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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämpfung von Druckpulsationen bei einem Bremsdruckaufbau durch einen fremdkraftgetriebenen Druckerzeuger in einem Bremskreis einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.
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Eine der Erfindung zugrundeliegende elektronisch schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage ist beispielsweise aus der
DE 10 2014 209 414 A1 bereits bekannt.
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Diese Fahrzeugbremsanlage verfügt über einen Bremskreis sowie über einen elektronisch steuerbar, von einem Motor betätigbaren Druckerzeuger zur Versorgung dieses Bremskreises mit einem Druckmittel unter Bremsdruck. Der Bremskreis verzweigt sich stromabwärts des Druckerzeugers in wenigstens zwei Bremskreiszweige, an die jeweils wenigstens eine Radbremse angeschlossen ist. Eine elektronisch ansteuerbare Ventileinrichtung ist jeder Radbremse unmittelbar vorgeschaltet, um einen Zufluss von Druckmittel zur zugeordneten Radbremse zu steuern bzw. um den Bremsdruck dieser Radbremse radindividuell zu regeln. Diese Ventileinrichtung kann dazu aus einer Durchlassstellung in einer unbegrenzten Anzahl von Zwischenstellungen und demnach stufenlos in eine Sperrstellung überführt werden. Derartige Ventileinrichtungen werden vielfach auch als Proportionalventileinrichtungen bezeichnet.
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Zyklisch arbeitende Druckerzeuger, wie beispielsweise bei konventionellen ABS/ESP-Bremsanlagen üblicherweise eingesetzte Kolbenpumpen, verursachen aufgrund ihres Arbeitsprinzips Druckpulsationen im Förderstrom, die angeschlossene Druckleitungen in Vibrationen versetzen können. Jene werden über die Befestigungen dieser Druckleitungen an der Karosserie eines Fahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum übertragen und können dort komfortbeeinträchtigende Störgeräusche verursachen.
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Zur Dämpfung dieser Pulsationen verfügt jeder Bremskreis der bekannten Fahrzeugbremsanlage daher über eine Pulsationsdämpfungseinrichtung. Pulsationsdämpfungseinrichtungen werden oftmals auch als hydraulischer Tiefpass bezeichnet. Sie umfassen prinzipiell ein Dämpfungsvolumen bzw. eine hydraulische Kapazität und eine, diesem Dämpfungsvolumen in Strömungsrichtung nachgeordnete Drosseleinrichtung bzw. einen hydraulischen Widerstand.
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Beim zitierten Stand der Technik ist das Dämpfungsvolumen beispielhaft von einer Dämpferpatrone gebildet, in deren Innerem ein deformierbarer Balg, eine elastische Membran oder ein federbeaufschlagter Kolben angeordnet ist, welcher bzw. welche eine in ihrem Volumen veränderliche Speicherkammer begrenzt. Die Dämpferpatrone bildet eine Baueinheit, die an ein Hydroaggregat zur Steuerung des Bremsdrucks der Fahrzeugbremsanlage zu montieren ist.
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Der Strömungswiderstand der Pulsationsdämpfungseinrichtung ist bei diesem Stand der Technik durch elektronische Ansteuerung der Ventileinrichtung realisiert, welche den Zufluss von Druckmittel zu einer der Radbremsen steuert. Aufgrund eines entsprechenden Ansteuersignals nimmt die Ventileinrichtung eine Drosselstellung ein und bildet den notwendigen Strömungswiderstand aus. Von Vorteil ist, dass dadurch auf eine physisch dargestellte Drosseleinrichtung der Pulsationsdämpfungseinrichtung verzichtet werden kann, was letztlich Teilekosten senkt sowie Montageaufwand und einen Bedarf an Bauraum reduziert.
