DE102011084624B4 - Verfahren und Bremssystem zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils - Google Patents

Verfahren und Bremssystem zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils (41, 51),- bei welchem mittels einer elektrischen Ansteuerung (I1, I2) einer Ventilspule eine auf einen Magnetanker in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) gestellt wird und- wobei die Magnetkraft einer in Ventilschließrichtung auf den Magnetanker wirkenden Rückstellkraft (FR) entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet,- dass der Öffnungsschaltvorgang in mindestens zwei zeitliche Ansteuerintervalle unterteilt ist,- wobei im ersten Ansteuerintervall die Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) deutlich größer ist als die (FR) Rückstellkraft und- wobei im zweiten Ansteuerintervall die Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) geringfügig größer ist als die (FR) Rückstellkraft unddiese sich der Magnetkraft (Fm,2) zudem mit fortschreitender Ventilöffnungsweite weiter annähert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Bremssystem zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils gemäß Oberbegriff von Anspruch 8.
  • Mit zunehmenden Komfortansprüchen an alle Aspekte des Fahrerlebnisses in einem Kraftfahrzeug werden unter anderem immer höhere Anforderungen an die Geräuschentwicklung einer Kraftfahrzeugbremsanlage gestellt. Insbesondere vom Fahrer wahrnehmbare Betätigungsgeräusche der Kraftfahrzeugbremsanlage stellen in dieser Hinsicht ein bekanntes Problem dar, da diese als unangenehm empfunden und vom Fahrer nicht akzeptiert werden. Die Betätigungsgeräusche können dabei sowohl in Form von Regelgeräuschen beim Einregeln eines analogisierten Digitalventils in eine Schwimmstellung auftreten, als auch in Form von Schaltgeräuschen beim Umschalten eines digital gesteuerten Ventils. Als besonders problematisch ist in dieser Hinsicht ein Öffnungsschaltvorgang eines digital schaltenden elektrischen Umschaltventils zu bewerten, da dieses bedingt durch seinen großen Stößelhub ein deutliches wahrnehmbares Schaltgeräusch erzeugt. Darüber hinaus kann auch das Motor-Pumpen-Aggregat während des Druckregelbetriebs zur Geräuschentwicklung beitragen.
  • In diesem Zusammenhang offenbart die DE 199 48 445 A1 eine 6-Kolbenpumpe für geregelte Bremssysteme. Indem die Druckerzeugung mittels einer 6-Kolbenpumpe erfolgt, werden die Druckstöße gegenüber den bekannten 2-Kolbenpumpen auf sechs kleinere Druckstöße verteilt. Die beschriebene Pumpe arbeitet damit vergleichsweise geräuscharm und die Druckerzeugung ist kontinuierlicher.
  • In EP 1625058 (A1 ) wird ein Verfahren zur Kalibrierung von Ventilansteuerkennlinien während des Druckegelbetriebs mittels analogisierten Digitalventilen beschrieben. Dabei wird zunächst von einer vorgegebenen Kennlinie ausgegangen, welche durch in einem rekursiven Lernverfahren ermittelte Korrekturgrößen stetig korrigiert wird. Die Korrekturgrößen wiederum werden über mehrere Lernzyklen hinweg aus Druckaufbauzeiten oder Druckanforderungen berechnet, so dass eine schrittweise Anpassung und Korrektur der vorgegebenen Ansteuerkennlinie ermöglicht wird. Indem somit stets weitestgehend optimal angepasste Ansteuerkennlinien vorliegen, können die analogisierten Digitalventile möglichst präzise und damit geräuscharm in eine Sollstellung eingeregelt werden.
  • Aus der DE 19836586 A1 ist ein hydraulisches Bremssystem bekannt, welches die Geräuschemissionen beim Schließen eines hydraulischen Ventils in einer Kraftfahrzeugbremsanlage minimiert. Der Ventilkörper wird beim Schließen durch die Vorspanneinrichtung beschleunigt, wobei eine Spannung an die Spule des Ventils angelegt wird, um den Ventilkörper wieder abzubremsen. Hierdurch wird die Geschwindigkeit, mit der der Ventilkörper auf dem Ventilsitz auftrifft, vermindert.
