WO2014005748A1 - Vorrichtung und verfahren zur durchführung einer notbremsfunktion und steuergerät - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur durchführung einer notbremsfunktion und steuergerät Download PDF

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    • 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

  • Vehicle dynamics control systems use piston pumps for pressure build-up, which deliver a volume flow in proportion to the pump speed. With increasing backpressure, the maximum engine speed and thus also the maximum volume flow rate decrease due to the available engine torque.
  • volume change leads to a small pressure change.
  • Pressure signal can be output by the master cylinder, a brake circuit with a switchable in an open mode and a closed mode separator and at least one arranged at one edge
  • the unamplified pressure signal is forwarded in an open mode of the separator to the first wheel cylinder and a forwarding of the unamplified pressure signal can be prevented by the connected in the closed mode separator, and one to the first Wheel brake cylinder coupled hydraulic unit, which is designed to output a boost pressure signal.
  • the invention relates to a device or a hydraulic circuit for
  • each of the intake valves is at least two intake valves, each of the intake valves
  • Wheel brake cylinder is assigned
  • a return pump whose delivery outlet to the at least two
  • a brake fluid reservoir whose output to the low pressure side of the pressure control valve and to the suction inlet of the return pump
  • a brake booster whose output is connected via the switching valve to the delivery outlet of the return pump and the inlet valves
  • each outlet valve is associated with a wheel brake cylinder.
  • a pressure relief valve is included
  • a high-pressure accumulator whose inlet is connected to the delivery side of the return pump via a check valve and whose outlet is connected via the pressure relief valve with the at least two inlet valves.
  • the pressure relief valve can be designed, for example, as a switching valve or as a controllable valve.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that between the pressure relief valve and the at least two inlet valves, a check valve is arranged. This prevents, in the event that the hydraulic pressure in the brake circuit is greater than the pressure in the brake circuit
  • High-pressure accumulator is, the volume of brake fluid flows back into the high pressure accumulator and so the volume of the brake system is increased.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the outlet of the pressure relief valve is connected to the two inlet valves of only one brake circuit of the motor vehicle.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that it is in the brake circuit to the braking the rear wheels of the motor vehicle brake circuit.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the outlet of the pressure relief valve is connected to the inlet valves of both brake circuits of the motor vehicle.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that in this case between the pressure relief valve and the respective two
  • Inlet valves of a brake circuit a check valve for each brake circuit is arranged. As a result, a pressure equalization between the two brake circuits is avoided at the same time.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that a pressure sensor is included, which detects the pressure of the brake fluid at the delivery outlet of the return pump.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the pressure regulating valve is designed such that it opens upon reaching a predetermined pressure difference.
  • the invention comprises a method for carrying out a
  • control device comprising means for
  • the funds are in particular the program code for the
  • FIG. 1 The drawing consists of FIG. 1.
  • Fig. 1 shows the hydraulic circuit diagram of a proposed
  • the basic idea of the invention is that, due to a pressurized stored volume in the hydraulic circuit, at least the
  • Piston pump in the stiffer area of the volume-pressure curve a rapid pressure build-up can take place.
  • the term of the stiffer region of the volume-pressure characteristic is understood to be that region of the characteristic line in which a small change in volume leads to a large change in pressure. This should be the time to reach the blocking pressure in the
  • the pressure accumulator can be dimensioned so large that it can deliver the required volume of brake fluid to reach the blocking pressure level in the wheel brake cylinders.
  • Fig. 1 a hydraulic circuit diagram of a vehicle dynamics control system with rechargeable high-pressure accumulator HDS is shown, which the time to Reduced locking pressure during emergency braking.
  • Brake circuit which controls the wheel brake cylinder RL and RR, it is a by-wire brake circuit, while it is the right, the
  • Wheel brake cylinders FL and FR driving the brake circuit to a coupled
  • Brake circuit is, as is usual in vehicle dynamics control systems.
  • the intake valves of the wheel brake cylinders are designated LREV, RREV, LFEV and RFEV, the exhaust valves are designated LRAV, RRAV, LFAV and RFAV.
