DE10312545B4

DE10312545B4 - Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10312545B4
Application number: DE2003112545
Authority: DE
Inventors: Uwe Brandt; Michael Müller
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2023-03-22
Also published as: DE10312545A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges, bei dem zumindest ein Wert für den Bremsdruck ermittelt wird, dieser ermittelte Wert des Bremsdrucks auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Überprüfung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdruckes angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdruckes so angesteuert werden, dass der ermittelte Bremsdruck unter Vermeidung des Referenzbereiches auf mindestens eine Vorderradbremse und auf mindestens eine Hinterradbremse verteilt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges, insbesondere ein Verfahren zur Erhöhung des Fahrkomforts dabei.
Bei Bremsen eines Kraftfahrzeuges kann es aufgrund von Bedingungen der Bremsen selber oder von Umgebungsbedingungen, insbesondere der Zustände weiterer Kraftfahrzeugkomponenten, zu Unregelmäßigkeiten während des Bremsvorganges kommen. Diese Unregelmäßigkeiten können bei Scheibenbremsen beispielsweise aufgrund einer Ungleichdicke der Bremsscheiben über den Reibpfad hervorgerufen werden. Hierdurch kann ein sogenanntes Rubbelbremsen entstehen.
Auch kann es in gewissen Bremssituation zu Bremsgeräuschen kommen, die für den Fahrer als unangenehm empfunden werden. Einige dieser Bremsgeräusche sind Bremsenquietschen, das sogenannte „Automatikknarzen" oder „Bremsenmuhen".

Um die Unregelmäßigkeiten bei Bremsvorgängen erfassen zu können, wird in elektrohydraulischen Bremsanalgen (EHB) eine Funktion vorgesehen, die während der Bremsung den Bremsdruck bezüglich Bremsdruckschwankungen auswerten und beim Erreichen einer definierten Schwelle Informationen über das Auftreten derartiger Ereignisse in einen Fehlerspeicher ablegen. Diese Funktion wird auch als Disc Vibration Detection (DVD) bezeichnet. Hierdurch kann bei der Wartung des Fahrzeuges erkannt werden, dass die Bremsen fehlerhaft sind und diese gegebenenfalls ersetzt werden. Der Nachteil dieser Funktion einer EHB-Anlage liegt darin, dass die Vibration der Bremse und die gegebenenfalls erzeugte Anregung der gesamten Achse während der Bremsung, die vom Fahrer des Fahrzeuges als unangenehm empfunden wird, nicht unterbunden werden kann. Die Druckschwankung wird zwar erkannt, aber es entsteht für den Fahrer kein unmittelbarer Nutzen. Durch das Auslesen der abgelegten Informationen über das Auftreten solcher Ereignisse wird der Werkstatt lediglich die eventuell subjektive Beanstandung des Fahrers objektiv bestätigt.

Weiterhin ist in EP 0 824 428 B1 eine hydraulische Bremsanlage mit elektronischer Bremsdruckregelung beschrieben, wobei die Umschaltzeitpunkte einzelner Hydraulikventile der Bremsanlage genau gemessen werden können, um auf der Basis dieser Informationen den tatsächlich in dem Bremsdruckgeber und/oder in den einzelnen Radbremsen vorhandenen Druck ermitteln zu können, der in die Regelung einbezogen werden kann. Eine Ermittlung von Druckschwankungen ist mit der in EP 0 824 428 B1 beschriebenen Bremsanlage allerdings nicht möglich.

Weiterhin ist in der DE 100 26 125 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, mittels derer Ungleichförmigkeiten einer Radbremse erfasst und/oder ausgeglichen werden können. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung wird ein Steuer- oder Regelsignal für die Betätigung eines Aktuators zur Betätigung einer Radbremse erfasst, Änderungen des Steuersignals detektiert und die Steuersignaländerung ausgewertet. Hierbei kann das Steuersignal der Bremsdruck in einem Hydrauliksystem sein. Die Ungleichförmigkeit der Radbremse, durch die die Änderung des Steuersignals hervorgerufen wird, kann weiterhin durch Betätigung eines Aktuators für eine Radbremse in Abhängigkeit eines Ausgleichssignals ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich erfolgt durch ein Schleifen der Bremsscheibe. Dieses Planschleifen der Bremsscheibe erfolgt durch einen zusätzlichen Bremszylinder, der in physikalisch unkritischen Situationen einen kleinen Bremsdruck aufbringt. Die dadurch entstehende Bremskraft wird über die Motorsteuerung durch einen Antrieb kompensiert.

