DE102011005971A1

DE102011005971A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Regelung eines Bremssystems

Info

Publication number: DE102011005971A1
Application number: DE102011005971A
Authority: DE
Inventors: Reiner Schmid; Thomas Svensson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: CN102689628A; CN102689628B; DE102011005971B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Bremssystems in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels derer ein bestehender oder unmittelbar bevorstehender ”bottom out”-Zustand erkannt werden und eine entsprechende Schlupfregelegung oder eine Regelung des Druckaufbaus im Bremssystem des Kraftfahrzeuges erfolgen kann. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ermittelt, ob wenigstens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, welche auf eine Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit hinweist, und es erfolgt ein Regeln des Bremssystems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Das Regeln des Bremssystems kann ein Modifizieren der Steuerungslogik des Anti-Blockier-Systems oder eine Aktivierung eines aktiven Druckaufbaus, um die Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit zu kompensieren, umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Bremssystems in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels derer ein bestehender oder unmittelbar bevorstehender ”bottom out”-Zustand erkannt werden und eine entsprechende Schlupfregelegung oder Regelung des Druckaufbaus im Bremssystem des Kraftfahrzeuges erfolgen kann.
Heutzutage gebräuchliche Kraftfahrzeuge sind häufig mit einem Bremskraftverstärker ausgerüstet, welcher eine Betätigungskraft des vom Fahrer niedergedrückten Bremspedals verstärkt. Des Weiteren wird im Betrieb von mit einem Anti-Blockier-System (ABS) ausgerüsteten Kraftfahrzeugen in Situationen, in denen der Radschlupf einen Schwellenwert überschreitet und hierbei ein ABS-Ereignis auslöst, zusätzliche Flüssigkeit in die ABS-Flüssigkeitskammern gepumpt, um eine Reduzierung des Radzylinderdrucks zu ermöglichen.
Aus der DE 10 2008 051 071 A1 ist eine Bremskraftverstärkungs-Regelvorrichtung bekannt, bei welcher eine Regeleinheit eine Hydraulikpumpe und/oder einen Hydraulikdruck-Regelabschnitt so regelt, dass ein Hubwert des Bremspedals und der Hauptzylinderdruck in einem vorgegebenen Verhältnis beibehalten werden.
Aus der US 2001/0028194 A1 ist u. A. ein Bremssystem bekannt, welches einen Fehlerdetektor aufweist, der Fehler im Betrieb des Bremssystems basierend auf dem durch einen Fluiddruck-Detektor ermittelten Druck und dem durch einen Bremsbetätigungs-Detektor ermittelten Ausmaß der Bremsbetätigung erfaßt.
Im Betrieb von Kraftfahrzeugen, welche mit einem Anti-Blockier-System (ABS) sowie einem Bremskraftverstärker ausgerüstet sind, tritt das Problem auf, dass der bis zum Stillstand des Kraftfahrzeuges benötigte Bremsweg in Situationen drastisch zunehmen kann, in denen im Hauptzylinder des Bremssystems kein ausreichendes Hubvolumen für die Bremsflüssigkeit mehr zur Verfügung steht. Eine solche Situation wird auch als ”bottom out”-Zustand bezeichnet und kann insbesondere durch den Eintritt von Luft in das Bremssystem oder durch einen übermäßigen Verbrauch an Bremsflüssigkeit durch die Bremsbeläge bei aufgeheizter Betriebsbremse verursacht werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Regelung eines Bremssystems bereitzustellen, welche eine Bremswegvergrößerung infolge einer übermäßigen Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit abschwächt oder vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 5 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung eines Bremssystems in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug mit einem Anti-Blockier-System (ABS) ausgerüstet ist, weist folgende Schritte auf: Ermitteln, ob wenigstens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, welche auf eine Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit hinweist, und Regeln des Bremssystems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Dabei wird als vorbestimmte Bedingung wenigstens eine der nachfolgenden Bedingungen gewählt: (i) Der im Hauptzylinder des Bremssystems vorhandene Druck nimmt ab, wobei der diese zeitliche Abnahme beschreibende Gradient einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, oder (ii) Es erfolgt ein Abfall im Radzylinderdruck an nur einer Achse des Kraftfahrzeuges.
Der Schritt des Regelns des Bremssystems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, kann insbesondere den Schritt umfassen: Modifizieren der Steuerungslogik des Anti-Blockier-Systems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schritt des Regelns des Bremssystems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, insbesondere den Schritt umfassen: Aktivierung eines aktiven Druckaufbaus (z. B. mittels einer ESP-Pumpe) in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einem mit einem Anti-Blockier-System (ABS) ausgerüsteten Kraftfahrzeug die Regelung des Bremssystems (insbesondere die Steuerungslogik) während des Auftretens eines ABS-Ereignisses für den Fall, dass sich der Hauptzylinder im ”bottom out”-Zustand befindet oder ein solcher Zustand unmittelbar bevorsteht, entsprechend anzupassen, um eine Zunahme des Bremsweges abzuschwächen oder zu vermeiden.
Dabei wird bei der erfindungsgemäßen Modifikation der ABS-Steuerungslogik bewusst eine gewisse Reduzierung der Effizienz des ABS-Systems in Kauf genommen, um im Gegenzug den nachteiligen Einfluss eines ”bottom out”-Zustandes des Hauptzylinders des Bremssystems zu reduzieren und so die Leistungsfähigkeit des Bremssystems insgesamt zu verbessern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bei der erfindungsgemäßen Steuerungsstrategie eine Situation mit signifikanter Reduzierung des verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit im Hauptzylinder des Bremssystems bzw. ein bestehender oder bevorstehender ”bottom out”-Zustand des Hauptzylinders dann als gegeben angesehen, wenn eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt ist:

