DE102006057501A1

DE102006057501A1 - Verfahren zur Kalibrierung von analog angesteuerten hydraulischen Einlassventilen

Info

Publication number: DE102006057501A1
Application number: DE102006057501A
Authority: DE
Inventors: Joachim Hanke; Jörg Berntheusel; Andreas Reis; Mirco Loos
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2007-11-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge mit zwei Bremskreisen, wobei jedem Bremskreis zwei Radbremsen, eine hydraulische Pumpe und ein Niederdruckspeicher zugeordnet sind und wobei ein mit Hilfe der hydraulischen Pumpe erzeugter Bremsdruck über ein Einlassventil zu einer Radbremse gelangt und über ein Auslassventil aus der Radbremse in einen Niederdruckspeicher leitbar ist, wobei ein Drucksensor vorgesehen ist, der einer der beiden Radbremsen zugeordnet ist und den in dieser Radbremse eingesteuerten Druck ermittelt. Zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik des Einlassventils (4), dessen zugeordnete Radbremse (6) keinen Drucksensor aufweist, werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt: . Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils (4) und Druckaufbau durch die hydraulische Pumpe (11) in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist; . rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils (4); . Ermitteln des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils (4) durch Druckabfall in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist und . Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibirierenden Einlassventils (4).

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 mit zwei Bremskreisen, wobei jedem Bremskreis zwei Radbremsen, eine hydraulische Pumpe und ein Niederdruckspeicher zugeordnet sind und wobei ein mit Hilfe der hydraulischen Pumpe erzeugter Bremsdruck über ein Einlassventil zu einer Radbremse gelangt und über ein Auslassventil aus der Radbremse in einen Niederdruckspeicher leitbar ist, wobei für jeden Bremskreis ein Drucksensor vorgesehen ist, der einer der beiden Radbremsen zugeordnet ist und den in dieser Radbremse eingesteuerten Druck ermittelt.
In der Weiterentwicklung von Bremssystemen mit Blockierschutzregelungen ABS oder elektronischen Stabilitätsprogrammen ESP werden vermehrt analogisierte oder analog angesteuerte Ventile zur Regelung der Hydraulikflüssigkeit eingesetzt. Der Strom bei dem das so genannte AD-Ventil öffnet, ist jedoch stark von der am Ventil anliegenden Druckdifferenz abhängig. Um die AD-Ventile regeln zu können, ist es notwendig, dass der Stromwert, der als "Öffnungspunkt" bezeichnet wird, bekannt ist.
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 Verfahten 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. Für gewöhnlich ist bei diesem vorbekannten Verfahren jeder Radbremse ein Drucksensor zugeordnet, der den Öffnungspunkt jedes Einlassventils zuverlässig sensiert. Bei dem Bremssystem der eingangs genannten Gattung ist jedoch lediglich ein Drucksensor für jeden Bremskreis vorhanden. Die vorbekannte Kalibrierungsroutine kann auf Grund der fehlenden zwei Drucksensoren nicht durchgeführt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Kalibrieren von analogisierten Einlassventilen, zu entwickeln, das bei einem Bremssystem, das lediglich einen Drucksensor für jeden Bremskreis aufweist, anwendbar ist und zuverlässig, onboard, selbsttätig und unabhängig vom Fahrzeugführer arbeitet und sich mit vergleichsweise geringem Zeitaufwand durchführen lässt.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik des Einlassventils, dessen zugeordnete Radbremse keinen Drucksensor aufweist, folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

• Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils; • Druckaufbau durch die hydraulische Pumpe in der Radbremse, der ein Drucksensor zugeordnet ist;
• rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassven- tils;
• Ermitteln des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils durch Druckabfall in der Radbremse, der ein Drucksensor zugeordnet ist und
• Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils.