Der Nachteil dieser Vorrichtung und dieses Verfahrens besteht darin, dass zusätzliche Komponenten, wie der zusätzliche Bremszylinder notwendig sind. Zudem kann in einigen Situationen, in denen das Planschleifen zu einem problematischen Fahrverhalten des Fahrzeuges führen würde, der Schleifvorgang nicht durchgeführt werden, so dass das Bremsrubbeln für den Fahrer in irritierender Weise zeitweise spürbar würde.

Aus der DE 199 47 757 C1 ist ein gattungsgemäßes Bremsverfahren bekannt, bei dem die Mittel zur Regelung des Bremsdruckes so angesteuert werden, dass der ermittelte Bremsdruck unter Vermeidung des Referenzbereiches zwischen einer ersten herkömmlichen und einer zweiten zusätzliche Bremse am selben Rad verteilt wird.

Nachteilig hierbei ist, dass bei diesem Verfahren für jedes Rad zwei Bremsen benötigt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, das in einer Bremsanlage auftretende Störungen erkennen und diesen entgegenwirken oder diese vermeiden kann. Insbesondere soll das Verfahren den Komfort während einer Bremsung steigern, ohne dass zusätzliche Bremsvorrichtungen an den Rädern benötigt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdruckes so angesteuert werden, dass der ermittelte Bremsdruck unter Vermeidung des Referenzbereiches auf mindestens eine Vorderradbremse und auf mindestens eine Hinterradbremse verteilt wird.

Der Wert für den Bremsdruck wird vorzugsweise aus dem Sensorwert einer Betätigungseinheit der Bremsanlage und/oder dem Sensorwert eines Drucksensors des Hydroaggregates der Bremsanlage bestimmt. Durch die Ermittlung eines oder beider dieser Werte wird der Fahrerwunsch ermittelt. Aus dem Fahrerwunsch lassen sich die Werte der an den einzelnen Radbremsen anzulegenden Bremsdrücke bestimmen. Der Wert des Fahrerwunsches, oder gemäß einer weiteren Ausführungsform auch unmittelbar der Wert mindestens eines aktuellen Bremsdruckes an mindestens einem Rad des Fahrzeuges wird dann auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft. Dieser Referenzbereich stellt beispielsweise den Bereich dar, in dem bekannt ist, dass es bei der eingebauten Bremse zu Bremsgeräuschen kommen kann.

Der Referenzbereich kann aber auch über diesen Bereich hinausgehen. Dieser größere Bereich ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der aktuelle Bremsdruck gemessen wird. Es kann daher bereits beim Eintreten in den Referenzbereich, aber noch vor dem Auftreten von Bremsgeräuschen eingegriffen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Mittel zur Regelung des Bremsdruckes auf alle in der Bremsanlage vorgesehenen Bremsen wirken. Diese Bremsen der Bremsanlage stellen vorzugsweise vier Radbremsen dar. In der Regel werden diese über zwei separate Hydraulikkreise angesteuert. Kann aber das Mittel zur Regelung des Bremsdruckes auf die Bremsen der beiden Hydraulikkreise einwirken, so wird es möglich einen Ausgleich des Bremsdruckes zu erzielen und Bereiche des Bremsdruckes, in denen Bremsgeräusche auftreten würden, zu vermeiden. Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird es möglich den Fahrerwunsch des Fahrers zu ermitteln und diesen auszuführen, ohne Bremsgeräusche zu erzeugen.

Die Bremsanlage, an der das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ausgeführt wird, ist eine elektrohydraulische Bremsanlage. Bei dieser kann die Ansteuerung einzelner Bremsen einfach beeinflusst, bzw. geändert werden.

Weiterhin kann das Verhalten des Bremsdrucks an zumindest einem Rad des Kraftfahrzeuges über die Zeit ermittelt werden, das ermittelte Bremsdruckverhalten auf das Vorliegen einer Druckschwankung überprüft werden und beim Erkennen einer Druckschwankung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdrucks an zumindest dem einen Rad in Abhängigkeit des ermittelten Bremsdruckverhaltens angesteuert werden.

