EP2303654A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung und abgleich des arbeitspunktes von ventilen in einem hydraulischen system - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung und abgleich des arbeitspunktes von ventilen in einem hydraulischen system

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EP2303654A1
EP2303654A1 EP09780017A EP09780017A EP2303654A1 EP 2303654 A1 EP2303654 A1 EP 2303654A1 EP 09780017 A EP09780017 A EP 09780017A EP 09780017 A EP09780017 A EP 09780017A EP 2303654 A1 EP2303654 A1 EP 2303654A1
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EP
European Patent Office
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pressure
vor
switching valve
valve
valves
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09780017A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Mahlenbrey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2303654A1 publication Critical patent/EP2303654A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled

Definitions

  • the invention relates to a method for determining and balancing the operating point of changeover valves or circular pressure valves in a hydraulic system according to the preamble of claim 1, and a control device for carrying out such a method according to claim 8. Furthermore, the invention relates to a program for execution by a data processing system carrying out the method according to the invention and a data carrier with the stored program for execution by a data processing system.
  • ESP electronic stability program
  • DWT-B Dynamic Wheel Torque by Brake
  • LDP LiD Departure Prevention
  • DWT-B the engine torque is increased during quick steering in bends and at the same time the inner wheel is braked slightly at the rear axle, whereby more drive power of the engine is transmitted to the outside wheel.
  • LDP using the vehicle stability system, by applying slight brake pressures, the driver is assisted in maintaining the lane.
  • the accuracy of the brake pressures to be applied depends on the pressure setting accuracy of the circular pressures in ESP devices.
  • each of the brake circuits is independent of the other brake circuit able to actively build its own circular pressure or lock the pressure in the circle and hold.
  • the achievable accuracy, relied on the target pressure requirement, depends primarily on the tolerances of the changeover valves or circular pressure valves (UPS) or their tolerance position.
  • the brake circuits can have significant differences from each other.
  • the calculated by the control software Sollbestromung I of the individual changeover valves is dependent on the differential pressure dp at the valve and the flow rate q, which flows through the valve.
  • the I-dp-q characteristic map which describes these dependencies, is used in the prior art. Due to manufacturing tolerances, the changeover valves have different I-dp-q maps. So far, only one map is stored in the control software for all valves. This fits exactly only for a nominal valve (nominal valve) and does not take into account any tolerances.
  • a brake circuit controls the wheels in the front left and rear right and the other brake circuit controls the wheels front right and rear left.
  • the brake interventions described above require certain braking torques with the aim of influencing the yaw behavior of the vehicle.
  • these functions are designed as pure actuating functions, i. there is no controlled system with feedback.
  • the inventive method with the features of independent claim 1 advantageously has a method for determining the operating point of changeover valves of a hydraulic system of a vehicle, in particular a hydraulic brake circuit, wherein the hydraulic system includes at least one pressure generating means, a high pressure switching valve, a changeover valve and a form pressure sensor.
  • valves used are continuously adjustable valves, so-called change-over valves or circular pressure valves.
  • the determination of the operating point can be effected in that a pre-pressure p_before the higher than the target pressure of the change-over valve is established; the switching valve is energized with a target current I corresponding to the target pressure; the upstream pressure p_vor is reduced until the changeover valve closes; when the switching valve is closed, a pre-pressure p_vor_nominal is established; after opening the change-over valve, a pressure difference ⁇ p between the pre-pressure p_vor_nominal and a circular pressure p_ Vietnamese is detected; and / or based on the pressure difference .DELTA.p the operating point is determined and / or adjusted.
  • the determination of the operating point takes place in that, based on the pressure difference ⁇ p, the upstream pressure p_vor_neu to be established instead of the pre-pressure p is determined.
  • the prepressure p before can be increased again and / or the prepressure p_vor_new can be reduced if the pressure difference ⁇ p falls below a preset threshold value.
  • the target pressure can be determined according to the I-dp-q map.
  • the reduction of the prepressure p_vor can be carried out with a constant gradient.
  • a nominal characteristic field can be adjusted by means of the ascertained form p_vor_new, whereby a separate characteristic field does not have to be stored for each changeover valve.
