DE102004057878A1

DE102004057878A1 - Verfahren zur Kalibrierung von analog angesteuerten hydraulischen Ventilen

Info

Publication number: DE102004057878A1
Application number: DE102004057878A
Authority: DE
Inventors: Michael Jung; Christian Kebbel; Jörg Berntheusel; Andreas Reis; Andreas Neu
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-12-01
Also published as: DE102004057878B4

Abstract

Ein Verfahren zur halbautomatischen Ventilkalibrierung eines analog betreibbaren, elektrisch ansteuerbaren Hydraulikventils in einer Vorrichtung, mit einem im Bereich der Betätigungseinrichtung angeordneten eingangsseitigen Drucksensor, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Drucksteuerkreise sowie ggf. einen oder mehrere Bremskreise umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass durch manuelle Betätigung der Betätigungseinrichtung punktweise eine Kalibrierkurve aufgenommen wird, indem in einem ersten Schritt (a) durch Betätigung der Betätigungseinrichtung ein bestimmter Druck in einem Radkreis vorgegeben und durch den Drucksensor gemessen und gespeichert wird, im nächsten Schritt (b) das zum Radkreis führende Ventil geschlossen wird und in einem darauffolgenden Schritt (c) der Eingangsdruck durch Nachlassen der Betätigung der Betätigungseinrichtung bis auf einen zweiten, niedrigeren Wert reduziert wird, wobei auch dieser Druckwert gemessen wird, und in Schritt (d) das zu kalibrierende Ventil geöffnet wird und in Schritt (e) der zum Öffnungszeitpunkt des Ventils gemessene Ventilstrom zusammen mit den in Schritt (a) und (c) gemessenen Druckwerten bzw. dem sich daraus ergebenden Differenzdruck oder entsprechend daraus berechnete Größen als Punkte einer zu ermittelnden Kalibrierkurve gespeichert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur halbautomatischen Ventilkalibrierung eines analog betreibbaren, elektrisch ansteuerbaren Hydraulikventils in einer Vorrichtung, insbesondere elektrohydraulische Druckregeleinrichtung, mit einem im Bereich der Betätigungseinrichtung, insbesondere des Hauptzylinders oder Tandemhauptzylinders, angeordneten eingangsseitigen Drucksensor, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Drucksteuerkreise sowie ggf. einen oder mehrere Bremskreis/-e, umfasst.
Es ist bekannt, in ABS-Steuergeräten für Kraftfahrzeugbremssysteme, aber auch in sogenannten Fahrdynamikreglern mit zusätzlichen Funktionen wie ESP etc., elektromagnetisch ansteuerbare Ventile zur Regelung des Hydraulikdrucks einzusetzen.
Bei neueren Generationen von Hydraulikregelvorrichtungen werden sogenannte Analog/Digital-Ventile eingesetzt. Ein Analog/Digitalventil ist ein Schaltventil, welches so betrieben wird, dass analoge Regeleigenschaften besitzt. Dieses Ventil ist so konstruiert, dass es sowohl analog als auch digital betrieben werden kann.
Ein Verfahren zur Erkennung des Schaltpunktes des Ventils, insbesondere zur Bestimmung der Druckverhältnisse aus dem Stromverlauf des Ventilansteuerstromes, geht aus der EP 0 813 481 B1 hervor.
Im Prinzip lässt sich der Druckgradient, den das Ventil aufbaut, über den Spulenstrom einstellen. Allerdings ist hierzu eine aufwendige Kalibrierung notwendig. Wie z.B. in der WO 01/98124 A1 beschrieben, können Kennlinien für die Ventile ermittelt und in Abhängigkeit vom gewünschten Druckgradienten mit Hilfe der Kennlinien berechnete Sollströme eingestellt. Der Volumenstrom Q hängt demzufolge über die Kennlinie f vom Differenzstrom ΔI und vom Strom I ab.
Eine Erstellung von individuellen Kalibrierdaten oder Kennlinien für jedes Ventil während der Fertigung ist allerdings aufwendig und nachteilhaft. Wird zum Beispiel die Elektronik einer diese Ventile enthaltenden elektrohydraulischen Vorrichtung zum Zwecke der Wartung zu einem späteren Zeitpunkt ausgetauscht, so gehen ggf. dort gespeicherte Kalibrierdaten verloren. Es besteht daher die Aufgabe, entsprechende Kalibrierdaten oder Kennlinien erst nach dem Einbau in ein Objekt (z.B. Kraftfahrzeug), in dem die elektrohydraulische Vorrichtung genutzt wird, zu erstellen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Kalibrierung des analog ansteuerbaren Ventils erfolgt nach der Erfindung vorzugsweise durch eine manuelles halbautomatisches Verfahren, welches nach dem Einbau des Bremsensteuergerätes in ein Fahrzeug durchgeführt wird.
