DE10053607A1 - Anordnung und Verfahren zum Bestimmen der Temperatur von Ventilen - Google Patents
Anordnung und Verfahren zum Bestimmen der Temperatur von VentilenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen der Temperatur von Ventilen (12, 14) im Bremskreis eines Fahrzeugs, wobei Mittel zum Messen einer Radlängskraft vorgesehen sind, Mittel zum Bestimmen eines Radbremsdruckes unter Verwendung der gemessenen Radlängskraft vorgesehen sind, Mittel zum Bestimmen eines Druckabfalls über einem Ventil (12, 14) unter Verwendung des Radbremsdruckes vorgesehen sind, Mittel zum Bestimmen eines Ventilspulenstroms unter Verwendung des Druckabfalls vorgesehen sind, Mittel zum Bestimmen des Widerstands der Ventilspule aus dem Ventilspulenstrom und einer angelegten Ventilspulenspannung vorgesehen sind und Mittel zum Bestimmen der Ventilspulentemperatur unter Verwendung der Temperaturabhängigkeit des Ventilspulenwiderstands vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bestimmen der Temperatur von Ventilen im Bremskreis eines Fahrzeugs.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen der
Temperatur von Ventilen im Bremskreis eines Fahrzeugs.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bestimmen
der Temperatur von Ventilen im Bremskreis eines Fahr
zeugs.
Zur Erhöhung der Fahrsicherheit von Kraftfahrzeugen wer
den immer häufiger geregelte Systeme eingesetzt. Derarti
ge geregelte Systeme sind beispielsweise das Antiblo
ckiersystem (ABS), die Antischlupfregelung (ASR) und das
elektronische Stabilitätsprogramm (ESP). Diese Systeme
beeinflussen den Bremskreislauf von Kraftfahrzeugen über
die Ansteuerung von Ventilen.
In zunehmendem Maß werden für die Hydroaggregate, in de
nen die genannten Systeme installiert sind, Ventile ein
gesetzt, die linear betrieben werden können. Bei den li
nearisierten Magnetventilen (LMV) hängt der linear ein
stellbare Druckabfall über dem Ventil mit einer bestimm
ten und im Wesentlichen bekannten Funktion vom Ventilspu
lenstrom ab. Durch eine geeignete Einstellung des Spulen
stroms können daher die Druckabfälle über den Ventilen in
der gewünschten Weise eingestellt werden.
Bei der Δp-Regelung oder CPC-Regelung ("Continous Pressu
re Control") wird beispielsweise der Radbremsdruck durch
die Einstellung eines Druckabfalls an einem Ventil einge
stellt. Zum Beispiel kann der Radbremsdruck bei vollstän
dig geöffnetem Einlassventil (EV) des Radbremszylinders
durch Einstellung des Druckabfalls über ein Umschaltven
til (USV) des Bremskreislaufs eingestellt werden. Ebenso
ist es möglich, den Radbremsdruck durch Einstellung des
Druckabfalls über dem Einlassventil des Radbremszylinders
zu beeinflussen und im Zusammenhang mit dem Druckabfall
über dem Umschaltventil einzustellen.
Problematisch an der Einstellung eines Druckabfalls über
einem Ventil unter Verwendung des Zusammenhangs zwischen
Druckabfall und Ventilspulenstrom ist allerdings, dass
der Widerstand der Ventilspule stark von der Spulentempe
ratur abhängt. Damit sind bei Einstellung einer bestimm
ten Ventilspulenspannung auch der Ventilspulenstrom und
mithin der Druckabfall stark temperaturabhängig.
Diesem Problem kann man beispielsweise durch die Verwen
dung stromgeregelter Endstufen für die Ventilansteuerung
begegnen. Ebenfalls ist es möglich, eine Temperaturmes
sung an den Ventilspulen oder am Hydroaggregat unter Ver
wendung eines Spulentemperaturmodells vorzunehmen. Es
wurde auch bereits vorgeschlagen eine Außentemperaturmes
sung unter Verwendung eines Temperaturmodells für das
Hydroaggregat zur Temperaturbestimmung der Spulen zu ver
wenden. Allerdings sind diese Lösungen aufwendig und bei
spielsweise aufgrund der Verwendung stromgeregelter End
stufen kostenintensiv.
Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Anordnung da
durch auf, dass Mittel zum Messen einer Radlängskraft
vorgesehen sind, dass Mittel zum Bestimmen eines Rad
bremsdruckes unter Verwendung der gemessenen Radlängs
kraft vorgesehen sind, dass Mittel zum Bestimmen eines
Druckabfalls über einem Ventil unter Verwendung des Rad
bremsdruckes vorgesehen sind, dass Mittel zum Bestimmen
eines Ventilspulenstroms unter Verwendung des Druckab
falls vorgesehen sind, dass Mittel zum Bestimmen eines
Widerstands der Ventilspule aus dem Ventilspulenstrom und
einer angelegten Ventilspulenspannung vorgesehen sind und
dass Mittel zum Bestimmen der Ventilspulentemperatur un
ter Verwendung der Temperaturabhängigkeit des Ventilspu
lenwiderstandes vorgesehen sind. Die Messung der Rad
längskraft ist in einfacher Weise durch bekannte Sensoren
möglich. Es steht somit eine Messgröße zur Verfügung, aus
welcher die Spulentemperatur berechnet werden kann. Ins
gesamt liegt so eine kostengünstigere Lösung vor.
Vorzugsweise ist das Ventil ein Umschaltventil. Die Be
stimmung der Spulentemperatur des Umschaltventils ist
dann besonders nützlich, wenn das Umschaltventil zur Ein
stellung des Radbremsdruckes verwendet wird. Bei dem Rad
mit dem höheren Radbremsdruck im Bremskreis kann bei CPC-
Regelung der Radbremsdruck allein durch Einstellung des
Umschaltventils bestimmt werden. Da der Zusammenhang zwi
schen Druckabfall über dem Umschaltventil und dem elekt
rischen Umschaltventilspulenstrom bekannt ist, kann aus
der Radlängskraft der Ventlispulenstrom berechnet werden.
Aus dem Ventilspulenstrom und der eingestellten Ventil
spulenspannung kann über das Ohmsche Gesetz der Spulenwi
derstand und hieraus mit Hilfe der bekannten Temperatur
abhängigkeit von Kupferdraht die USV-Spulentemperatur be
rechnet werden.
Es kann aber auch nützlich sein, wenn das Ventil ein Ein
lassventil ist. Das Einlassventil wird zur Einstellung
des Radbremsdruckes bei dem Rad mit dem niedrigeren Druck
im Bremskreis verwendet. Bei diesem Rad ist der Radbrems
druck gleich dem um den Druckabfall über dem Einlassven
til verminderten Druckabfall über dem Umschaltventil.
Vorzugsweise sind Mittel zum Bestimmen des Zusammenhangs
zwischen Ventilspulenspannung und Radbremsdruck aus der
Ventilspulentemperatur vorgesehen. Letztlich kann so ein
genauer Zusammenhang zwischen der Ventilspulenspannung
und der Radbremskraft hergestellt werden, was der Genau
igkeit der Regelung zugute kommt.
Ebenfalls kann es vorteilhaft sein, dass Mittel zum
Bestimmen der Hydroaggregattemperatur aus der Ventilspu
lentemperatur über ein Temperaturmodell unter Verwendung
weiterer Parameter vorgesehen sind. Die Temperatur des
Hydroaggregats kann für zahlreiche Fragen im Zusammenhang
mit der Beeinflussung des Bremskreislaufes interessant
sein, beispielsweise im Hinblick auf die erlaubten Tempe
raturgrenzwerte.