  • the admission pressure is adjusted during the adjustment process of the changeover valve via the brake pedal.
  • the mean value is taken from the mapping of several measurements. In this case, an offset correction and / or a rotation of the affected characteristic curves makes sense.
  • all switching valves can be measured in a circle in a measuring cycle, whereby a time savings compared to individual measurements can be achieved.
  • the correction value determined in the previous measurements can be taken into account and used to calculate the new starting value.
  • the approach of the admission pressure to the circular pressure preferably takes place stepwise by iteration.
  • the step size can be adjusted according to an accuracy to be determined. Adaptation may, for the purposes of the invention, be understood as an enlargement and / or reduction.
  • the pressure sensor is mounted on a circle, the friction of the master cylinder piston should be taken into account for calculating the pressure in the other circle.
  • the inlet valve or intake valves of the lower-pressure circuit closes before opening the switching valve of the higher-pressure circuit, so that the circular volume does not reduce the pressure increase in the circuit to be measured.
  • the inventive method still has the advantages that no additional external sensors are needed. Furthermore, by means of the method according to the invention, the performance of non-regulating functions, e.g. DWT-B, LDP, BDW, in particular in an X-brake circuit distribution, and to be controlled functions, such as. FZR, ASR, CDD, improved.
  • non-regulating functions e.g. DWT-B, LDP, BDW
  • FZR, ASR, CDD controlled functions
  • Another aspect of the invention relates to a device for determining the operating point of changeover valves of a hydraulic system of a vehicle, in particular a hydraulic brake circuit, wherein the hydraulic system includes at least one pressure generating means, a high pressure switching valve, a changeover valve and a form pressure sensor.
  • Yet another aspect of the invention relates to a program for execution by a data processing system, wherein the program performs the steps of the inventive method when executed in a computer or a control device.
  • the invention relates to a data carrier, wherein a program for carrying out the method according to the invention is stored on the data carrier.
  • Fig. 1 is a block diagram of a hydraulic brake system of a vehicle; 2 shows a timing of the determination of the holding pressure.
  • Fig. 4 is a block diagram of a circuit arrangement.
  • Fig. 1 shows a block diagram of a hydraulic brake system of a vehicle, in which the hydraulic brake system is divided into two circuits in a known manner, in which case only the first circle is shown.
  • the circle is used to actuate the brakes of the left rear wheel HL and the right front wheel VR of the vehicle.
  • the hydraulic system is connected to a dual-circuit master cylinder 101, which comprises one or two independent master cylinders, which can be actuated by a brake pedal 103.
  • the brake pedal 103 additionally controls a brake light switch 102.
  • the independent brake circuits are described below using the example of the first brake circuit, the second brake circuit is constructed identically.
  • the first brake circuit of the hydraulic brake circuit has wheel brake cylinders 118 and 119, which are operatively mounted respectively to the wheels HL and VR of the vehicle.
  • the master cylinder 101 is connected to a high-pressure switching valve 105 via a hydraulic line 120 to which a master cylinder-side pressure sensor 104 is arranged.
  • the high-pressure switching valve 105 is closed in the de-energized state and opens when energized. It may be a dosable valve, a so-called continuous valve that can be brought between the open and closed positions in any position or a switching valve with only open or closed position.
  • the high-pressure switching valve 105 is connected to the suction side of a hydraulic pump 108.
  • the pressure side of the hydraulic pump 108 is connected via a valve 112 to the wheel brake cylinder 118 and a valve 114 to the wheel brake cylinder 119.
  • the valves 112 and 114 are opened in the de-energized state and are each bridged with a check valve 112, 113, which allows a return flow from the wheel brake cylinders 118 and 119.
  • the wheel brake cylinder 118 is connected via a valve 115, the wheel brake cylinder 119 via a valve 116 and both together via a check valve 109 with the suction side of the hydraulic pump 108 connected.
  • the valves 115 and 116 are closed in the de-energized state.
  • a pressure accumulator 110 is arranged on the valves 115 and 116 facing side of the check valve 109.
  • a radbremszylin- der constitution- der constitution sensor 117 is arranged at the wheel brake cylinder 118 .
