DE102009000769A1

DE102009000769A1 - Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE102009000769A1
Application number: DE102009000769A
Authority: DE
Inventors: Herbert Vollert; Remy Garnier; Reinhard Weiberle; Timo Jahnz; Volker Mehl; Frank Kneip; Dirk Mahnkopf; Jens Kolarsky; Stephan Hoenle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2010-08-12
Also published as: KR20110114648A; JP2012517378A; EP2396201A1; WO2010091758A1; US20120161507A1; CN102307761A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage (1), die einen elektromechanischen Bremskraftverstärker (13, 14) aufweist. Die Erfindung schlägt vor, ein zwischen einem Hauptbremszylinder (2) und Radbremsen (4) angeordnetes Trennventil (3) zu schließen, um einen Radbremsdruck und damit eine Bremskraft aufrecht zu erhalten. Zum Konstanthalten der Bremskraft muss dadurch ein Elektromotor (14) des Bremskraftverstärkers (13) nicht bestromt werden. Die Fahrzeugbremsanlage (1) lässt sich als Feststellbremse verwenden. Das Trennventil (3) ist vorhanden, wenn die Fahrzeugbremsanlage (1) eine Radschlupfregeleinrichtung (12) aufweist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, die einen Hauptbremszylinder mit einem elektromechanischen Bremskraftverstärker aufweist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der Offenlegungsschrift DE 103 27 553 A1 ist eine derartige hydraulische Fahrzeugbremsanlage bekannt, die mit Ausnahme des Bremskraftverstärkers herkömmlicher Bauart ist. Die Fahrzeugbremsanlage weist einen Zweikreis-Hauptbremszylinder auf, an den vier Radbremsen, aufgeteilt in zwei Bremskreise, angeschlossen sind. Eine Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage ist für die Erfindung nicht zwingend, ebenso wenig die Anzahl der Bremskreise und der Radbremsen. Zudem weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage eine Radschlupfregeleinrichtung auf, für die Bezeichnungen wie (Brems-)Blockierschutz-, Antriebsschlupf-, Fahrdynamik- und/oder Stabilitätsregeleinrichtung sowie die Abkürzungen wie ABS, ASR, FDR, ESP gebräuchlich sind. Der hydraulische Teil der Radschlupfregeleinrichtung umfasst für jede Radbremse ein Bremsdruckaufbauventil und ein Bremsdruckabsenkventil sowie für jeden Bremskreis eine Hydropumpe, ein Trennventil, mit dem der Hauptbremszylinder hydraulisch vom Bremskreis trennbar ist, und ein Ansaugventil, durch das der Hauptbremszylinder zum Zwecke eines schnellen Bremsdruckaufbaus mit einer Saugseite der Hydropumpe verbindbar ist, aufweist. Solche Radschlupfregeleinrichtungen und ihre Funktionsweise sind an sich bekannt und sollen an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.
Anstelle eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers weist die bekannte Fahrzeugbremsanlage einen elektromechanischen Bremskraftverstärker mit einem Hohl wellen-Elektromotor auf, dessen Rotor eine Mutter eines Spindeltriebs aufweist, welcher die rotatorische Antriebsbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung zur Betätigung es Hauptbremszylinders umsetzt. Andere Konstruktionen eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers sind für die Erfindung möglich, beispielsweise kann der Bremskraftverstärker ein Zahnstangengetriebe evtl. mit einer Schnecke zum Antrieb der Zahnstange, zur Umsetzung der rotatorischen Antriebsbewegung eines Elektromotors in eine translatorische Bewegung zu Betätigung des Hauptbremszylinders aufweisen. Auch ein elektromechanischer Bremskraftverstärker mit einem Linearmotor, einem Elektromagneten oder einem Piezoelement ist für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar. Die Aufzählung ist nicht abschließend.