Anschließend werden die Auslassventile geöffnet und der hydraulische Druck in beiden Radbremsen abgebaut.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird der Ventilstrom beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils und der am zu kalibrierenden Einlassventil anliegende Druck als Messpunkt einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert.
Bei einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Kalibrieren der Druck- /Öffnungsstrom-Charakteristik des Einlassventils, dessen zugeordnete Radbremse einen Drucksensor aufweist, folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

• Druckaufbau durch die hydraulische Pumpe in der Radbremse, der ein Drucksensor zugeordnet ist, bei gleichzeitig geschlossenem Trennventil;
• Schließen des zu kalibrierenden Einlassventil;
• Öffnen des zugeordneten Auslassventil und Druckabbau in der Radbremse, der ein Drucksensor zugeordnet ist;
• Schließen des zugeordneten Auslassventils;
• rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils;
• Ermitteln des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils durch Druckanstieg in der Radbremse, der ein Drucksensor zugeordnet ist und
• Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils.

Dabei ist wiederum vorgesehen, dass der Ventilstrom beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils und der am zu kalibrierenden Einlassventil anliegende Druck als Messpunkte einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Teildarstellung eines Bremssystems zeigt, das lediglich einen Drucksensor für jeden Bremskreis und analog ansteuerbaren Einlassventilen aufweist und an der das vorliegende Verfahren durchführbar ist.
Ein Schaltplan des Fahrzeugbremssystems, an der das vorliegende Verfahren durchführbar ist, ist in 1 dargestellt. Das Fahrzeugbremssystem weist hydraulisch betätigbare Radbremsen 5, 6, -, – an allen vier Fahrzeugrädern auf, die in zwei Bremskreise I und II aufgeteilt sind. In 1 ist lediglich der erste Bremskreis I dargestellt. Der zweite Bremskreis II ist im Wesentlichen symmetrisch, weshalb zur besseren Übersichtlichkeit auf die Darstellung des zweiten Bremskreises II verzichtet wird. Bei der dargestellten Diagonal-Aufteilung ist die Radbremse 5 am Kraftfahrzeugrad vorne links (VL) und die Radbremse 6 hinten rechts (HR) am ersten Bremskreis I angeschlossen. Die hydraulisch betätigbaren Radbremsen 5, 6 werden mit Hilfe eines pedalbetätigten Druckgebers 14, der als Vakuum-Bremskraftverstärker ausgebildet ist und dem ein Tandem-Hauptzylinder 2 nachgeschaltet ist, mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt. Zur Beaufschlagung der hydraulischen Radbremsen 5, 6 mit einem Druck sind die hydraulisch betätigbaren Radbremsen 5, 6 unter Zwischenschaltung von Einlassventilen 3, 4 über eine Hydraulikleitung 15 mit dem Hauptzylinder 2 verbunden. Bei einem Druckabbau wird das eingesteuerte Druckmittel über Auslassventile 9, 10 in einen Niederdruckspeicher 12 abgelassen.
Ausgehend vom pedalbetätigbaren Druckgeber 14 mit nachgeschaltetem Hauptbremszylinder 2 sind dem hydraulischen Bremskreis I stromabwärts ein Trennventil 1 und ein elektrisches Umschaltventil 7 zugeordnet. Das Trennventil 1 ist ein analog regelbar stromlos offenes SO-Ventil und wird für alle Regelungen während eines aktiven Druckaufbaus durch eine hydraulische Pumpe 11 benötigt. Das Trennventil 1 wird in diesen aktiven Druckaufbauphasen durch die hydraulische Pumpe 11 geschlossen, damit der Druckaufbau nicht in den Hauptbremszylinder 2 eingesteuert wird. Das elektrische Umschaltventil 7 – kurz auch EUV genannt – ist ein stromlos geschlossenes SG-Ventil, das eine Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 2 und der Saugseite- der Pumpe 11 herstellt oder unterbricht. Im angesteuerten Zustand ist das elektrische Umschaltventil 7 offen und die Pumpe 11 kann Bremsflüssigkeit aus dem Hauptzylinder 2 ansaugen und beispielsweise für eine Antriebsschlupfregelung zur Verfügung stellen.
