DE102016200864A1 - Steuervorrichtung und Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs - Google Patents

Steuervorrichtung und Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung (34) für zumindest ein stromlos-geschlossenes Ventil (30a, 30b) eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einer Ansteuereinrichtung (36), welche dazu ausgelegt ist, das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand zu steuern und zu halten, indem als Steuersignal (38) ein Haltestrom mit zumindest einer ersten mittleren Soll-Stromstärke von der Ansteuereinrichtung (36) an das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgebbar ist, wobei der an das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgegebenen Haltestrom unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Information (40a, 40b) bezüglich einer aktuellen Motordrehzahl eines Elektromotors (24) einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20) des Bremssystems und/oder mindestens eines aktuellen hydraulischen Drucks in zumindest einem Teilvolumen des Bremssystems auf zumindest eine zweite mittlere Soll-Stromstärke größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke steigerbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für zumindest ein stromlos-geschlossenes Ventil eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung ein Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • In der WO 2014/154435 A1 sind ein Bremssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben des Bremssystems beschrieben. Das Bremssystem hat einen Hauptbremszylinder und zwei an dem Hauptbremszylinder angebundene Bremskreise, wobei jeder der zwei Bremskreise über je ein stromlos-offenes Ventil an einer ihm zugeordneten Druckkammer des Hauptbremszylinders angebunden ist. Außerdem weist das Bremssystem eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit einem mittels eines Motors verstellbaren Kolben auf, welcher ein Zwischenspeichervolumen der Kolben-Zylinder-Vorrichtung begrenzt. Jeder der zwei Bremskreise des Bremssystems ist über je ein stromlos-geschlossenes Ventil an dem Zwischenspeichervolumen hydraulisch angebunden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für zumindest ein stromlos-geschlossenes Ventil eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4, ein Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
  • Vorteile der Erfindung
  • Bei einer Nutzung der Gegenstände der vorliegenden Erfindung ist die aktuelle mittlere Soll-Stromstärke (pro-offen gesteuerten/gehaltenen stromlos-geschlossenen Ventil) des Haltestroms, welcher an das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil ausgegeben wird, an die aktuelle Motordrehzahl des Elektromotors der Kolben-Zylinder-Vorrichtung und/oder an den mindestens einen aktuellen hydraulischen Druck in dem zumindest einen Teilvolumen des Bremssystems angepasst. Die aktuelle mittlere Stromstärke des Haltestroms (pro offen gesteuerten/gehaltenen stromlos-geschlossenen Ventil) korreliert zu einer Schließzeit des mindestens einen angesteuerten stromlos-geschlossenen Ventils bei einem plötzlichen Ausfall einer Stromversorgung/Spannungsversorgung. Mittels der vorliegenden Erfindung ist deshalb sichergestellt, dass die bei einem plötzlichen Ausfall der Stromversorgung/Spannungsversorgung auftretende Schließzeit des mindestens einen offen gesteuerten/gehaltenen stromlos-geschlossenen Ventils ausreicht, um Druck- und Momentenspitzen entgegenzuwirken. Die vorliegende Erfindung reduziert damit Druck- und Momentenspitzen und schützt auf diese Weise Komponenten des zur Nutzung der Erfindung verwendeten Bremssystems.
  • Die vorliegende Erfindung kann mittels einer kostengünstigen und wenig Bauraum benötigenden Elektronik der Steuervorrichtung ausgeführt werden. Weitere Hardware-Maßnahmen sind an dem zum Ausführen der vorliegenden Erfindung verwendeten Bremssystem nicht notwendig. Die vorliegende Erfindung trägt außerdem zum Schutz von Komponenten dieses Bremssystems bei, auch wenn dieses Bremssystem mit Druck- oder Momentenspitzen-anfälligen Komponenten ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung erlaubt deshalb auch die Realisierung einfacherer Fertigungsprozesse und Verwendung von kostengünstigeren Materialien für ein Bremssystem.