  • a switching valve 106 allows separation of the high pressure side of the hydraulic pump 108 with the master cylinder 101.
  • the switching valve 106 is bridged with a check valve 107 which opens in the direction of the wheel brake cylinder.
  • the second hydraulic circuit is, as mentioned above, identical to the first hydraulic circuit and includes wheel brake cylinders for the right rear wheel and for the left front wheel with corresponding hydraulic pump, control valves, high pressure valves and changeover valves.
  • FIG. 2a shows the course of energization of the inlet valves for circuit 1
  • Fig. 2b shows the course of energization of the switching valves 106 and USV2
  • Fig. 2c the pressure curve in the master cylinder (pHZ or p_vor) and in the circle (p circle).
  • the reference numeral 201 designates the pressure curve in the master cylinder (pHZ or p_vor)
  • the reference symbol 202 the pressure curve in the circle 1 (p circle)
  • the reference symbol 203 the pressure curve in the circle 2 (p_circle 2).
  • a pressure is built up with the brake pedal 103 which is greater than the 5 s tolerance of the target pressure of the switching valve of the second circuit.
  • the form with grad gradients is significantly reduced below the 5s limit of the switching valves 106 and USV2, so that both switching valves are securely closed.
  • time t4 first the switching valve USV2 and then switching valve 106 is closed, wherein both switching valves hold the pressure corresponding to their tolerance.
  • the nominal target pressure of the switching valve 106 is built up via the brake pedal 103 and both switching valves are over-energized, so that both switching valves reliably hold the pressures.
  • the energization of the switching valve 106 is reduced to zero, whereby a pressure equalization between the pre-pressure p_vor and the first circle takes place. If the predisposition p_vor increases, the reversing valve 106 holds a higher pressure than a standard valve. If the admission pressure p_yor does not change, the switching valve 106 was kept under pressure too low.
  • the inlet valves in the first circle are closed in order to keep the volume to be displaced as small as possible. This increases the possible increase in pressure.
  • the supply of the reversing valve USV2 is reduced to zero, whereby a pressure equalization between the pre-pressure p_vor and the second circle takes place. If the pre-pressure p_vor remains the same, the reversing valve USV2 keeps a lower pressure than a standard valve.
  • the inlet valves of the first circuit are opened and pressure build-up begins for the subsequent measurement.
  • Fig. 3 shows a schematic flowchart of the comparison of the maps.
  • the current form p_vor is present in step 301.
  • a decision is made in step 302 as to whether the upstream pressure p_vor is increasing (compare FIGS. 2, t6 and t8, respectively). If the pre-pressure rises, the valve is in the positive tolerance band and in step 303, the pre-pressure p_vor is recalculated by means of p_vor_a Meeting p_vor_a Communication * 1,1.
  • step 305 it is decided whether the pre-pressure p_vor increases.
  • step 306 If it is decided in step 306 that the prepressure p before increases, the process proceeds to step 308.
  • step 309 it is decided in step 309 that the pre-pressure p_vor increases, the value with 5% accuracy is determined in step 311 and is stored in step 312 as the current pre-pressure p_vor_aktual.
  • step 310 it is decided whether the preset number of repeat measurements has been reached. If this number has not been reached, the process continues in step 308.
  • step 313 a schematic block diagram of an alternative software-based embodiment of the proposed device 400 for determining the operating point of valves of a hydraulic system of a vehicle is shown.
  • the proposed device includes a processing unit PU 401, which may be any processor or computer having a control unit, the controller executing controls based on software routines of a program stored in a memory MEM 402. Program instructions are fetched from the memory 402 and loaded into the control unit of the processing unit 401 to carry out the processing of the above-described functionalities.
  • processing steps may be carried out on the basis of input data DI and generate output data DO, wherein the input data may correspond to at least one pre-pressure and / or one circular pressure, and the output data DO may correspond to a pressure difference and / or a signal corresponding to an operating point.
