DE102004011517A1 - Verfahren, Bremssystem und Computerprogrammprodukt zur Verbesserung eines Bremsenregelungssystems - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren, ein Bremssystem und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zur Verbesserung des Regelverhaltens von Kraftfahrzeugbremsenregelungssystemen mit ESP-Funktionalität. Nach dem Verfahren wird während einer ABS-Regelung der Hauptzylinder mit Hilfe des bzw. der Trennventile von der Raddruckregeleinheit abgekoppelt und die Regelung mit dem in den Bremskreisen eingeschlossenen, vom Hauptzylinder abgesperrten, Bremsflüssigkeitsvolumen weiter durchgeführt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt, entsprechend den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche, für elektronische Bremsenregelungssysteme, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen, welche mit einer oder mehreren Regelfunktionen, wie ABS (Antiblockiersystem) und insbesondere auch ASR (Antriebsschlupfregelung) und ggf. auch ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm; Regelung der Fahrzeuggierrate) etc., ausgestattet sind.
• Zur Regelung des Bremsschlupfs wird in diesen herkömmlichen Bremsensregelungssystemen im allgemeinen z.B, während einer ABS-Bremsung der Bremsdruck in den Radzylindern durch Ablassen von Hydraulikvolumen in einen Niederdruckspeicher moduliert. Während einer ABS- oder EBV-Bremsung (EBV: Elektronische Bremskraftverteilung) wird zumindest im Falle eines zu weit gefüllten Niederdruckspeichers durch Rückförderung einer Pumpe das Hydraulikvolumen des Niederdruckspeichers in den Bereich des Hauptzylinders zurückgefördert. Der Niederdruckspeicher steht also in hydraulischer Verbindung mit dem Tandemhauptzylinder, wodurch während des Betriebs der Pumpe eine unerwünschte Rückkopplung auf das Pedal hervorgerufen wird. Ein Vorteil dieser bekannten Rückfördersysteme ist es, dass Bremsflüssigkeit in einem geschlossenen System moduliert. Beispielsweise kann während einer Bremsung mit einem plötzlichen Reibwertsprung und dem damit verbundenen kurzfristig benötigten zusätzlichen Hydraulikvolumen kann dieses zusätzliche Volumen jederzeit durch den Fahrer betätigt in die Bremszylinder nachgedrückt werden.
• Es besteht schon seit einiger Zeit der Wunsch, die Rückwirkung auf das Bremspedal während einer ABS-Regelung zu verringern.
• Die Erfindung schlägt hierzu eine Lösung für eine sogenannte komfortorientierte Regelung eines Bremsschlupfregelsystems bei ABS-Betrieb gemäß dem Verfahren in Anspruch 1 vor, bei der eine Regelhydraulik vorhanden ist, die ein Absperren des Hauptzylinders von der Radbremse erlaubt (z.B. in einem ESP System).
• Bevorzugt wird das Verfahren nach der Erfindung in einem Bremssystem angewendet, welches Raddrucksensoren aufweist und/oder über die Technik der analogen Ventilansteuerung verfügt. Hierbei ist insbesondere eine Anlogansteuerung der Einlass- und/oder Auslass- und/oder der Trennventile von Vorteil. Durch diese Maßnahmen kann eine präzisere Druckregelung vorgenommen werden, wodurch sich die Stärke der Rückkopplung noch weiter verringern lässt.
• Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird während der ABS-Regelung der Tandemhauptzylinder mit Hilfe der im ESP System ohnehin vorhandenen Trennventile von der Raddruckregeleinheit abgekoppelt und die Bremsdruckregelung mit dem, in den Bremskreisen abgesperrten, Bremsflüssigkeitsvolumen weiter durchgeführt. Als Speicher für die Hydraulikflüssigkeit dienen in diesem Fall der vorhandene Niederdruckspeicher der Regeldruckeinheit und in gewissem Masse auch das Volumen im Pumpenraum, welches sich im Bereich vor den Raddruckaufbauregelventilen befindet.
