DE102008002244A1

DE102008002244A1 - Verfahren zur Entleerung eines Druckmittelspeichers einer elektronisch schlupfregelbaren Hydraulikbremsanlage eines Kraftfahrzeugs oder Druckabsenkventil zur Verwendung in einem derartigen Verfahren

Info

Publication number: DE102008002244A1
Application number: DE200810002244
Authority: DE
Inventors: Reinhard Fink; Erich Ludewig; Ronny Goepfert; Andreas Tost; Marcel Munoz Greschuchna; Klaus Kutzias
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2009-12-10
Also published as: WO2009146965A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entleerung eines Druckmittelspeichers (50) einer elektronisch schlupfregelbaren Hydraulikbremsanlage eines Fahrzeugs oder ein Druckabsenkventil (26) zur Verwendung in einem derartigen Verfahren. Erfindungsgemäß wird zu einem Zeitpunkt, zu dem an den Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage (10) kein Bremsdruck anliegt, eine Druckmittelverbindung vom Druckmittelspeicher (50) zum Hauptbremszylinder (12) für eine begrenzte Zeitdauer hergestellt. Dies geschieht erfindungsgemäß durch eine elektronische Ansteuerung der Ventileinheit (24, 26) zur Regelung des Bremsdrucks in einer Radbremse (18). Ein überlicherweise vorhandener Druckerzeuger (28) wird zur Entleerung des Druckmittelspeichers (50) nicht benötigt. Die Wirkung der Erfindung besteht in einer Verbesserung des Geräuschs und der Energiebilanz der Fahrzeugbremsanlage (10).

Description

Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind schlupfregelbare Hydraulikbremsanlagen von Kraftfahrzeugen hinlänglich bekannt. Es sei diesbezüglich auf die Broschüre der „Gelben Reihe" mit dem Titel „Fahrstabilisierungssytheme" der Robert Bosch GmbH, 1. Ausgabe, Oktober 2004, Seiten 92 bis 96 verwiesen.
Der Hydraulikschaltplan einer dort erläuterten Fahrzeugbremsanlage ist in 1 gezeigt. Der Aufbau und die Funktion dieser Fahrzeugbremsanlage werden nachfolgend, soweit für das Verständnis der Erfindung notwenig, erläutert:
Die schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage 10 nach 1 besteht aus einem vom Fahrer betätigbaren Hauptbremszylinder 12 mit daran angeschlossenem Vorratsbehälter 14, einem Hydroaggregat 16 zur Regelung des Bremsdrucks in Abhängigkeit der an den Rädern des Fahrzeugs vorherrschenden Schlupfverhältnisse und den Radbremsen 18. Das Hydroaggregat 16 ist zwischen den Hauptbremszylinder 12 und die Radbremsen 18 geschaltet. Es ist mit Ventilen 20–26, mit einem Druckerzeuger 28 und mit einem Antriebsmotor 30 für den Druckerzeuger 28 bestückt. Diese Komponenten sind von einem Steuergerät 32 bei Bedarf elektronisch ansteuerbar. Am Hydroaggregat 16 sind Hydraulikanschlüsse für zwei vom Hauptbremszylinder 12 mit Bremsdruck beaufschlagbare Bremskreise 34, 36 und für insgesamt vier Radbremsen 18 vorhanden. Jeweils zwei dieser Radbremsen 18 sind in einem Bremskreis 34; 36 zusammengefasst. Die Bremskreise 34 und 36 sind identisch aufgebaut; nachfolgend wird Bremskreis 34 detailliert beschrieben.