Vorzugsweise umfasst die elektrohydraulische Regeleinrichtung mehrere hydraulische Druckregelkreise, die insbesondere getrennt mittels Einlass- und Auslassventile ansteuerbar sind. Besonders bevorzugt ist jedem Kreis ein Bremszylinder zugeordnet. Im Beispiel einer Bremsvorrichtung ist jeder Druckregelkreis einem Kraftfahrzeugrad zugeordnet.
Die elektrohydraulische Regeleinrichtung umfasst eingangsseitig einen Drucksensor zum Beispiel im Bereich der Betätigungseinrichtung (Z.B. der durch das Pedal betätigte Hauptzylinder).
Bei den erfindungsgemäß zu kalibrierenden Magnetventilen, wobei es sich insbesondere um stromlos offene Trennventile eines Bremsenssteuergerätes handelt, hängt der Differenzdruck im wesentlichen vom Spulenstrom ab.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird bevorzugt der Öffnungsstrom bestimmt, da dieser in der Regel nicht genau gleich dem Strom ist, der zum Schließen des Ventils benötigt wird.
Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich zwar auf stromlos offene Ventile, jedoch kann selbstverständlich das Verfahren auch analog für stromlos geschlossene Ventile angewendet werden. Aus "Öffnungsstrom" wird dann "Schließstrom".
Das Verfahren kann vorzugsweise auch gleichzeitig zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion der Vorrichtung verwendet werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Beispiels näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung mit analog ansteuerbaren Ventilen und
2 ein Diagramm zur Darstellung der Druckverläufe und des Ventilstroms.
In 1 ist Tandemhauptzylinder 5 mit Ventilblock 6 eines elektronischen Kraftfahrzeugbremssystems verbunden. Die Elektronikeinheit 7 umfasst ein Mikrocontrollersystem, mit dem die im Ventilblock enthaltenen Aktuatoren und Sensoren elektronisch gesteuert bzw. die sensorisch erfassten Drucksignale erfasst werden. Ventilblock 6 umfasst zwei Bremskreise I und II. Jeder Bremskreis umfasst wiederum zwei Raddruckkreise A, B bzw. C, D mit jeweils einem Einlass- 3, 3', 3'', 3''' und einem Auslassventil 4, 4', 4'', 4'''. 2, 2' bezeichnet jeweils ein stromlos offenes Trennventil und 8, 8' jeweils ein stromlos geschlossenes elektronisches Umschaltventil. In der zu Hauptzylinder 5 führenden Hydraulikleitung befindet sich ein Eingangsdrucksensor 9. In den Raddruckkreisen befinden sich keine Drucksensoren.
Zur Kalibrierung (beispielhaft für Bremskreis I beschrieben) wird das Bremspedal manuell durch eine Bedienperson betätigt, so dass ein Druck von etwa 100 bar durch Hauptzylinder 5 aufgebaut wird. Der Druck im System wird an Drucksensor 9 gemessen und in der elektronischen Einrichtung 7 gespeichert. Danach wird Trennventil 2 durch Bestromen der Ventilspule geschlossen. Dann wird der Eingangsdruck durch nachlassenden Druck auf das Bremspedal auf ca. 10 bar durch eine Bedienperson verringert. Es ergibt sich ein Differenzdruck von 90 bar an Ventil 2. Wird nun der Strom durch die Spule von Trennventil 2 schrittweise oder kontinuierlich verringert, öffnet sich das Ventil bei einem bestimmten Stromwert. Dieser Stromwert wird gemessen und gemeinsam mit dem Differenzdruck als Messpunkt gespeichert. Durch mehrfache Wiederholung des in diesem Absatz beschriebenen Verfahrens kann eine Kennlinie mit unterschiedlichen Differenzdruckwerten durch Auswertung der ermittelten Stützpunkte z.B. im Wege der Kurveninterpolation erzeugt werden.
In 2 ist der Druckverlauf im Rad und der Druckverlauf im Hauptzylinder während der oben Beschriebenen Ermittlung eines Messpunkts dargestellt. Neben den Druckwerten ist in das Diagramm außerdem der langsam verringerte Ventilstrom eingezeichnet. Zum Zeitpunkt t1 beginnt Volumen durch das Ventil zu Strömen, was zu einer messbaren Druckänderung an Drucksensor 9 führt. Der zu diesem Zeitpunkt gemessene Ventilstrom wird in Steuergerät 7 gespeichert.
Das Verfahren kann auch für beide Bremskreise durchgeführt werden.