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Das Dämpfungsvolumen in Gestalt der Dämpferpatrone ist nach wie vor körperlich vorhanden. Deren Herstellung und Montage verursacht Kosten. Zudem nimmt das Dämpfungsvolumen Bauraum in Anspruch, welcher bei einem Kraftfahrzeug ohnehin nur in begrenztem Umfang zur Verfügung steht.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 sieht vor, dass im Falle eines Bremsdruckaufbaus durch einen Druckerzeuger, der ohne eine Beteiligung des Fahrers und ohne Durchführung einer Regelung eines aufgetretenen Radschlupfs stattfindet, die Ventileinrichtung zur Steuerung eines Druckmittelzustroms zu einer Radbremse in einem der wenigstens zwei Kreiszweige elektronisch derart angesteuert wird, dass diese Ventileinrichtung eine Drosselstellung einnimmt und den Strömungswiderstand der Pulsationsdämpfungseinrichtung ausbildet, während die jeweils andere Ventileinrichtung im jeweils anderen Kreiszweig derart angesteuert wird, dass diese Ventileinrichtung die Durchlassstellung einnimmt und zwischen der Radbremse dieses Kreiszweigs und dem Druckerzeuger eine durchgehende, weitgehend frei von Drosselstellen ausgebildete, Druckmittelverbindung schafft. Das Volumen dieser durchgehenden Druckmittelverbindung bildet dabei zusammen mit dem Volumen der Radbremse die hydraulische Kapazität einer Pulsationsdämpfungseinrichtung aus.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird durch das vorgeschlagene Verfahren eine Pulsationsdämpfungseinrichtung in einem Bremskreis dadurch geschaffen, dass bei einer Bremsdruckerzeugung durch den Druckerzeuger die den Zustrom von Druckmittel zu den Radbremsen steuernden Ventileinrichtungen in den verschiedenen Bremskreiszweigen eines Bremskreises unterschiedlich elektronisch angesteuert werden, um unterschiedlich große Strömungsquerschnitte in den Druckmittelverbindungen zu den Radbremsen einzustellen. Eine Pulsationsdämpfungseinrichtung in einem Bremskreis lässt sich mit der Erfindung somit rein elektronisch darstellen und bedarf keinem physisch ausgeführten hydraulischen Widerstand bzw. Drossel und auch keiner physisch dargestellten hydraulischen Kapazität bzw. einem Dämpfungsvolumen. Letztlich lassen sich dadurch diese Baugruppen und deren Montageaufwand vollständig einsparen, die Herstellung eines Hydroaggregats zur Drucksteuerung einer Fremdkraftbremsanlage vereinfachen sowie dessen Bauvolumen deutlich verringern.
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Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Anhand der Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 3 wird erreicht, dass in denjenigen Radbremsen, die den größeren Anteil an der Gesamtbremsleistung einer Fahrzeugbremsanlage haben, der gewünschte Bremsdruck weiterhin möglichst schnell und unbehindert aufgebaut wird. Ein Bremsdruckaufbau an den anderen Radbremsen findet nur aus Gründen der Pulsationsglättung statt, kann deshalb leicht verzögert stattfinden und weist ein niedrigeres Druckniveau auf.
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Der Verfahrensanspruch 4 ist darauf gerichtet, dass die Ventileinrichtungen der Radbremsen derjenigen Fahrzeugachse, welche in Fahrzeuglängsachsenrichtung dem Druckerzeuger zugewandt ist, die Durchgangsstellung einnehmen, während die Radbremsen der vom Druckerzeuger abgewandt liegenden Fahrzeugachse eine Drosselstellung einnehmen. Hintergrund dafür ist, dass die Bremsleitungen zu den Radbremsen der entfernter liegenden Fahrzeugachse entlang des Fahrzeugunterbodens geführt sind und sich deshalb hinsichtlich einer Übertragung von pulsationsbedingten Geräuschen in den Fahrzeuginnenraum sensibler verhalten, als die in Fahrzeuglängsachsenrichtung kürzer geführten Bremsleitungen zu den Radbremsen an der dem Druckerzeuger näherliegenden Fahrzeugachse.
