DE10248341A1 - Verfahren zur Verbesserung des Betriebs eines Bremssystems - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung des Betriebs eines Bremssystems

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Verbesserung des Betriebs eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems, bei dem ein Druckmittel-Volumenstrom zwischen einem Hauptbremszylinder und den Radbremsen des Fahrzeugs mit einem analogen oder analogisierten Trennventils geregelt wird, und bei dem ein hydraulischer Druck in dem Hauptbremszylinder ermittelt wird, wird bei einem Übergang einer geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu einer geöffneten Schaltstellung ein Anstieg des hydraulischen Drucks in dem Hauptbremszylinder auf Grundlage des ermittelten hydraulischen Drucks in dem Hauptbremszylinder überwacht und/oder geregelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Betriebs eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems mit einer aktiven hydraulischen Bremskraftunterstützung, bei dem ein Druckmittel-Volumenstrom zwischen einem Hauptbremszylinder und den Radbremsen des Fahrzeugs mit einem analogen oder analogisierten Trennventils geregelt wird, und bei dem ein hydraulischer Druck in dem Hauptbremszylinder ermittelt wird.
  • Die Unterdruckversorgung für den Unterdruckbremskraftverstärker erfolgt in der Regel von einem Antriebsmotor (Verbrennungsmotor). Ist die maximal erreichbare Unterstützungskraft durch eine nur schwache Unterdruckversorgung zur gering, was im Zuge neuer Motorentechnik, wie z. B. Benzin-Direkteinspritzer oder Dieselmotoren immer stärker der Fall ist, dann wird eine zusätzliche Bremskraftunterstützung erforderlich.
  • Eine Möglichkeit zur Erzeugung einer zusätzlichen Bremskraft bzw. eines Zusatz-Bremsdrucks ist der Einsatz einer "aktiven" hydraulischen Bremskraftunterstützung. Dies wird z. B. mittels einer hydraulischen Pumpe erreicht. Der hydraulische Druck, der im hydraulischen Hauptbremszylinder aus der vom Fahrer über das Bremspedal eingesteuerten, mittels Unterdruckbremskraftverstärker verstärkten Bremskraft resultiert, wird dabei von der hydraulischen Pumpe zusätzlich erhöht. Diese Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben, der von einer elektronischen Bremsenregelungseinheit angesteuert wird. In einer Verbindungsleitung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremsen ist ein ansteuerbares Trennventil angeordnet, zwecks Regelung bzw. Steuerung des Bremsdrucks.
  • Es ist bekannt, diese Ventil als analoge oder analogisierte Ventile auszuführen, wodurch neben einer geöffneten und geschlossenen Schaltstellung auch Zwischenstellungen einstellbar sind. Damit ist es möglich, einen bestimmten Volumenstrom durch diese Ventile einzustellen.
  • Bei derartigen Systemen ist es notwendig, die Ventilkennlinien der Trennventilen zu kennen, da der Pedalkomfort davon abhängt. Stimmt eine abgelegte Kennlinie nicht mit der tatsächlichen Kennlinie überein, kann es beim Übergang vom geschlossenen Ventil zum teilweise geöffneten (analogen) Ventil zu einer zu großen Ventilöffnung kommen. Daraus resultiert ein zu großer Volumenstrom durch das Ventil, was vom Fahrer am Bremspedal gespürt werden kann. Ist ein Volumenstrom in Richtung Hauptbremszylinder sehr groß, kann es in Folge eines Druckanstiegs im Hauptbremszylinder sogar zu einer Fehlinterpretation des Fahrerwunsches führen. Es kann dann ungerechtfertigt ein Druckaufbau eingeleitet werden. Auch dies wird ebenfalls vom Fahrer registriert. Er spürt ein Wegbewegung, ein "Wegsaugen" des Pedals, infolge des fälschlich eingeleiteten Druckaufbaus. Diese Situation kann auch mehrmals während eines Lösens des Bremspedals auftreten. In diesen schwingenden Modulationen ist der negative Effekt besonders deutlich spürbar, da eine erste Fehlerregelung auch eine nächste Fehlerregelung verursacht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zum Betrieb eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems mit einer aktiven hydraulischen Bremskraftunterstützung anzugeben, mittels dem Nachteile der bekannten Systeme vermieden werden können und der Bremspedalkomfort für den Fahrer verbessert wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs.
  • Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur Verbesserung des Betriebs eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems mit einer aktiven hydraulischen Bremskraftunterstützung, bei dem ein Druckmittel- Volumenstrom zwischen einem Hauptbremszylinder und den Radbremsen des Fahrzeugs mit einem analogen oder analogisierten Trennventils geregelt wird, und bei dem ein hydraulischer Druck in dem Hauptbremszylinder ermittelt wird, bei einem Übergang einer Druckaufbau-Schaltstellung, insbesondere einer geschlossenen Schaltstellung, des Trennventils zu einer Druckabbau-Schaltstellung, insbesondere einer geöffneten Schaltstellung, ein Anstieg des hydraulischen Drucks in dem Hauptbremszylinder auf Grundlage des ermittelten hydraulischen Drucks in dem Hauptbremszylinder überwacht und/oder geregelt wird.
  • Ein analoges bzw. analogisiertes Ventil kann mittels einer elektrischen bzw. elektronischen Fremdansteuerung alle Stellungen zwischen AUF und ZU einnehmen, so dass der Bremsdruck für Regel- oder Komfortbremsungen stufenlos erhöht oder vermindert werden kann. Bevorzugt wird das analoge bzw. analogisierte Ventil mit einem Stromwert bzw. eine bestimmte Stromstärke eingestellt.
  • Die Hauptbremszylinder ist bevorzugt zweikreisig und insbesondere als Tandem-Hauptzylinder (THZ) ausgebildet.
  • Der hydraulische Druck in dem Hauptbremszylinder wird bevorzugt durch einen Druckaufnehmer oder Drucksensor in einer hydraulischen Leitung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Trennventil ermittelt.
  • Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Druckanstieg überwacht und/oder geregelt wird auf Grundlage eines im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder.
  • Ein "im wesentlichen ungefilterter Wert für den hydraulischen Druck" bedeutet einen gemessenen Druckwert, der nicht durch Bewertung des Druckverlaufs und/oder den Einfluss anderer Größen nachträglich korrigiert oder gewichtet wurde.
  • Vorzugsweise wird direkt nach dem Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung der hydraulische Druck im Hauptbremszylinder ermittelt und dieser erste, im wesentlichen ungefilterte Wert wird gespeichert.
  • Es ist vorgesehen, dass der Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung nach einer vorgegebenen Funktion erfolgt, die nach Maßgabe eines im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder veränderbar ist.
  • Es ist weiter vorgesehen, dass die vorgegebene Funktion für den Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung eine Sprungfunktion mit anschließender Rampe ist, mittels der die Stromstärke zur Ansteuerung des analogen oder analogisierten Trennventils gesteuert wird.
  • Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der Sprungfunktion mit anschließender Rampe von einem Haltestrom zuerst sprunghaft ein Stromstärke-Ausgangswert, der im Bereich des einzustellenden Werts liegt, eingestellt wird und dass ausgehend von diesem Stromstärke-Ausgangswert die Stromstärke über eine definierte Rampe auf die einzustellenden Stromstärke geführt wird.
  • Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der Stromstärke-Sprungfunktion ein Solldruck-Ausgangswert eingestellt wird, der oberhalb des eigentlich einzustellenden Drucks, insbesondere in einem Bereich von 20 bar bis 60, vorzugsweise ca. 30 bar, oberhalb des einzustellenden Drucks, liegt. Bei der Regelung wird dazu der Druck als Soll-Wert vorgegeben und entsprechend von meist abgelegten Ventilkennlinien ein Strom eingestellt, welcher mit dem einzustellenden Druck korrespondiert, d. h. der Strom ist eine Funktion des Drucks (I = f (P) bzw. I = f (ΔP)). So kann auch bei unterschiedlichen Ventilkennlinien ein angeforderter Solldruck sicher eingestellt werden.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass direkt nach dem Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung der hydraulische Druck im Hauptbremszylinder ermittelt wird und dieser erste, im wesentlichen ungefilterte Wert gespeichert wird, und dass die vorgegebene Funktion für den Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung verändert wird, wenn der aktuelle Wert des im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder den ersten, im wesentlichen ungefilterte Wert um einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Zusätzlich wird vorzugsweise die Rampe verlangsamt, wenn die zeitliche Ableitung, d. h. der Gradient, des im wesentlichen ungefilterten Drucks größer ist als der Wert Null (P-Main > 0).
  • Dabei ist es vorgesehen, dass ein Grenzwert in einem Bereich von 0,1 bar bis 2 bar, insbesondere ca. 0,5 bar, vorgegeben wird.
  • Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenn der aktuelle Wert des im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder den ersten, im wesentlichen ungefilterten Wert um einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, die Stromstärke zur Ansteuerung des analogen oder analogisierten Trennventils auf einen modifizierten Stromstärke-Ausgangswert gesetzt wird oder schrittweise auf einen modifizierten Stromstärke- Ausgangswert geführt wird, der größer ist als der Stromstärke-Ausgangswert, und dann ausgehend von diesem modifizierten Stromstärke-Ausgangswert die Stromstärke über eine definierte Rampe auf die einzustellenden Stromstärke geführt wird.
  • Dabei ist es vorgesehen, dass durch den modifizierten Stromstärke-Ausgangswert ein modifizierter Druck- Ausgangswert (ΔP + ΔPadd) eingestellt wird, der ca. 20 bar (= ΔPadd) größer ist als der Solldruck-Ausgangswert. Danach wird dann die Stromstärke entsprechend eingestellt (I = f (ΔP + ΔPadd)).
  • Die Erfindung wird anhand einer Abbildung (Figur) beispielhaft näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt schematische Darstellungen des Verlaufs des hydraulischen Drucks P, insbesondere eines im wesentlichen ungefilterten Drucks P-Main und eines gefilterten Drucks P-Main_Fil sowie korrespondiere Werte für die Stromstärke I zur Steuerung eines Trennventils gegen die Zeit t.
  • Erfindungsgemäß wird beim Übergang von einer Haltephase mit einem Haltestrom IH (geschlossenes Ventil) in den Druckabbau der im wesentlichen ungefilterte THZ- Druck (P-MAIN) zur Überwachung des Systemverhaltens herangezogen. Die Überwachung des im wesentlichen ungefilterte THZ-Drucks P-MAIN hat den Vorteil, dass ein Druckanstieg detektiert werden kann, bevor der zur Aufbauberechnung herangezogene gefilterte THZ-Druck (P-MAIN_FIL) entsprechende Schwellwerte erreicht, die einen ungerechtfertigten Aufbau einleiten.
  • Sobald die Druck-Haltephase mit dem Haltestrom IH verlassen wird und auf einen Druck bzw. einen Strom (Stromstärke-Ausgangswert IA) gesprungen wird (Sprung S in der Figur), der insbesondere ca. 60 bar oberhalb eines einzustellenden Wertes liegt, beginnt ab Zeitpunkt t1 die erfindungsgemäße Überwachung und Regelung des hydraulischen Drucks im Hauptbremszylinder (durchgezogene Kurven in der Figur).
  • Während der Druck entsprechend dem Strom über eine definierte Rampe R auf den Zielwert geführt wird, der dem Strom IZ entsprichtt, wird der im wesentlichen ungefilterte THZ-Druck P-MAIN, der am Anfang der Rampe gemessen wird P-MAINA, gespeichert. Steigt der im wesentlichen ungefilterte THZ-Druck P-MAIN innerhalb der Stromrampe R um einen Wert, der größer als ein Grenzwert G ist, z. B. größer 0,5 bar ist (Zeitpunkt t2), dann wird die herunterlaufende Druckrampe bzw. korrespondierende R Strom-Rampe beendet.
  • Der Druck wird durch den Strom I auf einen modifizierten Druck-Ausgangswert durch den modifizierten. Stromstärke-Ausgangswert IAmod Wert gesetzt oder schrittweise geführt, der oberhalb des Solldruck- Ausgangswerts bzw. Stromstärke-Ausgangswert IA liegt, der zu Beginn der Rampe R eingestellt wurde. Ab diesem Zeitpunkt wird wieder die normale Drucksteuerung über die Stromsteuerung mit einer Rampe R' zugelassen.
  • Es ist vorgesehen, das die Rampe R' gegenüber der Rampe R veränderbar ist. Vorzugsweise wird die Steigung der Rampe in Abhängigkeit von der Zeit modifiziert, in welcher der Grenzwert G erreicht bzw. überschritten wurde.
  • In der Figur ist auch der Verlauf des gefilterten Drucks P-Main_Fil dargestellt. Es ist aus der Figur zu erkennen, dass der gefilterte Druckverlauf den schnellen Druckanstieg aufgrund der Ventilansteuerung nicht wiedergibt.
