DE102010002240A1

DE102010002240A1 - Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102010002240A1
Application number: DE102010002240A
Authority: DE
Inventors: Rainer Brueggemann; Philipp Frueh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP5754975B2; DE102010002240B4; US20110204709A1; JP2011173587A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren für solche Bremsanlagen ausgelegt ist, die für die Radbremsen der Vorder- und Hinterachse jeweils einen separaten Bremskreis (I, II) mit jeweils einer Rückförderpumpe (6a, 6b) aufweisen, wobei mehrere der Rückförderpumpen (6a, 6b) von einem gemeinsamen Motor (12) angetrieben werden. Um die Radstillstandszeit wenigstens eines Rades bei einer ABS-Regelung zu verringern, wird vorgeschlagen, ein zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und der Ansaugseite der Rückförderpumpe (6a) des Hinterachs-Bremskreises (I) angeordnetes Ventil (4a) wenigstens teilweise zu öffnen, so dass sich der an der Rückförderpumpe (6a) des Hinterachs-Bremskreises (I) anliegende Differenzdruck verringert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Fahrzeuge mit ABS-Regelung umfassen üblicherweise Rad-Drehzahlsensoren, mit denen die Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen und der Radschlupf an den einzelnen Rädern überwacht wird. Sobald an einem der Räder ein erhöhter Radschlupf auftritt, wird der an der Radbremse herrschende Bremsdruck abgebaut, indem das zugehörige Einlassventil geschlossen und das Auslassventil geöffnet wird. Die Bremsflüssigkeit strömt dann aus der Radbremse über das Auslassventil in eine Speicherkammer und wird von dort mittels einer Rückförderpumpe in Richtung des Hauptbremszylinders zurückgefördert. Die Rückförderpumpe muss dabei die Bremsflüssigkeit von einem niedrigen Druck in der Speicherkammer gegen einen hohen Druck vom Hauptbremszylinder fördern. Dies wird im Folgenden nochmals unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Bremsanlage mit einem Hinterachs-Bremskreis I für die Radbremsen 10a, 10b der Hinterachse und einem Vorderachs-Bremskreis II für die Radbremsen 10c, 10d der Vorderachse (so genannte schwarz-weiß Aufteilung der Bremskreise). Die Bremsanlage umfasst ein Bremspedal 1, einen Bremskraftverstärker 2 und einen Hauptbremszylinder 3 mit einem darauf angeordneten Bremsflüssigkeitsbehälter. Der Hinterachs-Bremskreis I umfasst in bekannter Weise ein Hochdruck-Schaltventil 4a, ein Umschaltventil 5a, eine Rückförderpumpe 6a, einen Zwischenspeicher 8a und ein Rückschlagventil 11a. An den Radbremsen 10a und 10b sind jeweils ein Einlassventil 7a bzw. 7b und ein Auslassventil 9a bzw. 9b vorgesehen. Der Vorderachs-Bremskreis II ist identisch aufgebaut und umfasst eine separate Rückförderpumpe 6b. Die beiden Rückförderpumpen 6a, 6b werden hier von einem gemeinsamen Elektromotor 12 angetrieben.
Sobald der Radschlupf an einem der Räder einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird das zugehörige Einlassventil (z. B. 7c oder 7d) geschlossen und das zugehörige Auslassventil (z. B. 9c oder 9d) geöffnet. Das Hydraulikfluid fließt dann aus den Radbremsen 10c, 10d in einen Zwischenspeicher 8b. Außerdem wird der Pumpenmotor 12 angesteuert, so dass die Rückförderpumpen 6a, 6b das Hydraulikfluid aus dem Zwischenspeicher 8a bzw. 8b zurück in Richtung des Hauptbremszylinders 3 fördern.