  • Die DE 102 54 342 A1 schlägt ein digital ansteuerbares Elektromagnetventil vor, welches derart aufgebaut ist, dass beim Umschalten der Ventilstellung nur ein vermindertes Schaltgeräusch entsteht. Dazu umfasst das beschriebene Elektromagnetventil ein zusätzliches, ringscheibenförmiges Federelement, das lose an der Außenkante der konkav geformten Stirnflächen eines kolbenförmigen Magnetankers anliegt. Die Dicke des Federelements entspricht unter Berücksichtigung des Magnetankerhubs dem erforderlichen Maß des Magnetankerrestluftspalts. Beim Öffnen des Ventils wird der Magnetanker kurz vor Erreichen seiner Endstellung durch das zusätzliche Federelement soweit abgebremst, dass das durch den Schaltvorgang verursachte Schaltgeräusch deutlich vermindert wird.
  • Die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Reduzierung der Geräuschentwicklung von Kraftfahrzeugbremsanlagen zeigen jedoch keine Möglichkeit auf, ein digital betriebenes Elektromagnetventil ohne zusätzliche Bauelemente geräuscharm in seine Öffnungsstellung zu schalten. Diese zusätzlichen Bauelemente verursachen stets einen erhöhten Herstellungsaufwand und damit einhergehend höhere Herstellungskosten.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Bremssystem vorzuschlagen, welche ohne baulichen Mehraufwand ein geräuschreduziertes Schalten eines digital betriebenen Elektromagnetventils in seine Öffnungsstellung ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils gemäß Anspruch 1 und das Bremssystem zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils gemäß Anspruch 8 gelöst.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils, bei welchem mittels einer elektrischen Ansteuerung einer Ventilspule eine auf einen Magnetanker in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft gestellt wird. Die Magnetkraft wirkt dabei einer in Ventilschließrichtung auf den Magnetanker wirkenden Rückstellkraft entgegen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Öffnungsschaltvorgang in mindestens zwei zeitliche Ansteuerintervalle unterteilt ist, wobei im ersten Ansteuerintervall die Magnetkraft im Wesentlichen deutlich größer ist als die Rückstellkraft und wobei im zweiten Ansteuerintervall die Magnetkraft geringfügig größer ist als die Rückstellkraft und der Rückstellkraft im Wesentlichen entspricht. Erfindungsgemäß nähert sich diese sich der Magnetkraft (Fm,2) zudem mit fortschreitender Ventilöffnungsweite weiter an. Im ersten Ansteuerintervall, also aus der Geschlossenstellung heraus, wird zunächst ein vergleichsweise hoher Strom zur Beaufschlagung der Ventilspule gestellt. Dieser Strom ist dabei derart gewählt, dass die resultierende Magnetkraft im Wesentlichen deutlich größer ist als die Rückstellkraft, was eine unmittelbare und vergleichsweise schnelle Beschleunigungsbewegung des Magnetankers in Öffnungsrichtung bewirkt. Erfindungsgemäß bezeichnet die Formulierung „im Wesentlichen deutlich größer“ einen Faktor, welcher bevorzugt etwa zehnmal bis hundertmal größer als der Vergleichswert ist. Da für das zweite Ansteuerintervall die mittels der Ventilspule erzeugte Magnetkraft derart gestellt wird, dass sie nur noch geringfügig größer ist als die Rückstellkraft und dieser im Wesentlichen entspricht, findet während des zweiten Ansteuerintervalls weitestgehend keine weitere Beschleunigung des Magnetankers mehr