DE19537926A1 - Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Bremsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Eine Bremsanlage, für welche dieses Verfahren geeignet ist, ist beispielsweise in der DE-A 43 33 568 beschrieben. Die bekannte Bremsanlage ist ausgestattet für eine Bremsschlupfregelung nach dem Rückförderprinzip, für eine Antriebsschlupfregelung an den Radbremsen der angetriebenen Räder sowie für eine Giermomen­ tregelung beim Durchfahren einer Kurve. Unter Aktivbremsung sind sowohl Antriebsschlupfregelung als auch Giermomentregelung durch Bremseneingriff zu verstehen, da derartige Bremsenein­ griffe auch ohne Betätigung des Bremspedals erfolgen. Jeder Bremskreis weist einen Rückförderkreislauf auf, wobei die Rück­ förderpumpe selbstansaugend ist und mit einer Saugleitung zur Bremsleitung versehen ist. In der Bremsleitung ist zwischen Anschluß der Saugleitung und dem Anschluß der Druckleitung der Rückförderpumpe ein Trennventil angelegt, welches während einer Aktivbremsung geschlossen wird. Zum schnellen Druckaufbau weist die Bremsanlage an der Druckseite der Rückförderpumpe einen Hochdruckspeicher auf, der über ein 2/2-Wegemagnetventil an die Bremsleitung anschließbar ist. Die Rückförderpumpe saugt im Normalfall aus dem an die Auslaß­ ventile der Radbremsen angeschlossenen Niederdruckspeicher Druckmittel an. Die Rückförderpumpe fördert das Volumen aus dem dem Niederdruckspeicher in die Bremsleitung, wo es vor den Einlaßventilen der Radbremsen ansteht. Im Unterschied zur Bremsschlupfregelung wird dieses Volumen während einer Aktiv­ bremsung zum Druckaufbau in den Radbremsen benötigt. Die Aus­ wahl der betroffenen Radbremsen erfolgt jeweils nach den zu­ grundeliegenden Regelstrategien, also Antriebsschlupfregelung oder Giermomentregelung.

Wird der Niederdruckspeicher vollständig leergesaugt, so kann die Rückförderpumpe kein Volumen mehr ansaugen und folglich auch keines in die Bremsleitung mehr fördern. Ein aktiver Druckaufbau in den Radbremsen des jeweils betroffenen Brems­ kreises wird unmöglich. Bei Erreichen eines minimalen Füll­ standes im Niederdruckspeicher muß daher das in der Sauglei­ tung zur Bremsleitung angelegte elektrische Umschaltventil geöffnet werden, so daß die Rückförderpumpe über den Haupt­ zylinder aus dem Vorratsbehälter der Bremsanlage ansaugen kann. Während einer Aktivbremsung ist ein Betriebszustand mit völlig leerem Niederdruckspeicher bei geschlossenem elektri­ schem Umschaltventil unbedingt zu vermeiden. Bisher wurde die­ ses Problem dadurch gelöst, daß am Niederdruckspeicher ein besonderer Wegschalter vorgesehen ist, der bei leerem Nieder­ druckspeicher ein Signal zum Öffnen des elektrischen Umschalt­ ventils gibt.

Da zusätzliche Bauteile in einer Bremsanlage jedoch immer eine Kostenerhöhung mit sich bringen und ein Ausfall eines solchen Wegschalters ein Sicherheitsrisiko für die Funktion der Brems­ anlage mit sich bringen würde, liegt der vorliegenden Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, welches ohne zusätzliche Bauteile eine sichere Öffnung des elektrischen Umschaltventils in der Saug­ leitung zwischen Saugseite der Rückförderpumpe und Bremslei­ tung bewirkt, wenn der Niederdruckspeicher entleert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Drehzahlsignal des An­ triebsmotors der Rückförderpumpe wird bei derzeit ausgeführten Bremsanlagen bereits zur Überwachung des Pumpenlaufs erfaßt und könnte so bei entsprechender Modifikation der Schnittstel­ len auch zum Zwecke der Überwachung des Niederdruckspeicher- Füllstandes mitverwendet werden. Ebenso einfach könnte die Erfassung der Stromaufnahme des Antriebsmotors bei einer ent­ sprechenden Auslegung der elektronischen Auswerteeinheit be­ rücksichtigt werden.

Eine besonders vorteilhafte Variante besteht darin, das Ver­ fahren nach Anspruch 1 gemäß Anspruch 2 zu ergänzen. Die Aus­ wertung der Drehzahl oder der Stromaufnahme könnte somit aus Redundanzgründen lediglich zur Absicherung einer Steuerung über ein Speichermodell herangezogen werden. Dies hat dann den Vorteil, daß auch dann schon, wenn die Drehzahlüberwachung noch nicht anspricht, ein kurzzeitiges Leerlaufen der Pumpe in der Regel vermieden werden kann, da ein Speichermodell schon frühzeitig erkennt, wenn eine Entleerung des Niederdruckspei­ chers droht.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer Zeichnung.

