DE102008012353A1

DE102008012353A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Umschaltventils

Info

Publication number: DE102008012353A1
Application number: DE102008012353A
Authority: DE
Inventors: Michael Reichert; Raphael Oliveira; Michael Kunz; Frank Kneip
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2009-09-10
Also published as: EP2252488A1; US20110148186A1; KR20100123706A; WO2009109254A1; CN101965283A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung des Umschaltventils eines zum fahrerunabhängigen Bremsdruckaufbau ausgestalteten Bremskreises im Rahmen einer Fahrzeugstillstandshaltefunktion, bei dem - der Stillstand des Fahrzeugs detektiert wird und so lange der Fahrer die Bremse während des Stillstands betätigt, - während einer ersten Phase gesteuert und - während einer anschließenden zweiten Phase das Umschaltventil mit einer zweiten Stromstärke angesteuert wird, - wobei die erste Stromstärke so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei dieser Stromstärke gerade noch schließt, und - wobei die zweite Stromstärke so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei dieser Stromstärke sicher geschlossen ist.

Description

Stand der Technik
Die Hillhold-Control-Funktion (HHC) ist mittlerweile in zahlreichen ESP-Systemen vorhanden (ESP = „Electronic Stability Program”). Diese Funktion erleichtert das Anfahren am Berg. Dazu wird der Druck nach dem Lösen der Bremse noch für bis zu ca. 2 s gehalten. Der Fahrer kann während dieses Zeitintervalls einen rückrollfreien Anfahrvorgang durchführen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung des Umschaltventils eines zum fahrerunabhängigen Bremsdruckaufbau ausgestalteten Bremskreises im Rahmen einer Fahrzeugstillstandshaltefunktion, bei dem

– der Stillstand des Fahrzeugs detektiert wird und solange der Fahrer die Bremse während des Stillstands betätigt,
– während einer ersten Phase das Umschaltventil mit einer ersten, von Null verschiedenen, Stromstärke angesteuert wird und
– während einer anschließenden zweiten Phase das Umschaltventil mit einer zweiten, von Null verschiedenen und zur ersten Stromstärke unterschiedlichen, zweiten Stromstärke angesteuert wird,

Damit ist es möglich, auf eine energiesparende und damit thermisch unkritische Art und Weise eine Hillholdfunktion zu realisieren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass

– die erste Stromstärke so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei dieser Stromstärke gerade noch schließt und
– die zweite Stromstärke so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei dieser Stromstärke sicher geschlossen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,

– dass es sich bei dem Umschaltventil um ein stromlos offenes Ventil handelt und
– dass die zweite Stromstärke größer als die erste Stromstärke ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang in die zweite Phase dann stattfindet, wenn der Fahrer die Intensität der Bremsbetätigung reduziert.
Durch die Reduktion der Bremsbetätigung baut sich am USV eine Druckdifferenz auf. Durch den Übergang in die zweite Phase wird sichergestellt, dass das USV auch gegenüber dieser Druckdifferenz geschlossen bleibt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromstärke so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei einer vorgegebenen, daran anliegenden Druckdifferenz gerade noch schließt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vorgegebenen Druckdifferenz um eine kleine Druckdifferenz handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vorgegebenen Druckdifferenz um eine Druckdifferenz zwischen 2 und 8 bar, insbesondere 5 bar, handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskreis um einen hydraulischen Bremskreis handelt.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ansteuerung des Umschaltventils eines zum fahrerunabhängigen Bremsdruckaufbau ausgestalteten Bremskreises im Rahmen einer Fahrzeugstillstandshaltefunktion, enthaltend

– Stillstandsdetektionsmittel mittels derer der Stillstand des Fahrzeugs detektiert wird,
– Bremsbetätigungsdetektionsmittel, mittels derer die Betätigung der Bremse durch den Fahrer detektiert wird
– Bestromungsmittel, mittels derer eine Bestromung des Umschaltventils erfolgt, wobei die Bestromungsmittel derart ausgestaltet sind, dass solange der Fahrer die Bremse während des Stillstands betätigt,
– während einer ersten Phase das Umschaltventil mit einer ersten, von Null verschiedenen, Stromstärke angesteuert wird und
– während einer anschließenden zweiten Phase das Umschaltventil mit einer zweiten, von Null verschiedenen und zur ersten Stromstärke unterschiedlichen, zweiten Stromstärke angesteuert wird,

