DE102007047420A1

DE102007047420A1 - Einsatz von Absolutdruckventilen in Fahrdynamikregelsystemen

Info

Publication number: DE102007047420A1
Application number: DE200710047420
Authority: DE
Inventors: Carsten Bodmann; Frank Kneip
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-04-09
Also published as: WO2009043742A1; EP2197716A1; CN101815640A; JP2010540333A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Radschlupfregelung, enthaltend wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil zur Regelung des Drucks in wenigstens einem Radbremszylinder. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass wenigstens eines der Einlassventile oder Auslassventile als Absolutdruckventil ausgebildet ist.

Description

Stand der Technik
Aus der DE 102 37 002 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bremsung wenigstens zweier Fahrzeugräder einer Achse eines Fahrzeugs bekannt, bei dem der Wert des Bremsdrucks im dem ersten Rad zugeordneten Radbremszylinder mit dem Wert des Bremsdrucks im dem zweiten Rad zugeordneten Radbremszylinder verknüpft ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Verknüpfung über die an den jeweiligen Einlassventilen fallenden hydraulischen Druckdifferenzen gegeben ist. Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 102 37 002 A1 entnommen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Radschlupfregelung, enthaltend wenigstens ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil und/oder ein Umschaltventil zur Regelung des Drucks in wenigstens einem Radbremszylinder. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass wenigstens eines der Einlassventile und/oder Auslassventile und/oder Umschaltventile als Absolutdruckventil ausgebildet ist. Dadurch ist eine genauere und weniger toleranzbehaftete Radschlupfregelung möglich.
Die Umschaltventile sind zwischen dem Hauptbremszylinder und den Einlassventilen angeordnet
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung einen vorgegebenen absoluten Druckwert am Eingang oder Ausgang des Ventils einstellt. Dadurch wird ein besonderes einfache Einstellung des Absolutdruckes ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druck um einen hydraulischen Druck handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einlassventile und Auslassventile des Bremskreises als Absolutdruckventile ausgebildet sind. Am Ausgang des Einlassventils und am Eingang des Auslassventils liegt jeweils der im wesentlichen im Radbremszylinder vorherrschende Druck an.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Umschaltventile oder nur die Umschaltventile als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem am Eingang oder Ausgang des Ventils vorherrschenden Druck und dem atmosphärischen Umgebungsdruck einstellt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Radschlupfregelung um eine ABS-Regelung, eine ASR-Regelung oder eine ESP-Regelung handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Absolutdruckventil um ein Magnetventil handelt.
Die Zeichnung besteht aus 1. 1 zeigt die typische Topologie eines zur individuellen Radschlupfregelung geeigneten Bremskreises.
Neben der unvermeidlichen fertigungsbedingten mechanischen Toleranz bzw. Hardwaretoleranz ist das Hauptproblem bei einer Differenzdruckregelung, dass Vor- und Nachdruck des Ventils bekannt sein müssen. Dies ist nicht immer oder nur bedingt der Fall, da bei einer Differenzdruckreglung nur die am Ventil abfallende Druckdifferenz eingestellt wird. Beispielsweise ist der Fahrervordruck bzw. Hauptzylinderdruck in einem elektronischen Bremsregelsystem nur im Rahmen der Drucksensor-Messgenauigkeit und, bedingt durch die Filterung des Messsignals, nur mit Zeitverzug bekannt. In zahlreichen Antiblockiersystemen ist des weiteren kein Drucksensor vorhanden, d. h. der Hauptzylinderdruck kann nur geschätzt werden. Der in den Radbremszylindern herrschende Raddruck wird sowohl bei ABS-Systemen als auch bei Antriebsschlupfregelungssystemen (ASR-Systeme) bzw. Fahrdynamikregelungssystemen (ESP-Systeme) meist nur geschätzt. Beim Einsatz von Raddrucksensoren ist der Raddruck ebenfalls nur im Rahmen der Drucksensor-Messgenauigkeit und, bedingt durch die Filterung des Messsignals, nur mit Zeitverzug bekannt.
Im Falle eines aktiven Druckaufbaus mittels einer Rückförderpumpe unterliegt die Genauigkeit der Kreisdruckschätzung den mechanischen Toleranzen der Pumpe und des hydraulischen Systems. Diese Toleranzen beeinflussen die Druckgenauigkeit und damit die Güte der Regelung. Ziel der Erfindung ist die Eliminierung der Toleranzeinflüsse, abgesehen von der kaum eliminierbaren Hardware-Toleranz der einzelnen Ventile.
In 1 ist in schematischer Art und Weise das Bremssystem eines mit einem Fahrdynamikregelungssystem ausgestatteten Fahrzeugs dargestellt. Dabei wurden alle für das Verständnis unwesentlichen Teile weggelassen. Es wurde ein Bremssystem mit zwei Bremskreisen betrachtet: Bremskreis 1 ist linke Zweig in 1 (er wird auch als Schwimmkreis bezeichnet), der rechte Zweig ist Bremskreis 2 (er wird auch als Stangenkreis bezeichnet). Dabei erstrecke sich der Bremskreis 1 über die Hinterräder und der Bremskreis 2 erstrecke sich über die Vorderräder. Diese Aufteilung wird auch als II-Aufteilung bezeichnet. Selbstverständlich sind auch andere Aufteilungen denkbar.
Zuerst sollen die einzelnen Blöcke kurz vorgestellt werden:

300: Hydraulische Bremsdruckregeleinrichtung
301: Hauptbremszylinder
302: HSV1 (= Hochdruckschaltventil von Bremskreis 1)
303: USV1 (= Umschaltventil von Bremskreis 1)
306: RFP1 (= Rückförderpumpe von Bremskreis 1)
308: EVHL (= Einlassventil hinten links, d. h. an der Bremse des linken Hinterrads)
309: AVHL (= Auslassventil hinten links)
311: EVHR (= Einlassventil hinten rechts)
310: AVHR (= Auslassventil hinten rechts)
316: Radbremse des linken Hinterrades
317: Radbremse des rechten Hinterrades
305: HSV2 (= Hochdruckschaltventil von Bremskreis 2)
304: USV2 (= Umschaltventil von Bremskreis 2)
307: RFP2 (= Rückförderpumpe von Bremskreis 2)
312: EVVL (= Einlassventil vorne links)
313: AVVL (= Auslassventil vorne links)
315: EVVR (= Einlassventil vorne rechts)
314: AVVR (= Auslassventil vorne rechts)
318: Radbremse des linken Vorderrades
319: Radbremse der rechten Vorderrades

Die beiden Rückförderpumpen sind von einem gemeinsamen Motor angetrieben, d. h. sie werden parallel in Betrieb genommen.
Vom Hauptbremszylinder 301 gehen zwei Leitungen zu der Bremsdruckregeleinrichtung 300. Darin erfolgt eine Verzweigung zu den Hochdruckschaltventilen 302 und 305 und zu den Umschaltventilen 303 und 304. Das Hochdruckschaltventil 302 ist mit den Auslassventilen 309 und 310 sowie der Saugseite der Rückförderpumpe 306 verbunden. Das Umschaltventil 303 ist mit den Einlassventilen 308 und 311 sowie der Förderseite der Rückförderpumpe 306 verbunden. Die Ausgangsseite des Einlassventils 308 und die Eingangsseite des Auslassventils 309 sind verbunden mit der Radbremse 316, ebenso das Einlassventil 311 und das Auslassventil 310 mit der Radbremse 317.
Das Hochdruckschaltventil 305 ist mit den Auslassventilen 313 und 314 sowie der Saugseite der Rückförderpumpe 307 verbunden. Das Umschaltventil 304 ist mit den Einlassventilen 312 und 315 sowie der Förderseite der Rückförderpumpe 307 verbunden. Die Ausgangsseite des Einlassventils 312 und die Eingangsseite des Auslassventils 313 sind verbunden mit der Radbremse 318, ebenso das Einlassventil 315 und das Auslassventil 314 mit der Radbremse 319.
Die Rückförderpumpe 306 liegt zwischen dem Umschaltventil 303 (Förderseite) und dem Auslassventil 310 (Saugseite), die Rückförderpumpe 307 liegt zwischen dem Umschaltventil 304 (Förderseite) und dem Auslassventil 313 (Saugseite).
Erfindungsgemäß sind einige oder alle der Einlassventile, Auslassventile und Umschaltventile als Absolutdruckventile ausgeprägt. Während bei einem Differenzdruckventil die am Ventil abfallende Druckdifferenz, d. h. die Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang des Ventils, über die Ansteuerung eingestellt wird, wird bei einem Absolutdruckventil über die Ansteuerung der am Eingang des Ventils anliegende Druck eingestellt, d. h. es wird die Druckdifferenz zwischen dem Eingang des Ventils und der Fahrzeugumgebung (Atmosphärendruck) eingestellt. Dadurch erübrigt sich eine aufwendige Abschätzung der an den einzelnen Teilen des Hydraulikkreises herrschenden Drücke mittels eines Hydraulikmodells, d. h. die Toleranzkette wird reduziert.
Als Beispiel für die reduzierte Toleranzkette wird der Druck in einem Radbremszylinder betrachtet. In einem typischen Fahrdynamikregelungssystem wird der am Ausgang des Hauptbremszylinders herrschende Vordruck mittels eines Drucksensors gemessen. Dieser Messwert ist mit einem Messfehler behaftet. Durch das Umschaltventil USV1 bzw. USV2 wird der Kreisdruck bei fördernder Pumpe um die am Umschaltventil auftretende Druckdifferenz erhöht. Diese auftretende Druckdifferenz ist erneut nicht exakt bekannt, es gehen beispielsweise mechanische Toleranzen des Umschaltventils und der Pumpe in diese Druckdifferenz ein. Am Einlassventil findet erneut ein toleranzbehafteter Druckabfall statt. Durch mehrere Toleranzeinflüsse ist dadurch der im Radbremszylinder herrschende Raddruck nur ungenau bestimmbar. Durch den Einsatz von Absolutdruckventilen ergeben sich die folgenden Vorteile:

– die Differenzdruckabhängigkeit wird eliminiert
– die Toleranzkette wird deutlich reduziert
– die Druckstelltoleranz reduziert sich auf die Hardware-Toleranz eines Ventils
– eine ABS-Funktionalität kann in einem ABS- und einem ESP-Steuergerät identisch realisiert werden. Durch den Einsatz von Absolutdruckventilen ist es nicht relevant, wie groß der Vordruck am Einlassventil exakt ist und wie er gebildet bzw. ermittelt wird. Es ist lediglich relevant, dass der Druck vor dem Einlassventil größer ist als der nach dem Einlassventil.
– der Vordrucksensor kann deutlich vereinfacht werden bzw. sogar entfallen
– die bei einem Differenzdruckventil vom Differenzdruck abhängige Hardware-Toleranz kann auf eine von Absolutdruck abhängige Hardware-Toleranz reduziert werden. Dies ist insbesondere von Vorteil bei großen Druckdifferenzen, beispielsweise bei einem hohen Vordruck und einem kleinen Raddruck.
– die erlaubte Hardware-Toleranz des Umschaltventils kann ggf. aufgeweitet werden, da für den Raddruck das Einlassventil bzw. das Auslassventil die entscheidendere Rolle spielen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10237002 A1 [0001, 0001]

Claims

Vorrichtung zur Durchführung einer Radschlupfregelung (300), enthaltend – wenigstens ein Einlassventil (308, 310, 312, 314) und/oder ein Auslassventil (309, 311, 313, 315) und/oder ein Umschaltventil (303, 304) zur Regelung des Drucks in wenigstens einem Radbremszylinder, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Einlassventile (308, 310, 312, 314) und/oder der Auslassventile (309, 311, 313, 315) und/oder der Umschaltventile (303, 304) als Absolutdruckventil ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung einen vorgegebenen Druckwert am Eingang oder Ausgang des Ventils einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druck um einen hydraulischen Druck handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einlassventile (308, 310, 312, 314) und Auslassventile (309, 311, 313, 315) des Bremskreises als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Umschaltventile (303, 304) als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Umschaltventile (303, 304) als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem am Eingang oder Ausgang des Ventils vorherrschenden Druck und dem atmosphärischen Umgebungsdruck einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Radschlupfregelung um eine ABS-Regelung, eine ASR-Regelung oder eine ESP-Regelung handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Absolutdruckventil um ein Magnetventil handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (303, 304) zwischen dem Hauptbremszylinder (301) und dem Einlassventil (308, 310, 312, 314) angeordnet ist.