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Ein Bremsvorgang mit elektronischer Pulsationsdämpfung wird hauptsächlich zur Verbesserung des Fahrkomforts durchgeführt. Sollte es daher bei einem Bremsvorgang mit elektronischer Pulsationsdämpfung zu einer Situation kommen, bei der Schlupf an einem Rad des Fahrzeugs festgestellt wird, so hat die Schlupfregelung gegenüber einer Pulsationsdämpfung Priorität, da Schlupf erheblichen Einfluss auf die Fahrstabilität und damit die Fahrsicherheit eines Fahrzeugs hat. Mit Anspruch 5 wird deshalb beansprucht, dass die Pulsationsdämpfung im Falle einer erforderlichen Schlupfregelung abgebrochen wird.
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Eine Fahrzeugbremsanlage nach den Merkmalen des Anspruch 6 zeichnet sich durch ein geringes Betriebsgeräusch, hohem Betriebskomfort bei unverändert guter Druckaufbaudynamik und insbesondere durch ihre kompakte und kostensparende Bauweise aus.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.
- 1 zeigt schematisch vereinfacht einen Ausschnitt eines konventionell ausgebildeten Bremskreises einer Fahrzeugbremsanlage; demgegenüber ist in der
- 2 ein Bremskreis in erfindungsgemäßer Ausbildung veranschaulicht.
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Die erfindungswesentlichen Komponenten der Bremskreis sind anhand von hydraulischen Schaltsymbolen dargestellt. Einander funktional entsprechende Bauteile sind in den beiden Figuren mit einander entsprechenden Bezugsziffern versehen.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
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In 1 ist das vereinfachte hydraulische Layout eines Abschnitts eines Bremskreises 10 einer konventionell ausgeführten Fahrzeugbremsanlage gezeigt. Dieser Abschnitt erstreckt von einem Druckerzeuger 12 zur Versorgung des Bremskreises 10 mit Druckmittel bis zu den an diesen Bremskreis 10 angeschlossenen Radbremsen 14a,b.
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Es ist davon auszugehen, dass es sich bei dem anhand eins hydraulischen Schaltsymbol dargestellten Druckerzeuger 12 um eine zyklisch arbeitende und dem entsprechend Druckpulsationen im Bremskreis 10 erzeugende Pumpe handelt, beispielsweise eine von einem motorisch antreibbaren Exzenter betätigbare Kolbenpumpe, hinlänglich bekannter Bauart.
Stromabwärts dieses Druckerzeugers 12 ist zur Dämpfung von Druckpulsationen eine Pulsationsdämpfungseinrichtung 16 vorhanden. Jene besteht aus einer hydraulischen Kapazität 18, also einem Druckmittelspeicher und einem dem Druckmittelspeicher nachgeordneten hydraulischen Widerstand 20. Letzterer kann beispielsweise in Gestalt einer Drossel mit konstantem oder mit einem druckabhängig veränderlichen Drosselquerschnitt ausgeführt sein. Bekannt sind darüber hinaus Druckmittelspeicher mit Speicherkammern konstanten Volumens oder mit einem in Abhängigkeit des Drucks veränderlichen Volumen. Dazu kann die Speicherkammer beispielsweise von einer elastischen Membran, einem verformbaren Faltenbalg oder einem federelastisch beaufschlagten Kolben begrenzt sein. Stromabwärts der Pulsationsdämpfungseinrichtung 16 verzweigt sich der dargestellte Bremskreis in exemplarisch zwei Kreiszweige 22a,b. Jeder dieser Kreiszweige 22a,b ist beispielhaft mit jeweils einer Radbremse 14a,b kontaktiert.