  • Bevorzugter Weise ist die Ansteuereinrichtung während des Steuerns und Haltens des stromlos-geschlossenen Ventils in seinen geöffneten Zustand dazu ausgelegt, den Haltestrom auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke zu steigern, sobald die aktuelle Motordrehzahl eine vorgegebene Grenz-Motordrehzahl übersteigt und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck mindestens einen vorgegebenen Grenz-Druck übersteigt. Bei einer vergleichsweise hohen Motordrehzahl des Elektromotors der Kolben-Zylinder-Vorrichtung treibt dessen kinetische Energie trotz eines auftretenden Zusammenbruchs seiner Strom- und Spannungsversorgung den mindestens einen Kolben der Kolben-Zylinder-Vorrichtung noch weiter an, so dass ein zu frühes Verschließen mindestens eines Zwischenspeichervolumens der Kolben-Zylinder-Vorrichtung zu einem signifikanten Druckaufbau darin führen könnte. Mittels des erfindungsgemäßen Anpassens der aktuellen mittleren Soll-Stromstärke des Haltstroms an die aktuelle Motordrehzahl des Elektromotors kann jedoch sichergestellt werden, dass das durch den Zusammenbruch der Strom- und Spannungsversorgung ausgelöste Schließen des stromlos-geschlossenen Ventils solange verzögert wird, bis ein signifikanter Druckaufbau in dem Zwischenspeichervolumen verhindert ist. Damit besteht auch nicht das Risiko, dass Komponenten des Bremssystems, wie beispielsweise das jeweilige stromlos-geschlossene Ventil oder ein Getriebe der Kolben-Zylinder-Vorrichtung, aufgrund eines unerwünschten Überdrucks in dem Zwischenspeichervolumen beschädigt werden. Entsprechend führt auch das Berücksichtigen des mindestens einen aktuellen hydraulischen Drucks in dem mindestens einen Teilvolumen des Bremssystems zu einem gesteigerten Schutz von Komponenten des Bremssystems durch Verzögerung der Schließzeit des stromlos-geschlossenen Ventils bei Ausfall der Strom- und Spannungsversorgung.
  • Beispielsweise kann die Ansteuereinrichtung während des Steuerns und Haltens des stromlos-geschlossenen Ventils in seinen geöffneten Zustand dazu ausgelegt sein, den Haltestrom bei der ersten mittleren Soll-Stromstärke zwischen 0,3 A und 1 A zu halten, solange die aktuelle Motordrehzahl unter der vorgegebenen Grenz-Motordrehzahl liegt und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck unter dem mindestens einen vorgegebenen Grenz-Druck liegt, und den Haltestrom auf die zweite mittlere Soll-Stromstärke zwischen 1,5 A und 3 A zu steigern, sobald die aktuelle Motordrehzahl die vorgegebene Grenz-Motordrehzahl übersteigt und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck den mindestens einen vorgegebenen Grenz-Druck übersteigt. Die hier angegebenen Zahlenwerte sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen.
  • Auch das Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuervorrichtung, dem mittels der Steuervorrichtung in seinen geöffneten Zustand steuerbaren und haltbaren stromlos-geschlossenen Ventil, einem Hauptbremszylinder, mindestens einem an dem Hauptbremszylinder angebundenen Bremskreis mit mindestens einem Radbremszylinder und der Kolben-Zylinder-Vorrichtung, wobei mindestens ein Zwischenspeichervolumen der Kolben-Zylinder-Vorrichtung so über das mittels der Steuervorrichtung in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare stromlos-geschlossene Ventil mit dem mindestens einen zugeordneten Bremskreis hydraulisch verbunden ist, dass Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen über das mittels der Steuervorrichtung in seinen geöffneten Zustand gesteuerte und gehaltene stromlos-geschlossene Ventil in den mindestens einen zugeordneten Bremskreis verschiebbar ist, erfüllt die vorausgehend beschriebenen Vorteile.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Bremssystems sind ein erster Bremskreis und ein zweiter Bremskreis als der mindestens eine Bremskreis an dem Hauptbremszylinder angebunden, und das mindestens eine Zwischenspeichervolumen ist über das mittels der Steuervorrichtung in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare stromlos-geschlossene Ventil mit dem ersten Bremskreis und über ein weiteres mittels der Steuervorrichtung in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare stromlos-geschlossenes Ventil mit dem zweiten Bremskreis hydraulisch verbunden. In diesem Fall wird es bevorzugt, wenn die Ansteuereinrichtung der Steuervorrichtung während des Steuerns und Haltens der (beiden) stromlos-geschlossenen Ventile in ihrem geöffneten Zustand dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der bereitgestellten Information den an die stromlos-geschlossenen Ventile ausgegebenen Haltestrom auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke zu steigern. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung können somit auch für zwei stromlos-geschlossene Ventile genutzt werden.
  • Die oben beschriebenen Vorteile werden auch durch das korrespondierende Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs geschaffen.
  • Des Weiteren verwirklicht auch ein Ausführen des korrespondierenden Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs die oben beschriebenen Vorteile.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
  • 1a und 1b eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Bremssystems und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer Funktionsweise von dessen Steuervorrichtung; und
  • 2 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1a und 1b zeigen eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Bremssystems und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer Funktionsweise von dessen Steuervorrichtung.