Zur Ermittlung des eingesteuerten hydraulischen Drucks ist ein Drucksensor 13 in der vom Hauptzylinder 2 ausgehenden hydraulischen Leitung 15 vorgesehen. Dieser Drucksensor ist im zweiten Bremskreis II nicht vorhanden. Jedem der beiden Bremskreise I, II ist jedoch ein weiterer Drucksensor zugeordnet. Die insgesamt vorhandenen drei Drucksensoren sind bei einer Diagonal-Aufteilung des Bremssystems, wie sie teilweise in 1 dargestellt ist, dem Tandemhauptzylinder 2, er Radbremse 5 vorne links und der nicht dargestellten Radbremse vorne rechts zugeordnet. Der Drucksensor an der Radbremse 5 vorne links ist mit dem Bezugszeichen 8 versehen.
Bei einer nicht dargestellten Schwarz/Weiß-Aufteilung des Bremssystems sind die genannten drei Drucksensoren am Tandemhauptzylinder, an der Radbremse vorne rechts und an der Radbremse hinten links angebracht.
Für eine Kalibrierung der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik des Einlassventils 4 ist die exakte Bestimmung des Öffnungspunkts notwendig. Da jedoch die dem Einlassventil 4 zugeordnete Radbremse 6 keinen Drucksensor aufweist, wird zum Kalibrieren des Einlassventils 4 auf den Drucksensor 8 an der anderen Radbremse 5 zurückgegriffen: Zunächst wird das zu kalibrierende Einlassventil 4 geschlossen. Anschließend baut die hydraulische Pumpe 11 bei geöffnetem Einlassventil 3 einen hydraulischen Druck in der Radbremse 5 auf. Dabei wird der Druckwert des hydraulischen Drucks in der Radbremse 5 vom Drucksensor 8 ermittelt. Dann wird der Ventilstrom des Einlassventils 4 rampen- oder stufenförmig verringert bis sich das Einlassventil 4 öffnet. Das Öffnen des Einlassventils 4 wird dabei durch den plötzlichen Druckabfall am Drucksensor 8 ermittelt. Der Ventilstrom beim Öffnen des Einlassventils 4 sowie der Wert des am Einlassventil 4 anliegenden Drucks werden als Messpunkte einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert. Zum Beenden werden beide Auslassventile 9, 10 geöffnet und der Druck in beiden Radbremsen 5, 6 abgebaut. Vorteilhafterweise wird das eben beschriebene Verfahren für mindestens zwei Druckwerte durchgeführt, d.h. bei einer ersten Durchführung des Verfahrens wird ein Druck von beispielsweise 150 bar in die Radbremse 5 eingesteuert und bei einer zweiten Durchführung des Verfahrens wird ein Druck von 50 bar eingesteuert.
Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, dass im Falle eines Austausches eine Kalibrierroutine der analogen Einlassventile 3, 4 vollkommen autonom durchführbar ist. Äußere Einflüsse, zum Beispiel durch Werkstattpersonal, sind auf ein Minimum reduziert.
In ähnlicher Weise wird das Einlassventil 3, dessen zugeordnete Radbremse 5 den Drucksensor 8 aufweist, kalibriert. Zunächst wird in der Radbremse 5 durch die hydraulische Pumpe 11 ein hydraulischer Druck aufgebaut, dessen Wert durch den Drucksensor 8 ermittelt wird. Dabei ist das Einlassventil 3 geöffnet und das Trennventil 1 geschlossen. Anschließend wird das. Einlassventil 3 geschlossen und das Auslassventil 9 geöffnet, wodurch der in Radbremse 5 eingesteuerte Druck in den Niederdruckspeicher 12 abgelassen wird. Nach erfolgtem Druckabbau in der Radbremse 5 wird das Auslassventil wieder geschlossen. Anschließend wird der Ventilstrom des Einlassventils 3 rampen- oder stufenförmig reduziert bis es öffnet. Das Öffnen des Einlassventils 3 wird durch den plötzlichen Druckanstieg in Radbremse 5 durch den Drucksensor 8 sensiert. Der Ventilstrom beim Öffnen des Einlassventils 3 und der zu Beginn ermittelte, am Einlassventil 3 anliegende Druckwert bilden einen Messpunkt auf einer Öffnungsstromkennlinie. Abschließend werden beide Auslassventile 9, 10 geöffnet und der Druck in beiden Radbremsen 5, 6 abgebaut.
Das Verfahren zum Kalibrieren des Einlassventils 3 wird ebenfalls für mindestens zwei Druckwerte durchgeführt, d.h. bei einer ersten Durchführung des Verfahrens wird ein Druck von beispielsweise 150 bar in die Radbremse 5 eingesteuert und bei einer zweiten Durchführung des Verfahrens wird ein Druck von beispielsweise 50 bar eingesteuert.
Analog zum Bremskreis I erfolgt die Ermittlung der Öffnungsstromkennlinien der analogisierten Einlassventile im Bremskreis II.