statt. Der Magnetanker erreicht seine Endstellung daher mit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren reduzierter Geschwindigkeit, was zu einer verminderten Geräuschentwicklung führt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt somit eine ebenso einfache wie effektive Möglichkeit auf, Schaltgeräusche beim Öffnen eines digital betrieben Elektromagnetventils weitestgehend zu Vermeiden und so den Fahrkomfort im Hinblick auf die Geräuschentwicklung der Fahrzeugbremsanlage zu erhöhen.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die elektrische Ansteuerung während jedes Ansteuerintervalls jeweils konstant ist. Es hat sich gezeigt, dass sich auch bei einer derart einfach gewählten, in mindestens zwei konstante Stromstufen unterteilten Ansteuerung eine deutliche Reduzierung des Schaltgeräuschs erreichen lässt. Damit wird der Ansteuervorgang nicht komplexer als notwendig gestaltet und trägt zur Einfachheit des erfindungsgemäßen Verfahrens bei. Dennoch ist es natürlich möglich, den Öffnungsvorgang in mehr als zwei Ansteuerintervalle mit jeweils konstantem Strom zu unterteilen bzw. mehr als eine Stromstufe pro Ansteuerintervall vorzusehen. Ebenso ist auch das Abfahren einer Stromrampe möglich, welche beispielsweise an die mit zunehmender Stauchung der Rückstellfeder wachsende Rückstellkraft angelehnt ist.
  • Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass das erste Ansteuerintervall im Vergleich zum zweiten Ansteuerintervall zeitlich kurz bemessen ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Magnetanker nur während einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne vergleichsweise stark beschleunigt wird, während im zeitlich längeren zweiten Ansteuerintervall im Wesentlichen keine oder nur noch eine geringe weitere Beschleunigung des Magnetankers stattfindet. Somit wird die Geräuschentwicklung des Öffnungsschaltvorgangs weiter vermindert.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, dass das digital betriebene Elektromagnetventil ein in Grundstellung geschlossenes elektrisches Umschaltventil ist. Das elektrische Umschaltventil einer Fahrzeugbremsanlage trägt aufgrund seines vergleichsweise großen Stößelhubs, der wegen der hohen Ansaugleistung eines Motor-Pumpen-Aggregats notwendig ist, wesentlich zur Geräuschentwicklung der Fahrzeugbremsanlage bei. Durch Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit einem an sich bekannten elektrischen Umschaltventil, ergibt sich daher der Vorteil, dass dieser wesentliche Beitrag zur Geräuschentwicklung vermindert wird. Elektrische Umschaltventile sind in der Regel in Grundstellung geschlossene, digital betriebene Elektromagnetventile.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass die elektrische Ansteuerung, insbesondere im ersten Ansteuerintervall, mittels einer bekannten Ventilcharakteristik gewählt wird, welche zumindest einen druckabhängigen Öffnungsstrom des Elektromagnetventils beschreibt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Auswahl des zur Beaufschlagung der Ventilspule vorgesehenen Ansteuerstroms ein bekanntes Ventilverhalten zugrunde gelegt wird. Je genauer das Ventilverhalten bekannt ist und je besser angepasst an das Ventilverhalten die Ansteuerung angewählt wird, desto effektiver lassen sich Geräuschentwicklungen durch den Öffnungsschaltvorgang vermeiden.