  • Das in 1a schematisch dargestellte Bremssystem kann für eine Vielzahl von Fahrzeugen/Kraftfahrzeugen verwendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit des Bremssystems der 1a auf keinen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp limitiert ist.
  • Das Bremssystem der 1a hat einen Hauptbremszylinder 10 und mindestens einen an dem Hauptbremszylinder 10 angebundenen Bremskreis 12a und 12b mit mindestens einem Radbremszylinder 14a und 14b. Beispielhaft sind (als der mindestens eine Bremskreis 12a und 12b) ein erster Bremskreis 12a an einer ersten Druckkammer 16a des Hauptbremszylinders 10 und ein zweiter Bremskreis 12b an einer zweiten Druckkammer 16b des Hauptbremszylinders 10 über je ein stromlos-offenes Ventil 18a oder 18b angebunden. Jeder der Bremskreise 12a und 12b kann z.B. je zwei Radbremszylinder 14a oder 14b haben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Ausbildbarkeit des Bremssystems weder auf eine bestimmte Anzahl von Bremskreisen 12a und 12b noch auf eine bestimmte Anzahl von deren Radbremszylindern 14a und 14b beschränkt ist.
  • Außerdem ist das Bremssystem mit einer (motorisierten) Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 ausgestattet. Die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 hat mindestens einen Kolben 22, welcher mittels eines Betriebs eines Elektromotors 24 so verstellbar ist, dass mindestens ein Zwischenspeichervolumen 26 der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 mittels eines Verstellens des mindestens einen angrenzenden Kolbens 22 vergrößerbar oder verkleinerbar ist. Beispielsweise kann der mindestens eine Kolben 22 über ein Getriebe 28 an dem Elektromotor 24 angebunden sein. Eine Ausbildbarkeit der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 ist nicht auf einen bestimmten Getriebetyp für das Getriebe 28 limitiert.
  • Das mindestens eine Zwischenvolumen 26 der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 ist so über zumindest ein stromlos-geschlossenes Ventil 30a und 30b mit dem mindestens einen zugeordneten Bremskreis 12a und 12b hydraulisch verbunden, das Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen 26 über das zumindest eine in seinen geöffneten Zustand gesteuerte und/oder gehaltene stromlos-geschlossene Ventil 30a und 30b in den mindestens einen zugeordneten Bremskreis 12a und 12b verschiebbar ist. Ein Betrieb der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 kann somit zur Bremskraftverstärkung und/oder zur (ohne eine Betätigung eines Bremspedals 32 durch einen Fahrer ausgeführten) Fremdkraftbremsung genutzt werden. Entsprechend ist auch Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen zugeordneten Bremskreis 12a und 12b über das zumindest eine in seinem geöffneten Zustand gesteuerte und/oder gehaltene stromlos-geschlossene Ventil 30a und 30b in das mindestens eine Zwischenspeichervolumen 26 einsaugbar. Deshalb kann die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 auch zum Verblenden eines mittels eines (nicht dargestellten optionalen) Generators bewirkten Generator-Bremsmoments eingesetzt werden. Bezüglich der Möglichkeiten zum Einsetzen der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 wird zum Beispiel auf die WO 2014/154435 A1 verwiesen.
  • Das zumindest eine stromlos-geschlossene Ventil 30a und 30b ist mittels einer Steuervorrichtung 34 in seinen geöffneten Zustand steuerbar und haltbar. (Unter dem jeweiligen geöffneten Zustand des zumindest einen stromlos-geschlossenen Ventils 30a und 30b ist vorzugsweise dessen vollständig geöffneter Zustand zu verstehen.) In dem Beispiel der 1a ist das mindestens eine Zwischenspeichervolumen 26 über das mittels der Steuervorrichtung 34 in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare erste stromlos-geschlossene Ventil 30a mit dem ersten Bremskreis 12a und über das mittels der Steuervorrichtung 34 in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare zweite stromlos-geschlossene Ventil 30b mit dem zweiten Bremskreis 12b hydraulisch verbunden. Alternativ können jedoch auch beide Bremskreise 12a und 12b, nur einer der Bremskreise 12a oder 12b oder nur ein einziger Bremskreis des Bremssystems über ein einziges stromlos-geschlossenes Ventil des Bremssystems an das mindestens eine Zwischenspeichervolumen 26 angebunden sein. Außerdem können auch weitere Komponenten des Bremssystems mittels der Steuervorrichtung 34 ansteuerbar sein.