Durch die Überwachung des Druckverhaltens und die Überprüfung hinsichtlich des Vorliegens von Druckschwankungen können Situationen erkannt werden, in denen beispielsweise eine Anregung der Achse, die zu Rubbelbremsen führt. Werden die so gefundenen Erkenntnisse in die weitere Steuerung des Bremsdrucks einbezogen, so kann Störungen entgegengewirkt werden und der Komfort für den Fahrer gesteigert werden.

Zur Überprüfung des Vorliegens von Druckschwankungen können bekannte Verfahren verwendet werden. So kann beispielsweise die Funktionsweise des DVD eingesetzt werden. Die Mittel, die zur Regelung des Bremsdruck angesteuert werden, sind beispielsweise Ventile oder Pumpen. Vorzugsweise sind diese Mittel die Mittel, die in der Bremsanlage für den normalen Betrieb der Bremsanlage verwendet werden, also bereits in der Bremsanlage vorliegen. Die Ansteuerung der Mittel zur Regelung des Bremsdruckes kann das Einleiten von Gegenmaßnahmen darstellen.

Weiterhin kann nicht nur das Vorliegen von Druckschwankungen überprüft, sondern diese bezüglich weiterer Charakterisiken analysiert werden. Durch die Ermittlung weiterer Charakteristiken, können die Gegenmaßnahmen, die durch die weitere Druckregelung getroffen werden müssen, um der Druckschwankung entgegenzuwirken, den tatsächlichen Bedingungen entsprechend angepasst werden.

Die weiteren Charakterisiken können zum einen die Abweichung des maximalen und minimalen Druckwertes in einem vorgegebenen Zeitraum darstellen. Durch diese Größe kann der Betrag der Druckschwankung ermittelt werden. Liegt dieser Wert unter einem vorgegebenen Schwellwert kann eine Ausregelung der Schwankung durch die Druckmittel nicht erforderlich sein. Erst, wenn bei diesem Vergleichsschritt erkannt wird, dass die Abweichung zwischen maximalem und minimalem Wert einen Schwellwert überschreitet, werden Gegenmaßnahmen eingeleitet. Der Regelungsaufwand kann daher auf die Fälle beschränkt werden, in denen die Druckschwankungen in der Tat für den Fahrer spürbar werden. Der Zeitraum, in dem die Abweichung der Druckwerte voneinander ermittelt wird, liegt beispielsweise im Millisekunden-Bereich. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Unterschied zwischen dem Maximal- und Minimal-Wert nicht lediglich die Betätigung und das Lösen der Bremse wiederspiegelt, sondern eine Druckschwankung vorliegt, die ausgeregelt werden soll.

Zusätzlich kann die Regelmäßigkeit der Druckschwankungen überprüft werden. Dies kann über herkömmliche Bestimmungsarten der Regelmäßigkeit von Schwankungen eines ermittelten Wertes erfolgen. So kann beispielsweise das Druckverhalten eines bestimmen Zeitraumes mit dem des darauffolgenden Zeitraumes verglichen werden. Der Vorteil der Ermittlung der Regelmäßigkeit, das heißt des regelmäßigen Auftretens der Druckschwankung, liegt darin, dass Informationen darüber erhalten werden können, welche Folgen an dem Fahrzeug und damit für den Fahrer zu erwarten sind. Ist die Schwankung beispielsweise über eine gewisse Zeit regelmäßig, so kann dies zur Anregung der Kraftfahrzeugachse führen, an der das Rad, an dem die Radbremse wirkt, liegt.

Abhängig vom Vorliegen einer Druckschwankung und vorzugsweise abhängig von weiteren Charakteristiken der Druckschwankung kann dann die geeignete weitere Regelung, beispielsweise über die Betätigung von Bremsventilen oder Pumpen, erfolgen.

Zudem kann der Bremsdruck so geregelt werden, dass dieser Bremsdruck das Bremsdruckverhalten, das gemessen wurde, stört. Eine solche Störung kann beispielsweise durch sporadisches Aufbringen von Bremsdruck hervorgerufen werden. Insbesondere in Fällen, in denen regelmäßige Druckschwankungen gemessen wurden, kann eine solche aktive Störung dazu dienen die Regelmäßigkeit zu unterbrechen und beispielsweise eine Anregung der Achse zu verhindern, oder zumindest zu vermindern.