  • Insbesondere ist es bevorzugt, dass zu einer Korrektur und/oder zu einer Bestimmung der Ventilcharakteristik eine stetig zunehmende, auf den Magnetanker und in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft gestellt wird und der die Magnetkraft erwirkende, druckabhängige Öffnungsstrom anhand einer beim Erreichen einer Geöffnetstellung durch das Elektromagnetventil verursachten mechanischen Schwingung erfühlt wird. Die Kenntnis einer möglichst genauen Ventilcharakteristik ist, wie bereits beschrieben, Voraussetzung für die exakte Ansteuerung und damit für die zuverlässige Geräuschvermeidung bzw. Geräuschminderung des Öffnungsschaltvorgangs. Angesichts eines sich im Laufe der Lebensdauer eines Elektromagnetventils verändernden Ventilverhaltens ist es daher von Vorteil, das Ventilverhalten zu bestimmten Zeitpunkten neu zu bestimmen. Diese Zeitpunkte können in vorbestimmten und festgelegten Abständen, automatisch nach Bedarf, zufällig oder durch den Fahrer oder Werkstattpersonal vorgegeben sein. Ein Bedarf kann dabei z.B. in Abhängigkeit einer zunehmenden Geräuschentwicklung ermittelt werden. Da der Magnetanker des digital betriebenen Elektromagnetventils in der Regel mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit die Geöffnetstellung erreicht und dort in seiner Endlage durch einen Stoß mechanisch gebremst wird, entstehen mechanische Schwingungen innerhalb der Fahrzeugbremsanlage, welche das Erreichen der Geöffnetstellung kennzeichnen. Indem also die Ventilspule mit einem stetig zunehmenden Strom beaufschlagt wird, was wiederum eine stetig zunehmende Magnetkraft erwirkt, kann dem Erreichen der Geöffnetstellung anhand des Erfassens der mechanischen Schwingungen auf einfache Art und Weise ein entsprechender Öffnungsstrom zugeordnet werden. Der Öffnungsstrom kann dabei bei unterschiedlichen am Elektromagnetventil anliegenden Druckdifferenzen gemessen werden. Dieser Verfahrensschritt kann auch bei der ersten Inbetriebnahme der Fahrzeugbremsanlage erfolgen, wodurch ein anderweitiger, an sich bekannter Ventilkalibriervorgang entfällt. Für den Ventilkalibriervorgang wird der Öffnungsschaltvorgang nicht in einzelne Ansteuerintervall unterteilt.
  • Ganz besonders ist es bevorzugt, dass die mechanische Schwingung mittels ESC-Sensorik (Electronic Stability Control), insbesondere mittels eines Gierratensensors, erfühlt wird. ESC-Sensorik ist in den meisten aktuellen Fahrzeugen serienmäßig vorgesehen und wird ab dem Jahr 2012 zumindest innerhalb der Europäischen Union für Neufahrzeuge gesetzlich vorgeschrieben sein. Durch das Verwenden dieser ohnehin vorhandenen ESC-Sensorik entsteht somit kein weiterer Kostenaufwand für die Bereitstellung von geeigneter Sensorik. Da außerdem oftmals zumindest ein Teil der ESC-Sensorik in der elektronischen Steuereinheit angeordnet ist und diese üblicherweise unmittelbar mit dem Ventilblock, welcher das digital betriebene Elektromagnetventil umfasst, baulich verbunden ist, kann die mechanische Schwingung mittels dieser in der elektronischen Steuereinheit angeordneten ESC-Sensorik besonders einfach und zuverlässig erfühlt werden. Ein Beispiel für einen oftmals innerhalb des Gehäuses der elektronischen Steuereinheit angeordneten Teil der ESC-Sesnorik ist der Gierratensensor. Der Gierratensensor ist zudem aufgrund seiner üblichen Auslegung vergleichsweise gut zum Erfühlen von mechanischen Schwingungen geeignet. Selbst wenn der Gierratensensor nicht unmittelbar innerhalb des Gehäuses der elektronischen Steuereinheit angeordnet ist, ist er in der Regel zumindest nahe genug an der Steuereinheit angebracht bzw. derart mit der Steuereinheit verbunden, dass er mechanische Schwingungen innerhalb des Ventilblocks vergleichsweise gut erfühlen kann. Ebenso sind in der Regel auch ein im Rahmen der ESC-Sensorik evtl. vorhandener Querbeschleunigungssensor oder ein Längsbeschleunigungssensor zum Erfühlen der mechanischen Schwingung verwendbar.