  • M denotes the electric motor, which drives the return pumps sRP2 and sRPL, which are usually characterized by piston pumps.
  • the return pumps are advantageously designed as a 3-piston pump, which allows additional flow in the high-pressure accumulator. But it is also the use of single-piston pumps conceivable.
  • 101 indicates the brake fluid reservoir, 103 the brake booster.
  • a high-pressure accumulator HDS On the pressure side of the by-wire brake circuit, a high-pressure accumulator HDS is connected via a check valve RVR.
  • the pressurized volume from the high-pressure accumulator can be discharged into both brake circuits via a switchable or preferably even regulatable pressure relief valve 100 via in each case one further check valve RVR2 and RVR3, in order to actively build up a pressure there.
  • the two check valves RVR2 and RVR3 are intended to prevent that at higher circuit pressure again
  • Brake fluid volume flows back into the high pressure accumulator and this increases the volume of the brake system.
  • the high-pressure accumulator must be loaded.
  • the separating valve SV is closed and closed by the piston pump sRP2
  • the pressure regulating valve PCR is used, which sets the target pressure. This target pressure can be measured with the pressure sensor 104 present in the left brake circuit.
  • this pressure sensor can be omitted for loading the high-pressure accumulator.
  • the pressure control valve may be configured such that it automatically opens at a predetermined pressure difference, eg 180 bar, due to a spring bias. Then the high-pressure accumulator can only be charged up to this maximum opening pressure. It is also conceivable to control the return pump only for a time interval of predetermined length to load the high-pressure accumulator.
  • High-pressure accumulator pressure has been set. At this time, the pressure release valve 100 can then be closed.
  • a backflow of brake fluid into the high pressure accumulator with further increasing circular pressure is prevented by the two check valves RVR2 and RVR3 behind the pressure relief valve.

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Description

Beschreibung Titel
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR DURCHFUHRUNG EINER NOTBREMSFUNK ION UND STEUERGERÄT
Stand der Technik
Um Kollisionen zu vermeiden oder zumindest die Unfallfolgen deutlich zu reduzieren, ist eine hohe Druckaufbaudynamik eines
Fahrdynamikregelungssystems erforderlich. Konventionelle
Fahrdynamikregelungssysteme verwenden zum Druckaufbau Kolbenpumpen, welche proportional zur Pumpendrehzahl einen Volumenstrom liefern. Mit steigendem Gegendruck nimmt dabei aufgrund des verfügbaren Motormoments die maximale Motordrehzahl und damit auch der maximale Volumenförderstrom ab. Die Volumenaufnahme gängiger hydraulischer Bremsanlagen mit einem hohen Initialvolumen zur Überwindung von Lüftspiel und Toleranzen und einem relativ weichen Anfangsbereich, d.h. es liegt eine niedrige Übersetzung von Volumen zu Druck vor, führt in dieser Kombination zu einem anfangs nur relativ langsamen Druckaufbau. Das bedeutet anschaulich, dass eine große
Volumenänderung zu einer lediglich kleinen Druckänderung führt.
