DE102012211609A1

DE102012211609A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung einer Notbremsfunktion

Info

Publication number: DE102012211609A1
Application number: DE201210211609
Authority: DE
Inventors: Dirk Drotleff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-09
Also published as: WO2014005748A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. einen Hydraulikkreis zur Durchführung einer Notbremsfunktion bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend, – ein Druckregelventil, – ein Schaltventil, – wenigstens zwei Einlassventile, wobei jedes der Einlassventile einem Radbremszylinder zugeordnet ist, – eine Rückförderpumpe, deren Förderausgang zu den wenigstens zwei Einlassventilen, zum Schaltventil, sowie zur Hochdruckseite des Druckregelventils führt, – einen Bremsflüssigkeitsbehälter, dessen Ausgang an die Niederdruckseite des Druckregelventils sowie an den Saugeingang der Rückförderpumpe angeschlossen ist, – einen Bremskraftverstärker, dessen Ausgang über das Schaltventil mit dem Förderausgang der Rückförderpumpe sowie den Einlassventilen verbunden ist, – wenigstens zwei Auslassventile, welche mit der Saugseite der Rückförderpumpe sowie dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden sind, wobei jedes Auslassventil einem Radbremszylinder zugeordnet ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass weiterhin – ein Druckablassventil enthalten ist, – sowie ein Hochdruckspeicher, dessen Einlass mit der Förderseite der Rückförderpumpe über ein Rückschlagventil verbunden ist und dessen Auslass über das Druckablassventil mit den wenigstens zwei Einlassventilen verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Um Kollisionen zu vermeiden oder zumindest die Unfallfolgen deutlich zu reduzieren, ist eine hohe Druckaufbaudynamik eines Fahrdynamikregelungssystems erforderlich. Konventionelle Fahrdynamikregelungssysteme verwenden zum Druckaufbau Kolbenpumpen, welche proportional zur Pumpendrehzahl einen Volumenstrom liefern. Mit steigendem Gegendruck nimmt dabei aufgrund des verfügbaren Motormoments die maximale Motordrehzahl und damit auch der maximale Volumenförderstrom ab. Die Volumenaufnahme gängiger hydraulischer Bremsanlagen mit einem hohen Initialvolumen zur Überwindung von Lüftspiel und Toleranzen und einem relativ weichen Anfangsbereich, d.h. es liegt eine niedrige Übersetzung von Volumen zu Druck vor, führt in dieser Kombination zu einem anfangs nur relativ langsamen Druckaufbau. Das bedeutet anschaulich, dass eine große Volumenänderung zu einer lediglich kleinen Druckänderung führt.
Aus der DE 10 2009 001 401 A1 ist ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem Hauptbremszylinder bekannt, welcher so an ein Bremseingabeelement gekoppelt ist, dass ein Bremsdruck- und/oder Betätigungswegsignal unverstärkt an den Hauptbremszylinder bereitstellbar und ein entsprechendes unverstärktes Drucksignal durch den Hauptbremszylinder ausgebbar ist, einem Bremskreis mit einer in einen offenen Modus und in einen geschlossenen Modus schaltbaren Trenneinrichtung und mindestens einem an einem Rand angeordneten Radbremszylinder, wobei das unverstärkte Drucksignal bei einem offenen Modus der Trenneinrichtung an den ersten Radbremszylinder weiterleitbar ist und ein Weiterleiten des unverstärkten Drucksignals durch die in den geschlossenen Modus geschaltete Trenneinrichtung verhinderbar ist, und einem an den ersten Radbremszylinder gekoppelten Hydraulikaggregat, welches dazu ausgelegt ist, ein Verstärkungsdrucksignal auszugeben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. einen Hydraulikkreis zur Durchführung einer Notbremsfunktion bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend,

– ein Druckregelventil,
– ein Schaltventil,
– wenigstens zwei Einlassventile, wobei jedes der Einlassventile einem Radbremszylinder zugeordnet ist,
– eine Rückförderpumpe, deren Förderausgang zu den wenigstens zwei Einlassventilen, zum Schaltventil, sowie zur Hochdruckseite des Druckregelventils führt,
– einen Bremsflüssigkeitsbehälter, dessen Ausgang an die Niederdruckseite des Druckregelventils sowie an den Saugeingang der Rückförderpumpe angeschlossen ist,
– einen Bremskraftverstärker, dessen Ausgang über das Schaltventil mit dem Förderausgang der Rückförderpumpe sowie den Einlassventilen verbunden ist,
– und wenigstens zwei Auslassventile, welche mit der Saugseite der Rückförderpumpe sowie dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden sind, wobei jedes Auslassventil einem Radbremszylinder zugeordnet ist.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass weiterhin

– ein Druckablassventil enthalten ist,
– sowie ein Hochdruckspeicher, dessen Einlass mit der Förderseite der Rückförderpumpe über ein Rückschlagventil verbunden ist und dessen Auslass über das Druckablassventil mit den wenigstens zwei Einlassventilen verbunden ist.

Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, durch den erfindungsgemäß positionierten Hochdruckspeicher diesen sowohl in einfacher Art und Weise über die Rückförderpumpe aufzuladen als auch diesen zum raschen Bremsdruckaufbau einzusetzen. Das Druckablassventil kann z.B. als Schaltventil oder als regelbares Ventil ausgeführt sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckablassventil und den wenigstens zwei Einlassventilen ein Rückschlagventil angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass für den Fall, dass der hydraulische Druck im Bremskreis größer als der Druck im Hochdruckspeicher ist, Bremsflüssigkeitsvolumen in den Hochdruckspeicher zurückfließt und so die Volumenaufnahme des Bremssystems erhöht wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den beiden Einlassventilen nur eines Bremskreises des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskreis um den die Hinterräder des Kraftfahrzeugs bremsenden Bremskreis handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den Einlassventilen beider Bremskreise des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Fall zwischen dem Druckablassventil und den jeweils zwei Einlassventilen eines Bremskreises ein Rückschlagventil für jeden Bremskreis angeordnet ist. Dadurch wird zugleich ein Druckausgleich zwischen den beiden Bremskreisen vermieden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor enthalten ist, welcher den Druck des Bremsmediums am Förderausgang der Rückförderpumpe erfasst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil derart ausgestaltet ist, dass es bei Erreichen einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnet.
Durch die beiden letztgenannten Ausgestaltungen ist eine einfache Einstellung des Zieldrucks im Hochdruckspeicher möglich, indem der vorherrschende Druck mit dem Drucksensor erfasst wird oder indem durch automatisches Öffnen des Duckregelventils ein Überschreiten des Zieldrucks verhindert wird.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung einer Notbremsfunktion mittels einer Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen. Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei Vorliegen einer Notbremsanforderung das Druckablassventil geöffnet wird.
Weiter umfasst die Erfindung ein Steuergerät, enthaltend Mittel, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet sind. Bei den Mitteln handelt es sich insbesondere um den Programmcode für das erfindungsgemäße Verfahren.
Die Zeichnung besteht aus 1.
1 zeigt den Hydraulikschaltplan eines vorgeschlagenen Fahrdynamikregelungssystems mit aufladbarem Hochdruckspeicher zur Reduzierung der Bremsdruckaufbauzeit bei Notbremsfunktionen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass durch ein unter Druck stehendes gespeichertes Volumen im Hydraulikkreis zumindest das Initialvolumen der Bremsanlage befüllt werden kann, so dass durch die Kolbenpumpe im steiferen Bereich der Volumen-Druck-Kennlinie ein schneller Druckaufbau erfolgen kann. Unter dem Begriff des steiferen Bereichs der Volumen-Druck-Kennlinie wird dabei derjenige Bereich der Kennlinie verstanden, bei dem eine kleine Volumenänderung zu einer großen Druckänderung führt. Damit soll die Zeit bis zum Erreichen des Blockierdrucks in den Radbremszylindern und damit auch der Bremsweg bei einer Notbremsung deutlich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann der Druckspeicher so groß dimensioniert werden, dass er das erforderliche Bremsflüssigkeitsvolumen zum Erreichen des Blockierdruckniveaus in den Radbremszylindern liefern kann.
Weiterhin bietet die Hydraulikkreiskonfiguration die Möglichkeit, den Hochdruckspeicher ohne zusätzlichen Drucksensor auf seinen Zieldruck aufzuladen. Der Druckaufbau erfolgt dabei über die Rückförderpumpe, die Einregelung des Zieldrucks erfolgt über das druckregelbare Druckregelventil PCR bei geschlossenem Trennventil SV im linken Bremskreis von 1.
In 1 ist ein Hydraulikschaltplan eines Fahrdynamikregelungssystems mit aufladbarem Hochdruckspeicher HDS dargestellt, welcher die Zeit bis zum Erreichen des Blockierdrucks bei Notbremsungen reduziert. Beim linken Bremskreis, welcher die Radbremszylinder RL und RR ansteuert, handelt es sich um einen by-wire-Bremskreis, während es sich beim rechten, die Radbremszylinder FL und FR ansteuernden Bremskreis um einen gekoppelten Bremskreis handelt, wie er bei Fahrdynamikregelungssystemen üblich ist. Die Einlassventile der Radbremszylinder sind mit LREV, RREV, LFEV und RFEV bezeichnet, die Auslassventile tragen die Bezeichnungen LRAV, RRAV, LFAV und RFAV. M kennzeichnet den Elektromotor, welcher die üblicherweise als Kolbenpumpen ausgeprägten Rückförderpumpen sRP2 und sRP1 antreibt. Die Rückförderpumpen sind vorteilhafterweise als 3-Kolben-Pumpen ausgelegt, was eine zusätzliche Förderleistung in den Hochdruckspeicher ermöglicht. Es ist aber auch der Einsatz von Einkolbenpumpen denkbar. 101 kennzeichnet den Bremsflüssigkeitsbehälter, 103 den Bremskraftverstärker.
Auf der Druckseite des by-wire-Bremskreises ist über ein Rückschlagventil RVR ein Hochdruckspeicher HDS angeschlossen. Aus diesem kann über ein schaltbares bzw. vorzugsweise sogar regelbares Druckablassventil 100 über jeweils ein weiteres Rückschlagventil RVR2 und RVR3 das unter Druck stehende Volumen aus dem Hochdruckspeicher in beide Bremskreise abgelassen werden, um dort aktiv einen Druck aufzubauen. Die beiden Rückschlagventile RVR2 und RVR3 sollen dabei verhindern, dass bei höherem Kreisdruck wieder Bremsflüssigkeitsvolumen in den Hochdruckspeicher zurückfließt und dieser damit die Volumenaufnahme des Bremssystems erhöht.
Initial muss der Hochdruckspeicher geladen werden. Dazu wird das Trennventil SV geschlossen und über die Kolbenpumpe sRP2 bei geschlossenen Einlassventilen Volumen aus dem Reservoir 101 über das Rückschlagventil RVR in den Hochdruckspeicher gefördert. Zur Druckeinstellung im Hochdruckspeicher wird das Druckregelventil PCR verwendet, welches den Zieldruck einstellt.
Dieser Zieldruck kann mit dem im linken Bremskreis vorhandenen Drucksensor 104 gemessen werden. Optional kann für das Laden des Hochdruckspeichers auch dieser Drucksensor entfallen. Das Druckregelventil kann derart ausgestaltet sein, dass es bei einer vorgegebenen Druckdifferenz, z.B. 180 bar, aufgrund einer Federvorspannung automatisch öffnet. Dann kann der Hochdruckspeicher nur bis zu diesem maximalen Öffnungsdruck geladen werden. Es ist auch denkbar, zum Laden des Hochdruckspeichers die Rückförderpumpe nur für ein Zeitintervall vorgegebener Länge anzusteuern.
Sobald eine automatische Notbremsung angefordert wird, wird zusätzlich zum Volumenstrom, den die Rückförderpumpen beider Kreise liefern können, durch Öffnen oder Einregeln des Druckablassventils 100 unter Druck stehendes Volumen aus dem Hochdruckspeicher in beide Bremskreise abgelassen. Dadurch kann der Druckaufbau in beiden Bremskreisen solange unterstützt werden, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Kreisdruck und Hochdruckspeicherdruck eingestellt hat. Zu diesem Zeitpunkt kann dann das Druckablassventil 100 geschlossen werden.
Ein Zurückfließen von Bremsflüssigkeit in den Hochdruckspeicher bei weiter ansteigendem Kreisdruck wird durch die beiden Rückschlagventile RVR2 und RVR3 hinter dem Druckablassventil verhindert.
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 Patentliteratur