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Zu einer Steuerung einer radindividuellen Versorgung dieser Radbremsen 14a,b mit Druckmittel ist in jedem Kreiszweig 22a,b eine Ventileinrichtung 24a,b vorgesehen. Jede Ventileinrichtung 24a,b ist von einem elektronischen Steuergerät 26 der Fahrzeugbremsanlage ansteuerbar und gibt in Abhängigkeit des Ansteuersignals einen bestimmten Strömungsquerschnitt frei. Zwischen einer Sperrstellung und einer Durchlassstellung der Ventileinrichtung 24a,b ist der Strömungsquerschnitt in einer Vielzahl von Zwischenstellungen und damit stufenlos einstellbar. Der in den Radbremsen 14a,b vorherrschende Bremsdruck ist auf diese Art und Weise beispielsweise an die Schlupfverhältnisse anpassbar, welche am jeweils zugeordneten Rad gerade vorherrschen. Maßgabe dabei ist es auftretenden Radschlupf zu vermeiden bzw. auf ein Minimum zu reduzieren.
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Die dargestellten Radbremsen 14a,b sind Rädern unterschiedlicher Achsen und unterschiedlicher Spuren des Fahrzeugs angeordnet, d.h. ein Rad des Bremskreises 10 befindet sich vorne links (VL) am Fahrzeug, während das andere Rad am Fahrzeug hinten rechts (HR) angeordnet ist, oder jeweils umgekehrt. Es handelt sich bei der Darstellung also um einen Bremskreis 10 einer Fahrzeugbremsanlage deren bremskreise diagonal aufgeteilt sind.
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Im Falle autonomer Fahrfunktionen, wie beispielsweise einer Abstandsregelung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, findet ein Bremsdruckaufbau ohne Fahrerbeteiligung statt. Dabei werden einzelne oder mehrere Radbremsen 14a,b der Fahrzeugbremsanlage vom Druckerzeuger 12 mit Bremsdruck beaufschlagt, ohne dass an diesem Bremsdruckaufbau der Fahrer beteiligt ist. Dabei auftretende Druckpulsationen werden durch die Pulsationsdämpfungseinrichtung 16 geglättet. Diese Pulsationsglättungseinrichtung 16 ist gemäß 1, wie erläutert anhand physisch vorhandener Komponenten realisiert und bringt somit die oben erläuterten Nachteile mit sich.
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2 zeigt einen erfindungsgemäßen Bremskreis 10, der im Unterschied zum Bremskreis nach 1 eine Pulsationsdämpfungseinrichtung ohne physisch ausgebildete Komponenten aufweist. Die Pulsationsdämpfungseinrichtung wird bei diesem Bremskreis durch entsprechende elektronische Ansteuerung der den Radbremsen 14a,b vorgeschalteten Ventileinrichtungen 24a,b dargestellt, wobei die Ventileinrichtungen 24a,b in den Kreiszweigen 22a,b dazu unterschiedlich Strömungsquerschnitte einstellen. Während die Ventileinrichtung 24a im Kreiszweig 22a dabei derart angesteuert wird, dass sie eine Drossel innerhalb einer Druckmittelverbindung 28a vom Druckerzeuger 12 zur Radbremse 14a ausbildet welche der Druckmittelströmung einen hydraulischen Widerstand entgegenstellt, wird die Ventileinrichtung 24b im jeweils anderen Kreiszweig 22b des Bremskreises 10 derart angesteuert, dass sie zwischen der Druckseite des Druckerzeugers 12 und der Radbremse 22b eine frei durchgängige Druckmittelverbindung 28b schafft, in der das Druckmittel möglichst ungedrosselt strömen kann. Handelt es sich bei den Ventileinrichtungen 24a,b, wie in 2 dargestellt, um normal offene 2/2-Proportionalwegeventile, also um Ventile die durch elektronische Ansteuerung in eine Sperrstellung überzuführen sind, wird die Ventileinrichtung 24a demnach elektrisch angesteuert, wie anhand des Blitzsymbols veranschaulicht, und in eine Drosselstellung verbracht, während die Ventileinrichtung 24 b elektrisch nicht beaufschlagt wird und dementsprechend die Durchlassstellung einnimmt. Das Druckmittelvolumen der Druckmittelverbindung 28b bildet in Summe mit dem Druckmittelvolumen der angeschlossenen Radbremse 14b die hydraulische Kapazität der Pulsationsdämpfungseinrichtung aus, während die Ventileinrichtung 24a den dieser hydraulischen Kapazität 18 nachgeordneten hydraulischen Widerstand 20 der Pulsationsdämpfungseinrichtung darstellt. Druckerzeuger 12, hydraulische Kapazität 18 und hydraulischer Widerstand 20 sind demnach bezüglich der Radbremse 14a in Reihe hintereinandergeschaltet, so wie dies bei der Pulsationsdämpfungseinrichtung 16 nach 1 der Fall ist. Folglich wird eine entsprechende pulsationsdämpfende Wirkung im Kreiszweig 22a durch eine daran angepasste elektronische Ansteuerung der Ventileinrichtungen 24a,b erreicht.