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bremssystem zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils, wobei das Bremssystem eine elektronische Steuereinheit, mindestens ein digital betriebenes Elektromagnetventil, mindestens ein Hydraulikreservoir und mindestens einen Bremszylinder umfasst. Das mindestens eine digital betriebene Elektromagnetventil unterbricht eine erste hydraulische Verbindung zwischen dem Hydraulikreservoir und dem mindestens einen Bremszylinder und die elektronische Steuereinheit gibt eine elektrische Ansteuerung an eine Ventilspule des Elektromagnetventils aus, wobei die Ventilspule nach Maßgabe der elektrischen Ansteuerung eine auf einen Magnetanker in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft erwirkt. Eine Rückstellfeder erwirkt gleichzeitig eine auf den Magnetanker in Schließrichtung wirkende Rückstellkraft. Das Bremssystem zeichnet sich dadurch aus, dass die elektronische Steuereinheit den Öffnungsschaltvorgang in mindestens zwei zeitliche Ansteuerintervalle unterteilt, wobei die erwirkte Magnetkraft im ersten Ansteuerintervall im Wesentlichen deutlich größer ist als die Rückstellkraft und wobei die erwirkte Magnetkraft im zweiten Ansteuerintervall geringfügig größer ist als die Rückstellkraft und der Rückstellkraft im Wesentlichen entspricht. Das erfindungsgemäße Bremssystem umfasst somit alle notwendigen Vorrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und ermöglicht somit ein entsprechendes Stellen der Magnetkraft in den mindestens zwei Ansteuerintervallen. Daraus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile.
  • Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die elektronische Steuereinheit eine ESC-Sensorik, insbesondere einen Gierratensensor umfasst, welche/r zum Erfühlen einer durch einen Ventilöffnungsvorgang verursachten mechanischen Schwingung ausgelegt ist. Indem die elektronische Steuereinheit neben geeigneten Ansteuermitteln zum Ansteuern der Ventilspule auch eine ESC-Sensorik umfasst, kann diese auf einfache Weise zum Erfühlen einer mechanischen Schwingung genutzt werden, welche das Erreichen der Geöffnetstellung des Elektromagnetventils kennzeichnet. Die genaue Kenntnis über den druckabhängigen Öffnungsstrom wiederum erlaubt eine feiner abgestimmte und damit noch geräuschärmere Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass das digital betriebene Elektromagnetventil ein in Grundstellung geschlossenes elektrisches Umschaltventil ist und dass das Bremssystem weiterhin mindestens ein elektrisches Motor-Pumpen-Aggregat zum Aufbau eines hydraulischen Drucks nach Maßgabe einer elektrischen Ansteuerung durch die elektronische Steuereinheit, einen manuellen Hydraulikdruckgeber zum Aufbau des hydraulischen Drucks nach Maßgabe einer manuellen Betätigung, mindestens ein Einlassventil zum Einlassen des hydraulischen Drucks in den mindestens einen Radbremszylinder, mindestens ein Auslassventil zum Auslassen des hydraulischen Drucks aus dem mindestens einen Radbremszylinder, mindestens einen Niederdruckspeicher zur Aufnahme von ausgelassenem hydraulischem Druck und mindestens ein Trennventil zum Unterbrechen einer zweiten hydraulischen Verbindung zwischen dem Hydraulikreservoir und dem mindestens einen Bremszylinder umfasst. Die genannten Elemente sind üblicherweise feste Bestandteile eines an sich bekannten Kraftfahrzeugbremssystems und die Verwendung des digital betriebenen Elektromagnetventils als elektrisches Umschaltventil in einem derartigen Kraftfahrzeugbremssystem erlaubt die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in derartigen, an sich bekannten Kraftfahrzeugbremssystemen, was wiederum eine verminderte Geräuschentwicklung dieser Kraftfahrzeugbremssysteme erlaubt.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
  • Es zeigt
    • 1 schematisch eine nicht maßstabsgetreue Darstellung der elektrischen Ansteuerung in zwei aufeinander folgenden Ansteuerintervallen während eines Öffnungsschaltvorgangs eine elektrischen Umschaltventils,
    • 2 schematisch eine nicht maßstabsgetreue Darstellung der erwirkten Magnetkraft und der Rückstellkraft in zwei aufeinander folgenden Ansteuerintervallen während eines Öffnungsschaltvorgangs eine elektrischen Umschaltventils und
    • 3 schematisch ein erfindungsgemäßes Bremssystem.