  • a method and a device for determining the operating point of changeover valves of a hydraulic system of a vehicle, in particular a hydraulic brake circuit, has been described, wherein the hydraulic system comprises at least one pressure generating means, a high pressure switching valve, a changeover valve and a form pressure sensor, wherein a pre-pressure p_vor higher when the target pressure of the switching valve is established; the switching valve is energized with a target current corresponding to the target pressure; the upstream pressure p_vor is reduced until the changeover valve closes; when the switching valve is closed, a pre-pressure p_vor_nominal is established; after opening the change-over valve, a pressure difference Ap between the pre-pressure p_vor_nominal and a circular pressure p_nik is detected; and based on the pressure difference Ap, the operating point is determined.
  • the hydraulic system comprises at least one pressure generating means, a high pressure switching valve, a changeover valve and a form pressure sensor, wherein a pre-pressure p_vor higher when the target

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Umschaltventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges, insbesondere eines hydraulischen Bremskreises, wobei das hydraulische System mindestens Druckerzeugungsmittel (101, 108), ein Hochdruckschaltventil (105), ein Umschaltventil (106) und einen Vordrucksensor (104) enthält, wobei ein Vordruck p_vor der höher als ein Zieldruck des Umschaltventils ist aufgebaut wird; das Umschaltventil mit einem Zielstrom entsprechend dem Zieldruck bestromt wird; der Vordruck p_vor reduziert wird bis das Umschaltventil schließt; bei geschlossenem Umschaltventil ein nominaler Zieldruck p_vor_nominal als Vordruck aufgebaut wird; nach Öffnen des Umschaltventils eine Druckdifferenz ?P zwischen dem Vordruck p_vor_nominal und einem Kreisdruck p_kreis erfasst wird; und auf Grundlage der Druckdifferenz ?p der Arbeitspunkt ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung und Abgleich des Arbeitspunktes von Ventilen in einem hydraulischen System
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Abgleich des Arbeitspunktes von Umschaltventilen bzw. Kreisdruckventilen in einem hydraulischen System gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 , sowie ein Steuergerät zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß Anspruch 8. Ferner betrifft die Erfindung ein Programm zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsanlage, welche das erfindungsgemäße Verfahren durchführt und einen Datenträger mit dem gespeicherten Programm zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsanlage.
Immer mehr Fahrzeuge werde mit zusätzlichen, nicht vom Gesetzgeber vorgeschriebenen, aktiven und passiven Sicherheitssystemen ausgerüstet, um einerseits Unfälle zu vermeiden und andererseits Unfallfolgen zu minimieren. Zu solchen Sicherheitssystemen zählt beispielsweise ESP (E- lektronisches Stabilitätsprogramm), bei dem durch gezielte Bremseingriffe an den Rädern eines Fahrzeugs einem ungewollten Unter- bzw. Übersteuern und somit einem Ausbrechen des Fahrzeuges entgegengewirkt wird. Zusätzlich zu dieser Standardfunktion des ESP können die Funktionen DWT-B (Dynamic Wheel Torque by Brake) und LDP (Lane Departure Prevention) integriert werden. Bei DWT-B wird beim schnellen Einlenken in Kurven das Motormoment angehoben und gleichzeitig an der Hinterachse das kurveninnere Rad leicht abgebremst, wodurch mehr Antriebskraft des Motors an das kurvenäußere Rad übertragen wird. Bei LDP wird unter Verwendung des Fahrzeugstabilitätssystems, durch Anlegen geringfügiger Bremsdrücke, der Fahrer darin unterstützt, die Fahrspur beizubehalten.
Die Genauigkeit der anzulegenden Bremsdrücke hängt dabei von der Druckeinstellgenauigkeit der Kreisdrücke bei ESP-Geräten ab. Bei einem konventionellen ESP-Aggregat ist jeder der Bremskreise unabhängig von dem anderen Bremskreis in der Lage, seinen eigenen Kreisdruck aktiv aufbauen bzw. den Druck im Kreis einzusperren und zu halten. Die erreichbare Genauigkeit, be- zogen auf die Solldruckanforderung, hängt in erster Linie von den Toleranzen der Umschaltventile bzw. Kreisdruckventile (USV) bzw. deren Toleranzlage ab. Dabei können die Bremskreise zueinander deutliche Unterschiede aufweisen.
