DE10060225A1

DE10060225A1 - Verfahren zur Überwachung der Notbremsfähigkeit einer elektrohydraulischen Bremsanlage

Info

Publication number: DE10060225A1
Application number: DE10060225A
Authority: DE
Inventors: Mathias Niepelt; Georg Fachinger; Andreas Klein
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2001-10-31

Abstract

Zur Überwachung der Notbremsfähigkeit einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB), bei der im Normalbetrieb der Bremsdruck in den Radbremsen (8-11) mit Hilfe einer Druckquelle, die eine Hydraulikpumpe (18), einen Speicher (16) und Hydraulikventile enthält, erzeugt wird und bei der in einer Notbremssituation auf hydraulischen Durchgriff von einem Hauptzylinder (1) zu den Radbremsen (8-11) umgeschaltet wird, hat die Besonderheit, dass bei jedem Initialisieren der Bremsanlage eine Überprüfung der Notbremsfunktion durch die im Anspruch 1 genannten Schritte durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Funktion und Notbremsfähigkeit einer elek trohydraulischen Bremsanlage (EHB), die einen pedalbetätig ten Hauptzylinder und eine Druckquelle mit einer Hydraulik pumpe, mit einem Speicher und mit elektrisch steuerbare Hy draulikventilen enthält, bei welcher der Bremsdruck in den Radbremsen im Normalbetrieb aus der Druckquelle geliefert wird und bei der in einer Notbremsfunktion auf hydraulischen Durchgriff von dem Hauptzylinder zu den Radbremsen umge schaltet wird.

Es besteht zunehmendes Interesse an elektrohydraulischen Bremsanlagen (EHB), bei denen im Normalbetrieb der durch Be tätigen eines Bremspedals ausgedrückte Bremswunsch des Fah rers in ein elektrisches Betätigungssignal umgewandelt wird, das mit Hilfe eines elektrisch steuerbaren Hydraulikaggrega tes zur Einstellung und Regelung des Bremsdruckes in den einzelnen Radbremsen eingesetzt wird. Diese hydraulische Einrichtung enthält eine oder mehrere elektrisch angetriebe ne Hydraulikpumpen, Speicher und elektrisch steuerbare Hy draulikventile, mit denen radindividuell der Radbremsdruck bemessen wird. Außerdem enthält das Hydraulikaggregat Senso ren zum Messen und Rückmelden des an verschiedenen Stellen des Systems, u. a. in den Radbremsen, am Ausgang des Spei chers etc. herrschenden Hydraulikdruckes.

Bremsanlagen dieser Art sind auch bei Ausfall der Elektronik und der Druckquelle notbremsfähig. Um dies zu erreichen, wirkt das Bremspedal auf einen Hauptzylinder, der in einer Notbremsfunktion anstelle der Druckquelle über in der Ruhe lage offene, d. h. stromlos auf Durchlass geschaltete Hydrau likventile direkt mit den Radbremsen verbunden wird. Im Prinzip besteht in der Notbremsfunktion kein Unterschied zu einer herkömmlichen, ungeregelten hydraulischen Bremsanlage.

Die hydraulische Abkoppelung des Bremspedals von den Rad bremsen im Normalbetrieb hat zur Folge, dass auch die Rück wirkung des Bremsgeschehens auf das Bremspedal unterbrochen ist. Während bei konventionellen hydraulischen Bremsanlagen der Fahrer bei Betätigung des Bremspedals durch Beobachtung des Verhaltens von Pedalweg, Pedalkraft, Fahrzeugverzögerung die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage überwacht und dadurch eine Leckage, ein zu großes Lüftspiel oder den Einschluss von Luft in die Hydraulikflüssigkeit oder in die Bremsen durch geänderten Pedalweg oder Pedalgefühl bemerkt, dies bei einer EHB als Folge der Entkoppelung nicht mehr möglich. Der Ausfall dieser Überwachungsfunktion führt dazu, dass manche Fehler nicht mehr oder nicht mehr rechtzeitig erkannt werden können. Dies gilt u. a. für das Erkennen von Lufteinschlüssen in den Radbremsen, die einen erhöhten Druckmittelbedarf wäh rend eines Bremsvorganges erfordern, der - im Normalbetrieb - ohne weiteres von der Druckquelle aufgebracht werden kann, nicht jedoch - in der Notbremsfunktion - durch den Hauptzy linder. Es entsteht also ein "schlafender" Fehler, der sich erst bei Ausfall der Betriebsbremse und Rückfall in die Not laufebene zeigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Überwachungsverfahren zu entwickeln, das auch bei intak ter Bremsanlage den Verlust der Notbremsfähigkeit, z. B. als Folge von Lufteinschlüssen in den Radbremsen, erkennen lässt.