Die Fahrzeugbremsanlage ist eine Hilfskraft-Bremsanlage, d. h. eine Betätigungskraft zu Betätigung des Hauptbremszylinders wird zum Teil als Muskelkraft von einem Fahrzeugführer aufgebracht und im übrigen als Fremdkraft vom elektromechanischen Bremskraftverstärker. Denkbar ist auch ein Betrieb als Fremdkraftbremsanlage, bei der die Betätigungskraft ausschließlich als Fremdkraft vom Bremskraftverstärker erzeugt wird und eine von einem Fahrzeugführer zur Bremsbetätigung ausgeübte Muskelkraft oder auch ein vom Fahrzeugführer ausgeführter Betätigungsweg als Sollgröße zur Steuerung oder Regelung der als Fremdkraft bezeichneten Kraft des Bremskraftverstärkers dient.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sieht vor, ein hier als Tranventil bezeichnetes Ventil, das zwischen dem Hauptbremszylinder und der mindestens einen Radbremse der Fahrzeugbremsanlage angeordnet ist, zu schließen, um einen in der mindestens einen Radbremse herrschenden Radbremsdruck und damit eine Bremskraft aufrecht zu erhalten. Eine aufgebrachte Bremskraft lässt sich dadurch aufrecht erhalten ohne den elektromechanischen Bremskraftverstärker bestromen zu müssen. Der Bremskraftverstärker wird dadurch thermisch entlastet und eine elektrische Belastung eines elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs verringert.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
Anspruch 2 sieht eine Feststellbremsfunktion vor, die auch als Parkbremsfunktion bezeichnet wird. Das Trennventil wird nur bei Fahrzeugstillstand geschlossen, gemäß der Weiterbildung des Anspruchs 3, wenn ein Parkbremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage herrscht. Der Parkbremsdruck ist der hydraulische Druck, der notwendig und ausreichend ist, das stehende Fahrzeug, auch auf einer Steigung oder einem Gefälle, im Stillstand zu halten. Das Fahrzeug wird dadurch im Stillstand gehalten, auch wenn es an einer Schräge abgestellt ist. Der dazu erforderliche Parkbremsdruck ist u. a. vom Fahrzeug, insbesondere dessen Gewicht, der Fahrzeugbremsanlage selbst und eventuell auch von sich ändernden Parametern wie beispielsweise einer Temperatur der mindestens einen Radbremse abhängig. Die Fahrzeugbremsanlage lässt sich als Feststell-Bremsanlage verwenden, ohne dass der elektromechanische Bremskraftverstärker zur Aufrechterhaltung einer Bremskraft bestromt werden muss.
Anspruch 4 sieht vor, die vorhandenen Trennventile einer Radschlupfregeleinrichtung zu verwenden, so dass kein zusätzlicher baulicher- und Montageaufwand notwendig ist. Bei einer Mehrkreis-Fahrzeugbremsanlage können die Trennventile aller Bremskreise, einiger Bremskreise oder eines Bremskreises geschlossen werden, um den Radbremsdruck aufrecht zu erhalten. Bei einer Fahrzeugbremsanlage ohne Trennventile, also insbesondere ohne Radschlupfregeleinrichtung, ist mindestens ein Ventil als Trennventil zwischen dem Hauptbremszylinder und der mindestens einen Radbremse vorzusehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsform der Erfindung
Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße hydraulische Fahrzeugbremsanlage 1 weist eine Schlupfregeleinrichtung 12 (Blockierschutzregelung ABS; Antriebsschlupfregelung ASR; Fahrdynamikregelung FDR, ESP) auf. Sie ist als Zweikreisbremsanlage mit zwei Bremskreisen I, II ausgebildet, die an einen Hauptbremszylinder 2 angeschlossen sind. Jeder Bremskreis I, II ist über ein Trennventil 3 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Die Trennventile 3 sind in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2-Wege-Magnetventile. Den Trennventilen 3 ist jeweils ein vom Hauptbremszylinder 2 zu Radbremsen 4 durchströmbares Rückschlagventil 5 hydraulisch parallel geschaltet. An das Trennventil 3 jedes Bremskreis I, II sind die Radbremsen 4 über Bremsdruckaufbauventile 6 angeschlossen. Die Bremsdruckaufbauventile 6 sind in ihrer stromlosen Grundstellung offene 2/2-Wege-Magnetventile. Ihnen sind Rückschlagventile 7 parallel geschaltet, die von den Radbremsen 4 in Richtung zum Hauptbremszylinder 2 durchströmbar sind.