1: Trennventil
2: Tandemhauptzylinder
3: Einlassventil VL
4: Einlassventil HR
5: Radbremse VL
6: Radbremse HR
7: elektrisches Umschaltventil
8: Drucksensor
9: Auslassventil FL
10: Auslassventil FR
11: hydraulische Pumpe
12: Niederdruckspeicher
13: Drucksensor
14: pedalbetätigbarer Bremsdruckgeber
15: hydraulische Leitung

Claims

Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils (3, 4) eines geregelten Bremsensystems für Kraftfahrzeuge mit zwei Bremskreisen (I, II), wobei jedem Bremskreis (I, II) zwei Radbremsen (5, 6), eine hydraulische Pumpe (11) und ein Niederdruckspeicher (12) zugeordnet sind und wobei ein mit Hilfe der hydraulischen Pumpe (11) erzeugter Bremsdruck über ein Einlassventil (3, 4) zu einer Radbremse (5, 6) gelangt und über ein Auslassventil (9, 10) aus der Radbremse (5, 6) in einen Niederdruckspeicher (12) leitbar ist, wobei für jeden Bremskreis (I, II) ein Drucksensor (8) vorgesehen ist, der einer der beiden Radbremsen (5, 6) zugeordnet ist und den in dieser Radbremse (5) eingesteuerten Druck ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren der Druck- /Öffnungsstrom-Charakteristik des Einlassventils (4), dessen zugeordnete Radbremse (6) keinen Drucksensor aufweist, folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: • Schließen des zu kalibrierenden Einlassventils (4); • Druckaufbau durch die hydraulische Pumpe (11) in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist; • rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils (4); • Ermitteln des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils (4) durch Druckabfall in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist und • Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (4).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend die Auslassventile (9, 10) geöffnet werden und der hydraulische Druck in beiden Radbremsen (5, 6) abgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstrom beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (4) und der am zu kalibrierenden Einlassventil (4) anliegende Druck als Messpunkte einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren der Druck- /Öffnungsstrom-Charakteristik des Einlassventils (3), dessen zugeordnete Radbremse (5) einen Drucksensor (8) aufweist, folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: • Druckaufbau durch die hydraulische Pumpe (11) in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist, bei gleichzeitig geschlossenem Trennventil (1); • Schließen des zu kalibrierenden Einlassventil (3); • Öffnen des zugeordneten Auslassventil (9) und Druckabbau in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist; • Schließen des zugeordneten Auslassventils (9); • rampenförmige oder stufenförmige Änderung des Ventilstroms des zu kalibrierenden Einlassventils (3); • Ermitteln des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils (3) durch Druckanstieg in der Radbremse (5), der ein Drucksensor (8) zugeordnet ist und • Ermitteln des Ventilstroms beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (3).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass der Ventilstrom beim Öffnen des zu kalibrierenden Einlassventils (3) und der am zu kalibrierenden Einlassventil (3) anliegende Druck als Messpunkte einer Öffnungsstromkennlinie gespeichert werden.