Es hat sich herausgestellt, dass diese Aufgabe mit dem im Anspruch 1 beschriebenen Verfahren gelöst werden kann, des sen Besonderheit darin besteht, dass bei vorgegebenen Ereig nissen, z. B. bei Initialisieren der Bremsanlage, eine Über prüfung der Notbremsfähigkeit durch folgende Schritte durch geführt wird:

a) Laden des Speichers, ohne Bremsdruckaufbau in den Rad bremsen; Messen des Speicherdruckes und/oder des Speichervo lumens oder des Speicherfüllstandes;
b) Druckeinsteuerung in die Radbremsen bis zum Erreichen einer vorgegebenen Druckschwelle, bei abgeschalteter oder hydraulisch abgekoppelter Hydraulikpumpe;
c) Messen des Speicherdruckes;
d) Ermitteln und Bewerten der Speicherverhaltens in Reakti on auf die Druckeinsteuerung in die Radbremsen zum Feststel len des aktuellen Volumenbedarfs und/oder des Zustandes der Bremsflüssigkeit, Feststellung von Lufteinschlüssen etc. und zum Beurteilen der aktuellen Notbremsfähigkeit der Bremsan lage.

Die Erfindung beruht also auf der Überlegung, dass "schla fende" Fehler der beschriebenen Art während der Initialisie rung der Bremsanlage, also bei jedem Starten des Fahrzeugs, durch Testen der Bremsanlage auf einfache Weise und zuver lässig mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens festge stellt werden können.

In den Unteransprüchen sind noch einige vorteilhafte Ausfüh rungsbeispiele des Verfahrens beschrieben.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung her vor, welche die wesentlichen Komponenten und den hydrauli schen Schaltplan einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) wiedergibt, die durch das erfindungsgemäße Verfahren überwacht wird.

Die abgebildete Bremsanlage enthält einen pedalbetätigten Tandern-Hauptzylinder 1, an dessen hydraulische Bremskreise 2, 3 in gewohnter Weise jeweils zwei Radbremsen VL, VR; HR, HL angeschlossen sind. Die zwischengeschalteten Hydraulik ventile 4, 5; 6, 7 sind in ihrer Ruhelage, die dargestellt ist, auf Durchlass geschaltet. 4, 6 sind sog. Trennventile. Die Ventile 5, 7 dienen im Normalbetrieb zum Druckausgleich. Nach Aktivierung der Trennventile 4, 6 der dargestellten Bremsanlage sind die Hydraulikwege 2, 3, die von dem Tandem- Hauptzylinder 1 zu den Radbremsen führen, unterbrochen, so dass das Bremsgeschehen bzw. der Bremsdruckverlauf in den Radbremsen 8 bis 11 ausschließlich von elektrischen Signalen bestimmt wird, die mit Hilfe eines Wegsensors 12 in Abhän gigkeit von der Betätigung des Bremspedals 13 gewonnen wer den. Dies ist in der Abbildung symbolisch durch einen Schaltkreis oder ECU 14 dargestellt. ECU 14 erhält und ver arbeitet verschiedenartige Eingangssignale; angedeutet sind lediglich der Signalweg von dem Pedalwegsensors 12 zur ECU 14 und ein Datenbus CAN, über den alle übrigen Signale (Radsensorsignale, Drucksensorsignale, Ventilsteuerungs signale etc.) zugeführt und weitergeleitet werden.

Die Bremsanlage enthält einen Druckmittelspeicher 16, hier einen Faltenbalg-Speicher, der in dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel mit einem Wegsensor 19 zur Ermittlung des Speicher-Füllstandes ausgerüstet ist. Zur Messung des Hy draulikdrucks ist am Ausgang des Speichers 16 ein Drucksen sor 20 angeschlossen.

Aus der abgebildeten hydraulischen Schaltung ist ohne weite res ersichtlich, dass durch entsprechende Umschaltung der dargestellten Hydraulikventile Bremsdruck aus der Druckquel le, die im wesentlichen aus einem Speicher 19, einer Pumpe, z. B. elektromotorisch (15) angetriebenen Dreikolbenpumpe 18 und einigen Ventilen besteht, zu den Radbremsen 8 bis 11 ge leitet werden kann, wobei der Druck durch entsprechende An steuerung der Einlassventile EV dosiert wird. Zum Abbau des Bremsdruckes sind die Auslassventile AV vorgesehen, deren Ausgänge in gewohnter Weise zu einem Druckausgleichsbehälter 17 geführt sind, der wiederum mit der Saugseite der Hydrau likpumpe 18 verbunden ist.

Zur Überwachung der Funktion und Notbremsfähigkeit der dar gestellten elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) wird bei spielsweise in Verbindung mit jedem Anlassen des Fahrzeugmo tors das erfindungsgemäße Verfahren in mehreren Schritten durchgeführt. Hierzu wird nach dem Initialisieren des Fahr zeugs oder der Bremsanlage als erstes der Speicher 16 gela den, wobei zunächst der Druckmittelweg zu den Radbremsen 8 bis 11 noch geschlossen ist. Die Trennventile 4, 6 werden ebenfalls angesteuert und dadurch geschlossen.