In der weiteren Regelung des Bremsdruckes kann ein solcher Bremsdruck erzeugt werden, der eine Druckschwankung aufweist, die der ursprünglich gemessenen Druckschwankung gegenüber gegenphasig ist. Hierdurch kann die Druckschwankung vollständig ausgeregelt und eine Anregung der Achse vollständig verhindert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei:
1: eine schematische Darstellung der Komponenten einer elektrohydraulischen Bremsanlage ist;
2: den Druckverlauf bei einer Rubbelbremsung wiedergibt; und
3: ein Flußdiagramm der Verfahrensschritte einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Der Aufbau einer elektrohydraulischen Bremsanlage ist hinreichend bekannt, so dass in 1 lediglich die wesentlichen Bestandteile schematisch wiedergeben sind. Die EHB 1 umfasst eine Betätigungseinheit 2 mit einem Betätigungselement 21 und ein Hydroaggregat 3, wobei in dem Hydroaggregat 3 eine Steuerungseinheit 31 vorgesehen ist. Diese muss nicht Bestandteil des Hydroaggregates sein, sondern kann eine separate Einheit darstellen. Die Steuerungeinheit 31 kann beispielsweise Raddruckmodulatoren umfassen. Das Hydroaggregat 3 ist mit den Radbremsen 32 der einzelnen Räder des Kraftfahrzeuges verbunden, wobei jeweils zwei Radbremsen einem Hydraulikkreis zugeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Radbremsen der Räder der vorderen Achse (VA) in einem Nydraulikkreis zusammengefasst, und die Radbremsen der Räder der hinteren Achse (HA) in einem weiteren Hydraulikkreis (nicht dargestellt) zusammengefasst. Vorzugsweise sind die beiden Hydraulikkreise mit der Steuerungeinheit 31 verbunden. Weiterhin können an den Radbremsen 32 Sensoren für die Ermittlung des Bremsdrucks vorgesehen sein.
In den Druckleitungen 33 sind Ventile 34 vorgesehen, über die Druck auf die Radbremsen 32 aufgebracht oder von diesen abgelassen werden kann. Weiterhin ist in 1 ein Speicher 35 angedeutet, in dem die Hydraulik-Flüssigkeit aufgenommen ist.
Ein möglicher Betrieb der Bremsanlage soll nunmehr unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden. Während einer Rubbelbremsung wird ein Bremsdruck gemäß der in 2 gezeigten Kurve an einem Rad gemessen. Diese Kurve weicht von der gestichelt eingezeichneten Sollkurve, die die Wunschverzögerung des Fahrers darstellt, ab. Eine solche Druckschwankung kann beispielsweise durch eine Ungleichdicke der Bremsscheibe über den Reibpfad der Bremsscheibe hervorgerufen werden. Wird eine solche Abweichung in Form einer Druckschwankung erkannt, so kann in der Steuerungeinheit 31 oder in einem anderen dafür ausgelegten Teil der Bremsanlage der Betrag der Druckschwankung ermittelt werden. In dem in 2 gezeigten Druckverlauf beträgt diese Schwankung ca. 4 bar. Bei einem solchen Betrag ist mit der Anregung der Achse, an der das Rad, dessen Bremsdruck gemessen wurde, angeordnet ist, zu rechnen.
Der somit beispielsweise über DVD erkannte Druckschwankung kann nunmehr mittels Ansteuerung eines geeigneten Ventils 34 der EHB-Einheit entgegengewirkt werden. Hierbei kann beispielsweise über das Einlassventil 34, das der Radbremse, an der die Rubbelbremsung aufgetreten ist, zugeorndet ist, ein zeitlich begrenzter zusätzlicher Bremsdruck in regelmäßigen Zeitintervallen aufgebracht werden.
Wird die Abtastrate zur Bestimmung des aktuellen Bremsdrucks an der Radbremse erhöht, so kann der Verlauf der Druckkurve genau bestimmt werden und sogar eine zu dem Drucksignal der Radbremse gegenphasige Ansteuerung der Ventile eingeleitet werden, wodurch die Druckschwankung komplett ausgeregelt werden kann. Eine Kraftanregung in die Achse wird somit vollständig vermieden.