  • Die Steuervorrichtung 34 hat eine Ansteuereinrichtung 36, welche dazu ausgelegt ist, das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b in den jeweiligen geöffneten Zustand zu steuern und zu halten. Dies geschieht, indem als Steuersignal 38 ein Haltestrom mit zumindest einer ersten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) von der Ansteuereinrichtung 36 an das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b ausgebbar ist/ausgegeben wird. Unter der ersten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) ist eine Stromstärke ungleich Null zu verstehen. Entsprechen ist ein Haltestrom mit zumindest der ersten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) ausreichend, um das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b verlässlich in seinen jeweiligen geöffneten Zustand zu steuern und zu halten. Außerdem können auch mehrere stromlos-geschlossene Ventile 30a und 30b mittels eines gemeinsamen (einzigen) Steuersignals 38 von der Ansteuereinrichtung 36 ansteuerbar sein/angesteuert werden.
  • Das einzige stromlos-geschlossene Ventil/jedes der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b ist in seinen geschlossenen Zustand steuerbar und haltbar, indem ein Ausgeben des Steuersignals 38 unterbrochen/unterdrückt wird. Eine Schließzeit zwischen einem ersten Zeitpunkt eines Unterbrechens/Unterdrückens einer Stromversorgung des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b und einem zweiten Zeitpunkt eines erfolgten Schließens des jeweiligen stromlos-geschlossenen Ventils 30a und 30b kann auch als eine Haltezeit bezeichnet werden.
  • Die Ansteuereinrichtung 36 ist außerdem während des Steuerns und Haltens des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b in den jeweiligen geöffneten Zustand zusätzlich dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Information 40a und 40b den an das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b ausgegebenen Haltestrom auf zumindest eine zweite mittlere Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke zu steigern. Ein Haltestrom mit der zweiten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) ist mehr, als zum Offenschalten und Offenhalten des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b notwendig ist. Vorzugsweise ist unter der zweiten mittleren Soll-Stromstärke eine so hohe Stromstärke zu verstehen, dass das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b bei einem Haltestrom mit der zweiten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) in einem überbestromten Zustand betrieben wird/werden.
  • Unter der bereitgestellten Information 40a und 40b kann mindestens eine Ist-Größe aus einer Vielzahl von Ist-Größen bezüglich einer aktuellen Motordrehzahl des Elektromotors 24 der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 des Bremssystems und/oder mindestens eines aktuellen hydraulischen Drucks in zumindest einem Teilvolumen des Bremssystems berücksichtigt werden. Beispielsweise können mindestens ein Motorsensor 42, mindestens ein Vordrucksensor 44 und/oder mindestens ein (an einem Bremskreis 12a oder 12b angebundener) Drucksensor 46a und 46b zum Bereitstellen der Information 40a und 40b eingesetzt werden.
  • Die Ansteuereinrichtung 36 betreibt somit das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b in Abhängigkeit eines (durch die aktuelle Motordrehzahl und/oder den mindestens einen aktuellen hydraulischen Druck definierten) Betriebspunkts. Dabei nutzt die Ansteuereinrichtung 36, dass die Schließzeit/Haltezeit durch Steigerung des Haltestroms auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke verlängert wird. Während ein Haltestrom mit der ersten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) eine erste Schließzeit (zwischen dem ersten Zeitpunkt des Unterbrechens/Unterdrückens der Stromversorgung und dem zweiten Zeitpunkt eines erfolgten Ventil-Schließens) bewirkt, liegt zwischen dem ersten Zeitpunkt des Unterbrechens/Unterdrückens der Stromversorgung eines Haltestrom mit der zweiten mittleren Soll-Stromstärke (pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil 30a und 30b) und dem zweiten Zeitpunkt eines erfolgten Ventil-Schließens eine zweite Schließzeit länger als die erste Schließzeit. Diese Verlängerung der Schließzeit/Haltezeit des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b kann zum Abbauen (zumindest eines Großteils) einer kinetischen Energie des Elektromotors 24 in die Radbremszylinder 14a und 14b genutzt werden.
  • Fällt während eines Betriebs des Elektromotors 24 seine Stromversorgung plötzlich aus, so treibt die (aktuelle) kinetische Energie des nicht mehr steuerbaren Elektromotors 24 diesen für eine Abklingzeit weiter an. Dieser Vorgang erfolgt solange, bis die kinetische Energie des Elektromotors 24 durch Reibungs- oder Kompressionskräfte abgebaut wird. Wird beim Ausfall der Stromversorgung des Elektromotors 24 der mindestens eine Kolben 22 gerade in das mindestens eine zugeordnete Zwischenspeichervolumens 26 hineinverstellt, so treibt die kinetische Energie des nicht mehr steuerbaren Elektromotors 24 den mindestens einen Kolben 22 während der Abklingzeit weiterhin an und das mindestens eine Zwischenspeichervolumen 26 wird während der Abklingzeit zusätzlich verringert. Solange das einzige stromlos-geschlossene Ventil/die stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b geöffnet bleibt/bleiben, wird das während der Abklingzeit mittels des mindestens einen Kolbens 22 verdrängte Bremsflüssigkeitvolumen aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen 26 in die Radbremszylinder 14a und 14b verschoben, während ab einem Schließen des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b das Weiterverstellen des mindestens einen Kolbens 22 mittels des nicht mehr steuerbaren Elektromotors 24 zu einem Druckaufbau in dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen 26 führt.