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Die den hydraulischen Widerstand der Pulsationsdämpfungseinrichtung darstellende Ventileinrichtung 24a ist bevorzugt einer Radbremse 14a an einer Achse des Fahrzeugs zugeordnet, deren Radbremsen in Summe einen geringeren Anteil an einer Gesamtbremsleistung haben, als die Radbremsen 14b der jeweils anderen Fahrzeugachse. Üblicherweise sind dies die Radbremsen 14a an der Hinterachse eines Fahrzeugs. Ein weiterer Grund zu einer Drosselung des Druckaufbaus an einer Radbremse 14a der Hinterachse eines Fahrzeugs besteht darin, dass diese Radbremse 14a in Richtung einer Längsachse des Fahrzeugs meist weiter vom Druckerzeuger 12 entfernt liegt als eine Radbremse 14b an einer Vorderachse des Fahrzeugs. Folglich verhält sich die entlang des Unterbodens eines Fahrzeugs geführte Bremsleitung zur Radbremse 14a der Hinterachse bezüglich einer Geräuschübertragung in den Innenraum des Fahrzeugs sensibler, als die demgegenüber kürzere Bremsleitung vom Druckerzeuger 12 zur Radbremse 14b an einer Vorderachse.
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Der Radbremse 14b, die an einer Vorderachse des Fahrzeugs angeordnet ist, strömt im Umkehrschluss dazu das Druckmittel über die andere, durchgehend ausgebildete Druckmittelverbindung 28b weitgehend ungedrosselt zu und die gewünschte Bremsleistung stellt sich somit dort wunschgemäß ohne Zeitverzögerung und vollumfänglich ein.
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Das erläuterte Verfahren wird durchgeführt bei Bremsvorgängen, bei denen der Bremsdruck durch Betätigung des Druckerzeugers 12 bereitgestellt wird, ohne dass dabei der Fahrer beteiligt ist und ohne, dass eine elektronische Regelung des Schlupfs an einem Rad des Bremskreises stattfindet. Ein solcher Bremsvorgang tritt beispielsweise bei einer sogenannten Staufolgefahrt auf, also wenn ein Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug unter einer Regelung des Abstands zwischen den Fahrzeugen folgt. Mit dem Verfahren wird der Geräuschkomfort im Fahrzeuginneren während einer solchen Fahrsituation gegenüber konventionellen Fremdkraftbremsanlagen deutlich verbessert.
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Im Unterschied zu Bremsvorgängen bei welchen der Bremsdruck allein durch Muskelkraft, also ohne Betätigung des Druckerzeugers 12, aufgebaut wird, werden beim erfindungsgemäßen Verfahren alle Radbremsen 14a,b eines Bremskreises 10 gleichzeitig mit Bremsdrücken beaufschlagt.
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In einem sogenannten aktiven Zustand der Fahrzeugbremsanlage, also bei einer stattfindenden Schlupfregelung bzw. einem durch das elektronische Steuergerät 26 festgestellten instabilen Fahrzustand des Fahrzeugs, wird das erläuterte Verfahren abgebrochen bzw. ausgesetzt.
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Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom erläuterten Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014209414 A1 [0002]
