EP2197716A1 - Einsatz von absolutdruckventilen in fahrdynamikregelsystemen - Google Patents

Einsatz von absolutdruckventilen in fahrdynamikregelsystemen

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EP2197716A1
EP2197716A1 EP08835628A EP08835628A EP2197716A1 EP 2197716 A1 EP2197716 A1 EP 2197716A1 EP 08835628 A EP08835628 A EP 08835628A EP 08835628 A EP08835628 A EP 08835628A EP 2197716 A1 EP2197716 A1 EP 2197716A1
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EP
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valve
pressure
valves
absolute pressure
control
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EP08835628A
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English (en)
French (fr)
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Frank Kneip
Carsten Bodmann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/42—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems
    • B60T8/4275—Pump-back systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/48—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition connecting the brake actuator to an alternative or additional source of fluid pressure, e.g. traction control systems
    • B60T8/4809—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems
    • B60T8/4827—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems
    • B60T8/4863—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems
    • B60T8/4872—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems pump-back systems

Definitions

  • the invention relates to a device for carrying out a wheel slip control, comprising at least one inlet valve and / or an outlet valve and / or a switching valve for regulating the pressure in at least one wheel brake cylinder.
  • the essence of the invention is that at least one of the intake valves and / or exhaust valves and / or change-over valves is designed as an absolute pressure valve. As a result, a more accurate and less tolerant wheel slip control is possible.
  • the switching valves are between the master cylinder and the
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the absolute pressure valve depending on its electrical control a predetermined absolute pressure value at the entrance or exit of the valve established. This allows a particularly simple adjustment of the absolute pressure.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the pressure is a hydraulic pressure.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that all intake valves and exhaust valves of the brake circuit are designed as absolute pressure valves. At the outlet of the inlet valve and at the inlet of the outlet valve is in each case substantially in
  • Wheel brake cylinder prevailing pressure on.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that in addition the changeover valves or only the changeover valves are designed as absolute pressure valves.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the absolute pressure valve, depending on its electrical control sets a predetermined pressure difference between the prevailing at the entrance or exit of the valve pressure and the atmospheric pressure.
  • wheel slip control is an ABS control, an ASR control or an ESP control.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the absolute pressure valve is a solenoid valve.
  • FIG. 1 shows the typical topology of a brake circuit suitable for individual wheel slip control.
  • the pre-and post-pressure of the valve In addition to the inevitable production-related mechanical tolerance or hardware tolerance, the main problem with a differential pressure control, the pre-and post-pressure of the valve must be known. This is not always or only partially the case, since in a differential pressure control only the pressure drop across the valve is adjusted.
  • the driver pre-pressure or master cylinder pressure in an electronic brake control system is only known within the scope of the pressure sensor measurement accuracy and, due to the filtering of the measurement signal, only with time delay.
  • there is no pressure sensor that is, the master cylinder pressure can only be estimated.
  • the wheel pressure prevailing in the wheel brake cylinders is usually only estimated in ABS systems as well as in traction slip control systems (ASR systems) or vehicle dynamics control systems (ESP systems).
  • ASR systems traction slip control systems
  • ESP systems vehicle dynamics control systems
  • Fig. 1 the braking system of a vehicle equipped with a vehicle dynamics control system vehicle is shown in a schematic manner. All parts that are not important for the understanding were omitted.
  • a brake system with two brake circuits has been considered: brake circuit 1 is the left branch in FIG. 1 (it is also referred to as the swim circle), the right branch is brake circuit 2 (also referred to as the rod circle).
  • brake circuit 1 extends over the rear wheels and the brake circuit 2 extends over the front wheels.
  • This division is also referred to as Il-division. Of course, other divisions are conceivable.