Die von der Steuerungssoftware berechnete Sollbestromung I der einzelnen Umschaltventile ist dabei vom Differenzdruck dp am Ventil und vom Volumenstrom q, der durch das Ventil strömt abhängig. Zur Berechnung des Ansteuerstroms wird im Stand der Technik das I-dp-q-Kennfeld, herangezogen, welches diese Abhängigkeiten beschreibt. Aufgrund von Fertigungstoleranzen haben die Umschaltventile unterschiedliche I-dp-q-Kennfelder. Bisher ist in der Steuerungssoftware für alle Ventile nur ein Kennfeld abgelegt. Dieses passt nur für ein Nominalventil (Nennventil) exakt und berücksichtigt keinerlei Toleranzen.
Diese Toleranzen der Umschaltventile können im Betrieb zwei Dinge bewirken:
(a) Der Absolutwert der Solldruckanforderung wird nicht ausreichend genau eingestellt und/oder
(b) Die erreichten Kreis- bzw. Raddrücke sind trotz identischer Ansteuerung beider Umschaltventile in den jeweiligen Kreisen unterschiedlich.
Das ist insbesondere bei einer X-Aufteilung der Bremskreise entscheidend, d.h. ein Bremskreis steuert die Räder vorne links und hinten rechts und der andere Bremskreis steuert die Räder vorne rechts und hinten links. Bei einer X-Aufteilung kann ein unterschiedliches Verhalten der beiden Bremskreise zu fahrdynamisch kritischen Situationen führen. Die zuvor beschriebenen Bremseingriffe fordern bestimmte Bremsmomente mit dem Ziel, das Gierverhalten des Fahrzeugs zu beeinflussen. Im Gegensatz zum Fahrzeugregler sind diese Funktionen als reine Stellfunktionen ausgebildet, d.h. es gibt keine Regelstrecke mit Rückkopplung.
Wird beispielsweise bei DWT-B in einer Rechtskurve das Rad hinten rechts gebremst, so führt das gewollt zu einem Verhalten des Fahrzeuges in Richtung übersteuernd. Wird nun aufgrund der zufälligen Toleranz des Umschaltventils in diesem Kreis zu viel Druck aufgebaut, wird das Fahrzeug tendenziell instabil und der Fahrzeugregler muss eingreifen. Des Weiteren ist die unterschiedliche Toleranzlage der beiden Umschaltventile zueinander nachteilig, da das Fahrzeug sich, für den Fahrer nicht nachvollziehbar, in Rechtskurven anders verhält als in Linkskurven. Will eine Funktion durch einen Bremseingriff auf nur einer Fahrzeugseite gezielt ein Giermoment aufbrin- gen, z.B. LDP, kann sich bei unterschiedlichen Toleranzen der Umschaltventile je nach gebremster Fahrzeugseite ebenfalls eine unterschiedliche Fahrzeugreaktion ergeben.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 weist vorteilhaft ein Verfahren zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Umschaltventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges auf, insbesondere eines hydraulischen Bremskreises, wobei das hydraulische System mindestens ein Druckerzeugungsmittel, ein Hochdruckschaltventil, ein Umschaltventil und einen Vordrucksensor enthält.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei den verwendeten Ventilen um stetig stellbare Ventile sog. Umschaltventile oder Kreisdruckventile.
Die Ermittlung des Arbeitspunktes kann dabei dadurch erfolgen, dass ein Vordruck p_vor der höher als der Zieldruck des Umschaltventils ist aufgebaut wird; das Umschaltventil mit einem Zielstrom I entsprechend dem Zieldruck bestromt wird; der Vordruck p_vor reduziert wird bis das Umschaltventil schließt; bei geschlossenem Umschaltventil ein Vordruck p_vor_nominal aufgebaut wird; nach Öffnen des Umschaltventils eine Druckdifferenz Δp zwischen dem Vordruck p_vor_nominal und einem Kreisdruck p_kreis erfasst wird; und/oder auf Grundlage der Druckdifferenz Δp der Arbeitspunkt ermittelt und/oder abgeglichen wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich in ESP-Systemen mit dem bereits vorhandenen Vordrucksensor (HZ-Sensor) eine Bestimmung der Toleranzlagen der Umschaltventile für den Betriebsfall q=0 (Volumenstrom = 0) durchzuführen. Durch anschließendes Anpassen bzw. Korrektur der ventilspezifischen Parameter aus den I-dp-q-Kennfeldern ist für die jeweiligen Umschaltventile eine spezifische Sollstromvorgabe möglich. Dadurch erhöht sich die Genauigkeit in der Absolutdruckstellung in jedem Bremskreis und es wird die Abweichung der beiden Bremskreise untereinander verringert.