• Es hat sich gezeigt, dass das Vorhaben eines vollständig abgekoppelten Pedals nur unter weitestgehend homogenen Fahrbahnbedingungen gänzlich umgesetzt werden kann. In der Praxis, also bei realistischen Fahrbahnbedingungen, ist es jedoch nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erforderlich, bei Bedarf hin und wieder, die Trennventile zu lösen um einerseits das mögliche Druckdefizit auszugleichen oder das überschüssige Volumen in den Hauptzylinder abzulassen. Das bevorzugte Verfahren kann daher als ein Mischverfahren aufgefasst werden, welches die oben beschriebene Abkopplung nur bei den beschriebenen homogenen Fahrbedingungen hervorruft und in allen anderen Fällen – im wesentlichen also bei inhomogenen Fahrbedingungen, zum Beispiel im Extremfall bei Reibwertsprüngen, – auf die Eingangs beschriebene konventionelle Regelung zurückstellt.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für alle relevanten Größen das entsprechende Volumen des Niederdruckspeichers und das zur Aufrechterhaltung der Regeltätigkeit erforderliche Volumen des Regelkreises jeweils ein Druckmodell aufgestellt. Mit diesen Druckmodellen wird während der Bremsenregelungsvorgänge das Volumen des Niederdruckspeichers und der Regelkreise immer aktuell berechnet. Hierdurch kann eine besonders große Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt werden. Die Berechnung der Druckmodelle wird insbesondere für alle beteiligten Volumina der beiden Bremskreise vorgenommen.
• Sollte das in den Bremskreisen vorhandene Bremsflüssigkeitsvolumen für eine geregelte Bremsung nicht ausreichen, kann über das elektrisch schaltende Umschaltventil jederzeit weiteres Volumen durch die Pumpe aus dem Tandemhauptzylinder in den Pumpenraum angesaugt werden. Hierzu wird bevorzugt das vorhandene Volumen regelmäßig mindestens unter Nutzung des weiter oben beschriebenen Volumenmodells bestimmt. Die vorstehend beschriebene Maßnahme des Nachsaugens ergibt sich bei einem sich konstant oder sprunghaft erhöhendem Fahrbahnreibwert. Im Extremfall, wie beispielsweise bei einem durch die Regelung erkannten "Low-μ/High-μ"-Reibwertsprung, können die Trennventile zum Tandemhauptzylinder wieder geöffnet werden, um den eventuell vom Fahrer eingesteuertem Druckanstieg mit zu nutzen.
• Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass überprüft wird, ob die Aufnahmemöglichkeit des/der Niederdruckspeicher erschöpft ist, wie bei beispielsweise abnehmendem Fahrbahnreibwert oder im Extremfall bei einem "Low-μ/High-μ"-Reibwertsprung. In diesem Fall wird nach Maßgabe der zumindest nach einem Modell berechneten Volumenverhältnisse des Niederdruckspeichers nach dem bevorzugten Verfahren das überschüssige Volumen durch Öffnen der Trennventile in den Tandemhauptzylinder abgelassen. In diesem Fall muss die Rückförderpumpe kurzzeitig einen höheren Druck im Vergleich zur Fahrervorgabe erzeugen. Danach kann der Systemdruck wieder auf das notwendige Maß zur Raddruckversorgung reduziert werden.
• In diesen beiden Fällen, die jedoch jeweils eine Änderung des Blockierdruckniveaus voraussetzen, muss eine zeitweilige Pedalrückwirkung durch den Fahrer hingenommen werden. Wie bereits erwähnt, kann jedoch rückwirkungsmindernd kann dabei vorzugsweise die an sich bekannte analoge Trennventiltechnik genutzt werden, um das Ventil weich und mit variablem Volumendurchsatz ansteuern zu können. Allerdings muss diese analoge Technik in der Bremsvorrichtung, in der das hier beschriebene Verfahren eingesetzt wird, auch verfügbar sein. Vorteilhaft ist also für das beschriebene System das Vorhandensein von analoger Ventiltechnik zur variablen Regelung der Radkreise, damit zum einen der Volumendurchsatz optimiert und zum anderen das Akustikniveau der geregelten Bremsung noch weiter reduziert werden kann.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Sicherstellung der Volumenbilanz eine verbesserte Modellbildung durchgeführt, bei der zumindest ein Teil der vorhandenen drucksensorisch ermittelten Raddruckinformationen genutzt wird, um das Druckmodell zu stützen.
• 1 zeigt den schematischen Aufbau des hydraulischen Teils eines bekannten elektronischen Bremssystems mit ESP-Funktionalität für ein Personenkraftfahrzeug. An einem Tandemhauptzylinder THZ sind zwei Bremskreise I, II angeschlossen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit beschränkt sich die Darstellung des Hydraulikschaltplans in 1 auf einen von zwei Bremskreisen. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist Radbremse B1 des vorderen linken Rads VL und Radbremse B2 des hinteren rechten Rads HR an Bremskreis I angeschlossen. Eine Aufteilung der Bremskreise nach Vorder- und Hinterachse ist selbstverständlich auch möglich. In den Druckmittelleitungen DL zwischen Tandemhauptzylinder THZ und Rad bremsen B1, B2 befinden sich Einlassventile EV1, EV2, die als stromlos offene Ventile (SO-Ventile) ausgeführt sind.