  • 300 Hydraulic brake pressure regulator 301: Master brake cylinder
  • HSVl high-pressure switching valve of brake circuit 1
  • EVHL intake valve at the rear left, ie at the brake of the left rear wheel
  • HSV2 high pressure switching valve of brake circuit 2
  • RFP2 return pump of brake circuit 2
  • the two return pumps are driven by a common motor, i. they are put into operation in parallel.
  • High-pressure switching valves 302 and 305 and to the switching valves 303 and 304 are connected to the outlet valves 309 and 310 and the suction side of the return pump 306.
  • the switching valve 303 is connected to the intake valves 308 and 311 and the discharge side of the return pump 306.
  • the output side of the intake valve 308 and the input side of the exhaust valve 309 are connected to the wheel brake 316, as are the intake valve 311 and the exhaust valve 310 with the wheel brake 317.
  • the high-pressure switching valve 305 is connected to the exhaust valves 313 and 314 and the suction side of the recirculation pump 307.
  • the switching valve 304 is connected to the intake valves 312 and 315 and the discharge side of the return pump 307.
  • the output side of the intake valve 312 and the input side of the exhaust valve 313 are connected to the wheel brake 318, as are the intake valve 315 and the exhaust valve 314 with the wheel brake 319.
  • the return pump 306 is located between the switching valve 303 (discharge side) and the discharge valve 310 (suction side), the return pump 307 is located between the switching valve 304 (delivery side) and the discharge valve 313 (suction side).
  • Change-over valves pronounced as absolute pressure valves. While in a differential pressure valve, the pressure drop across the valve, i. the pressure difference between the inlet and outlet of the valve, via which the control is set, is set in the case of an absolute pressure valve by controlling the pressure applied to the inlet of the valve, i. it is set the pressure difference between the input of the valve and the vehicle environment (atmospheric pressure). As a result, a complex estimation of the pressures prevailing at the individual parts of the hydraulic circuit by means of a hydraulic model, i. the tolerance chain is reduced.
  • the pressure in a wheel brake cylinder is considered.
  • the pressure prevailing at the output of the master cylinder is measured by means of a pressure sensor. This measured value is subject to a measurement error.
  • the switching valve USVl or USV2 increases the circulating pressure when the pump is pumping by the pressure difference that occurs at the changeover valve. This occurring pressure difference is again not exactly known, for example, mechanical tolerances of the changeover valve and the pump are included in this pressure difference.
  • a tolerance-related pressure drop takes place. Due to several tolerance influences thereby the in
  • the use of absolute pressure valves offers the following advantages: The differential pressure dependence is eliminated The tolerance chain is significantly reduced - the pressure tolerance is reduced to the hardware tolerance of a valve ABS functionality can be implemented identically in an ABS and an ESP control unit.
  • the pre-pressure sensor can be significantly simplified or even eliminated in a differential pressure valve dependent on the differential pressure hardware tolerance can be reduced to a dependent of absolute pressure hardware tolerance. This is particularly advantageous for large pressure differences, for example at a high admission pressure and a small wheel pressure.
