DE102006055767B4

DE102006055767B4 - Verfahren zur Kalibrierung von analog angesteuerten hydraulischen Ventilen

Info

Publication number: DE102006055767B4
Application number: DE102006055767.0A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schiffner; Joachim Hanke; Michael Jung
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-11-25
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2026-11-26
Also published as: DE102006055767A1

Abstract

Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge, bei dem ein mit Hilfe eines pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers (14) erzeugter Bremsdruck mit nachgeschaltetem Hauptzylinder (21) über ein Trennventil (1, 2) und über ein Einlassventil (3, 4, 5, 6) zu einer Radbremse (FL, FR, RR, RL) gelangt und über ein Auslassventil (9, 10, 11, 12) aus der Radbremse (FL, FR, RR, RL) in einen Niederdruckspeicher (19, 20) leitbar ist, wobei als Einlassventile (3, 4, 5, 6) analogisierte Hydraulikventile verwendet werden, und wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: • Druckaufbau durch den Fahrzeugführer mittels des pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers (14) bei gleichzeitig geöffneten Trennventilen (1, 2) und geöffneten Einlassventilen (3, 4, 5, 6); • Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6); • Öffnen des zugeordneten Auslassventils (9, 10, 11, 12) und Ablassen des manuell eingesteuerten Drucks in den zugeordneten Niederdruckspeicher (19, 20); • rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6) und • Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge, bei dem ein mit Hilfe eines pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers erzeugter Bremsdruck über ein Trennventil und über ein Einlassventil zu einer Radbremse gelangt und über ein Auslassventil aus der Radbremse in einen Niederdruckspeicher leitbar ist, wobei als Einlassventile analogisierte Hydraulikventile verwendet werden.
In der Weiterentwicklung von Bremssystemen mit Blockierschutzregelungen ABS oder elektronischen Stabilitätsprogrammen ESP werden vermehrt analogisierte Ventile zur Regelung der Hydraulikflüssigkeit eingesetzt, die sogenannten AD-Ventile. Der Strom bei dem das AD-Ventil öffnet, ist jedoch stark von der am Ventil anliegenden Druckdifferenz abhängig. Um die AD-Ventile regeln zu können, ist es notwendig, diesen Stromwert, der hier weiterhin als ”Öffnungspunkt” bezeichnet wird, zu kennen.
Der Öffnungspunkt ist weiterhin von Fertigungstoleranzen und vom Verschleiß des Ventils und anderer Bauteile des Bremsensystems abhängig. Daher ist während des Betriebs des Kraftfahrzeugs eine Anpassung der Hydraulik an den Regler notwendig. Die Öffnungspunkte müssen in dem Regler abgelegt werden.
Ein Verfahren zur Erkennung des Öffnungspunktes des Ventils, insbesondere zur Bestimmung der Druckverhältnisse aus dem Stromverlauf des Ventilansteuerstromes, geht aus der EP 813 481 B1 hervor.
Aus der DE 102 21 456 A1 ist ein Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten Hydraulikventils bekannt. Bei dem vorbekannten Verfahren wird in einem Diagnose- oder Kalibriervorgang mit einer Prüfstange, die an den Bremsdruckgeber angelegt wird, Bremsdruck in dem Bremsensystem und einer Radbremse hervorgerufen. Durch Öffnen des Auslassventils wird Druckmittel aus der Radbremse in den Niederdruckspeicher abgeleitet und der Druck im Bremsensystem abgebaut. Anschließend wird bei dem vorbekannten Verfahren das Einlassventil geschlossen und das Druckmittel wird durch Ansteuern hydraulischen Pumpe zurückgefördert. Dabei wird der von der Ansteuerung der Pumpe abhängige Druck im Bremsensystem oder die Druckdifferenz über dem zu kalibrierenden Hydraulikventil gemessen oder geschätzt und das zu kalibrierende Hydraulikventil durch rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstromes umgeschaltet. Der zu Beginn des Umschaltvorgangs, d. h. zu Beginn des Öffnens oder Schließens des Ventils fließende Ventilerregerstrom wird dabei ermittelt. Diese Kalibrierung kann nur in einer Werkstatt durchgeführt werden.
Aus der DE 10 2004 057 878 A1 ist ein Verfahren zum halbautomatischen Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem ein mit Hilfe eines pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers erzeugter Bremsdruck mit nachgeschaltetem Hauptzylinder über ein Trennventil und über ein Einlassventil zu einer Radbremse gelangt und über ein Auslassventil aus der Radbremse in einen Niederdruckspeicher leitbar ist, wobei als Einlassventile analogisierte Hydraulikventile verwendet werden, und wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

• Druckaufbau durch manuelle Betätigung des pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers bei gleichzeitig geöffneten Trennventilen und geöffneten Einlassventilen;
• Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils;
• Abbau des Eingangsdrucks durch Nachlassen der Betätigung der Betätigungseinrichtung;
• rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils und
• Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Kalibrieren von analogisierten Einlassventilen, zu entwickeln, das zuverlässig, onboard, selbsttätig und unabhängig vom Fahrzeugführer arbeitet und das sich mit vergleichsweise geringem Zeitaufwand durchführen lässt.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