An jede Radbremse 4 ist ein Bremsdruckabsenkventil 8 angeschlossen, die gemeinsam an eine Saugseite einer Hydropumpe 9 angeschlossen sind. Die Bremsdruckabsenkventile 8 sind als in ihrer stromlosen Grundstellung geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile ausgebildet. Eine Druckseite der Hydropumpe 9 ist zwischen den Bremsdruckaufbauventilen 6 und den Trennventilen 3 angeschlossen, d. h. die Druckseite der Hydropumpe 9 ist über die Bremsdruckaufbauventile 6 mit den Radbremsen 4 und über das Trennventil 3 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden. Die Bremsdruckaufbauventile 6 und die Bremsdruckabsenkventile 8 sind wegen der besseren Steuer- und Regelbarkeit Proportionalventile.
Jeder der beiden Bremskreise I, II weist eine Hydropumpe 9 auf, die gemeinsam mit einem Elektromotor 10 antreibbar sind. Die Saugseiten der Hydropumpen 9 sind an die Bremsdruckabsenkventile 8 angeschlossen. Auf der Saugseite der Hydropumpen 9 sind Hydrospeicher 11 zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Bremsflüssigkeit vorhanden, die durch Öffnen der Bremsdruckabsenkventile 8 während einer Schlupfregelung aus den Radbremsen 4 ausströmt.
Die Bremsdruckaufbauventile 6 und die Bremsdruckabsenkventile 8 bilden Radbremsdruckmodulationsventilanordnungen, mit denen bei angetriebener Hydropumpe 9 eine radindividuelle Bremsdruckregelung zu einer Radschlupfregelung in an sich bekannter und hier nicht zu erläuternder Weise möglich ist. Die Trenn ventile 3 werden bei einer Radschlupfregelung geschlossen, d. h. die Fahrzeugbremsanlage 1 wird hydraulisch vom Hauptbremszylinder 2 getrennt.
Durch ein Ansaugventil 19 in jedem Bremskreis I, II ist die Saugseite der Hydropumpe 9 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbindbar. Die Ansaugventile 19 sind in ihrer stromlosen Grundstellung geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile. Werden Sie geöffnet, saugt die Hydropumpe 9 Bremsflüssigkeit unmittelbar aus dem Hauptbremszylinder 2, wodurch bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 bzw. druckloser Fahrzeugbremsanlage 1 ein schnellerer Bremsdruckaufbau mit der Hydropumpe 9 möglich ist.
Der Hauptbremszylinder 2 weist einen elektromechanischen Bremskraftverstärker 13 auf, der mit Hilfe eines Elektromotors 14 eine Fremdkraft erzeugt, die zusammen mit einer Muskelkraft, die über ein Bremspedal 15 aufgebracht wird, den Hauptbremszylinder 2 betätigt. Der symbolisch dargestellte Elektromotor 14 ist in den Bremskraftverstärker 13 integriert. Der Elektromotor 14 kann ein rotatorischer Motor sein, dessen Drehbewegung über ein Getriebe untersetzt und in eine translatorische Bewegung zur Betätigung des Hauptbremszylinders 2 gewandelt wird. Es ist auch eine Ausführung des Bremskraftverstärkers 13 mit einem Elektro-Linearmotor oder einem Elektromagneten möglich. Die Aufzählung ist nicht abschließend.