– es erfolgt ein plötzlicher Abfall im Radzylinderdruck an einer Achse, ohne dass zugleich eine Abnahme des Radzylinderdrucks an der anderen Achse auftritt; oder
– es treten sehr hohe Gradienten bei der zeitlichen Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems vorhandenen Druckes auf.

Wenn gemäß einem der o. g. Kriterien ein ”bottom out”-Zustand nachgewiesen wird, kann eine Änderung der ABS-Steuerungslogik derart erfolgen, dass das ABS-System einen niedrigeren Radschlupf erlaubt, bevor eine aktive Reduzierung des Radzylinderdruckes erfolgt, also der Schwellenwert des Radschlupfes verringert wird. Hierdurch kann die thermische Last im Bremssystem reduziert werden, und es wird aufgrund der niedrigeren Bremsdrücke an den Rädern und der damit einhergehenden geringeren. Kompression der Bremsbeläge der Bedarf an Bremsflüssigkeit verringert. Infolgedessen wird auch eine ”Erholung” des Bremssystems ermöglicht, so dass gegebenenfalls auch ein vollständiger Eintritt des Bremssystems in den ”bottom-out”-Zustand verhindert werden kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Im Betrieb des Kraftfahrzeuges bewirkt typischerweise ein Bremskraftverstärker eine Erhöhung der Ausgangs-Bremspedalkraft, welche auf den Tandem Hauptzylinder des Bremssystems bzw. den im Tandem-Hauptzylinder vorliegenden TMC-Druck (TMC = ”Tandem Master Cylinder” = Tandem-Hauptzylinder) wirkt. Dieser TMC-Druck wird in die ABS-Einheit weitergeben, wo er unter Erzeugung eines TMC-Drucksignals gemessen wird. Wenn der maximal erlaubte Schwellenwert für den Radschlupf nicht erreicht wird, wird dieser Druck an die Radbremsen übertragen. Wenn jedoch der Radschlupf den Schwellenwert übersteigt, begrenzt die ABS-Einheit den an die Räder übertragenen Bremsdruck, wobei Bremsflüssigkeit in die Unterdruckspeicher überführt wird. Diese Flüssigkeitsüberführung wird so geregelt, dass eine gute ABS-Wirkung erfolgt bzw. ein Blockieren der Räder verhindert wird.
Die vorstehend beschriebene Steuerungslogik funktioniert gut, so lange der TMC-Druck größer als der für ein Blockieren der Räder erforderliche Radzylinderdruck ist. Diese Bedingung ist jedoch dann nicht mehr erfüllt, wenn die Bremsflüssigkeit im Hauptzylinder des Bremssystems aufgebraucht ist. Diese Situation wird auch als ”bottom out”-Zustand (oder ”TMC-bottom-out”-Zustand) bezeichnet. Die Konsequenz des ”bottom-out”-Zustandes ist ein drastischer Anstieg im Bremsweg des Kraftfahrzeugs. Sofern keine Gegenmaßnahmen beim Auftreten eines ”bottom-out”-Zustandes ergriffen werden, kann der Bremsweg lediglich beispielsweise um etwa 5 Meter oder etwa 15% zunehmen.
Um hier Abhilfe zu schaffen, wird erfindungsgemäß zunächst ermittelt, ob bzw. wann im Betrieb des Kraftfahrzeugs eine signifikante Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit erfolgt, welche auf einen bestehenden oder bevorstehenden ”bottom-out”-Zustand hinweist (Schritt S120 in 1).
Ein solcher bestehender oder bevorstehender ”bottom-out”-Zustand wird insbesondere dann als gegeben angesehen, wenn eine Abnahme des TMC-Druckes mit hohem zeitlichem Gradienten erfolgt. Da die Erfassung des TMC-Druckes mittels des TMC-Drucksensors im ABS-System erfolgen kann, sind für die Erfassung des TMC-Druckes keine zusätzlichen Komponenten erforderlich.
