DE102008001504A1

DE102008001504A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bremsdruckregelung

Info

Publication number: DE102008001504A1
Application number: DE102008001504A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaessmann; Michael Bunk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-11-05
Also published as: FR2930747A1; US20090273229A1; CN101570179A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremskraftregelungssystem für ein Fahrzeug, enthaltend wenigstens ein einem Radbremszylinder zugeordnetes Auslassventil. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass es sich bei dem Auslassventil um ein stetig verstellbares Ventil handelt.

Description

Stand der Technik
Elektronische Stabilitätsregelsysteme wie z. B. ABS- oder ESP-Systeme werden in Zukunft immer mehr zur Serienausstattung von Kraftfahrzeugen gehören. Eine der grundlegenden Anforderungen an ein Regelsystem ist die Verhinderung blockierender Räder durch die ABS-Funktion. Diese stellt die Lenkbarkeit des Fahrzeugs sicher, erhöht die Stabilität des Fahrzeugs durch eine Erhöhung der Seitenführungskräfte und ermöglicht zudem eine Bremswegreduzierung, Die wesentliche Anforderung an die Hydraulik des ABS/ESP-Systems ist hierbei, eine Raddruckmodulation umzusetzen, um den Schlupf der Räder zu kontrollieren.
Mit Beginn einer ABS-Regelung werden die Einlassventile an den einen großen Schlupf ausweisenden Rädern geschlossen, um einen weiteren Druckaufbau zu verhindern. Reicht eine Druckbegrenzung alleine nicht aus, so wird über die Auslassventile (AV) Druck abgebaut, um ein Wiederanlaufen der Räder, d. h. eine Schlupfreduzierung zu erreichen. Die Auslassventile sind hierbei als stromlos geschlossene Schaltventile ausgeführt.
Abhängig von der Elastizität des verbauten Bremssystems stellen sich unterschiedliche Druckabbauten ein, welche über eine Bedrosselung der Auslassventile projektspezifisch angepasst werden müssen. Zudem muss der überlagerte fahrdynamische Regler an diese Druckabbaudynamik angepasst werden. Dies führt zu einer großen Variantenvielfalt.
Weiterhin führt die Ansteuerung der als Schaltventil ausgeprägten Auslassventile zu hörbaren Schaltgeräuschen und in Verbindung mit einer laufenden Rückförderpumpe zu spürbaren Bremspedalmodulationen. Diese Aussagen gelten nicht nur für die beispielhaft dargestellte ABS-Funktion, sondern für alle fahrdynamischen Funktionen, welche auf eine radindividuelle Radbremsdruckreduzierung angewiesen sind.
Aus der DE 102 32 363 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer an einem Ventil eines Bremskreises abfallenden Druckdifferenz bekannt, bei dem

– an das Ventil ein derart gestaltetes Ansteuersignal gelegt wird, dass abrupte Änderungen des Bremsdrucks unterdrückt werden und
– bei dem aus der Kenntnis des Ansteuersignals die am Ventil abfallende hydraulische Druckdifferenz ermittelt wird.

Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 102 32 363 A1 entnommen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Bremskraftregelungssystem für ein Fahrzeug. Es enthält wenigstens ein einem Radbremszylinder zugeordnetes Auslassventil, wobei es sich bei dem Auslassventil um ein stetig verstellbares Ventil handelt. Dadurch werden hörbare Schaltgeräusche eliminiert. Durch einen stetigeren Raddruckverlauf stellt sich in der Folge auch ein konstanterer Volumenstrom zwischen Radbremszylinder und Speicherkammer ein, wodurch Bremspedalmodulationen auf ein Minimum reduziert werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil um ein Magnetventil handelt. Üblicherweise kommen in modernen Personenkraftwagen Magnetventile zum Einsatz.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil um ein lineares Magnetventil handelt. Dies ermöglicht eine präzise Einstellung des Ventilhubs.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil um ein Druckregelventil handelt. Dies ermöglicht eine präzise Einstellung der am Ventil abfallenden Druckdifferenz.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskraftregelungssystem um ein Antiblockiersystem oder um ein Fahrdynamikregelungssystem handelt.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Bremskraftregelung in einem Fahrzeug, wobei zum Druckabbau in wenigstens einem Radbremszylinder ein Auslassventil angesteuert wird. Dabei handelt es sich bei dem Auslassventil um ein stetig verstellbares Ventil.
Die vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung äußern sich auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt.
In 1 ist in schematischer Art und Weise das Bremssystem eines mit einem Fahrdynamikregelungssystem ausgestatteten Fahrzeugs dargestellt. Dieses kann eine ABS-Funktionalität umfassen. Dabei wurden alle für das Verständnis unwesentlichen Teile weggelassen. Es wird beispielhaft 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.
Bevor auf die Vorgänge im Bremssystem eingegangen wird, sollen zuerst 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 der 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 den Auslassventilen 309 und 310 (Saugseite), die Rückförderpumpe 307 liegt zwischen dem Umschaltventil 304 (Förderseite) und den Auslassventilen 313 und 314 (Saugseite).
Kern der Erfindung ist die Ausführung zumindest eines der vier Auslassventile 309, 310, 313 und 314 eines ABS/ESP-Systems als stetig stellbares Ventil und dessen Verwendung für fahrdynamische Funktionen. Somit besteht keine Notwendigkeit mehr, eine projektspezifische Drosselung der Ventile vorzusehen. Zudem kann der Komfort des Systems wesentlich verbessert werden.
Durch eine verbesserte Ansteuerung der Auslassventile, etwa mittels einer LMV- oder Δp-Ansteuerung, können nahezu beliebige Druckstufen ohne zusätzliche Drosselung der Ventile umgesetzt werden. Bei einer LMV-Ansteuerung (LMV = lineares Magnetventil) werden dabei abhängig vom Ansteuerstrom verschiedene Ventilhübe eingestellt, über die eine variable Bedrosselung realisiert werden kann. Mittels der Δp-Ansteuerung wird mittels des Ansteuerstroms direkt die gewünschte Druckstufe bzw. ein gewünschter Druckabfall eingestellt. Auch hier kann gänzlich auf eine projektspezifische Bedrosselung der Auslassventile verzichtet werden. Grundlage für beide Ansteuerarten ist die Stabilität der Ventile über den gesamten Druck- und Durchflussbereich.
In der Folge ermöglicht dies nicht nur die Einsparung der Ventilbedrosselung. Durch die gezielte Ansteuerung der Ventile können wesentlich kleinere Druckabbauten eingestellt werden. Dadurch werden hörbare Schaltgeräusche eliminiert. Durch einen stetigeren Raddruckverlauf stellt sich in der Folge auch ein konstanter Volumenstrom zwischen Radbremszylinder und Speicherkammer ein, wodurch Bremspedalmodulationen auf ein Minimum reduziert werden können.
Anwendungsfälle sind zum Beispiel ABS-Bremsungen auf niedrigem Reibwert, bei denen in der Regel wenig Umgebungsgeräusche vorhanden sind und damit Schaltgeräusche der Auslassventile umso deutlicher wahrnehmbar sind. Weitere Anwendungen sind Teilbremsungen bei Geradeausfahrt und in Kurven, bei denen der Druck einzelner Räder mittels einer elektronischen Bremskraftverteilung moduliert wird, d. h. beeinflusst wird. Da dies, abhängig vom Fahrzeug, bereits bei geringen Druckwerten stattfindet, fehlen maskierende Umgebungsgeräusche wie Fahrtwind oder Reifenquietschen. Kommt es zu einem Druckabbau, dann sind die Schaltgeräusche eines Schaltventils im Fahrzeug wahrnehmbar. Durch die Verwendung eines stetig stellbaren Ventils mit der Möglichkeit, nahezu beliebig kleine Druckabbauten umsetzen zu können, kann die Geräuschentwicklung für diese Funktion nahezu gänzlich unterdrückt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10232363 A1 [0005, 0006]

Claims

Bremskraftregelungssystem (300) für ein Fahrzeug, enthaltend wenigstens ein einem Radbremszylinder zugeordnetes Auslassventil (309, 310, 313, 314), dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil (309, 310, 313, 314) um ein stetig verstellbares Ventil handelt.
Bremskraftregelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil (309, 310, 313, 314) um ein Magnetventil handelt
Bremskraftregelungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil (309, 310, 313, 314) um ein lineares Magnetventil handelt
Bremskraftregelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil (309, 310, 313, 314) um ein Druckregelventil handelt.
Bremskraftregelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskraftregelungssystem (300) um ein Antiblockiersystem oder um ein Fahrdynamikregelungssystem handelt.
Verfahren zur Bremskraftregelung in einem Fahrzeug, wobei zum Druckabbau in wenigstens einem Radbremszylinder ein Auslassventil (309, 310, 313, 314) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Auslassventil (309, 310, 313, 314) um ein stetig verstellbares Ventil handelt.