Aus der DE 10 2009 001 401 AI ist ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem Hauptbremszylinder bekannt, welcher so an ein Bremseingabeelement gekoppelt ist, dass ein Bremsdruck- und/oder Betätigungswegsignal unverstärkt an den Hauptbremszylinder bereitstellbar und ein entsprechendes unverstärktes
Drucksignal durch den Hauptbremszylinder ausgebbar ist, einem Bremskreis mit einer in einen offenen Modus und in einen geschlossenen Modus schaltbaren Trenneinrichtung und mindestens einem an einem Rand angeordneten
Radbremszylinder, wobei das unverstärkte Drucksignal bei einem offenen Modus der Trenneinrichtung an den ersten Radbremszylinder weiterleitbar ist und ein Weiterleiten des unverstärkten Drucksignals durch die in den geschlossenen Modus geschaltete Trenneinrichtung verhinderbar ist, und einem an den ersten Radbremszylinder gekoppelten Hydraulikaggregat, welches dazu ausgelegt ist, ein Verstärkungsdrucksignal auszugeben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. einen Hydraulikkreis zur
Durchführung einer Notbremsfunktion bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend,
- ein Druckregelventil,
- ein Schaltventil,
- wenigstens zwei Einlassventile, wobei jedes der Einlassventile einem
Radbremszylinder zugeordnet ist,
- eine Rückförderpumpe, deren Förderausgang zu den wenigstens zwei
Einlassventilen, zum Schaltventil, sowie zur Hochdruckseite des
Druckregelventils führt,
- einen Bremsflüssigkeitsbehälter, dessen Ausgang an die Niederdruckseite des Druckregelventils sowie an den Saugeingang der Rückförderpumpe
angeschlossen ist,
- einen Bremskraftverstärker, dessen Ausgang über das Schaltventil mit dem Förderausgang der Rückförderpumpe sowie den Einlassventilen verbunden ist,
- und wenigstens zwei Auslassventile, welche mit der Saugseite der
Rückförderpumpe sowie dem Bremsflüssigkeitsbehälter verbunden sind, wobei jedes Auslassventil einem Radbremszylinder zugeordnet ist.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass weiterhin
ein Druckablassventil enthalten ist,
sowie ein Hochdruckspeicher, dessen Einlass mit der Förderseite der Rückförderpumpe über ein Rückschlagventil verbunden ist und dessen Auslass über das Druckablassventil mit den wenigstens zwei Einlassventilen verbunden ist.
Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, durch den erfindungsgemäß positionierten Hochdruckspeicher diesen sowohl in einfacher Art und Weise über die
Rückförderpumpe aufzuladen als auch diesen zum raschen Bremsdruckaufbau einzusetzen. Das Druckablassventil kann z.B. als Schaltventil oder als regelbares Ventil ausgeführt sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckablassventil und den wenigstens zwei Einlassventilen ein Rückschlagventil angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass für den Fall, dass der hydraulische Druck im Bremskreis größer als der Druck im
Hochdruckspeicher ist, Bremsflüssigkeitsvolumen in den Hochdruckspeicher zurückfließt und so die Volumenaufnahme des Bremssystems erhöht wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den beiden Einlassventilen nur eines Bremskreises des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskreis um den die Hinterräder des Kraftfahrzeugs bremsenden Bremskreis handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den Einlassventilen beider Bremskreise des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Fall zwischen dem Druckablassventil und den jeweils zwei
Einlassventilen eines Bremskreises ein Rückschlagventil für jeden Bremskreis angeordnet ist. Dadurch wird zugleich ein Druckausgleich zwischen den beiden Bremskreisen vermieden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor enthalten ist, welcher den Druck des Bremsmediums am Förderausgang der Rückförderpumpe erfasst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil derart ausgestaltet ist, dass es bei Erreichen einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnet.
Durch die beiden letztgenannten Ausgestaltungen ist eine einfache Einstellung des Zieldrucks im Hochdruckspeicher möglich, indem der vorherrschende Druck mit dem Drucksensor erfasst wird oder indem durch automatisches Öffnen des Duckregelventils ein Überschreiten des Zieldrucks verhindert wird.
Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung einer
Notbremsfunktion mittels einer Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen. Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei Vorliegen einer Notbremsanforderung das Druckablassventil geöffnet wird.
Weiter umfasst die Erfindung ein Steuergerät, enthaltend Mittel, die zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet sind. Bei den Mitteln handelt es sich insbesondere um den Programmcode für das
erfindungsgemäße Verfahren.