  • Die Auslegung der Steuervorrichtung 34/Ansteuereinrichtung 36 zum Betreiben des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b in Abhängigkeit des (durch die aktuelle Motordrehzahl und/oder den mindestens einen aktuellen hydraulischen Druck definierten) Betriebspunkts stellt jedoch sicher, dass aufgrund der im Bedarfsfall erfolgenden Verlängerung der Schließzeit/Haltezeit selbst bei einer vergleichsweise hohen kinetischen Energie des Elektromotors 24 zum Zeitpunkt des Ausfalls seiner Stromversorgung noch (zumindest ein Großteil) der während der Abklingzeit mittels des mindestens einen Kolbens 22 verdrängten Bremsflüssigkeitvolumen in die Radbremszylinder 14a und 14b verschoben wird. Das Abbauen der kinetischen Energie des Elektromotors 24 erfolgt somit in die Radbremszylinder 14a und 14b mit einer weichen Getriebeelastizität, und führt deshalb nicht/kaum zu einer Beschädigung einer Komponente des Bremssystems. Das Auftreten von unerwünschten hohen Drücken (Druckspitzen) in dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen 26 ist verhindert. Ebenso ist ein Einwirken von hohen Momenten (Momentenspitzen) auf das Getriebe 28 verhindert. Insbesondere eine unerwünschte Kompression des Getriebes 28 muss nicht befürchtet werden. Da die vorteilhafte Funktionsweise der Steuervorrichtung 34/Ansteuereinrichtung 36 zur Verhinderung von Druck- und Momentenspitzen bei einem Ausfall der Stromversorgung des Elektromotors 24 beträgt, ist ein plötzlicher Bordnetzausfall (insbesondere während eines Betriebs der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 20 zum Druckaufbau in mindestens einem der Bremskreise 12a und 12b) mit keinem Risiko einer Beschädigung oder Zerstörung einer Komponente des Bremssystems, insbesondere einer Komponente des Antriebsstrangs des Bremssystems, verbunden. Stattdessen reduziert die vorteilhafte Auslegung der Steuervorrichtung 34/Ansteuereinrichtung 36 eine in dieser Situation auftretende Belastung der Komponente des Bremssystems, insbesondere der Komponente des Antriebsstrangs, auf eine ertragbare Last.
  • Da die Überbestromung des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b mit dem Haltestrom mit zumindest der zweiten mittleren Soll-Stromstärke in Abhängigkeit des (durch die aktuelle Motordrehzahl und/oder den mindestens einen aktuellen hydraulischen Druck definierten) Betriebspunkts erfolgt, tritt sie in der Regel nur dann auf, wenn der Elektromotor 24 mit einer hohen Drehzahl läuft und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck vergleichsweise hoch ist. Vorzugsweise ist die Ansteuereinrichtung 36 während des Steuerns und Haltens des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b in den jeweiligen geöffneten Zustand dazu ausgelegt, den Haltestrom (nur dann) auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke zu steigern, sobald die aktuelle Motordrehzahl eine vorgegebene Grenz-Motordrehzahl übersteigt und/oder der aktuelle hydraulische Druck einen vorgegebenen Grenz-Druck übersteigt. Thermische Nachteile der Überbestromung des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b halten sich damit in Grenzen. Insbesondere eine Überhitzung von Ventilspulen muss nicht befürchtet werden. Beispielsweise kann die Ansteuereinrichtung 36 während des Steuerns und Haltens des einzigen stromlos-geschlossenen Ventils/der stromlos-geschlossenen Ventile 30a und 30b in den jeweiligen geöffneten Zustand dazu ausgelegt sein, den Haltestrom bei der ersten mittleren Soll-Stromstärke zu halten, solange die aktuelle Motordrehzahl unter der vorgegebenen Grenz-Motordrehzahl liegt und/oder der aktuelle hydraulische Druck unter dem vorgegebenen Grenz-Druck liegt, und den Haltestrom (nur dann) auf die zweite mittlere Soll-Stromstärke zu steigern, sobald die aktuelle Motordrehzahl die vorgegebene Grenz-Motordrehzahl übersteigt und/oder der aktuelle hydraulische Druck den vorgegebenen Grenz-Druck übersteigt. Die erste mittlere Soll-Stromstärke kann zwischen 0.3 A (Ampere) und 1 A (Ampere) liegen, während die zweite mittlere Soll-Stromstärke zwischen 1,5 A (Ampere) und 3 A (Ampere) liegt. Die hier genannten Zahlenwerte sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen.