Zur Steuerung oder Regelung der Fahrzeugbremsanlage 1 einschließlich des Bremskraftverstärkers 13 ist ein elektronisches Steuergerät 16 vorhanden. Mit einem Kraftsensor 17 ist eine auf das Bremspedal 15 ausgeübte Pedalkraft und mit einem Wegsensor 18 eine Stellung des Bremspedals 15 messbar.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bei betätigter Fahrzeugbremsanlage 1 die Trennventile 3 geschlossen, um einen durch Betätigung des Hauptbremszylinders 2 aufgebauten Radbremsdruck und damit eine Bremskraft der Fahrzeugbremsanlage 1 aufrecht zu erhalten, ohne dass der Elektromotor 14 des Bremskraftverstärkers 13 bestromt werden muss. Der Elektromotor 14 wird thermisch entlastet und eine Strombelastung eines elektrischen Bordnetzes eines mit der Fahrzeugbremsanlage 1 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs verringert. Sofern die Fahrzeugbremsanlage 1 die beschriebene Radschlupfregeleinrichtung 12 aufweist, sind die Trennventile 3 vorhanden, so dass das erfindungsgemäße Verfahren keine zusätzlichen Bauteile erfordert, sondern die vorhandenen Trennventile 3 nutzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann genutzt werden, um eine durch Betätigung des Hauptbremszylinders 2 aufgebrachte Bremskraft beispielsweise bei einer Bergabfahrt konstant zu halten ohne den Elektromotor 14 des Bremskraftverstärkers 13 bestromen zu müssen. Auch ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Feststellbremsfunktion, die oft auch als Parkbremsfunktion bezeichnet wird, verwendbar, d. h. um ein mit der Fahrzeugbremsanlage 1 ausgerüstetes, stehendes Kraftfahrzeug im Stillstand zu halten: Die Trennventile 3 werden bei Stillstand des Fahrzeugs geschlossen. Insbesondere werden die Trennventile 3 geschlossen, wenn durch Betätigung des Hauptbremszylinders 2 ein Parkbremsdruck aufgebaut worden ist. Der Parkbremsdruck ist ein in der Fahrzeugbremsanlage 1, insbesondere in den Radbremsen 4 herrschender hydraulischer Druck, der ausreicht, das Fahrzeug im Stillstand zu halten, auch wenn das Fahrzeug auf einer Schräge abgestellt ist. Außer durch eine Hilfskraftbetätigung, bei der das Bremspedal 15 per Muskelkraft von einem Fahrzeugführer niedergetreten und zusätzlich eine als Fremdkraft bezeichnete Kraft vom Bremskraftverstärker 13 auf den Hauptbremszylinder 2 ausgeübt wird, kann der Parkbremsdruck für die Feststellbremsfunktion auch per Fremdkraft, also ausschließlich mit dem Bremskraftverstärker 13 und ohne Betätigung des Bremspedals 15 aufgebaut werden. Auch ist es möglich, nur eines der beiden Trennventile 3 zu schließen, so dass die Feststellbremsfunktion nur auf die Räder eines der beiden Bremskreise I, II wirkt; das gilt nicht nur für die Feststellbremsfunktion, sondern ist auch bei einer Betriebsbremsung möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10327553 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage (1), die einen Hauptbremszylinder (2) mit einem elektromechanischen Bremskraftverstärker (13, 14), mindestens eine hydraulische Radbremse (4), die an den Hauptbremszylinder (2) angeschlossen ist, und ein Trennventil (3), das zwischen dem Hauptbremszylinder (2) und der Radbremse (4) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (3) geschlossen wird, um einen Radbremsdruck aufrecht zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (3) nur bei Fahrzeugstillstand geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennventil (3) nur geschlossen wird, wenn ein Parkbremsdruck in der Fahrzeugbremsanlage (1) herrscht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbremsanlage (1) eine Radschlupfregeleinrichtung (12) aufweist, die das Trennventil (3) aufweist.