Besonders bevorzugt ist es, wenn Mittel zum Bestimmen der
Hydroaggregattemperatur aus der Ventilspulentemperatur
über ein Temperaturmodell unter Verwendung der Wärmekapa
zität und der Wärmeleitfähigkeit beteiligter Komponenten
vorgesehen sind. Bei einem geeigneten Temperaturmodell
ist es somit möglich, unter Verwendung der genannten Grö
ßen die Hydroaggregattemperatur zu bestimmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Mittel zum Kom
pensieren der Viskosität der Bremsflüssigkeit in Abhän
gigkeit der Hydroaggregattemperatur unter Verwendung der
ermittelten Hydroaggregattemperatur vorgesehen. Dies hat
beispielsweise Vorteile im Hinblick auf die Geschwindig
keit des Druckaufbaus und zur Verbesserung des Reglerver
haltens.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da
durch auf, dass eine Radlängskraft gemessen wird, dass
ein Radbremsdruck unter Verwendung der gemessenen Rad
längskraft bestimmt wird, dass ein Druckabfall über einem
Ventil unter Verwendung des Radbremsdruckes bestimmt
wird, dass ein Ventilspulenstrom unter Verwendung des
Druckabfalls bestimmt wird, dass ein Widerstand der Ven
tilspule aus dem Ventilspulenstrom und einer angelegten
Ventilspulenspannung bestimmt wird und dass die Ventil
spulentemperatur unter Verwendung der Temperaturabhängig
keit des Ventilspulenwiderstandes bestimmt wird. Die Mes
sung der Radlängskraft ist in einfacher Weise durch be
kannte Sensoren möglich. Es steht somit eine Messgröße
zur Verfügung, aus welcher die Spulentemperatur berechnet
werden kann. Insgesamt liegt so eine kostengünstigere Lö
sung vor.
Bevorzugt ist das Ventil ein Umschaltventil. Die Bestim
mung der Spulentemperatur des Umschaltventils ist dann
besonders nützlich, wenn das Umschaltventil zur Einstel
lung des Radbremsdruckes verwendet wird.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das Ventil ein Ein
lassventil ist. Das Einlassventil wird zur Einstellung
des Radbremsdruckes bei dem Rad mit dem niedrigeren Druck
im Bremskreis verwendet. Bei diesem Rad ist der Radbrems
druck gleich dem um den Druckabfall über dem Einlassven
til verminderten Druckabfall über dem Umschaltventil.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird aus der Ventil
spulentemperatur der Zusammenhang zwischen Ventilspulen
spannung und Radbremsdruck bestimmt. Letztlich kann so
ein genauer Zusammenhang zwischen der Ventilspulenspan
nung und der Radbremskraft hergestellt werden, was der
Genauigkeit der Regelung zugute kommt.
Ebenfalls kann es nützlich sein, wenn aus der Ventilspu
lentemperatur über ein Temperaturmodell unter Verwendung
weiterer Parameter die Hydroaggregattemperatur bestimmt
wird. Die Temperatur des Hydroaggregats kann für zahlrei
che Fragen im Zusammenhang mit der Beeinflussung des
Bremskreislaufes interessant sein, beispielsweise im Hin
blick auf die erlaubten Temperaturgrenzwerte.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn aus der Ventilspulen
temperatur über ein Temperaturmodell unter Verwendung der
Wärmekapazität und der Wärmeleitfähigkeit beteiligter
Komponenten die Hydroaggregattemperatur bestimmt wird.
Bei einem geeigneten Temperaturmodell ist es somit mög
lich, unter Verwendung der genannten Größen die Hydroag
gregattemperatur zu bestimmen.
Vorzugsweise wird die Hydroaggregattemperatur verwendet,
um die Viskosität der Bremsflüssigkeit in Abhängigkeit
der Hydroaggregattemperatur zu kompensieren. Dies hat
beispielsweise Vorteile im Hinblick auf die Geschwindig
keit des Druckaufbaus und zur Verbesserung des Reglerver
haltens.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrun
de, dass die Temperatur einer Ventilspule in einfacher
Weise durch die Messung der Radlängskraft gemessen werden
kann. Die Temperatur der Ventilspule und in einer bevor
zugten Ausführungsform des gesamten Hydroaggregats lassen
sich bestimmen und in vielfältiger Weise nutzen. Durch
die Erfindung lassen sich Kosten sparen, da insbesondere
keine stromgeregelten Ventilendstufen benötigt werden.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitende
Zeichnung anhand einr bevorzugten Ausführungsformen bei
spielhaft erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines
Bremskreislaufs.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils
eines Bremskreislaufs. Eine Pumpe 10 steht über ein Um
schaltventil 12 (USV) mit dem Hauptbremszylinder und über
ein Einlassventil 14 (EV) mit dem Bremszylinder eines Ra
des 16 in Verbindung. Der Kreislauf wird über ein Aus
lassventil 18 (AV) und ein Ansaugschaltventil 20 (ASV)
geschlossen.