Die Zeichnung besteht aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt den Hydraulikschaltplan eines vorgeschlagenen
Fahrdynamikregelungssystems mit aufladbarem Hochdruckspeicher zur
Reduzierung der Bremsdruckaufbauzeit bei Notbremsfunktionen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass durch ein unter Druck stehendes gespeichertes Volumen im Hydraulikkreis zumindest das
Initialvolumen der Bremsanlage befüllt werden kann, so dass durch die
Kolbenpumpe im steiferen Bereich der Volumen-Druck-Kennlinie ein schneller Druckaufbau erfolgen kann. Unter dem Begriff des steiferen Bereichs der Volumen-Druck-Kennlinie wird dabei derjenige Bereich der Kennlinie verstanden, bei dem eine kleine Volumenänderung zu einer großen Druckänderung führt. Damit soll die Zeit bis zum Erreichen des Blockierdrucks in den
Radbremszylindern und damit auch der Bremsweg bei einer Notbremsung deutlich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann der Druckspeicher so groß dimensioniert werden, dass er das erforderliche Bremsflüssigkeitsvolumen zum Erreichen des Blockierdruckniveaus in den Radbremszylindern liefern kann.
Weiterhin bietet die Hydraulikkreiskonfiguration die Möglichkeit, den
Hochdruckspeicher ohne zusätzlichen Drucksensor auf seinen Zieldruck aufzuladen. Der Druckaufbau erfolgt dabei über die Rückförderpumpe, die Einregelung des Zieldrucks erfolgt über das druckregelbare Druckregelventil PCR bei geschlossenem Trennventil SV im linken Bremskreis von Fig. 1. In Fig. 1 ist ein Hydraulikschaltplan eines Fahrdynamikregelungssystems mit aufladbarem Hochdruckspeicher HDS dargestellt, welcher die Zeit bis zum Erreichen des Blockierdrucks bei Notbremsungen reduziert. Beim linken
Bremskreis, welcher die Radbremszylinder RL und RR ansteuert, handelt es sich um einen by-wire- Bremskreis, während es sich beim rechten, die
Radbremszylinder FL und FR ansteuernden Bremskreis um einen gekoppelten
Bremskreis handelt, wie er bei Fahrdynamikregelungssystemen üblich ist. Die Einlassventile der Radbremszylinder sind mit LREV, RREV, LFEV und RFEV bezeichnet, die Auslassventile tragen die Bezeichnungen LRAV, RRAV, LFAV und RFAV. M kennzeichnet den Elektromotor, welcher die üblicherweise als Kolbenpumpen ausgeprägten Rückförderpumpen sRP2 und sRPl antreibt.
Die Rückförderpumpen sind vorteilhafterweise als 3-Kolben-Pumpen ausgelegt, was eine zusätzliche Förderleistung in den Hochdruckspeicher ermöglicht. Es ist aber auch der Einsatz von Einkolbenpumpen denkbar. 101 kennzeichnet den Bremsflüssigkeitsbehälter, 103 den Bremskraftverstärker.
Auf der Druckseite des by-wire- Bremskreises ist über ein Rückschlagventil RVR ein Hochdruckspeicher HDS angeschlossen. Aus diesem kann über ein schaltbares bzw. vorzugsweise sogar regelbares Druckablassventil 100 über jeweils ein weiteres Rückschlagventil RVR2 und RVR3 das unter Druck stehende Volumen aus dem Hochdruckspeicher in beide Bremskreise abgelassen werden, um dort aktiv einen Druck aufzubauen. Die beiden Rückschlagventile RVR2 und RVR3 sollen dabei verhindern, dass bei höherem Kreisdruck wieder
Bremsflüssigkeitsvolumen in den Hochdruckspeicher zurückfließt und dieser damit die Volumenaufnahme des Bremssystems erhöht.
Initial muss der Hochdruckspeicher geladen werden. Dazu wird das Trennventil SV geschlossen und über die Kolbenpumpe sRP2 bei geschlossenen
Einlassventilen Volumen aus dem Reservoir 101 über das Rückschlagventil RVR in den Hochdruckspeicher gefördert. Zur Druckeinstellung im Hochdruckspeicher wird das Druckregelventil PCR verwendet, welches den Zieldruck einstellt. Dieser Zieldruck kann mit dem im linken Bremskreis vorhandenen Drucksensor 104 gemessen werden. Optional kann für das Laden des Hochdruckspeichers auch dieser Drucksensor entfallen. Das Druckregelventil kann derart ausgestaltet sein, dass es bei einer vorgegebenen Druckdifferenz, z.B. 180 bar, aufgrund einer Federvorspannung automatisch öffnet. Dann kann der Hochdruckspeicher nur bis zu diesem maximalen Öffnungsdruck geladen werden. Es ist auch denkbar, zum Laden des Hochdruckspeichers die Rückförderpumpe nur für ein Zeitintervall vorgegebener Länge anzusteuern.