Die vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens äußern sich selbstverständlich auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt.
Die Zeichnung umfasst die 1 bis 5.
1 zeigt den topologischen Aufbau eines für eine Hillholdfunktion geeigneten Bremskreises.
2 zeigt den zeitlichen Verlauf verschiedener Größen in einer ersten Ausführungsform für die Ansteuerung des Umschaltventils (USV).
3 zeigt den zeitlichen Verlauf verschiedener Größen in einer zweiten Ausführungsform für die Ansteuerung des Umschaltventils (USV).
4 zeigt den zeitlichen Verlauf verschiedener Größen in einer dritten Ausführungsform für die Ansteuerung des Umschaltventils (USV).
5 zeigt in einem Flussdiagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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.
(Details hierzu finden sich beispielsweise in „Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, ISBN-Nr. 3-528-03876-4, S. 654–655)
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 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 des 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).
In einer ersten Ausführungsform werden die Umschaltventile 303 und 304 mit dem geforderten Sollstrom geschlossen, sobald das Fahrzeug im Stillstand ist und der Fahrer das Bremspedal betätigt.
In 2 ist in Abszissenrichtung die Zeit t aufgetragen. Dabei werden die Umschaltventile mit dem erforderlichen Sollstrom iUSV geschlossen, sobald das Fahrzeug im Stillstand ist (v_Fzg = 0) und der Fahrer das Bremspedal betätigt. Nach der Entbremsung durch den Fahrer wird das USV noch bis zu 2 Sekunden nachbestromt, dies führt zum Zeitverzug zwischen der abfallenden Flanke von p_HZ (p_HZ ist der hydraulische Druck im Hauptbremszylinder) und der abfallenden Flanke von p_Rad (p_Rad ist der hydraulische Druck im Radbremszylinder). Diese Ausprägung der Funktion vermeidet das Rückrollen des Fahrzeugs komplett und ist sehr komfortabel. Nachteilig wirkt sich hier hingegen die unter Umständen sehr lange Bestromung der Umschaltventile aus, was zu thermischen Problemen und damit notwendigen aufwendigen Wärmeabfuhrmaßnahmen führen kann.
Eine weitere Ausprägung der Funktion schließt die USV-Ventile erst beim Entbremsen durch den Fahrer. Dies ist in 3 dargestellt. Durch die USV-Schaltzeiten kann es aber zu einem Druckverlust delta_p kommen, der dann zu einem kurzen, aber unkomfortablen Zurückrollen des Fahrzeugs während des Anfahrorgangs führen kann. Vorteilhaft sind die minimalen thermischen Anforderungen der Lösung, da die Ventile für maximal 2 Sekunden bestromt werden.
Ähnlich der erstgenannten Ausprägung wird gemäß 4 vorgeschlagen, das Umschaltventil im Fahrzeugstillstand sofort zu schließen. Im Unterschied zur erstgenannten Ausprägung wird das USV aber nur mit einem Minimalstrom iUSV1 bestromt, damit das USV drucklos geschlossen ist. Der Minimalstrom kann dabei so gewählt werden, dass das Ventil z. B. gegen einen Differenzdruck von 5 bar gerade noch geschlossen bleibt. Dies ist ausreichend, da in dem Zustand „Fahrer bremst im Stillstand” über dem USV kein Druckabfall vorhanden ist. Erst wenn der Fahrer entbremst, wird der Strom auf den notwendigen Sollstrom iUSV2 zum Druckhalten gestellt.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 5 dargestellt. Nach dem Start in Block 500 wird in Block 501 abgefragt, ob der Fahrer die Bremse betätigt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass überprüft wird, ob der Bremsdruck im Hauptbremszylinder einen Schwellenwert überschreitet. Lautet die Antwort „nein” (in 5 stets mit „n” gekennzeichnet), dann wird zu Block 500 zurückverzweigt.
Lautet die Antwort „ja” (in 5 stets mit „y” gekennzeichnet), dann wird anschließend in Block 502 abgefragt, ob sich das Fahrzeug im Stillstand befindet. Lautet die Antwort „nein”, dann wird zu Block 500 zurückverzweigt.