Wenn der Fahrer das Bremspedal 1 sehr stark betätigt, müssen die Rückförderpumpen 6a, 6b gegen einen sehr hohen Fahrer-Vordruck arbeiten. Dies kann dazu führen, dass die Pumpe nur sehr langsam läuft und den gewünschten Drehzahl-Nennwert gar nicht erreicht. Dadurch fördern die Pumpen 6a, 6b weniger Hydraulikfluid/Zeit als eigentlich gewünscht wäre, so dass der Druckabbau an den Radbremsen 10a–10d langsamer vonstatten geht als angenommen. Dies führt wiederum zu verlängerten Radstillstandszeiten, d. h. Zeitphasen, in denen die Räder blockieren. Während dieser Zeit ist das Fahrzeug nicht lenkbar, wodurch die Fahrsicherheit gefährdet wird.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Radstillstandszeiten zu verkürzen und damit das Bremsverhalten des Fahrzeugs zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, bei einem Fahrzeug mit schwarz-weiß-Bremskreisaufteilung (d. h. die Bremskreise sind achsweise aufgeteilt), ein Ventil im Hinterachs-Bremskreis wenigstens teilweise zu öffnen, so dass sich der an der Rückförderpumpe des Hinterachs-Bremskreises anliegende Differenzdruck verringert. Das Ventil ist vorzugsweise zwischen dem Hauptbremszylinder und der Ansaugseite der Rückförderpumpe des Hinterachs-Bremskreises angeordnet. Durch die Reduzierung des Differenzdrucks an der Rückförderpumpe des Hinterachs-Bremskreises wird der elektrische Antriebsmotor der Rückförderpumpen entlastet. Das Antriebsmoment des Antriebsmotors steht somit in größerem Maße für die Rückförderpumpe des Vorderachs-Bremskreises zur Verfügung. Dadurch kann der Bremsdruck an den Vorderrädern mit maximalem Gradienten abgebaut werden, wodurch die Radstillstandszeiten der Vorderräder (d. h. die Zeitdauer, in der die Vorderräder blockieren) kürzer werden. Das Fahrzeug wird somit schneller wieder lenkbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Ventil des Hinterachs-Bremskreises vollständig geöffnet. In diesem Fall ist der an der zugehörigen Rückförderpumpe anliegende Differenzdruck gleich null bar. Die Rückförderpumpe des Hinterachs-Bremskreises läuft dann im Leerlauf.
Das Ventil des Hinterachs-Bremskreises wird vorzugsweise nur dann geöffnet, wenn ein hydraulischer Bremsdruck, wie z. B. der vom Fahrer durch Betätigung des Fuß-Bremspedals erzeugte Bremsdruck, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Der Schwellenwert kann je nach Fahrzeugtyp z. B. 70%–90% eines maximalen Bremsdrucks betragen. Bei niedrigeren Bremsdrücken soll das Ventil dagegen nicht angesteuert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Ventil des Hinterachs-Bremskreises nur in solchen Bremssituationen angesteuert, in denen der Radschlupf an mindestens einem Hinterrad kleiner ist als ein vorgegebener, Schwellenwert. Für den Fall einer Vollbremsung, bei der alle vier Räder des Fahrzeugs blockieren, soll das Ventil beispielsweise nicht geöffnet werden.
Sofern das Druckminderungsventil geöffnet ist, wird es vorzugsweise, sobald der Radschlupf an den Hinterrädern den Schlupf-Schwellenwert überschreitet, wieder geschlossen. Diese Situation kann beispielsweise bei einem Bremsmanöver auftreten, bei dem das Fahrzeug von einer Fahrbahn mit hohem Reibwert auf eine glatte Fläche fährt. In diesem Fall blockieren zunächst nur die Vorderräder, die Hinterräder erst kurze Zeit danach. Das Druckminderungsventil wird zunächst geöffnet und, nachdem auch die Hinterräder die glatte Fläche erreicht haben, abhängig vom Hinterradschlupf, wieder geschlossen.
Bei dem Ventil des Hinterachs-Bremskreises handelt es sich vorzugsweise um ein so genanntes Hochdruck-Schaltventil. Dieses Ventil ist vorzugsweise zwischen der Ansaugseite der Rückförderpumpe und dem Hauptbremszylinder in einer Bremsleitung angeordnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine KFZ-Bremsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit geschlossenem Hochdruck-Schaltventil;
2 die KFZ-Bremsanlage nach 1 mit geöffnetem Hochdruck-Schaltventil des Hinterachs-Bremskreises; und
3 ein Flussdiagramm zu Darstellung einiger Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Steuern des Hochdruck-Schaltventils.
1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes hydraulisches KFZ-Bremssystem mit einem Hinterachs-Bremskreis I für die Radbremsen 10a, 10b der Hinterachse, und einem Vorderachs-Bremskreis II für die Radbremsen 10c, 10d der Vorderachse. Das Bremssystem umfasst ein Fuß-Bremspedal 1 und einen Bremskraftverstärker 2 mit einem daran angeschlossenen Hauptbremszylinder 3, auf dem ein Bremsflüssigkeitsbehälter angeordnet ist. Bei einer Betätigung des Fuß-Bremspedals 1 wird in den am Hauptbremszylinder 3 angeschlossenen Hauptbremsleitungen ein entsprechender Bremsdruck erzeugt, der über ein Umschaltventil 5a, 5b und die Einlassventile 7a–7d auf die Radbremsen 10a–10d wirkt. Die Umschaltventile 5a, 5b sind in diesem Zustand geöffnet (normally open). Die parallel zu den Umschaltventilen 5a, 5b und Pumpen 6a bzw. 6b angeordneten Hochdruck-Schaltventile 4a, 4b sind in diesem Zustand geschlossen (normally closed).