In einem optionalen Zwischenschritt, der insbesondere auf das Erkennen von Lufteinschlüssen in den Radbremsen zielt, können als nächstes die Radbremsen durch Einsteuerung eines geringen Druckes von ca. 1 bar vorgespannt werden, um die Bremsscheiben anzulegen und das Lüftspiel zu überwinden. Durch anschließendes Messen des Speicherdruckes oder der Füllmenge mit Hilfe der Sensoren 20 oder 19 wird die für diesen Vorgang notwendige Druckmittelverschiebung aus dem Speicher 16 in die Radbremsen 8-11 oder nur in die Radbrem sen eines Kreises erfasst.

In einem nächsten Schritt wird nun über die Einlassventile EV Druckmittel bis zu einem Bremsdruckanstieg in den Rad bremsen auf z. B. 5 bar eingeleitet. Anschließend wird der Speicherdruck oder die Füllmenge des Speichers 16 erneut ge messen, so dass nunmehr alle Messwerte zum Bilden eines ma thematischen Modells des Speicherverhaltens oder der Reakti on auf die Verschiebung des Druckmittels aus dem Speicher 16 in die Radbremsen vorliegen. Die Menge bzw. das Volumen des in den erfindungsgemäßen Testschritten aus dem Speicher 16 in die Radbremsen 8-11 verschobenen Druckmittels muss un ter einem vorgegebenen Maximalwert liegen, um die Notbrems fähigkeit der Bremsanlage zu sicherzustellen.

Wenn das in den vorgenannten Schritten in die Radbremsen 8 bis 11 verschobene Volumen unter einem vorgegebenen Maximal wert liegt, ist gewährleistet, dass auch im Notfall, d. h. bei abgeschalteter Stromversorgung, wenn ein direkter Durch griff von dem Hauptzylinder 1 über die geöffneten Trennven tile 4, 5 und die Ventile 5, 7 zu den Radbremsen 8-11 herge stellt ist, Druckmittel in ausreichender Menge aus dem Tan dem-Hauptzylinder 1 in die Radbremsen 8 bis 11 verschoben werden kann; solange der Maximalwert bei diesem Testvorgang nicht erreicht oder überschritten wird, ist die Notbremsfä higkeit der Bremsanlage sichergestellt.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung der Funktion und Notbremsfä higkeit einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB), die einen pedalbetätigten Hauptzylinder und eine Druckquelle mit einer Hydraulikpumpe, mit einem Speicher und mit elektrisch steuerbaren Hydraulikventilen ent hält, bei der der Bremsdruck in den Radbremsen im Nor malbetrieb aus der Druckquelle geliefert wird und bei der in einer Notbremsfunktion auf hydraulischen Durch griff von dem Hauptzylinder zu den Radbremsen umgeschal tet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorgegebenen Ereignissen, z. B. bei jedem Initialisieren der Bremsan lage, eine Überprüfung der Notbremsfähigkeit durch fol gende Schritte durchgeführt wird:

a) Laden des Speichers (16), ohne Bremsdruckaufbau in den Radbremsen; Messen des Speicherdruckes und/oder des Speichervolumens oder des Speicherfüllstandes;
b) Druckeinsteuerung in die Radbremsen bis zum Erreichen einer vorgegebenen Druckschwelle, bei abgeschalteter oder hydraulisch abgekoppelter Hydraulikpumpe;
c) Messen des Speicherdruckes;
d) Ermitteln und Bewerten der Speicherverhaltens in Re aktion auf die Druckeinsteuerung in die Radbremsen zum Feststellen des aktuellen Volumenbedarfs und/oder des Zustandes der Bremsflüssigkeit, Feststellung von Lufteinschlüssen etc. und zum Beurteilen der aktuel len Notbremsfähigkeit der Bremsanlage.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Laden des Speichers zunächst ein Vorspannen der Radbremsen durch Einsteuerung eines relativ geringen Bremsdruckes in der Größenordnung von 1 bis 2 bar zum Überwinden des Lüftspiels mit anschließender Messung des Speicherdrucks durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass zur Bewertung der Notbremsfähigkeit aus den Messwerten des Speicherdruckes vor und nach der Bremsdruckeinsteuerung in die Radbremsen über ein mathe matisches Modell des Speicherverhaltens auf das vom Speicher abgegebene Volumen geschlossen wird und dass vom Speicher abgegebene Volumen zur Beurteilung der ak tuellen Notbremsfähigkeit der Bremsanlage ausgewertet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das vom Speicher abgegebene Volumen mit einem vorgegebenen Maximalwert verglichen und zur Beurteilung der aktuellen Notbremsfähigkeit der Bremsan lage und/oder des Zustandes der Hydraulikflüssigkeit ausgewertet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Speicher abgege bene Volumen und/oder der Füllstand des Speichers mit Hilfe eines am Speicher angeordneten Wegsensors ermit telt wird.