Vorteilhafte Ausbildungen und Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen ermöglicht. - A -
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ermittlung des Arbeitspunktes dadurch, dass auf Grundlage der Druckdifferenz Δp der anstelle des Vordrucks p vorjiominal aufzubauende Vordruck p_vor_neu bestimmt wird.
Erfmdungsgemäß kann bei Überschreiten eines voreingestellten Schwellenwertes der Druckdifferenz Δp der Vordruck p vor neu erhöht werden und/oder bei Unterschreiten eines voreingestellten Schwellenwertes der Druckdifferenz Δp der Vordruck p_vor_neu verringert werden.
Es ist ebenso möglich dass der Zieldruck entsprechend dem I-dp-q-Kennfeld bestimmt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reduzierung des Vordrucks p_vor mit konstantem Gradienten erfolgen.
Erfindungsgemäß kann mittels des ermittelten Vordrucks p_vor_neu ein Nominal-Kennfeld ange- passt werden, wodurch nicht für jedes Umschaltventil ein eigenen Kennfeld abgelegt werden muss.
Vorzugsweise wird bei dem Abgleichvorgang des Umschaltventils über das Bremspedal der Vordruck eingeregelt. Dazu ist es notwendig, über die Diagnoseschnittstelle den gemessenen Vordruck zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt wird zur Kennfeldkorrektur aus mehreren Messungen der Mittelwert genommen. Dabei ist eine Offset-Korrektur und/oder ein Verdrehen der betroffenen Kennlinien sinnvoll. Vorzugsweise ermöglichen die Messungen eine Aussage über das Stellverhalten der Umschaltventile bei einem Volumenstrom gleich 0 (q=0). Der Zusammenhang für Volumenströme größer Null hängt von dem Verhalten bei q=0 ab.
Bevorzugt können in einem Messdurchlauf alle Umschaltventile in einem Kreis gemessen werden, wodurch eine Zeitersparnis gegenüber Einzelmessungen erreicht werden kann. Vorzugsweise kann bei den Wiederholmessungen der in den vorherigen Messungen ermittelte Korrekturwert berücksichtigt werden und zur Berechnung des neuen Startwertes herangezogen werden. Bevorzugt erfolgt die Annäherung des Vordrucks an den Kreisdruck schrittweise durch Iteration. Die Schrittweite kann dabei, entsprechend einer zu bestimmenden Genauigkeit, angepasst werden. Unter Anpassung kann im Sinne der Erfindung eine Vergrößerung und/oder Verkleinerung verstanden werden. Vorzugsweise sollte, falls der Drucksensor an einem Kreis angebracht ist, die Reibung des Hauptzylinderkolbens zur Berechnung des Drucks im anderen Kreis berücksichtigt werden. Bevorzugt schließt das Einlassventil bzw. die Einlassventile des druckniedrigeren Kreises (also des Kreises, der zuerst vermessen wird) vor dem Öffnen des Umschaltventils des druckhöheren Kreises, so dass das Kreisvolumen den Druckanstieg im zu vermessenden Kreis nicht reduziert.
Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren noch die Vorteile auf, dass keine zusätzlichen externen Sensoren benötigt werden. Des Weiteren wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Performance von nicht regelnden Funktionen, wie z.B. DWT-B, LDP, BDW, insbesondere bei einer X-Bremskreisaufteilung, sowie von zu regelnden Funktionen, wie z.B. FZR, ASR, CDD, verbessert.
Des Weiteren kann aufgrund der genaueren Überbestromung des geschlossenen Ventils die auftretende Verlustleistung und die daraus resultierende Erhöhung der Temperatur verringert werden. Auch sind aufgrund der Kompensation der Toleranz der Umschaltventile im Betrieb größere Toleranzen bei der Ventilfertigung möglich.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Umschaltventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges, insbesondere eines hydraulischen Bremskreises, wobei das hydraulische System mindestens ein Druckerzeugungsmittel, ein Hochdruckschaltventil, ein Umschaltventil und einen Vordrucksensor enthält.