  • the permissible hardware tolerance of the changeover valve may possibly be widened since the inlet valve or the outlet valve play the more decisive role for the wheel pressure.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Radschlupfregelung, enthaltend wenigstens ein Einlassventil und ein Auslassventil zur Regelung des Drucks in wenigstens einem Radbremszylinder. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass wenigstens eines der Einlassventile oder Auslassventile als Absolutdruckventil ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Einsatz von Absolutdruckventilen in Fahrdynamikregelsystemen
Stand der Technik
Aus der DE 102 37 002 Al sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bremsung wenigstens zweier Fahrzeugräder einer Achse eines Fahrzeugs bekannt, bei dem der Wert des Bremsdrucks im dem ersten Rad zugeordneten Radbremszylinder mit dem Wert des Bremsdrucks im dem zweiten Rad zugeordneten Radbremszylinder verknüpft ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Verknüpfung über die an den jeweiligen Einlassventilen fallenden hydraulischen Druckdifferenzen gegeben ist. Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 102 37 002 Al entnommen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Radschlupfregelung, enthaltend wenigstens ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil und/oder ein Umschaltventil zur Regelung des Drucks in wenigstens einem Radbremszylinder. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass wenigstens eines der Einlassventile und/oder Auslassventile und/oder Umschaltventile als Absolutdruckventil ausgebildet ist. Dadurch ist eine genauere und weniger toleranzbehaftete Radschlupfregelung möglich. Die Umschaltventile sind zwischen dem Hauptbremszylinder und den
Einlassventilen angeordnet
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung einen vorgegebenen absoluten Druckwert am Eingang oder Ausgang des Ventils einstellt. Dadurch wird ein besonderes einfache Einstellung des Absolutdruckes ermöglicht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druck um einen hydraulischen Druck handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einlassventile und Auslassventile des Bremskreises als Absolutdruckventile ausgebildet sind. Am Ausgang des Einlassventils und am Eingang des Auslassventils liegt jeweils der im wesentlichen im
Radbremszylinder vorherrschende Druck an.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Umschaltventile oder nur die Umschaltventile als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem am Eingang oder Ausgang des Ventils vorherrschenden Druck und dem atmosphärischen Umgebungsdruck einstellt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Radschlupfregelung um eine ABS-Regelung, eine ASR-Regelung oder eine ESP-Regelung handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Absolutdruckventil um ein Magnetventil handelt.
Die Zeichnung besteht aus Fig. 1. Fig. 1 zeigt die typische Topologie eines zur individuellen Radschlupfregelung geeigneten Bremskreises.
Neben der unvermeidlichen fertigungsbedingten mechanischen Toleranz bzw. Hardwaretoleranz ist das Hauptproblem bei einer Differenzdruckregelung, dass Vor- und Nachdruck des Ventils bekannt sein müssen. Dies ist nicht immer oder nur bedingt der Fall, da bei einer Differenzdruckreglung nur die am Ventil abfallende Druckdifferenz eingestellt wird. Beispielsweise ist der Fahrervordruck bzw. Hauptzylinderdruck in einem elektronischen Bremsregelsystem nur im Rahmen der Drucksensor- Messgenauigkeit und, bedingt durch die Filterung des Messsignals, nur mit Zeitverzug bekannt. In zahlreichen Antiblockiersystemen ist des weiteren kein Drucksensor vorhanden, d.h. der Hauptzylinderdruck kann nur geschätzt werden. Der in den Radbremszylindern herrschende Raddruck wird sowohl bei ABS-Systemen als auch bei Antriebsschlupfregelungssystemen (ASR-Systeme) bzw. Fahrdynamikregelungssystemen (ESP-Systeme) meist nur geschätzt. Beim Einsatz von Raddrucksensoren ist der Raddruck ebenfalls nur im Rahmen der Drucksensor- Messgenauigkeit und, bedingt durch die Filterung des Messsignals, nur mit Zeitverzug bekannt.