Der Bremskreis 34 umfasst eine erste im Inneren des Hydroaggregats 16 ausgebildete druckmittelführende Leitung 40, die vom Hauptbremszylinder 12 zu den Radbremsen 18 führt. Diese Leitung 40 ist durch ein Umschaltventil 22 steuerbar. Bei diesem Umschaltventil 22 handelt es sich um ein normal offenes 2/2-Wege-Magnetventil, das vom elektronischen Steuergerät 32 angesteuert und in eine Sperrstellung umgeschaltet werden kann. Stromabwärts dieses Umschaltventils 22 verzweigt sich die Leitung 40 in zwei Leitungszweige 42, 44, die zu jeweils einer der Radbremsen 18 des Bremskreises 34 führen. In jedem Leitungszweig 42, 44 befindet sich jeweils ein Druckaufbauventil 24 in Form eines ansteuerbaren, normal offenen 2/2-Wege-Magnetventils zur Steuerung eines Druckaufbaus in der zugeordneten Radbremse 18. Ein ansteuerbares, normal geschlossenes Druckabsenkventil 26, das ebenfalls als 2/2-Wege-Magnetventil ausgeführt ist, befindet sich stromabwärts einer jeden Radbremse 18 in einer gemeinsamen Rücklaufleitung 46. Diese Rücklaufleitung ist mit einer Saugseite des Druckerzeugers 28 verbunden. Der Druckerzeuger 28 wird bei Bedarf vom elektronisch ansteuerbaren Antriebsmotor 30 angetrieben. An die Rücklaufleitung 46 ist ein Niederdruckspeicher 50 angeschlossen. Dieser nimmt Druckmittel in einer Speicherkammer 56 auf, wobei diese Speicherkammer 56 von einem Trennelement in Form eines beweglich in einem Zylinder aufgenommenen und von einer Rückstellfeder 54 beaufschlagten Kolbens 52 begrenzt ist. Eine Druckmittelaufnahme erfolgt, wenn das Druckabsenkventil 26 durch elektronische Ansteuerung geöffnet wird, um einen Bremsdruckabbau in der zugeordneten Radbremse 18 vorzunehmen. Der betätigte Druckerzeuger 28 saugt Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher 50 ab und fördert es unter einem erhöhten Druck zu den Druckaufbauventilen 24 zurück, wo es für einen erneuten Bremsdruckaufbau in den Radbremsen 18 vorgehalten wird. Sollte das im Niederdruckspeicher 50 vorhandene Volumen an Druckmittel für einen erforderlichen Bremsdruckaufbau nicht ausreichen, so ist die Saugseite des Druckerzeugers 28 zusätzlich über eine Ansaugleitung 48 direkt mit dem Hauptbremszylinder koppelbar. Diese Ansaugleitung 48 wird von einem Hochdruckschaltventil 20 gesteuert. Bei diesem Hochdruckschaltventil 20 handelt es sich um ein elektronisch betätigbares 2/2-Wege-Magnetventil, das in seiner nicht angesteuerten Grundstellung geschlossen ist.
Die Funktion der Fahrzeugbremsanlage 10 ist wie folgt: Im Normalbremsbetrieb führt eine Betätigung des Hauptbremszylinders 12 durch den Fahrer zu einem unmittelbaren Bremsdruckaufbau in den Radbremsen 18 der Bremskreise 34 und 36, da sich sowohl die Umschaltventile 22, als auch die Einlassventile 24 in ihrer Offenstellung befinden und damit eine direkte Druckmittelverbindung vom Hauptbremszylinder 12 zu den Radbremsen 18 besteht. Sollten Drehzahlsensoren 60 an den Rädern feststellen, dass eines der Räder zu blockieren droht, wird vom elektronischen Steuergerät 32 das dieser Radbremse 18 zugeordnete Druckaufbauventil 24 angesteuert und in seine Sperrstellung umgeschaltet. Gleichzeitig wird durch elektronische Ansteuerung das Druckabsenkventil 26 der betroffenen Radbremse 18 in seine Offenstellung umgeschaltet. Druckmittel strömt daraufhin aufgrund des herrschenden Bremsdrucks in der Radbremse 18 zum Niederdruckspeicher 50 hin ab, bis der Radbremsdruck in soweit abgebaut ist, dass das betroffene Rad sich wieder dreht und die Ansteuerung des Druckabsenkventils 26 zurück genommen werden kann.
Die Fahrzeugbremsanlage 10 ist auch in der Lage einen Bremsdruck unabhängig vom Fahrerwunsch aufzubauen. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn sich das Fahrzeug in einem instabilen Fahrzustand befindet. Dazu steuert das elektronische Steuergerät 32 wenigstens eines der Umschaltventile 22 in seine Sperrstellung um und unterbricht damit die hydraulische Verbindung des Hauptbremszylinders 12 mit den Radbremsen 18. Gleichzeitig wird wenigstens eines der Hochdruckschaltventile 20 geöffnet und der Antriebsmotor 30 des Druckerzeugers 28 angesteuert. Der betätigte Druckerzeuger 28 saugt Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder 12 an und baut damit einen Bremsdruck in wenigstens einer der Radbremsen 18 eines Bremskreises 34, 36 auf. Durch die stattfindende Abbremsung wenigstens eines Rades lässt sich das Fahrzeug stabilisieren.