  • Lediglich als optionale Komponenten umfasst das Bremssystem der 1 noch Radeinlassventile 48, Radauslassventile 50, dem Bremspedal 22 zugeordnete Bremsbetätigungssensoren 52, ein Bremsflüssigkeitsreservoir 54 und einen Simulator 56, welcher über ein Trennventil 58 und ein parallel zu dem Trennventil 58 angeordnetes Rückschlagventil 60 an der Druckkammer 16a angebunden ist. Das mindestens eine Zwischenspeichervolumen 26 kann über ein weiteres Rückschlagventil 62 an dem Bremsflüssigkeitsreservoir 54 angebunden sein.
  • 1b zeigt ein Koordinatensystem, dessen Abszisse eine aktuelle mittlere Stromstärke I eines Haltestrom (in Ampere) bei einem Ausfall der Stromversorgung des Elektromotors 24 und dessen Ordinate einen in diesem Fall in dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen 26 auftretenden maximalen Druck pmax (in bar) wiedergeben. Ein Graph g1 zeigt eine Relation zwischen der aktuellen mittleren Stromstärke I und dem auftretenden maximalen Druck pmax bei einem Restvolumen von 1 cm3 des mindestens einen Zwischenspeichervolumens 26 zum Zeitpunkt des Ausfalls der Stromversorgung des Elektromotors 24. Mittels eines Graphens g2 ist eine Relation zwischen der aktuellen mittleren Stromstärke I und dem auftretenden maximalen Druck pmax bei einem Restvolumen von 10 cm3 des mindestens einen Zwischenspeichervolumens 26 zum Zeitpunkt des Ausfalls der Stromversorgung des Elektromotors 24 wiedergegeben. Erkennbar ist, dass mittels der Steigerung der aktuellen mittleren Soll-Stromstärke I des Haltestroms der maximale Druck pmax auf 190 bar anstelle von ungefähr 250 bar reduzierbar ist. (Die Schließzeit/Haltezeit ist mittels der Steigerung der aktuellen mittleren Soll-Stromstärke I des Haltestroms auf 10–15 ms (Millisekunden) steigerbar.)
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
  • Bei einem Ausführen des Verfahrens erfolgt ein Steuern und Halten des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils in seinen geöffneten Zustand, indem als Verfahrensschritt S1 ein Haltestrom mit zumindest einer ersten mittleren Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil an das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil ausgegeben wird. Vor oder während des Verfahrensschritts S1 (d.h. während des Steuerns und Haltens des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils in seinen geöffneten Zustand) wird in einem mindestens einmalig ausgeführten Verfahrensschritt S2 mindestens eine Ist-Größe bezüglich einer aktuellen Motordrehzahl eines Elektromotors einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung des Bremssystems und/oder mindestens eines aktuellen hydraulischen Drucks in zumindest einem Teilvolumen des Bremssystems ermittelt. Nach dem Verfahrensschritt S2 wird eine aktuelle mittlere Soll-Stromstärke des an das stromlos-geschlossene Ventil ausgegebenen Haltestroms unter Berücksichtigung der mindestens einen ermittelten Ist-Größe aus einem Wertebereich umfassend zumindest die erste mittlere Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil und eine zweite mittlere Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke ausgewählt. Auch mittels eines Ausführens der Verfahrensschritte S1 und S2 können die oben schon beschriebenen Vorteile realisiert werden.
  • Vorzugsweise wird während des Verfahrensschritts S1 (d.h. während des Steuerns und Haltens des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils in seinen geöffneten Zustand) der an das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil ausgegebene Haltestrom (nur dann) auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil gesteigert wird, sobald die mindestens eine Ist-Größe mindestens eine zugeordnete Vergleichsgröße bezüglich einer vorgegebenen Grenz-Motordrehzahl und/oder mindestens eines vorgegebenen Grenz-Drucks übersteigt. Beispielsweise kann (während des Steuerns und Haltens des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils in seinen geöffneten Zustand) der Haltestrom bei der ersten mittleren Soll-Stromstärke zwischen 0.3 A und 1 A gehalten werden, solange die mindestens eine Ist-Größe unter der mindestens einen zugeordneten Vergleichsgröße liegt, und der Haltestrom (nur dann) auf die zweite mittlere Soll-Stromstärke zwischen 1,5 A und 3 A gesteigert werden, sobald die mindestens eine Ist-Größe die mindestens eine zugeordnete Vergleichsgröße übersteigt.