Im Falle eines aktiven Druckaufbaus mittels einer Rückförderpumpe unterliegt die Genauigkeit der Kreisdruckschätzung den mechanischen Toleranzen der Pumpe und des hydraulischen Systems. Diese Toleranzen beeinflussen die
Druckgenauigkeit und damit die Güte der Regelung. Ziel der Erfindung ist die Eliminierung der Toleranzeinflüsse, abgesehen von der kaum eliminierbaren Hardware-Toleranz der einzelnen Ventile. In Fig. 1 ist in schematischer Art und Weise das Bremssystem eines mit einem Fahrdynamikregelungssystem ausgestatteten Fahrzeugs dargestellt. Dabei wurden alle für das Verständnis unwesentlichen Teile weggelassen. Es wurde ein Bremssystem mit zwei Bremskreisen betrachtet: Bremskreis 1 ist linke Zweig in Fig.l (er wird auch als Schwimmkreis bezeichnet), der rechte Zweig ist Bremskreis 2 (er wird auch als Stangenkreis bezeichnet). Dabei erstrecke sich der Bremskreis 1 über die Hinterräder und der Bremskreis 2 erstrecke sich über die Vorderräder. Diese Aufteilung wird auch als Il-Aufteilung bezeichnet. Selbstverständlich sind auch andere Aufteilungen denkbar. Zuerst sollen die einzelnen Blöcke kurz vorgestellt werden: 300: Hydraulische Bremsdruckregeleinrichtung 301: Hauptbremszylinder
302: HSVl (= Hochdruckschaltventil von Bremskreis 1)
303: USVl (= Umschaltventil von Bremskreis 1)
306: RFPl (= Rückförderpumpe von Bremskreis 1)
308: EVHL (= Einlassventil hinten links, d.h. an der Bremse des linken Hinterrads) - A -
309: AVHL (= Auslassventil hinten links)
311: EVHR (= Einlassventil hinten rechts)
310: AVHR (= Auslassventil hinten rechts)
316: Radbremse des linken Hinterrades 317: Radbremse des rechten Hinterrades
305: HSV2 (= Hochdruckschaltventil von Bremskreis 2)
304: USV2 (= Umschaltventil von Bremskreis 2)
307: RFP2 (= Rückförderpumpe von Bremskreis 2)
312: EVVL (= Einlassventil vorne links) 313: AVVL (= Auslassventil vorne links)
315: EVVR (= Einlassventil vorne rechts)
314: AVVR (= Auslassventil vorne rechts)
318: Radbremse des linken Vorderrades
319: Radbremse der rechten Vorderrades
Die beiden Rückförderpumpen sind von einem gemeinsamen Motor angetrieben, d.h. sie werden parallel in Betrieb genommen.
Vom Hauptbremszylinder 301 gehen zwei Leitungen zu der Bremsdruckregeleinrichtung 300. Darin erfolgt eine Verzweigung zu den
Hochdruckschaltventilen 302 und 305 und zu den Umschaltventilen 303 und 304. Das Hochdruckschaltventil 302 ist mit den Auslassventilen 309 und 310 sowie der Saugseite der Rückförderpumpe 306 verbunden. Das Umschaltventil 303 ist mit den Einlassventilen 308 und 311 sowie der Förderseite der Rückförderpumpe 306 verbunden. Die Ausgangsseite des Einlassventils 308 und die Eingangsseite des Auslassventils 309 sind verbunden mit der Radbremse 316, ebenso das Einlassventil 311 und das Auslassventil 310 mit der Radbremse 317.
Das Hochdruckschaltventil 305 ist mit den Auslassventilen 313 und 314 sowie der Saugseite der Rückförderpumpe 307 verbunden. Das Umschaltventil 304 ist mit den Einlassventilen 312 und 315 sowie der Förderseite der Rückförderpumpe 307 verbunden. Die Ausgangsseite des Einlassventils 312 und die Eingangsseite des Auslassventils 313 sind verbunden mit der Radbremse 318, ebenso das Einlassventil 315 und das Auslassventil 314 mit der Radbremse 319. Die Rückförderpumpe 306 liegt zwischen dem Umschaltventil 303 (Förderseite) und dem Auslassventil 310 (Saugseite), die Rückförderpumpe 307 liegt zwischen dem Umschaltventil 304 (Förderseite) und dem Auslassventil 313 (Saugseite).
Erfindungsgemäß sind einige oder alle der Einlassventile, Auslassventile und
Umschaltventile als Absolutdruckventile ausgeprägt. Während bei einem Differenzdruckventil die am Ventil abfallende Druckdifferenz, d.h. die Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang des Ventils, über die Ansteuerung eingestellt wird, wird bei einem Absolutdruckventil über die Ansteuerung der am Eingang des Ventils anliegende Druck eingestellt, d.h. es wird die Druckdifferenz zwischen dem Eingang des Ventils und der Fahrzeugumgebung (Atmosphärendruck) eingestellt. Dadurch erübrigt sich eine aufwendige Abschätzung der an den einzelnen Teilen des Hydraulikkreises herrschenden Drücke mittels eines Hydraulikmodells, d.h. die Toleranzkette wird reduziert.