Bei Nachweis eines ”bottom out”-Zustandes werden gemäß einer ersten Ausführungsform Gegenmaßnahmen dahingehend ergriffen, dass die ABS-Steuerungslogik geändert wird (Schritt S130 in 1):
Die erfindungsgemäß vorgenommene Modifikation der ABS-Steuerungslogik erfolgt derart, dass das ABS-System einen niedrigeren Radschlupf erlaubt, wodurch die thermischen Lasten im Bremssystem reduziert werden und wodurch auch aufgrund der niedrigeren Drücke an den Rädern, welche zu einer geringeren Kompression der Bremsbeläge führen, der Bedarf an Bremsflüssigkeit verringert wird. Hierdurch wird eine ”Erholung” des Bremssystems ermöglicht, so dass ein vollständiger Eintritt in den ”TMC-bottom-out”-Zustand verhindert werden kann.
Bei der ABS-Steuerungslogik wird der Druckabfall reduziert, wobei auf diese Weise die Bremsflüssigkeit in den Unterdruckkammern für das Bremssystem verfügbar gemacht wird. Im Falle des Auftretens eines ”bottom out”-Zustandes reduziert die ABS-Steuerungslogik den oberen Grenzwert für den Radzylinderdruck, wodurch der Verbrauch des Bremssystems an Bremsflüssigkeitsvolumen verringert wird.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt gemäß dem in 2 dargestellten Flußdiagramm im Schritt 230 eine Aktivierung eines aktiven Druckaufbaus, um die Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit zu kompensieren.
Zusammenfassend wird durch die Erfindung eine Regelung des Bremssystems in einem mit einem Anti-Blockier-System ausgerüsteten Kraftfahrzeug derart realisiert, dass eine Bremswegvergrößerung infolge einer übermäßigen Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit abschwächt oder vermieden wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008051071 A1 [0003]
US 2001/0028194 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Regelung eines Bremssystems in einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug mit einem Anti-Blockier-System (ABS) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln, ob wenigstens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, welche auf eine Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit hinweist; und b) Regeln des Bremssystems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, wobei als vorbestimmte Bedingung wenigstens eine der nachfolgenden Bedingungen gewählt wird: – der im Hauptzylinder des Bremssystems vorhandene Druck nimmt ab, wobei der diese zeitliche Abnahme beschreibende Gradient einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; oder – es erfolgt ein Abfall im Radzylinderdruck an nur einer Achse des Kraftfahrzeuges.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) den Schritt aufweist: Modifizieren der Steuerungslogik des Anti-Blockier-Systems in Abhängigkeit davon, ob die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizieren der Steuerungslogik des Anti-Blockier-Systems derart erfolgt, dass der Radschlupf-Schwellenwert, bei dessen Überschreiten eine aktive Reduzierung des Radzylinderdruckes erfolgt, im Vergleich zum Zustand vor dem Modifizieren der Steuerungslogik erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) den Schritt aufweist: Aktivierung eines aktiven Druckaufbaus, um die Abnahme des im Hauptzylinder des Bremssystems verfügbaren Hubvolumens der Bremsflüssigkeit zu kompensieren.
Vorrichtung zur Regelung eines Bremssystems in einem Kraftfahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dahingehend ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.