• Druckaufbau durch den Fahrzeugführer mittels des pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers bei gleichzeitig geöffneten Trennventilen und geöffneten Einlassventilen;
• Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils;
• Öffnen des zugeordneten Auslassventils und Ablassen des manuell eingesteuerten Drucks in den zugeordneten Niederdruckspeicher;
• rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils und
• Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird das Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils mit Hilfe eines Drucksensors ermittelt wird, der den Druck in einer vom Hauptzylinder ausgehenden hydraulischen Leitung sensiert.
Bei einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Ventilstrom beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils und der am zu kalibrierenden Ventil anliegende Druck als Messpunkte einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert werden.
Das Verfahren wird ausschließlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführt und wird sofort abgebrochen, wenn der Fahrzeugführer die Betätigung des pedalbetätigbaren Druckgebers beendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung mit analog ansteuerbaren Ventilen zeigt, an der das vorliegende Verfahren durchführbar ist.
Ein Schaltplan der Fahrzeugbremsanlage, an der das vorliegende Verfahren durchführbar ist, ist in 1 dargestellt. Die Fahrzeugbremsanlage weist hydraulisch betätigbare Radbremsen FL, FR, RR, RL an allen vier Fahrzeugrädern auf. Die Bezeichnung FL steht dabei für den englischen Begriff „Front-Left”, also ist die Radbremse vorne links gemeint. Gleiches gilt entsprechend für die Radbremse vorne rechts und für die Radbremsen an der Hinterachse. Die hydraulisch betätigbaren Radbremsen FL, FR, RR, RL werden mit Hilfe eines pedalbetätigten Druckgebers 14, der als Vakuum-Bremskraftverstärker ausgebildet ist und dem ein Hauptzylinder 21 nachgeschaltet ist, mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt. Zur Beaufschlagung der hydraulischen Radbremsen FL, FR, RR, RL mit einem Druck sind die hydraulisch betätigbaren Radbremsen FL, FR, RR, RL unter Zwischenschaltung von Einlassventilen 3, 4, 5, 6 über eine Hydraulikleitung 17, 18 mit dem Hauptzylinder 21 verbunden. Bei einem Druckabbau wird das eingesteuerte Druckmittel über Auslassventile 9, 10, 11, 12 in zwei Niederdruckspeicher 19, 20 abgelassen. Zur Ermittlung des eingesteuerten hydraulischen Drucks ist ein Drucksensor 13 in der vom Hauptzylinder 21 ausgehenden hydraulischen Leitung 17 vorgesehen.
Ausgehend vom pedalbetätigbaren Druckgeber 14 mit nachgeschaltetem Hauptbremszylinder 21 sind stromabwärts jedem der beiden hydraulischen Bremskreise ein Trennventil 1, 2 und ein elektrisches Umschaltventil 7, 8 zugeordnet. Die Trennventile 1, 2 sind analog regelbare stromlos offene SO-Ventile und werden für alle Regelungen während eines aktiven Druckaufbaus durch eine hydraulische Pumpe 16, 16' benötigt. Die Trennventile 1, 2 werden in diesen aktiven Druckaufbauphasen durch die hydraulische Pumpen 16, 16' geschlossen, damit der Druckaufbau nicht in den Hauptbremszylinder 21 eingesteuert wird. Das elektrische Umschaltventil 7, 8 – kurz auch EUV genannt – ist ein stromlos geschlossenes SG-Ventil, das eine Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 21 und der Saugseite der Pumpe 22 herstellt oder unterbricht. Im angesteuerten Zustand ist das elektrische Umschaltventil 7, 8 offen und die Pumpe 16, 16' kann Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder 21 ansaugen und beispielsweise für eine Antriebsschlupfregelung zur Verfügung stellen.
Für das vorliegende Verfahren sind nur die analogisierten Einlassventile 3 bis 6 von Belang. Durch das vorliegende Verfahren wird es möglich, diese AD-Ventile auf einfache Weise zu kalibrieren. Das vorliegende Verfahren wird während des Betriebes im öffentlichen Straßenverkehr durchgeführt.
Die Voraussetzungen zur Durchführung des Verfahrens sind, dass die Zündung eingeschaltet ist und dass sich das Fahrzeug im Stillstand befindet. Außerdem muss der Fahrzeugführer den Bremsdruckgeber 14 betätigen. Diese Situation entspricht beispielsweise dem Halten an einer Ampel.
Es kann jeweils nur ein AD-Ventil gleichzeitig kalibriert werden. Deshalb wird im Folgenden beispielhaft die Kalibrierung des Einlassventils 3 an der Radbremse FL näher erläutert. In der eben beschriebenen Situation wird das zu kalibrierende Ventil, also das Einlassventil 3, geschlossen. Anschließend wird der Raddruck dieser Radbremse FL über das Auslassventil 9 in den Niederdruckspeicher 19 entlassen. Genügt in diesem Fall das vorhandene Bremsmoment nicht mehr um das Fahrzeug zu halten, wird der Fahrer instinktiv nachtreten. Anschließend wird der Ventilstrom des zu kalibrierenden Einlassventils 3 rampen- oder stufenförmig verringert. Wenn der Ventilstrom auf den Öffnungsstrom abgesunken ist, wird das Einlassventil 3 den Betätigungsdruck in Richtung Radbremse FL ablassen. Diese plötzliche Druckänderung wird durch den Drucksensor 13 sensiert. Im Moment der Sensierung des Öffnungspunktes durch die Druckänderung am Drucksensor 13 wird das Einlassventil 3 wieder voll bestromt und somit geschlossen. Dadurch wird die Reaktion des Bremspedals 15 in einem akzeptablen Rahmen gehalten. Beim Lösen des Bremspedals 15 entleert sich die Niederdruckspeicher 19, 20 selbstständig über das elektrische Umschaltventil 7.
Der am zu kalibrierenden Einlassventil 3 anliegende Druck wird mit Hilfe des Drucksensors 13 am Hauptzylinder 21 ermittelt. Der Ventilstrom beim Öffnen des Einlassventils 3 und der am Einlassventil 3 anliegende Druck werden als Messpunkte einer Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik gespeichert. Die Steigung der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik wird ermittelt und eine Extrapolation zu einem hohen Druckbereich wird vorgenommen.
Für die anderen Einlassventile 4, 5, 6 ist das Kalibrierverfahren analog anzuwenden. Das eben beschriebene Verfahren wird ausschließlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführt und wird sofort abgebrochen, wenn der Fahrzeugführer die Betätigung des pedalbetätigbaren Druckgebers 14 beendet. Das Verfahren sollte während einer Haltephase des Kraftfahrzeugs nur an einem Ventil pro Bremskreis durchgeführt werden um erstens die Pedalreaktionen zu minimieren und zweitens das Volumen der Niederdruckspeicher 19, 20 nicht zu erschöpfen. Löst der Fahrzeugführer das Bremspedal 15 während des Verfahrens, was durch einen Bremslichtschalter sensiert werden kann, wird das Verfahren abgebrochen.
Bezugszeichenliste