Es ist erstrebenswert, dass sich während des Normalbremsbetriebs im Niederdruckspeicher 50 kein Druckmittel befindet, damit das Maximalvolumen der Speicherkammer 56 für den Fall einer plötzlich auftretenden Notbremsung mit erforderlicher Schlupfregelung in vollem Umfang zur Verfügung steht. 1 zeigt diesen Zustand; die Speicherkammer 56 ist entleert und der Kolben 52 befindet sich in seiner Ausgangsposition.
Bekannte Fahrzeugbremsanlagen arbeiten zur Darstellung dieses Zustands derart, dass im Anschluß an eine erfolgte Schlupfregelung der Antriebsmotor 30 des Druckerzeugers für einen begrenzten Zeitraum in Betrieb genommen wird, um das in der Speicherkammer 56 befindliche Druckmittel abzusaugen und über das geöffnete Umschaltventil 22 zurück zum Hauptbremszylinder 12 zu fördern. Üblicherweise erfolgt dieser Vorgang aus Sicherheitsgründen grundsätzlich bei jedem Neustart des Fahrzeugmotors.
Nachteilig dabei ist, dass eine Betätigung des Druckerzeugers Geräusche verursacht, die vom Fahrer wahrnehmbar sind. Zudem wirkt sich eine häufige Betätigung des Druckerzeugers und seines Antriebs nachteilig auf deren Lebensdauer aus und verbraucht darüber hinaus relativ viel Energie.
Der nachfolgenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur Entleerung eines Niederdruckspeichers 50 einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage 10 vorzuschlagen, das die oben genannten Nachteile vermeidet.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 6 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Entleerung des Niederdruckspeichers ohne Ansteuerung des Druckerzeugers erfolgt. Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet dadurch weitestgehend geräuschlos und die gesparte Laufzeit des Druckerzeugers kann zur Umsetzung neuer Funktionalitäten der Fahrzeugbremsanlage eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Energieaufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber der Ansteuerung des Druckerzeugers deutlich verringert ist.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Wie erwähnt, zählt der Hydraulikschaltplan einer elektronisch schlupfregelbaren Fahrzeugbremsanlage nach 1 zum Stand der Technik. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der 2 und 3 erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in 2 gezeigte schlupfregelbare Fahrzeugbremsanlage 10' entspricht bezüglich ihres Aufbaus und ihrer Bauteile der Fahrzeugbremsanlage nach 1. Für die einander entsprechenden Bauteile wurden deshalb die selben Bezugsziffern verwendet. Der Niederdruckspeicher 50' ist bei dieser Fahrzeugbremsanlage 10' mit Druckmittel befüllt, was in 2 zu erkennen ist am entgegen der Kraft der Rückstellfeder 54' ausgelenkten Kolben 52. Das Druckmittel befindet sich in der mit der Rücklaufleitung 46 hydraulisch kontaktierten Speicherkammer 56'.
Die Fahrzeugbremsanlage 10' befindet sich in einem Betriebszustand, bei dem an keiner der Radbremsen Bremsdruck anliegt. Wenigstens eines der Druckabsenkventile 26 der Fahrzeugbremsanlage 10' ist erfindungsgemäß vom elektronischen Steuergerät 32 angesteuert und nimmt seine Durchlassstellung ein. Die übrigen Druckabsenk- und Druckaufbauventile 24, 26 befinden sich in ihren Grundstellungen. Dabei nehmen die Druckabsenkventile 26 die Sperrstellung und die Druckaufbauventile 24 die Durchlassstellung ein.
Durch eine zeitlich befristete Ansteuerung des einen Druckabsenkventils 26' wird eine Druckmittelverbindung vom Niederdruckspeicher 50 über das ebenfalls geöffnete Druckaufbauventil 24 zum Hauptbremszylinder 12 hergestellt. Die Ansteuerung des Druckabsenkventils 26' erfolgt zeitlich befristet und wird umgehend zurückgenommen, sobald eine Aufforderung zum Aufbau eines Bremsdrucks erfolgt. Diese Aufforderung kann vom Fahrer durch Betätigung des Hauptbremszylinders 12 ausgelöst werden, kann aber auch automatisch, d. h. unabhängig vom Fahrer durch das Steuergerät 32 erfolgen. Im Falle einer Betätigung des Hauptbremszylinders 12 ist dies über einen Sensor 62 feststellbar, der einen Weg des Bremspedals zur Betätigung des Hauptbremszylinders 12 erfasst oder über Sensoren 64, die einen Bremsdruckanstieg in einem der Bremskreise 34, 36 detektieren. Letztgenannte Sensoren 64 lassen auch die Feststellung einer automatischen Bremsdruckanforderung zu.