Als Beispiel für die reduzierte Toleranzkette wird der Druck in einem Radbremszylinder betrachtet. In einem typischen Fahrdynamikregelungssystem wird der am Ausgang des Hauptbremszylinders herrschende Vordruck mittels eines Drucksensors gemessen. Dieser Messwert ist mit einem Messfehler behaftet. Durch das Umschaltventil USVl bzw. USV2 wird der Kreisdruck bei fördernder Pumpe um die am Umschaltventil auftretende Druckdifferenz erhöht. Diese auftretende Druckdifferenz ist erneut nicht exakt bekannt, es gehen beispielsweise mechanische Toleranzen des Umschaltventils und der Pumpe in diese Druckdifferenz ein. Am Einlassventil findet erneut ein toleranzbehafteter Druckabfall statt. Durch mehrere Toleranzeinflüsse ist dadurch der im
Radbremszylinder herrschende Raddruck nur ungenau bestimmbar. Durch den Einsatz von Absolutdruckventilen ergeben sich die folgenden Vorteile: die Differenzdruckabhängigkeit wird eliminiert die Toleranzkette wird deutlich reduziert - die Druckstelltoleranz reduziert sich auf die Hardware-Toleranz eines Ventils eine ABS- Funktionalität kann in einem ABS- und einem ESP-Steuergerät identisch realisiert werden. Durch den Einsatz von Absolutdruckventilen ist es nicht relevant, wie groß der Vordruck am Einlassventil exakt ist und wie er gebildet bzw. ermittelt wird. Es ist lediglich relevant, dass der Druck vor dem Einlassventil größer ist als der nach dem Einlassventil. der Vordrucksensor kann deutlich vereinfacht werden bzw. sogar entfallen die bei einem Differenzdruckventil vom Differenzdruck abhängige Hardware- Toleranz kann auf eine von Absolutdruck abhängige Hardware-Toleranz reduziert werden . Dies ist insbesondere von Vorteil bei großen Druckdifferenzen, beispielsweise bei einem hohen Vordruck und einem kleinen Raddruck. die erlaubte Hardware-Toleranz des Umschaltventils kann ggf. aufgeweitet werden, da für den Raddruck das Einlassventil bzw. das Auslassventil die entscheidendere Rolle spielen.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Durchführung einer Radschlupfregelung (300), enthaltend wenigstens ein Einlassventil (308, 310, 312, 314) und/oder ein Auslassventil (309, 311, 313, 315) und/oder ein Umschaltventil (303, 304) zur Regelung des Drucks in wenigstens einem Radbremszylinder, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Einlassventile (308, 310, 312, 314) und/oder der Auslassventile (309, 311, 313, 315) und/oder der Umschaltventile (303, 304) als Absolutdruckventil ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung einen vorgegebenen Druckwert am Eingang oder Ausgang des Ventils einstellt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druck um einen hydraulischen Druck handelt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einlassventile (308, 310, 312, 314) und Auslassventile (309, 311, 313, 315) des Bremskreises als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Umschaltventile (303, 304) als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Umschaltventile (303, 304) als Absolutdruckventile ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absolutdruckventil abhängig von seiner elektrischen Ansteuerung eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem am Eingang oder Ausgang des Ventils vorherrschenden Druck und dem atmosphärischen Umgebungsdruck einstellt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Radschlupfregelung um eine ABS-Regelung, eine ASR-Regelung oder eine
ESP-Regelung handelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Absolutdruckventil um ein Magnetventil handelt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (303, 304) zwischen dem Hauptbremszylinder (301) und dem Einlassventil (308, 310, 312, 314) angeordnet ist.
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