Beim Erkennen einer Druckschwankung vor der Ansteuerung oder gleichzeitig mit der Ansteuerung der Regelungsmittel kann ein Signal an einen Speicher gesandt werden, in dem das Auftreten von Druckschwankungen als Ereignis abgelegt wird. Dadurch kann zum einen der Fahrkomfort für den Fahrer erhöht werden, wobei gleichzeitig bei der Wartung eine Störung des Zustandes der Bremsen erkannt werden und behoben werden kann.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Hierbei wird über einen Sensor, wie beispielsweise dem Sensor am Betätigunselement 21, z. B. Bremspedal, die vom Fahrer gewünschte Verzögerung ermittelt. Wünscht der Fahrer beispielsweise eine 25%ige Verzögerung, so wäre an der Vorder- und Hinterachse (VA, HA) jeweils ein Bremsdruck von ca. 18bar einzustellen. Bei einigen Bremsen ist aber gerade im Bereich von 15–20 bar mit einer erhöhten Möglichkeit des Auftretens von Bremsgeräuschen zu rechnen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher der Fahrerwunsch erkannt, der an den Radbremsen aufzubringende Bremsdruck berechnet, dieser berechnete Bremsdruck mit einem zu vermeidenden Druckbereich verglichen und, wenn der berechnete Druck in dem zu vermeidenenden Druckbereich liegen würde, der Druck auf die Radbremsen verteilt, wobei der zu vermeidende Druckbereich ausgelassen wird. Mittels der EHB kann in dem Beispiel an der Vorderachse ein Druck von lediglich 13bar aufgebaut, bzw. der Druck auf diesen Betrag verringert und an der Hinterachse auf beispielsweise 27bar erhöht. Auch ein umgekehrtes Angleichen durch Erhöhung des Drucks an der Vorderachse und einer Drucksenkung an der Hinterachse kann erfindungsgemäß ausgeführt werden. Bei der Wahl der für die Erhöhung oder Erniedrigung in Frage kommenden Achse, können weitere Umstände berücksichtigt werden. So kann beispielsweise die Temperatur der Bremsscheibe in Betracht gezogen werden und an der Achse, an der die Temperatur am höchsten ist eine Druckminderung vorgenommen werden.
Durch diese Ausführungsform des Verfahrens kann somit die Häufigkeit des Auftretens von Bremsgeräuschen, wie Bremsquietschen, Bremsmuhen oder Automatikknarzen verringert werden.
Weiterhin ist es auch möglich, zusätzlich zu der oben beschriebenen Überwachung des Auftretens von Druckschwankungen, den Betrag des aktuellen Bremsdrucks der Radbremse zu überwachen. Begibt sich dieser in einen Druckbereich, in dem mit Bremsgeräuschen zu rechnen ist, so können erfindungsgemäß Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um den Druckbereich zu vermeiden. Beispielsweise kann der Druck auf die Radbremsen und damit auf die Achsen verteilt werden. Durch diese Kombination der beiden Aspekte der Erfindung kann gleichzeitig das Auftreten von Bremsgeräuschen und das Auftreten von Bremsenvibrationen verhindert werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit eine Möglichkeit geschaffen den Fahrkomfort eines Fahrzeuges zu erhöhen, ohne die Sicherheit zu gefährden. Auch die Ausführung des Verfahrens ist einfach, da dieses im wesenltichen in jeder EHB-Anlage ausgeführt werden kann, ohne aufwändige Umrüstungsmaßnahmen notwendig zu machen.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges, bei dem zumindest ein Wert für den Bremsdruck ermittelt wird, dieser ermittelte Wert des Bremsdrucks auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Überprüfung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdruckes angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdruckes so angesteuert werden, dass der ermittelte Bremsdruck unter Vermeidung des Referenzbereiches auf mindestens eine Vorderradbremse und auf mindestens eine Hinterradbremse verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für den Bremsdruck aus einem Sensorwert einer Betätigungseinheit (2) der Bremsanlage und/oder einem Sensorwert eines Drucksensors des Hydroaggregates (3) der Bremsanlage bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Wert für den Bremsdruck den aktuellen Bremsdruckwert an mindestens einem Rad des Fahrzeuges darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdrucks Mittel darstellen, die auf alle in der Bremsanlage vorgesehenen Bremsen wirken können.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine elektrohydraulische Bremsanlage darstellt.