Bei einer Δp-Regelung (CPC; "Continous Pressure Control")
wird der Radbrems druck im Rad 16 mit dem höheren Brems
druck im Bremskreis durch den Druckabfall am Umschaltven
til 12 eingestellt. Das Ansaugschaltventil 20 ist dabei
während der ganzen Dauer der Regelung geöffnet. Das Ein
lassventil 14 des Rades mit dem höheren Radbremsdruck im
Bremskreis ist immer offen. Das Auslassventil 18 dieses
Rades ist immer geschlossen.
Handelt es sich bei dem Rad 16 um das Rad mit dem niedri
geren Radbremsdruck des Bremskreises, so wird der Rad
bremsdruck mit dem linearen Druckabfall über dem Einlass
ventil 14 dieses Rades eingestellt. In diesem Fall ist
der Radbremsdruck gleich der Differenz des Druckabfalls
über dem Umschaltventil 12 und des Druckabfalls über dem
Einlassventil 14.
Beide Ventile, sowohl Umschaltventil 12 als auch Einlass
ventil 14 werden somit für die Regelung des Radbremsdru
ckes verwendet. Insofern lässt sich die vorliegende Er
findung zur Temperaturbestimmung sowohl beim Umschaltven
til 12 als auch beim Einlassventil 14 in vorteilhafter
Weise nutzen.
Zunächst wird das Rad mit dem höheren Radbremsdruck be
trachtet. Bei diesem ist der Radbremsdruck gleich dem
Druckabfall über dem Umschaltventil 12. Da der Zusammen
hang zwischen Druckabfall über dem Umschaltventil 12 und
dem elektrischen Spulenstrom des Umschaltventils bekannt
ist, kann aus der Radlängskraft bei Δp-Regelung der Ven
tilspulenstrom des Umschaltventils 12 berechnet werden.
Aus dem Ventilspulenstrom des Umschaltventils 16 und der
eingestellten Ventilspulenspannung kann mit dem Ohmschen
Gesetz der Spulenwiderstand und damit mit Hilfe der be
kannten Temperaturabhängigkeit von Kupferdraht die Spu
lentemperatur des Umschaltventils 12 berechnet werden.
Entsprechendes gilt für das Rad mit dem niedrigeren Rad
bremsdruck. Wiederum wird aus der Radlängskraft, welche
mit einem Sensor gemessen wurde, auf den Radbremsdruck
geschlossen. Der Radbremsdruck des Rades mit dem niedri
geren Radbremsdruck im Bremskreis wird bei Δp-Regelung
mit dem Druckabfall über dem Einlassventil 14 geregelt.
Der Radbremsdruck ist gleich dem Druckabfall über dem Um
schaltventil 12 minus dem Druckabfall über dem Einlass
ventil 14. Aus dem Zusammenhang zwischen Radlängskraft,
Druckabfall über dem Umschaltventil 12 und Druckabfall
über dem Einlassventil 14 kann der Ventilspulenstrom des
Einlassventils 14 berechnet werden. Aus dem Ventilspulen
strom des Einlassventils 14 und der eingestellten Ventil
spulenspannung kann mit dem Ohmschen Gesetz der Spulenwi
derstand und wiederum mit Hilfe der bekannten Temperatur
abhängigkeit von Kupferdraht die Spulentemperatur des
Einlassventils berechnet werden.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele
gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrati
ven Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Er
findung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ände
rungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der
Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
Claims (14)
1. Anordnung zum Bestimmen der Temperatur von Ventilen
(12, 14) im Bremskreis eines Fahrzeugs,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zum Messen einer Radlängskraft vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen eines Radbremsdruckes unter Verwendung der gemessenen Radlängskraft vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen eines Druckabfalls über ei nem Ventil (12, 14) unter Verwendung des Radbremsdru ckes vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen eines Ventilspulenstroms unter Verwendung des Druckabfalls vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen des Widerstands der Ventil spule aus dem Ventlispulenstrom und einer angelegten Ventilspulenspannung vorgesehen sind und
dass Mittel zum Bestimmen der Ventilspulentemperatur unter Verwendung der Temperaturabhängigkeit des Ven tilspulenwiderstandes vorgesehen sind.