Lautet die Antwort „ja”, dann wird anschließend in Block 503 das Umschaltventil mit einer ersten Stromstärke iUSV1 angesteuert.
Anschließend wird in Block 504 abgefragt, ob der Fahrer die Intensität der Bremspedalbetätigung reduziert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass überprüft wird, ob eine negative Änderung des Bremsdrucks im Hauptbremszylinder vorliegt. Lautet die Antwort „nein”, dann wird zu Block 503 zurückverzweigt.
Lautet die Antwort „ja”, dann wird anschließend in Block 505 das Umschaltventil mit einer zweiten Stromstärke iUSV2 angesteuert. Die zweite Stromstärke ist dabei so gewählt, dass das USV hier stärker bzw. sicherer schließt als bei der ersten Stromstärke.
In Block 506 endet das erfindungsgemäße Verfahren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, ISBN-Nr. 3-528-03876-4, S. 654–655 [0022]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung des Umschaltventils eines zum fahrerunabhängigen Bremsdruckaufbau ausgestalteten Bremskreises im Rahmen einer Fahrzeugstillstandshaltefunktion, bei dem – der Stillstand des Fahrzeugs detektiert wird (502) und solange der Fahrer die Bremse während des Stillstands betätigt (501), – während einer ersten Phase das Umschaltventil mit einer ersten, von Null verschiedenen, Stromstärke (iUSV1) angesteuert wird (503) und – während einer anschließenden zweiten Phase das Umschaltventil mit einer zweiten, von Null verschiedenen und zur ersten Stromstärke (iUSV1) unterschiedlichen, zweiten Stromstärke (iUSV2) angesteuert wird (505),
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Stromstärke (iUSV1) so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei dieser Stromstärke gerade noch schließt und – die zweite Stromstärke (iUSV2) so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei dieser Stromstärke sicher geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, – dass es sich bei dem Umschaltventil um ein stromlos offenes Ventil handelt und – dass die zweite Stromstärke (iUSV2) größer als die erste Stromstärke (iUSV1) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang in die zweite Phase dann stattfindet, wenn der Fahrer die Intensität der Bremsbetätigung reduziert (504).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromstärke (iUSV1) so gewählt ist, dass das Umschaltventil bei einer vorgegebenen, daran anliegenden Druckdifferenz gerade schließt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vorgegebenen Druckdifferenz um eine kleine Druckdifferenz handelt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vorgegebenen Druckdifferenz um eine Druckdifferenz zwischen 2 und 8 bar, insbesondere 5 bar, handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskreis um einen hydraulischen Bremskreis handelt.
Vorrichtung zur Ansteuerung des Umschaltventils eines zum fahrerunabhängigen Bremsdruckaufbau ausgestalteten Bremskreises im Rahmen einer Fahrzeugstillstandshaltefunktion, enthaltend – Stillstandsdetektionsmittel mittels derer der Stillstand des Fahrzeugs detektiert wird, – Bremsbetätigungsdetektionsmittel, mittels derer die Betätigung der Bremse durch den Fahrer detektiert wird, – Bestromungsmittel, mittels derer eine Bestromung des Umschaltventils erfolgt, wobei die Bestromungsmittel derart ausgestaltet sind, dass solange der Fahrer die Bremse während des Stillstands betätigt, – während einer ersten Phase das Umschaltventil mit einer ersten, von Null verschiedenen, Stromstärke (iUSV1) angesteuert wird (503) und – während einer anschließenden zweiten Phase das Umschaltventil mit einer zweiten, von Null verschiedenen und zur ersten Stromstärke (iUSV1) unterschiedlichen, zweiten Stromstärke (iUSV2) angesteuert wird (505),