1: Trennventil Bremskreis Vorderachse
2: Trennventil Bremskreis Hinterachse
3: Einlassventil FL
4: Einlassventil FR
5: Einlassventil RR
6: Einlassventil RL
7: elektrisches Umschaltventil Bremskreis Vorderachse
8: elektrisches Umschaltventil Bremskreis Hinterachse
9: Auslassventil FL
10: Auslassventil FR
11: Auslassventil RR
12: Auslassventil RL
13: Drucksensor
14: pedalbetätigbarer Bremsdruckgeber
15: Bremspedal
16, 16': hydraulische Pumpe
17: hydraulische Leitung Bremskreis Vorderachse
18: hydraulische Leitung Bremskreis Hinterachse
19: Niederdruckspeicher Bremskreis Vorderachse
20: Niederdruckspeicher Bremskreis Hinterachse
21: Hauptzylinder
22: Druckmittelvorratsbehälter

Claims

Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge, bei dem ein mit Hilfe eines pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers (14) erzeugter Bremsdruck mit nachgeschaltetem Hauptzylinder (21) über ein Trennventil (1, 2) und über ein Einlassventil (3, 4, 5, 6) zu einer Radbremse (FL, FR, RR, RL) gelangt und über ein Auslassventil (9, 10, 11, 12) aus der Radbremse (FL, FR, RR, RL) in einen Niederdruckspeicher (19, 20) leitbar ist, wobei als Einlassventile (3, 4, 5, 6) analogisierte Hydraulikventile verwendet werden, und wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: • Druckaufbau durch den Fahrzeugführer mittels des pedalbetätigbaren Bremsdruckgebers (14) bei gleichzeitig geöffneten Trennventilen (1, 2) und geöffneten Einlassventilen (3, 4, 5, 6); • Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6); • Öffnen des zugeordneten Auslassventils (9, 10, 11, 12) und Ablassen des manuell eingesteuerten Drucks in den zugeordneten Niederdruckspeicher (19, 20); • rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6) und • Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6) mit Hilfe eines Drucksensors (13) ermittelt wird, der den Druck in einer vom Hauptzylinder (21) ausgehenden hydraulischen Leitung (17) sensiert.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstrom beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (3, 4, 5, 6) und der am zu kalibrierenden Ventil anliegende Druck in einer vom Hauptzylinder ausgehenden hydraulischen Leitung als Messpunkte einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ausschließlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abgebrochen wird, wenn der Fahrzeugführer die Betätigung des pedalbetätigbaren Druckgebers (14) beendet.