  • Als gestrichelte Linien sind in der Figur auch die Verläufe für die Situation dargestellt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht durchgeführt wird. In diesem werden die Drücke P-Main und P-Main_Fil stark überhöht. Aber bei Betrachtung des P-Main_Fil wird der Grenzwert G erst zu einem späteren Zeitpunkt t3 überschritten. Es wird hydraulische Pumpe angesteuert (Pumpenlauf PL), welche den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder verringert. Dies wird für den Fahrer durch ein Wegbewegen des Bremspedals, eine "Wegsaugbewegung", spürbar.
  • Es ist auch vorgesehen, dass Verfahren nach der Erfindung unabhängig vom Grund des Druckanstiegs P-MAIN anzuwenden. Es kann auch eine Druckerhöhung durch den Fahrer eine erfindungsgemäße Steuerung rechtfertigen. Durch die schnelle Beendung des ungerechtfertigt großen Druckabbaus ist auch eine verbesserte Fahrerwunscherkennung gegeben. Denn die Überlagerung des im wesentlichen ungefilterten THZ-Drucks P-MAIN und des gefilterten THZ-Drucks P-MAIN_FIL wird verringert (siehe Figur).

Claims (11)

1. Verfahren zur Verbesserung des Betriebs eines hydraulischen Fahrzeugbremssystems mit einer aktiven hydraulischen Bremskraftunterstützung, bei dem ein Druckmittel-Volumenstrom zwischen einem Hauptbremszylinder und den Radbremsen des Fahrzeugs mit einem analogen oder analogisierten Trennventils geregelt wird, und bei dem ein hydraulischer Druck in dem Hauptbremszylinder ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Übergang einer Druckaufbau-Schaltstellung, insbesondere einer geschlossenen Schaltstellung, des Trennventils zu einer Druckabbau-Schaltstellung, insbesondere einer geöffneten Schaltstellung, ein Anstieg des hydraulischen Drucks in dem Hauptbremszylinder auf Grundlage des ermittelten hydraulischen Drucks in dem Hauptbremszylinder überwacht und/oder geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanstieg überwacht und/oder geregelt wird auf Grundlage eines im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass direkt nach dem Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung der hydraulische Druck im Hauptbremszylinder ermittelt wird und dieser erste, im wesentlichen ungefilterte Wert gespeichert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung nach einer vorgegebenen Funktion erfolgt, die nach Maßgabe eines im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder veränderbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Funktion für den Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung eine Sprungfunktion mit anschließender Rampe ist, mittels der die Stromstärke zur Ansteuerung des analogen oder analogisierten Trennventils gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Sprungfunktion mit anschließender Rampe von einem Haltestrom zuerst sprunghaft ein Stromstärke-Ausgangswert, der im Bereich des einzustellenden Werts liegt, eingestellt wird und dass ausgehend von diesem Stromstärke- Ausgangswert die Stromstärke über eine definierte Rampe auf die einzustellenden Stromstärke geführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Stromstärke- Sprungfunktion ein Solldruck-Ausgangswert eingestellt wird, der oberhalb des eigentlich einzustellenden Drucks, insbesondere in einem Bereich von 20 bar bis 60, vorzugsweise ca. 30 bar, oberhalb des einzustellenden Drucks, liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass direkt nach dem Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung der hydraulische Druck im Hauptbremszylinder ermittelt wird und dieser erste, im wesentlichen ungefilterte Wert gespeichert wird, und dass die vorgegebene Funktion für den Übergang der geschlossenen Schaltstellung des Trennventils zu der geöffneten Schaltstellung verändert wird, wenn der aktuelle Wert des im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder den ersten, im wesentlichen ungefilterte Wert um einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, und dass die Rampe verlangsamt wird, wenn der Gradient für den Wert des im wesentlichen ungefilterten Drucks größer 0 ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzwert in einem Bereich von 0,1 bar bis 2 bar, insbesondere ca. 0,5 bar, vorgegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der aktuelle Wert des im wesentlichen ungefilterten Werts für den hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder den ersten, im wesentlichen ungefilterten Wert um einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, die Stromstärke zur Ansteuerung des analogen oder analogisierten Trennventils auf einen modifizierten Stromstärke- Ausgangswert gesetzt wird oder schrittweise auf einen modifizierten Stromstärke-Ausgangswert geführt wird, der größer ist als der Stromstärke-Ausgangswert, und dann ausgehend von diesem modifizierten Stromstärke- Ausgangswert die Stromstärke über eine definierte Rampe auf die einzustellenden Stromstärke geführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch den modifizierten Stromstärke-Ausgangswert ein modifizierter Druck- Ausgangswert eingestellt wird, der ca. 20 bar größer ist als der Solldruck-Ausgangswert.
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