Bei angesteuertem Druckabsenkventil 26' kann das im Niederdruckspeicher 50' enthaltene Druckmittel von der vorgespannten Rückstellfeder 54' aus der Speicherkammer 56' ausgeschoben und zum Hauptbremszylinder 12 zurückgefördert werden. Die Entleerung des Niederdruckspeichers 50' erfolgt demnach ohne eine Betätigung des Druckerzeugers 28 und verläuft weitgehend geräuschlos. Die Dauer der Zeitspanne zur Ansteuerung des Druckabsenkventils 26' ist abhängig von der Dimensionierung der Rückstellfeder 54' und vom Maximalvolumen der Speicherkammer 56'. Nach Ablauf dieser Zeitspanne kann von einer vollständigen Entleerung der Speicherkammer 56' ausgegangen und die Ansteuerung des Druckabsenkventils 26' zurückgenommen werden. Mit der Rücknahme dieser Ansteuerung wird die Hydraulikverbindung des Niederdruckspeichers 50' mit dem Hauptbremszylinder 12 wieder unterbrochen und die Fahrzeugbremsanlage befindet sich wieder in der Ausgangsstellung. Der Strömungsweg des Druckmittels aus dem Niederdruckspeicher zurück in den Hauptbremszylinder ist in 2 mittels Richtungspfeilen veranschaulicht.
Die beschriebene Fahrzeugbremsanlage 10' weist im Unterschied zur Fahrzeugbremsanlage 10 nach 1 Druckabsenkventile 26' auf, die in Richtung des Niederdruckspeichers und in Gegenrichtung dazu durchströmt werden. Zudem weisen die Druckabsenkventile 26' jeweils ein zusätzliches Filter 70 auf. Dieses Filter 70 ist auf der dem Niederdruckspeicher zugewandten Anschlussseite des Druckabsenkventils 26' angeordnet und verhindert, dass beim Zurückströmen von Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher 50 zum Hauptbremszylinder 12 Verunreinigungen in das Innere des Druckabsenkventils 26' eindringen können und dessen Funktion, insbesondere dessen Abdichtwirkung in der Sperrstellung gefährden könnten. Das Filter 70 kann integraler Bestandteil des Druckabsenkventils 26' sein oder kann als separates, losgelöst vom Druckabsenkventil 26' verbautes Bauteil ausgeführt sein.
Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren ist der Vollständigkeit halber nochmals in 3 an Hand eines Ablaufdiagramms veranschaulicht. Das erfindungsgemäße Verfahren bestimmt in einem ersten Verfahrensschritt 80, ob der augenblickliche Betriebszustand der Fahrzeugbremsanlage 10 zur Entleerung des Niederdruckspeichers 50 geeignet ist. Eine Eignung besteht, wenn sich die Fahrzeugbremsanlage in einem Betriebszustand befindet, in dem keine Bremsdruckanforderung vorliegt, d. h. wenn keine Betätigung des Hauptbremszylinders 12 erfolgt und wenn kein Bremsdruck in einem der Bremskreise 34, 36 vorherrscht. Sowohl eine Betätigung des Hauptbremszylinders 12, als auch ein bestehender Bremsdruck in den Bremskreisen 34, 36 kann von Wegsensoren 62 am Bremspedal oder von stromabwärts des Hauptbremszylinders 12 angeordneten Drucksensoren 64 erfasst und im Steuergerät 32 elektronisch ausgewertet werden.