DE 102009001401 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Durchführung einer Notbremsfunktion bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend, – ein Druckregelventil (PCR), – ein Schaltventil (SV), – wenigstens zwei Einlassventile (LREV, RREV), wobei jedes der Einlassventile einem Radbremszylinder (RL, RR) zugeordnet ist, – eine Rückförderpumpe (sRP2), deren Förderausgang zu den wenigstens zwei Einlassventilen (LREV, RREV), zum Schaltventil (SV), sowie zur Hochdruckseite des Druckregelventils (PCR) führt, – einen Bremsflüssigkeitsbehälter (101), dessen Ausgang an die Niederdruckseite des Druckregelventils (PCR) sowie an den Saugeingang der Rückförderpumpe (sRP2) angeschlossen ist, – einen Bremskraftverstärker (103), dessen Ausgang über das Schaltventil (SV) mit dem Förderausgang der Rückförderpumpe (sRP2) sowie den Einlassventilen (LREV, RREV) verbunden ist, – wenigstens zwei Auslassventile (LRAV, RRAV), welche mit der Saugseite der Rückförderpumpe (sRP2) sowie dem Bremsflüssigkeitsbehälter (101) verbunden sind, wobei jedes Auslassventil einem Radbremszylinder (RL, RR) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch – ein Druckablassventil (100), – einen Hochdruckspeicher (HDS), dessen Einlass mit der Förderseite der Rückförderpumpe (sRP2) über ein Rückschlagventil (RVR) verbunden ist und – dessen Auslass über das Druckablassventil (100) mit den wenigstens zwei Einlassventilen (LREV, RREV) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckablassventil (100) und den wenigstens zwei Einlassventilen (LREV, RREV) ein Rückschlagventil (RVR2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den beiden Einlassventilen (LREV, RREV) nur eines Bremskreises des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskreis um den die Hinterräder des Kraftfahrzeugs bremsenden Bremskreis handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den Einlassventilen (LREV, RREV, LFEV, RFEV) beider Bremskreise des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckablassventil (100) und den jeweils zwei Einlassventilen (LREV, RREV) eines Bremskreises ein Rückschlagventil (RVR2, RVR1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (104) enthalten ist, welcher den Druck des Bremsmediums am Förderausgang der Rückförderpumpe (sRP2) erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (PCR) derart ausgestaltet ist, dass es bei Erreichen einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnet.
Verfahren zur Durchführung einer Notbremsfunktion mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Notbremsanforderung das Druckablassventil (100) geöffnet wird.
Steuergerät, enthaltend Mittel, die zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 ausgestaltet sind.