  • Die Verfahrensschritte S1 und S2 können auch in einem Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Hauptbremszylinder, mindestens einen angebundenen Bremskreis mit mindestens einem Radbremszylinder und einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung ausgeführt werden. Eine Ausführbarkeit dieses Verfahrens ist weder auf einen bestimmten Bremssystemtyp noch auf einen speziellen Fahrzeugtyp limitiert.
  • Durch Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils, über welches mindestens ein Zwischenspeichervolumen der Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit dem mindestens einen zugeordneten Bremskreis hydraulisch verbunden ist, unter Ausführung der Verfahrensschritte S1 und S2 kann Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen über das mindesten eine in seinen geöffneten Zustand gesteuerte und gehaltene stromlos-geschlossene Ventil in den mindestens einen zugeordneten Bremskreis verschoben werden. Dies kann zur Bremskraftverstärkung und/oder zur (ohne eine Betätigung eines Bremspedals durch einen Fahrer ausgeführten) Fremdkraftbremsung genutzt werden. Insbesondere kann die Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen in einen ersten Bremskreis und in einen zweiten Bremskreis als dem mindestens eine Bremskreis verschoben werden, indem ein erstes stromlos-geschlossenes Ventil und ein zweites stromlos-geschlossenes Ventil als das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil in ihrem geöffneten Zustand gesteuert und gehalten werden. (In diesem Fall wird die Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen über das erste stromlos-geschlossene Ventil in den ersten Bremskreis und über das zweite stromlos-geschlossene Ventil in den zweiten Bremskreis verschoben.)
  • 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
    • WO 2014/154435 A1 [0002, 0019]

Claims (10)

  1. Steuervorrichtung (34) für zumindest ein stromlos-geschlossenes Ventil (30a, 30b) eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit: einer Ansteuereinrichtung (36), welche dazu ausgelegt ist, das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand zu steuern und zu halten, indem als Steuersignal (38) ein Haltestrom mit zumindest einer ersten mittleren Soll-Stromstärke von der Ansteuereinrichtung (36) an das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgebbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung (36) während des Steuerns und Haltens des stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand zusätzlich dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Information(40a, 40b) bezüglich einer aktuellen Motordrehzahl eines Elektromotors (24) einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20) des Bremssystems und/oder mindestens eines aktuellen hydraulischen Drucks in zumindest einem Teilvolumen des Bremssystems den an das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgegebenen Haltestrom auf zumindest eine zweite mittlere Soll-Stromstärke größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke zu steigern.
  2. Steuervorrichtung (34) nach Anspruch 1, wobei die Ansteuereinrichtung (36) während des Steuerns und Haltens des stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand dazu ausgelegt ist, den Haltestrom auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke zu steigern, sobald die aktuelle Motordrehzahl eine vorgegebene Grenz-Motordrehzahl übersteigt und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck mindestens einen vorgegebenen Grenz-Druck übersteigt.
  3. Steuervorrichtung (34) nach Anspruch 2, wobei die Ansteuereinrichtung (36) während des Steuerns und Haltens des stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand dazu ausgelegt ist, den Haltestrom bei der ersten mittleren Soll-Stromstärke zwischen 0.3 A und 1 A zu halten, solange die aktuelle Motordrehzahl unter der vorgegebenen Grenz-Motordrehzahl liegt und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck unter dem mindestens einen vorgegebenen Grenz-Druck liegt, und den Haltestrom auf die zweite mittlere Soll-Stromstärke zwischen 1,5 A und 3 A zu steigern, sobald die aktuelle Motordrehzahl die vorgegebene Grenz-Motordrehzahl übersteigt und/oder der mindestens eine aktuelle hydraulische Druck den mindestens einen vorgegebenen Grenz-Druck übersteigt.
  4. Bremssystem für ein Fahrzeug mit: einer Steuervorrichtung (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dem mittels der Steuervorrichtung (34) in seinen geöffneten Zustand steuerbaren und haltbaren stromlos-geschlossenen Ventil (30a, 30b); einem Hauptbremszylinder (10); mindestens einem an dem Hauptbremszylinder (10) angebundenen Bremskreis (12a, 12b) mit mindestens einem Radbremszylinder (14a, 14b); und der Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20), wobei mindestens ein Zwischenspeichervolumen (26) der Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20) so über das mittels der Steuervorrichtung (34) in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) mit dem mindestens einen zugeordneten Bremskreis (12a, 12b) hydraulisch verbunden ist, dass Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen (26) über das mittels der Steuervorrichtung (34) in seinen geöffneten Zustand gesteuerte und gehaltene stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) in den mindestens einen zugeordneten Bremskreis (12a, 12b) verschiebbar ist.