Die einzige Figur stellt eine Bremsanlage dar, an welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.

Die dargestellte Bremsanlage ist an sich bekannt. Die Darstel­ lung soll nur dazu dienen, das erfindungsgemäße Verfahren zu beschreiben. Funktionselemente werden daher hauptsächlich im Zusammenhang mit ihrer Funktion erwähnt.

Die Bremskreise I und II, die vom Hauptzylinder 1 ausgehen, sind identisch aufgebaut. Der Hauptzylinder 1 ist an den Vor­ ratsbehälter 2 angeschlossen, aus welchem die selbstansaugen­ den Rückförderpumpen 4 und 6 bei unbetätigtem Bremspedal 3 Druckmittel ansaugen können. Die dargestellte Bremsanlage weist in den Saugleitungen 8 und 10, welche die Saugseiten der Rückförderpumpen 4 und 6 mit den Bremsleitungen 12 und 14 ver­ binden, jeweils ein elektrisch betätigtes Umschaltventil 16 bzw. 18 und parallel dazu jeweils ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil 20 bzw. 22 auf. Die Parallelschaltung der Um­ schaltventile 16 und 20 bzw. 18 und 22 in den Saugleitungen 8 bzw. 10 hat den Vorteil, daß bei unbetätigtem Bremspedal das hydraulisch betätigte Umschaltventil auf jeden Fall geöffnet ist, da es durch hauptzylinderseitigen Bremsdruck geschlossen wird. Die Erfindung ist jedoch auch auf solche Bremsanlagen anwendbar, in denen derartige hydraulisch betätigte Umschalt­ ventile wie die Ventile 20 und 22 nicht vorhanden sind, son­ dern nur elektrisch betätigte Umschaltventile entsprechend den Umschaltventilen 16 und 18. Auch ist es für die Erfindung nicht von Belang, ob die vorhandenen elektrisch betätigten Umschaltventile - wie dargestellt - stromlos geöffnet sind oder aber wie in anderen Ausführungen stromlos geschlossen. Mit jeweils einer weiteren Saugleitung 24 bzw. 26 sind die Rückförderpumpen 4 und 6 an jeweils einen Niederdruckspeicher 28 bzw. 30 angeschlossen. Diese Niederdruckspeicher 28 und 30 nehmen das aus den Radbremsen 32 und 34 bzw. 36 und 38 abge­ lassene Druckmittel auf.

Da bei einer Aktivbremsung ein zusätzlicher Bremsdruck zumin­ dest in einem Teil der Radbremsen aufgebaut werden muß, sind die Rückförderpumpen 4 und 6 zur selbsttätigen Ansaugung von Druckmitteln konstruiert. Solange in den Niederdruckspeichern 28 und 30 Druckmittel vorhanden ist, kann dieses zum Brems­ druckaufbau entnommen werden.

Angenommen, einer der Niederdruckspeicher - sei es der Nieder­ druckspeicher 28 des Bremskreises 1 - sei leergesaugt, dann benötigt die Rückförderpumpe 4 zur Aktivbremsung eine Druck­ mittelzufuhr aus einer anderen Quelle. Die Saugleitung 8 zur Bremsleitung 12 darf in diesem Falle keinesfalls unterbrochen sein. Wenn ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil 20 vor­ handen ist, so ist dies ohne Betätigung des Bremspedals auf jeden Fall gewährleistet. Nachteilig bei einem derartigen hy­ draulischen Umschaltventil ist es jedoch, daß die Saugleitung 8 nur dann abgesperrt werden kann, wenn tatsächlich ein Haupt­ zylinderdruck ansteht. Zur Aktivbremsung bei unter Druck ste­ hendem Hauptzylinder 1 muß bei entleertem Niederdruckspeicher das elektrisch betätigte Umschaltventil 16 in seine dar­ gestellte geöffnete Position gebracht werden. Ist kein hydrau­ lisch betätigtes Umschaltventil vorhanden, so gilt diese Maß­ gabe für das elektrisch betätigte Umschaltventil 16 auch bei drucklosem Hauptzylinder. Ein das hydraulisch betätigte Um­ schaltventil schließender Hauptzylinderdruck entsteht bei­ spielsweise durch Betätigung des Bremspedals 3 oder bei Vorla­ dung der Bremskreise I und II durch einen fremdansteuerbaren Bremskraftverstärker oder durch eine Vorladepumpe (nicht dar­ gestellt), die hauptzylinderseitig des Umschaltventils 16 Druck aufbaut.