• Im Betrieb können Einlassventile EV1, EV2 bei einem ABS-Regeleingriff geschlossen werden, um einen weiteren Druckaufbau in der Radbremse durch Tandemhauptzylinder THZ temporär zu unterbinden. Ist ein Druckabbau bei der ABS-Regelung notwendig, so kann das überschüssige Druckmittel über Auslassventile AV1, AV2 abgebaut werden. Die Auslassventile AV1, AV2 sind hierbei als SG-Ventile (SG: stromlos geschlossen) ausgeführt. Dabei wird überschüssiges Druckmittel in Niederdruckspeicher NDS zwischengespeichert und durch die durch Motor M angetriebene Hydraulikpumpe HP in einen Bereich vor Einlassventilen EV1, EV2 rückgefördert. Die Ventile EUV und TV erweitern das System in der Weise, dass der Hauptzylinder während einer Regelung wie bei ESP von den Bremskreisen abgekoppelt werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens von Kraftfahrzeugbremsenregelungssystemen, mit zumindest den Funktionen ABS und ESP, die zumindest eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe (HP), ein oder mehrere Einlass- und Auslassventile (EV1, EV2, AV1, AV2), mindestens einen Niederdruckspeicher (NDS) und zumindest ein elektrisch ansteuerbares Trennventil (TV) umfassen, bei dem der/die Niederdruckspeicher (NDS) Druckmittel, das im Regelfall aus den Radbremsen (B1, B2) abgeleitet wird, zumindest zum Teil aufnimmt/aufnehmen, und bei dem mit Hilfe der Hydraulikpumpe/n (HP) das Druckmittel in einen Hauptzylinder (HZ), insbesondere Tandemhauptzylinder (THZ), rückgefördert wird, wobei mittels des zumindest einen Trennventils der Hauptzylinder von den Hydraulikleitungen zu den Radzylindern absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass während einer ABS-Regelung der Hauptzylinder mit Hilfe des bzw. der Trennventile von der Raddruckregeleinheit abgekoppelt wird und die Bremsdruckregelung mit dem in den Bremskreisen eingeschlossenen, vom Hauptzylinder abgesperrten, Bremsflüssigkeitsvolumen weiter durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von unerwünschten Volumendifferenzen oder Druckdefiziten zu bestimmten Zeitpunkten für eine bestimmte Dauer das/die Trennventil/e gelöst wird/werden, wodurch einerseits das mögliche Druckdefizit ausgeglichen oder das überschüssige Volumen in den Tandemhauptzylinder abgelassen wird, wobei zur Ermittlung der geeigneten Zeitpunkte und der Dauer der Ventilöffnung eine Modellbildung durchgeführt wird, bei der alle für die Regelung relevanten Größen, wie zumindest – Volumina beider Niederdruckspeicher und die – Volumina der zur Aufrechterhaltung der Regeltätigkeit beteiligten Regelkreise berücksichtigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem festgestellten Reibwertsprung Bremsflüssigkeitsvolumen durch Betätigen eines elektrisch ansteuerbaren Umschaltventils durch die Pumpe aus dem Tandemhauptzylinder in den Pumpenraum angesaugt wird, wobei ein Reibwertsprung bevorzugt angenommen wird, wenn konstant oder sprunghaft ein erhöhter Fahrbahnreibwert festgestellt wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von gemessenen Druckwerten, z. B. Vordruck eines Bremspedals (BP), und/oder von errechneten oder geschätzten Druckwerten, nämlich durch Modellbildung auf Basis der Ventilbetätigung, des Regelungsverlaufs etc. gewonnenen Werten, das Förderverhalten und/oder das Fördervolumen der Hydraulikpumpe (HP) gesteuert oder geregelt wird, und wobei die Ansteuerung der Hydraulikpumpe (HP) bedarfsgerecht, d. h. unter Auswertung von Radbeschleunigung und/oder Schlupfverlauf erfolgt.
5. Bremssystem, welches mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgerüstet ist.
6. Computerprogrammprodukt, welches einen Algorithmus definiert, welcher das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 ausführt.