  • 1 stellt beispielhaft und nicht maßstabsgetreu die elektrische Ansteuerung in Form des Ansteuerstroms I über zwei Ansteuerintervalle dar. Die x-Achse gibt dabei die Zeit t an, die y-Achse gibt den Ansteuerstrom I an. Im ersten Ansteuerintervall, welches zum Zeitpunkt t0 beginnt, wird zunächst von der elektronischen Steuereinheit ein hoher Ansteuerstrom I1 ausgegeben, welcher die Ventilspule eines digital betriebenen Elektromagnetventils beaufschlagt. Der hohe Ansteuerstrom I1 erwirkt eine entsprechend hohe Magnetkraft Fm,1, welche in 2 dargestellt ist. Die x-Achse in 2 gibt die Zeit t an, während die y-Achse in 2 die Kraft F darstellt. Auch die Darstellung von 2 ist nicht maßstabsgetreu. Der hohe Ansteuerstrom I1 und die dadurch erwirkte hohe Magnetkraft Fm,1 haben zur Folge, dass der Magnetanker des Elektromagnetventils mit hoher Beschleunigung aus seiner stromlos geschlossenen Grundstellung herausbewegt wird und ein Öffnungsschaltvorgang einsetzt. Zum Zeitpunkt t2 beginnt das zweite Ansteuerintervall und der Ansteuerstrom I1 wird auf den Wert I2 reduziert. Dementsprechend nimmt die Magnetkraft Fm,1 zum Zeitpunkt t2 bis auf den Wert von Fm,2 ab. Wie in 2 dargestellt, ist die Magnetkraft Fm,2 nur geringfügig größer als die ebenfalls dargestellte Rückstellkraft FR. Die Rückstellkraft FR wird von einer mechanischen Rückstellfeder erwirkt, welche derart auf den Magnetanker des Elektromagnetventils einwirkt, dass dieser in seiner stromlosen Grundstellung das Elektromagnetventil verschließt. Indem die Magnetkraft Fm,2 im zweiten Ansteuerintervall nur noch geringfügig größer als die Rückstellkraft FR ist und diese sich der Magnetkraft Fm,2 zudem mit fortschreitender Ventilöffnungsweite weiter annähert, nimmt die Beschleunigung des Magnetankers mit fortlaufender Zeit t und zunehmender Annäherung des Magnetankers an seine Endlage immer weiter ab. Zum Zeitpunkt t2 wird das zweite Ansteuerintervall beendet und der Magnetanker hat seine Endlage vergleichsweise behutsam erreicht. Ein für den Fahrer deutlich wahrnehmbares Schaltgeräusch des Öffnungsschaltvorgans wurde nicht erzeugt.
  • Nach Beendigung des zweiten Ansteuerintervalls zum Zeitpunkt t2 kann nun entweder wieder ein hoher Ansteuerstrom, welcher vergleichbar zu I1 ist, zur Beaufschlagung der Ventilspule und zum Erwirken einer entsprechenden Magnetkraft ausgegeben werden, um das Elektromagnetventil sicher in seiner Geöffnetstellung zu halten. Je nach Bedarf kann der Ansteuerstrom I2 zum Zeitpunkt t2 aber auch auf den Wert 0 oder einen negativen Wert gesetzt werden, um das Elektromagnetventil wieder zu schließen. Sofern der Ansteuerstrom auf den Wert 0 gesetzt wird, erfolgt das Schließen des Elektromagnetventils alleine durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder.