Claims

Verfahren zur halbautomatischen Ventilkalibrierung eines analog betreibbaren, elektrisch ansteuerbaren Hydraulikventils in einer Vorrichtung, insbesondere elektrohydraulische Druckregeleinrichtung, mit einem im Bereich der Betätigungseinrichtung, insbesondere des Hauptzylinders oder Tandemhauptzylinders, angeordneten eingangsseitigen Drucksensor, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Drucksteuerkreise sowie ggf. einen oder mehrere Bremskreis/-e, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass durch manuelle Betätigung der Betätigungseinrichtung punktweise eine Kalibrierkurve aufgenommen wird, in dem in einem ersten Schritt (a) durch Betätigung der Betätigungseinrichtung ein bestimmter Druck in einem Radkreis vorgegeben und durch den Drucksensor gemessen und gespeichert wird, im nächsten Schritt (b) das/die zum Radkreis führende/n Ventil/e geschlossen wird/werden und in einem darauffolgenden Schritt (c) der Eingangsdruck durch Nachlassen der Betätigung der Betätigungseinrichtung bis auf einen zweiten, niedrigeren Wert reduziert wird, wobei auch dieser Druckwert gemessen wird, und in Schritt (d) das zu kalibrierende Ventil geöffnet wird und in Schritt (e) der zum Öffnungszeitpunkt des Ventils gemessene Ventilstrom zusammen mit den in Schritt (a) und (c) gemessenen Druckwerten bzw. dem sich daraus ergebenden Differenzdruck oder entsprechend daraus berechnete Größen als Punkte einer zu ermittelnden Kalibrierkurve gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren automatisch beendet wird, wenn eine vorgegebene Genauigkeit und/oder Anzahl an Messpunkten durch das System gespeichert wurde.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter, die während des Kalibrierverfahrens ermittelt wurden oder geändert wurden einer Bedienperson mittels eines an die Vorrichtung unmittelbar oder mittelbar anschließbaren Diagnosegeräts optisch und/oder akustisch dargestellt werden können.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Person, welche den manuellen Teil des Verfahrens durchführt, durch eine elektronisch gesteuerte Benutzerführung angewiesen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der manuell auszuführende Teil des Verfahren durch einen Automat oder Roboter durchgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil bei einem vorher nach Anspruch 1 eingestellten und gemessenen Differenzdruck durch Variation des Ventilstroms langsam geöffnet wird und der Öffnungsstrom gemessen wird, wenn der Druck im Bereich des Hauptzylinders sich um ein festes vorgegebenes Maß verändert hat.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu kalibrierende Ventil ein analoges Trennventil oder ein analoges Einlassventil ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromänderung des Ventilstroms bzw. das Öffnen stufenweise oder pulsweise erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das analog betreibbare, elektrisch ansteuerbare Hydraulikventil ein Teil einer elektrohydraulischen Druckregeleinrichtung einer Kraftfahrzeugbremsanlage ist.