennventil 1 bis zu einem Druckwert von 5 bar geschlossen hält, erfolgt die Druckreduzierung bei einem Druckpuls größer als 5 bar durch das Trennventil 1. Es entsteht also nicht die Gefahr eines aktiven Druckaufbaus in den Radbremsen 10, 11.
Außer dass der beschriebene Druckpuls ein Öffnen der Einlassventile 3, 4 unterstützt, wird durch die beschriebene Trennventilansteuerung der Durchgriff von Druckpulsen der hydraulischen Pumpe 16 während einer Blockierschutzregelung auf das Bremspedal 3 reduziert und eine Komfortverbesserung am Bremspedal 3 erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Trennventil
2: Bremspedal
3: Einlassventil
4: Einlassventil
5: Auslassventil
6: Auslassventil
7: elektrisches Umschaltventil 8
9: hydraulische Leitung
10: Radbremse
11: Radbremse
12
13: Drucksensor
14: pedalbetätigbarer Bremsdruckgeber
15
16: hydraulische Pumpe
17: Raddrehzahlsensor
18: Raddrehzahlsensor
19
20: Niederdruckspeicher
21: Hauptzylinder
22: Druckmittelvorratsbehälter

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils (3, 4) eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge mit zwei Bremskreisen (I, II), wobei jedem Bremskreis (I, II) zwei Radbremsen (10, 11), eine hydraulische Pumpe (16), ein Niederdruckspeicher (20), ein Trennventil (1) und ein elektrisches Umschaltventil (7) zugeordnet sind und wobei ein Bremsdruck über das Einlassventil (3, 4) zu einer Radbremse (10, 11) gelangt und über ein Auslassventil (5, 6) aus der Radbremse (10, 11) in einen Niederdruckspeicher (20) leitbar ist, wobei das analog angesteuerte Einlassventil (3, 4) zum Schließen bestromt wird und zum Öffnen der dem Einlassventil (3, 4) zugeführte Ventilstrom (I_ist) auf einen Zielwert (I₀) reduziert wird, der einem bestimmten Öffnungsgrad des Einlassventils (3, 4) entspricht, sodass ein definierter Volumenstrom an Druckmittel pro Zeiteinheit das Einlassventil (3, 4) zu durchströmen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einlassventil (3, 4) während der Reduzierung des Ventilstroms (I_ist) auf den Zielwert (I₀) ein hydraulischer Druckpuls zugeführt wird, um ein Öffnen des Einlassventils (3, 4) zu unterstützen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Druckpuls von der hydraulischen Pumpe (16) bei gleichzeitig geschlossenem Trennventil (1) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (1) während des hydraulischen Druckpulses als Druckbegrenzungsventil wirkt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (1) mit einem Schließstrom derart angesteuert wird, sodass das Trennventil (1) bei einem hydraulischen Druckpuls, dessen maximaler Druckwert unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, geschlossen bleibt und andernfalls öffnet.