  • 3 zeigt einen möglichen, schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Bremssystems mit zwei voneinander getrennten Bremskreisen 4, 5 eines Kraftfahrzeugs. Manueller Hydraulikdruckgeber 1 ist mit Hydraulikreservoir 8 verbunden und über Hydraulikleitungen 2, 3 mit Bremskreisen 4, 5 hydraulisch gekoppelt. Jeder Bremskreis 4, 5 umfasst jeweils ein Umschaltventil 41, 51, ein Trennventil 42, 52, sowie jeweils zwei Radbremszylinder 49, 410, 59, 510. Jedem der Radbremszylinder 49, 410, 59, 510 ist jeweils ein Einlassventil 45, 48, 55, 58 sowie jeweils ein Auslassventil 44, 47, 54, 57 zugeordnet. Weiterhin umfasst jeder Bremskreis 4, 5 jeweils einen Niederdruckspeicher 46, 56 und jeweils ein Motor-Pumpen-Aggregat 43, 53. Elektronische Steuereinheit 7 regelt Motor-Pumpen-Aggregate 43 und 53 sowie Trennventile 52 und 42 und Einlassventile 55, 58, 45 und 48. Trennventile 52 und 42 und Einlassventile 55, 58, 45 und 48 sind als analogisierte Elektromagnetventile ausgeführt. Auslassventile 54, 57, 44 und 47 sowie elektrische Umschaltventile 51 und 41 werden von elektronischer Steuereinheit 7 nicht geregelt sondern gesteuert und sind als digital betriebene Elektromagnetventile ausgeführt. Bei einem Öffnungsschaltvorgang von Umschaltventilen 51 und 41 entstehen in der Regel deutlich wahrnehmbare Schaltgeräusche, da diese Elektromagnetventile einen großen Stößelhub aufweisen, um Motor-Pumpen-Aggregaten 53 und 43 ein rasches Entnehmen von Hydraulikfluid aus Hydraulikreservoir 8 zu ermöglichen. Aufgrund des großen Stößelhubs werden die Magnetanker der Umschaltventile über den vergleichsweise große Öffnungsweg stark beschleunigt und erreichen ihre Endlage mit entsprechend hoher Geschwindigkeit, was eine unerwünschte Geräuschentwicklung zur Folge hat. Indem im dargestellten Bremssystem jedoch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, wird der Öffnungsschaltvorgang in zwei Ansteuerintervalle mit jeweils unterschiedlichem Ansteuerstrom unterteilt, wodurch der Magnetanker vergleichsweise behutsam in seine Endlage geführt wird und eine unerwünschte Geräuschentwicklung weitestgehend vermieden wird. Elektronische Steuereinheit 7 ist außerdem zur Ausführung einer ESC-Regelung ausgelegt und umfasst dazu einen Gierratensensor und einen Querbeschleunigungssensor, die im selben Gehäuse wie elektronische Steuereinheit 7 angeordnet sind.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils (41, 51), - bei welchem mittels einer elektrischen Ansteuerung (I1, I2) einer Ventilspule eine auf einen Magnetanker in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) gestellt wird und - wobei die Magnetkraft einer in Ventilschließrichtung auf den Magnetanker wirkenden Rückstellkraft (FR) entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, - dass der Öffnungsschaltvorgang in mindestens zwei zeitliche Ansteuerintervalle unterteilt ist, - wobei im ersten Ansteuerintervall die Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) deutlich größer ist als die (FR) Rückstellkraft und - wobei im zweiten Ansteuerintervall die Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) geringfügig größer ist als die (FR) Rückstellkraft unddiese sich der Magnetkraft (Fm,2) zudem mit fortschreitender Ventilöffnungsweite weiter annähert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung (I1, I2) während jedes Ansteuerintervalls jeweils konstant ist.
  3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ansteuerintervall im Vergleich zum zweiten Ansteuerintervall zeitlich kurz bemessen ist.