Die Rückförderpumpen 4 und 6 können - wie dargestellt - durch einen gemeinsamen Motor angetrieben sein oder, was teurer wä­ re, durch je einen eigenen.

Die Erfindung sieht vor, die Drehzahl oder das Stromsignal des oder der Pumpenantriebsmotoren zur Erkennung des Füllzustandes des Niederdruckspeichers zu verwenden. Kann die Rückförderpum­ pe aufgrund des leeren Niederdruckspeichers kein Volumen mehr ansaugen und fördern, so sinkt ihre Leistungsaufnahme. Sie läuft leer. Dadurch sinkt auch die Stromaufnahme des Antriebs­ motors. Seine Drehzahl erhöht sich dann wegen des verminderten Lastmoments. Wenn beide Rückförderpumpen 4 und 6 über einen gemeinsamen Motor angetrieben werden, so ist der Effekt ent­ sprechend geringer, wenn nur einer der Niederdruckspeicher leer ist und aus dem anderen noch Volumen gefördert werden kann. Die Zuordnung, welcher der beiden Niederdruckspeicher leer ist, kann dann über Plausibilitätsprüfungen anhand eines im Rechner abgelegten Speichermodells erfolgen, welches nä­ herungsweise eine Berechnung des in den Niederdruckspeichern momentan enthaltenen Volumens erlaubt, beispielsweise anhand der Ventilbetätigungen und des Pumpenlaufs der Bremsanlage.

Je weniger Zeit die Berechnung anhand eines Modells zur Erfas­ sung eines Zustandes kostet, desto ungenauer ist in der Regel das Resultat. Bei einem Speichermodell kann dies dazu führen, daß im Laufe der Regelung das Modell von der Realität wegdrif­ tet. Es kann daher vorkommen, daß anhand des Modells noch ein Füllstand des Niederdruckspeichers diagnostiziert wird, wel­ cher in der Realität nicht mehr vorhanden ist. In diesem Falle kann dann eine Auswertung der Drehzahl des Antriebsmotors bzw. der Stromaufnahme des Antriebsmotors der Rückförderpumpe für einen Abgleich zwischen Modell und Wirklichkeit sorgen.

Im Normalfall wird ein derartiges Modell es ermöglichen, schon vor der völligen Entleerung des Niederdruckspeichers für eine ausreichende Druckmittelzufuhr über die entsprechenden Saug­ leitungen 8 und 10 Sorge zu tragen.

Es versteht sich von selbst, daß bei separaten Antriebsmotoren für die einzelnen Rückförderpumpen eine Zuordnung durch Plau­ sibilitätsbetrachtungen überflüssig ist. Ein Speichermodell ist aber auch in diesem Falle hilfreich, prophylaktisch für eine ausreichende Druckmittelzufuhr zu sorgen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Bremsanlage, welche zu einer Aktivbremsung ausgestattet ist und fol­ gende Komponenten aufweist:

• - einen pedalbetätigten Hauptzylinder (1), der an einen Vorratsbehälter (2) angeschlossen ist und von dem mindestens ein Bremskreis I über eine Bremsleitung (12) gespeist wird, an welche mindestens eine Rad­ bremse (32) angeschlossen ist,
• - einen Niederdruckspeicher (28), der über eine Rück­ laufleitung mit der Radbremse (32) verbunden ist,
• - eine selbstansaugende Rückförderpumpe (4), welche mit einer ersten Saugleitung (24) an den Niederdruck­ speicher (28) und mit einer zweiten Saugleitung (8) an die Bremsleitung (12) angeschlossen ist und die mit ihrer Druckseite über eine Druckleitung an die Bremsleitung (12) zwischen Anschluß der zweiten Saugleitung (8) und der Radbremse (32) angeschlossen ist
• - ein Trennventil in der Bremsleitung (12) zwischen den Anschlüssen der zweiten Saugleitung (8) und der Druckleitung,
• - ein Einlaßventil in der Bremsleitung zwischen An­ schluß der Druckleitung und der Radbremse (32),
• - ein Auslaßventil in der Rücklaufleitung,
• - ein elektrisch betätigtes Umschaltventil (16) in der zweiter Saugleitung (8), wobei während einer Ak­ tivbremsung das elektrisch betätigte Umschaltventil (16) bei Bedarf geöffnet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Bedarf durch Auswertung der Drehzahl und/oder der Stromaufnahme des Antriebsmo­ tors der Rückförderpumpe (4) festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bedarf festgestellt wird, in dem anhand eines Spei­ chermodells der jeweilige Füllstand des Niederdruckspei­ chers (28, 30) berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines gemeinsamen Antriebsmotors für meh­ rere Rückförderpumpen durch Plausibilitätsbetrachtungen anhand des Speichermodells festgestellt wird, welcher der beiden Niederdruckspeicher entleert ist.