  5. Bremssystem nach Anspruch 4, wobei ein erster Bremskreis (12a) und ein zweiter Bremskreis (12b) als der mindestens eine Bremskreis (12a, 12b) an dem Hauptbremszylinder (10) angebunden sind, und das mindestens eine Zwischenspeichervolumen (26) über das mittels der Steuervorrichtung (34) in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare stromlos-geschlossene Ventil (30a) mit dem ersten Bremskreis (12a) und über ein weiteres mittels der Steuervorrichtung (34) in seinen geöffneten Zustand steuerbare und haltbare stromlos-geschlossenes Ventil (30b) mit dem zweiten Bremskreis (12b) hydraulisch verbunden ist, und wobei die Ansteuereinrichtung (36) der Steuervorrichtung (34) während des Steuerns und Haltens der stromlos-geschlossenen Ventile (30a, 30b) in ihrem geöffneten Zustand dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der bereitgestellten Information (40a, 40b) den an die stromlos-geschlossenen Ventile (30a, 30b) ausgegebenen Haltestrom auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke zu steigern.
  6. Verfahren zum Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit dem Schritt: Steuern und Halten des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand, indem ein Haltestrom mit zumindest einer ersten mittleren Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil (30a, 30b) an das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgegeben wird (S1); dadurch gekennzeichnet, dass während des Steuerns und Haltens des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand mindestens eine Ist-Größe bezüglich einer aktuellen Motordrehzahl eines Elektromotors (24) einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20) des Bremssystems und/oder mindestens eines aktuellen hydraulischen Drucks in zumindest einem Teilvolumen des Bremssystems ermittelt wird (S2), wobei eine aktuelle mittlere Soll-Stromstärke des an das stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgegebenen Haltestroms unter Berücksichtigung der mindestens einen ermittelten Ist-Größe aus einem Wertebereich umfassend zumindest die erste mittlere Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil (30a, 30b) und eine zweite mittlere Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil (30a, 30b) größer als die erste mittlere Soll-Stromstärke ausgewählt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei während des Steuerns und Haltens des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand der an das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) ausgegebene Haltestrom auf zumindest die zweite mittlere Soll-Stromstärke pro angesteuertem stromlos-geschlossenen Ventil (30a, 30b) gesteigert wird, sobald die mindestens eine Ist-Größe mindestens eine zugeordnete Vergleichsgröße bezüglich einer vorgegebenen Grenz-Motordrehzahl und/oder mindestens eines vorgegebenen Grenz-Drucks übersteigt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei während des Steuerns und Haltens des mindestens einen stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b) in seinen geöffneten Zustand der Haltestrom bei der ersten mittleren Soll-Stromstärke zwischen 0.3 A und 1 A gehalten wird, solange die mindestens eine Ist-Größe unter der mindestens einen zugeordneten Vergleichsgröße liegt, und der Haltestrom auf die zweite mittlere Soll-Stromstärke zwischen 1,5 A und 3 A gesteigert wird, sobald die mindestens eine Ist-Größe die mindestens eine zugeordnete Vergleichsgröße übersteigt.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Hauptbremszylinder (10), mindestens einen angebundenen Bremskreis (12a, 12b) mit mindestens einem Radbremszylinder (14a, 14b) und einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20) mit dem Schritt: Ansteuern mindestens eines stromlos-geschlossenen Ventils (30a, 30b), über welches mindestens ein Zwischenspeichervolumen (26) der Kolben-Zylinder-Vorrichtung (20) mit dem mindestens einen zugeordneten Bremskreis (12a, 12b) hydraulisch verbunden ist, gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zum Verschieben von Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen (26) über das mindesten eine in seinen geöffneten Zustand gesteuerte und gehaltene stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) in den mindestens einen zugeordneten Bremskreis (12a, 12b).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bremsflüssigkeit aus dem mindestens einen Zwischenspeichervolumen (26) in einen ersten Bremskreis (12a) und in einen zweiten Bremskreis (12b) als dem mindestens eine Bremskreis (12a, 12b) verschoben wird, indem ein erstes stromlos-geschlossenes Ventil (30a) und ein zweites stromlos-geschlossenes Ventil (30b) als das mindestens eine stromlos-geschlossene Ventil (30a, 30b) in ihrem geöffneten Zustand gesteuert und gehalten werden.
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