  4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das digital betriebene Elektromagnetventil (41, 51) ein in Grundstellung geschlossenes elektrisches Umschaltventil (41, 51) ist.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung (I1, I2) mittels einer bekannten Ventilcharakteristik gewählt wird, welche zumindest einen druckabhängigen Öffnungsstrom des Elektromagnetventils (41, 51) beschreibt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Korrektur und/oder zu einer Bestimmung der Ventilcharakteristik eine stetig zunehmende, auf den Magnetanker und in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) gestellt wird und der die Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) erwirkende, druckabhängige Öffnungsstrom anhand einer beim Erreichen einer Geöffnetstellung durch das Elektromagnetventil (41, 51) verursachten mechanischen Schwingung erfühlt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schwingung mittels ESC-Sensorik erfühlt wird.
  8. Bremssystem zur Geräuschminderung eines Öffnungsschaltvorgangs eines digital betriebenen Elektromagnetventils (41, 51), zur Ausführung eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend eine elektronische Steuereinheit (7), mindestens ein digital betriebenes Elektromagnetventil (41, 51), mindestens ein Hydraulikreservoir (8) und mindestens einen Bremszylinder (49, 410, 59, 510), wobei das mindestens eine digital betriebene Elektromagnetventil (41, 51) eine erste hydraulische Verbindung zwischen dem Hydraulikreservoir (8) und dem mindestens einen Bremszylinder (49, 410, 59, 510) unterbricht, wobei die elektronische Steuereinheit (7) eine elektrische Ansteuerung (I1, I2) an eine Ventilspule des Elektromagnetventils (41, 51) ausgibt, wobei die Ventilspule nach Maßgabe der elektrischen Ansteuerung (I1, I2) eine auf einen Magnetanker in Ventilöffnungsrichtung wirkende Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) erwirkt und wobei eine Rückstellfeder eine auf den Magnetanker in Schließrichtung wirkende Rückstellkraft (FR) erwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (7) den Öffnungsschaltvorgang in mindestens zwei zeitliche Ansteuerintervalle unterteilt, wobei die erwirkte Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) im ersten Ansteuerintervall deutlich größer ist als die Rückstellkraft (FR) und wobei die erwirkte Magnetkraft (Fm,1, Fm,2) im zweiten Ansteuerintervall geringfügig größer ist als die Rückstellkraft (FR) und diese sich der Magnetkraft (Fm,2) zudem mit fortschreitender Ventilöffnungsweite weiter annähert.
  9. Bremssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (7) eine ESC-Sensorik, umfasst, welche/r zum Erfühlen einer durch einen Ventilöffnungsvorgang verursachten mechanischen Schwingung ausgelegt ist.
  10. Bremssystem nach mindestens einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das digital betriebene Elektromagnetventil (41, 51) ein in Grundstellung geschlossenes elektrisches Umschaltventil (41, 51) ist und dass das Bremssystem weiterhin mindestens ein elektrisches Motor-Pumpen-Aggregat (43, 53) zum Aufbau eines hydraulischen Drucks nach Maßgabe einer elektrischen Ansteuerung (I1, I2)durch die elektronische Steuereinheit (7), einen manuellen Hydraulikdruckgeber (1) zum Aufbau des hydraulischen Drucks nach Maßgabe einer manuellen Betätigung, mindestens ein Einlassventil (45, 48, 54, 58) zum Einlassen des hydraulischen Drucks in den mindestens einen Radbremszylinder (49, 410, 59, 510), mindestens ein Auslassventil (44, 47, 54, 57) zum Auslassen des hydraulischen Drucks aus dem mindestens einen Radbremszylinder (49, 410, 59, 510), mindestens einen Niederdruckspeicher (46, 56) zur Aufnahme von ausgelassenem hydraulischem Druck und mindestens ein Trennventil (42, 52) zum Unterbrechen einer zweiten hydraulischen Verbindung zwischen dem Hydraulikreservoir (8) und dem mindestens einen Bremszylinder (49, 410, 59, 510) umfasst.
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