dass Mittel zum Messen einer Radlängskraft vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen eines Radbremsdruckes unter Verwendung der gemessenen Radlängskraft vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen eines Druckabfalls über ei nem Ventil (12, 14) unter Verwendung des Radbremsdru ckes vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen eines Ventilspulenstroms unter Verwendung des Druckabfalls vorgesehen sind,
dass Mittel zum Bestimmen des Widerstands der Ventil spule aus dem Ventlispulenstrom und einer angelegten Ventilspulenspannung vorgesehen sind und
dass Mittel zum Bestimmen der Ventilspulentemperatur unter Verwendung der Temperaturabhängigkeit des Ven tilspulenwiderstandes vorgesehen sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventil ein Umschaltventil (12) ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Ventil ein Einlassventil (14) ist.
4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen des Zu
sammenhangs zwischen Ventilspulenspannung und Radbrems
druck aus der Ventilspulentemperatur vorgesehen sind.
5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen der Hyd
roaggregattemperatur aus der Ventilspulentemperatur über
ein Temperaturmodell unter Verwendung weiterer Parameter
vorgesehen sind.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen der Hyd
roaggregattemperatur unter Verwendung der Wärmekapazität
und der Wärmeleitfähigkeit beteiligter Komponenten vorge
sehen sind.
7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass Mittel zum Kompensieren der
Viskosität der Bremsflüssigkeit in Abhängigkeit der Hyd
roaggregattemperatur unter Verwendung der ermittelten
Hydroaggregattemperatur vorgesehen sind.
8. Verfahren zum Bestimmen der Temperatur von Ventilen
(12, 14) im Bremskreis eines Fahrzeugs,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Radlängskraft gemessen wird,
dass ein Radbremsdruck unter Verwendung der gemesse nen Radlängskraft bestimmt wird,
dass ein Druckabfall über einem Ventil (12, 14) unter Verwendung des ermittelten Radbremsdruckes bestimmt wird,
dass ein Ventilspulenstrom unter Verwendung des er mittelten Druckabfalls bestimmt wird,
dass ein Widerstand der Ventilspule aus dem Ventil spulenstrom und einer angelegten Ventilspulenspannung bestimmt wird und
dass die Ventilspulentemperatur unter Verwendung der Temperaturabhängigkeit des Ventilspulenwiderstandes bestimmt wird.
dass eine Radlängskraft gemessen wird,
dass ein Radbremsdruck unter Verwendung der gemesse nen Radlängskraft bestimmt wird,
dass ein Druckabfall über einem Ventil (12, 14) unter Verwendung des ermittelten Radbremsdruckes bestimmt wird,
dass ein Ventilspulenstrom unter Verwendung des er mittelten Druckabfalls bestimmt wird,
dass ein Widerstand der Ventilspule aus dem Ventil spulenstrom und einer angelegten Ventilspulenspannung bestimmt wird und
dass die Ventilspulentemperatur unter Verwendung der Temperaturabhängigkeit des Ventilspulenwiderstandes bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventil ein Umschaltventil (12) ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Ventil ein Einlassventil (14) ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnea, dass aus der Ventilspulentemperatur der
Zusammenhang zwischen Ventilspulenspannung und Radbrems
druck bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnea, dass aus der Ventilspulentemperatur über
ein Temperaturmodell unter Verwendung weiterer Parameter
die Hydroaggregattemperatur bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnea, dass aus der Ventilspulentemperatur über
ein Temperaturmodell unter Verwendung der Wärmekapazität
und der Wärmeleitfähigkeit beteiligter Komponenten die
Hydroaggregattemperatur bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hydroaggregattemperatur verwen
det, um die Viskosität der Bremsflüssigkeit in Abhängig
keit der Hydroaggregattemperatur zu kompensieren.
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