Sobald eine automatische Notbremsung angefordert wird, wird zusätzlich zum Volumenstrom, den die Rückförderpumpen beider Kreise liefern können, durch Öffnen oder Einregeln des Druckablassventils 100 unter Druck stehendes Volumen aus dem Hochdruckspeicher in beide Bremskreise abgelassen.
Dadurch kann der Druckaufbau in beiden Bremskreisen solange unterstützt werden, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Kreisdruck und
Hochdruckspeicherdruck eingestellt hat. Zu diesem Zeitpunkt kann dann das Druckablassventil 100 geschlossen werden.
Ein Zurückfließen von Bremsflüssigkeit in den Hochdruckspeicher bei weiter ansteigendem Kreisdruck wird durch die beiden Rückschlagventile RVR2 und RVR3 hinter dem Druckablassventil verhindert.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Durchführung einer Notbremsfunktion bei einem Kraftfahrzeug, enthaltend,
- ein Druckregelventil (PCR),
- ein Schaltventil (SV),
- wenigstens zwei Einlassventile (LREV, RR EV), wobei jedes der Einlassventile einem Radbremszylinder (RL, RR) zugeordnet ist,
- eine Rückförderpumpe (sRP2), deren Förderausgang zu den wenigstens zwei Einlassventilen (LREV, RREV), zum Schaltventil (SV), sowie zur Hochdruckseite des Druckregelventils (PC R) führt,
- einen Bremsflüssigkeitsbehälter (101), dessen Ausgang an die
Niederdruckseite des Druckregelventils (PCR) sowie an den Saugeingang der Rückförderpumpe (sRP2) angeschlossen ist,
- einen Bremskraftverstärker (103), dessen Ausgang über das Schaltventil (SV) mit dem Förderausgang der Rückförderpumpe (sRP2) sowie den Einlassventilen (LREV, RREV) verbunden ist,
- wenigstens zwei Auslassventile (LRAV, RRAV), welche mit der Saugseite der Rückförderpumpe (sRP2) sowie dem Bremsflüssigkeitsbehälter (101) verbunden sind, wobei jedes Auslassventil einem Radbremszylinder (RL, R R) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch
ein Druckablassventil (100),
einen Hochdruckspeicher (H DS), dessen Einlass mit der Förderseite der Rückförderpumpe (sRP2) über ein Rückschlagventil (RVR) verbunden ist und dessen Auslass über das Druckablassventil (100) mit den wenigstens zwei Einlassventilen (LREV, RREV) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckablassventil (100) und den wenigstens zwei Einlassventilen (LREV, RR EV) ein Rückschlagventil (RVR2) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den beiden Einlassventilen (LREV, RR EV) nur eines Bremskreises des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bremskreis um den die Hinterräder des Kraftfahrzeugs bremsenden Bremskreis handelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Druckablassventils mit den Einlassventilen (LREV, RREV, LFEV, RFEV) beider Bremskreise des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckablassventil (100) und den jeweils zwei Einlassventilen (LREV, RREV) eines Bremskreises ein Rückschlagventil (RVR2, RVR1) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (104) enthalten ist, welcher den Druck des Bremsmediums am Förderausgang der Rückförderpumpe (sRP2) erfasst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Druckregelventil (PCR) derart ausgestaltet ist, dass es bei Erreichen einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnet.
9. Verfahren zur Durchführung einer Notbremsfunktion mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Notbremsanforderung das Druckablassventil (100) geöffnet wird.
10. Steuergerät, enthaltend Mittel, die zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 ausgestaltet sind.
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