Bei einer ABS-Regelung wird der an den Radbremsen 10a–10d wirkende Bremsdruck mittels der Einlassventile 7a–7d und Auslassventile 9a–9d moduliert. Das aus den Radbremsen 10a–10d abfließende Hydraulikfluid wird in einem Zwischenspeicher 8a bzw. 8b gespeichert. Eine Rückförderpumpe 6a bzw. 6b fördert das von den Radbremsen 10a–10d kommende Hydraulikfluid schließlich zurück in Richtung des Hauptbremszylinders 3. Die beiden Rückförderpumpen 6a, 6b werden hier von einem gemeinsamen Elektromotor 12 betätigt.
Bei einem Bremsmanöver, bei dem der Fahrer am Fuß-Bremspedal 1 einen hohen Bremsdruck vorgibt und eine ABS-Regelung ausgelöst wird, müssen die Rückförderpumpen 6a, 6b gegen einen relativ hohen Vordruck anlaufen. Da der Elektromotor 12 üblicherweise kleinst möglichst dimensioniert ist, kann es vorkommen, dass die Rückförderpumpen 6a, 6b mit verringerter Drehzahl laufen. Dadurch kann nur wenig Hydraulikfluid aus den Radbremsen 10a–10d wegbefördert werden. Der an den Radbremsen 10a–10d herrschende Bremsdruck wir dadurch nur sehr langsam abgebaut, mit der Folge relativ langer Radstillstandszeiten.
Um den Druckabbau an den Radbremsen 10c, 10d der Vorderräder zu beschleunigen, wird das Hochdruck-Schaltventil 4a des Hinterachs-Bremskreises I bei Vorliegen bestimmter Bedingungen geöffnet. 2 zeigt die hydraulische Bremsanlage mit geöffnetem Hochdruck-Schaltventil 4a. Im geöffneten Zustand liegt auch am Eingang der Rückförderpumpe 6a der Fahrer-Vordruck an, so dass der an der Rückförderpumpe 6 abfallende Differenzdruck gleich 0 bar ist. Die Rückförderpumpe 6a arbeitet somit im Leerlauf und belastet den Antriebsmotor 12 nicht mehr. Das Antriebsmoment des Elektromotors 12 steht somit vollständig zum Antrieb der Rückförderpumpe 6b des Vorderachs-Bremskreises II zur Verfügung.
Das Hochdruck-Schaltventil 4a wird vorzugsweise nur unter bestimmten Randbedingungen geöffnet, wie sie beispielhaft in dem in 3 dargestellten Flussdiagramm gezeigt sind. Gemäß 3 wird in einem Schritt 13 zunächst überprüft, ob der Radschlupf eines der Vorderräder λ_V größer als ein vorgegebener Schwellenwert λ₀ ist. Falls ja (J), wird in Schritt 14 zusätzlich überprüft, ob der Radschlupf λ_H eines der Hinterräder kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert λ₁. Die Schwellenwerte λ₀ und λ₁ können gleich oder unterschiedlich sein. Falls ja (J) wird in Schritt 15 überprüft, ob der Fahrer-Vordruck größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Falls alle drei Bedingungen erfüllt sind, wird das Hochdruck-Schaltventil 4a in Schritt 16 geöffnet und somit die Rückförderpumpe 6a entlastet. Falls dagegen eine der Abfragen der Schritte 13 bis 15 negativ ist (N), verzweigt das Verfahren zurück zu Schritt 13 und wird regelmäßig neu abgearbeitet.

Claims

Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs mit einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage, die einen Vorderachs- und einen Hinterachs-Bremskreis (I, II) mit jeweils einer Rückförderpumpe (6a, 6b) aufweist, wobei die Rückförderpumpen (6a, 6b) von einem gemeinsamen Motor (12) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Bremsmanöver, bei dem an wenigstens einem Vorderrad ein überhöhter Bremsschlupf auftritt, ein zwischen einem Hauptbremszylinder (3) und der Ansaugseite der Rückförderpumpe (6a) des Hinterachs-Bremskreises (I) angeordnetes Ventil (4a) derart angesteuert wird, dass sich der an der Rückförderpumpe (6a) des Hinterachs-Bremskreises anliegende Differenzdruck verringert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4a) des Hinterachs-Bremskreises (I) teilweise oder vollständig geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4a) des Hinterachs-Bremskreises (I) nur dann geöffnet wird, wenn der in einem Bremskreis (I, II) herrschende Bremsdruck (p) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4a) des Hinterachs-Bremskreises (I) nur dann geöffnet wird, wenn der Radschlupf an mindestens einem Hinterrad kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4a) des Hinterachs-Bremskreises (I) geschlossen wird, sobald der Radschlupf an mindestens einem Vorderrad kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert.
Steuergerät, umfassend Mittel zum Durchführen eines der vorstehend beanspruchten Verfahren.