Liegt ein geeigneter Betriebszustand der Fahrzeugbremsanlage 10 vor, erfolgt im Schritt 82 eine Ansteuerung wenigstens eines der Druckabsenkventile 26 eines Bremskreises 34, 36 für einen bestimmten Zeitraum. Dieser Zeitraum ist von der Auslegung des Niederdruckspeichers 50 abhängig und ist als Kenngröße der Fahrzeugbremsanlage im elektronischen Steuergerät 32 hinterlegt. Die Abfrage, ob der Zeitraum verstrichen ist erfolgt bei Pos. 84. Tritt während dieses Zeitraums eine Bremsdruckanforderung auf, die wie oben erläutert feststellbar ist, auf, wird die Ansteuerung des Druckabsenkventils unmittelbar zurückgenommen (Pos. 86). Ist dies nicht der Fall, wird bei 88 die Ansteuerung nach Ablauf des vorbestimmten Zeitraums zurückgenommen und dadurch die Fahrzeugbremsanlage 10 wieder in der Grundstellung versetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit beendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann unabhängig von einer Beladung der Speicherkammer 56 des Niederdruckspeichers 50 mit Druckmitteln vorgenommen werden, beispielsweise nach jedem Neustart des Fahrzeugmotors. Eine Durchführung des Verfahrens erfolgt grundsätzlich im Anschluss an einen durchgeführten Schlupfregelvorgang. Auf durchgeführte Schlupfregelvorgänge kann vom elektronischen Steuergerät 32 durch logische Verknüpfung der Ansteuersignale der Umschaltventile 22, Hochdruckschaltventile 20, Druckaufbau- 24 und Druckabsenkventile 26 und des Antriebsmotors 30 für den Druckerzeuger 28 zurückgeschlossen werden. Eine Entleerung des Niederdruckspeichers 50 ist zu einem frühest möglichen Zeitpunkt nach Abschluß des Schlupfregelvorgangs durchzuführen, damit das maximal mögliche Volumen der Speicherkammer 56 für einen nachfolgenden Bremsvorgang mit Schlupfregelung zur Verfügung steht.
Selbstverständlich sind Weiterbildungen oder Ergänzungen an dem beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Broschüre der „Gelben Reihe” mit dem Titel „Fahrstabilisierungssytheme” der Robert Bosch GmbH, 1. Ausgabe, Oktober 2004, Seiten 92 bis 96 [0001]

Claims

Verfahren zur Entleerung eine Druckmittelspeichers (50) einer elektronisch schlupfregelbaren Hydraulikbremsanlage (10) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Hydraulikbremsanlage (10) aufweist: einen betätigbaren Hauptbremszylinder (12), einen mit dem Hauptbremszylinder (12) kontaktierten Bremskreis (34, 36) mit wenigstens einer Radbremse (18) und ein zwischen dem Hauptbremszylinder (12) und der Radbremse (18) angeordnetes Hydroaggregat (16) mit einem Druckerzeuger (28), einem stromaufwärts des Druckerzeugers (28) angeordneten Druckmittelspeicher (50) und einer zwischen der Radbremse (18) und dem Druckmittelspeicher (50) angeordneten, elektronisch ansteuerbaren Ventileinheit (24, 26), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zustand der Fahrzeugbremsanlage (10) in dem die Radbremsen (18) drucklos sind, für einen vorgebbaren Zeitraum und maximal bis zum Beginn eines Bremsdrucksaufbaus, eine Hydraulikverbindung des Druckmittelspeichers (50) mit dem Hauptbremszylinder (12) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikverbindung des Druckmittelspeichers (50) mit dem Hauptbremszylinder (12) durch elektronische Ansteuerung der zwischen der Radbremse (18) und dem Druckmittelspeicher (50) angeordneten Ventileinheit (24, 26) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit ein stromaufwärts der Radbremse (18) angeordnetes Druckaufbauventil (24) und ein stromabwärts der Radbremse (18) angeordnetes Druckabsenkventil (26) umfasst, wobei das Druckaufbauventil (24) als normal offenes und das Druckabsenkventil (26) als normal geschlossenes Magnetventil ausgebildet sind und die hydraulische Verbindung des Druckmittelspeichers (50) mit dem Hauptbremszylinder (12) durch elektronische Ansteuerung des Druckabsenkventils (26') hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren jeweils nach einer erfolgten Schlupfregelung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei jedem Neustart eines Fahrzeugmotors des mit der Fahrzeugbremsanlage ausgestatteten Fahrzeugs durchgeführt wird.
Elektromagnetisch ansteuerbares Druckabsenkventil (26) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Filterelement (70), das zwischen dem Druckabsenkventil (26) und dem Niederdruckspeicher (50) in einen Bremskreis (34, 36) geschaltet ist.