Noch ein in weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Programm zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsanlage, wobei das Programm bei der Ausführung in einem Computer oder einem Steuergerät die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt.
Ferner betrifft die Erfindung einen Datenträger, wobei auf dem Datenträger ein Programm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines hydraulischen Bremssystems eines Fahrzeugs; Fig. 2 einen zeitlichen Ablauf der Bestimmung des Haltedrucks;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des Abgleiches der Kennfelder; und
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines hydraulischen Bremssystems eines Fahrzeugs, bei dem das hydraulische Bremssystem in zwei Kreise in bekannter Weise aufgeteilt ist, wobei hier lediglich der erste Kreis dargestellt ist. Der Kreis dient der Betätigung der Bremsen des linken Hinterrades HL und des rechten Vorderrades VR des Fahrzeuges. Vorliegend wird von einem vierrädrigen Fahrzeug ausgegangen. Sind mehr als vier Räder vorhanden, so können diese entweder auf die Zweikreisbremsanlage wie in Fig. 1 abgebildet zurückgeführt werden oder aber es können mehr als zwei unabhängige Bremskreise vorhanden sein. Das hydraulische System ist an einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 101 angeschlossen, der einen oder zwei unabhängige Geberzylinder umfasst, die von einem Bremspedal 103 betätigt werden können. Das Bremspedal 103 steuert zusätzlich noch einen Bremslichtschalter 102 an. Die voneinander unabhängigen Bremskreise werden nachfolgend am Beispiel des ersten Bremskreises beschrieben, der zweite Bremskreis ist dabei identisch aufgebaut.
Der erste Bremskreis des hydraulischen Bremskreises weist Radbremszylinder 118 und 119 auf, welche betriebsfähig jeweils an die Räder HL und VR des Fahrzeugs montiert sind. Der Hauptbremszylinder 101 ist über eine hydraulische Leitung 120, an der ein hauptbremszylinderseitiger Drucksensor 104 angeordnet ist, mit einem Hochdruckschaltventil 105 verbunden. Das Hochdruckschaltventil 105 ist im unbestromten Zustand geschlossen und öffnet bei Bestromung. Es kann sich hier um ein dosierbares Ventil handeln, ein so genanntes Stetigventil, das zwischen der geöffneten und geschlossenen Stellung in beliebige Stellungen gebracht werden kann oder ein Schaltventil mit nur geöffneter bzw. geschlossener Stellung. Das Hochdruckschaltventil 105 ist mit der Ansaugseite einer Hydropumpe 108 verbunden. Die Druckseite der Hydropumpe 108 ist über ein Ventil 112 mit dem Radbremszylinder 118 und ein Ventil 114 mit dem Radbremszylinder 119 verbunden. Die Ventile 112 und 114 sind im unbestromten Zustand geöffnet und sind jeweils mit einem Rückschlagventil 112, 113, das einen Rückstrom aus den Radbremszylindern 118 und 119 ermöglicht, überbrückt. Der Radbremszylinder 118 ist über ein Ventil 115, der Radbremszylinder 119 über ein Ventil 116 und beide gemeinsam über ein Rückschlagventil 109 mit der Ansaugseite der Hydropumpe 108 verbunden. Die Ventile 115 und 116 sind im unbestromten Zustand geschlossen. Auf der den Ventilen 115 und 116 zugewandten Seite des Ruckschlagventils 109 ist ein Druckspeicher 110 angeordnet. An dem Radbremszylinder 118 ist ein radbremszylin- derseitiger Drucksensor 117 angeordnet. Ein Umschaltventil 106 ermöglicht eine Trennung der Hochdruckseite der Hydropumpe 108 mit dem Hauptbremszylinder 101. Das Umschaltventil 106 ist mit einem Rückschlagventil 107 überbrückt, das in Richtung der Radbremszylinder öffnet.
Der zweite Hydraulikkreis ist, wie oben erwähnt, identisch dem ersten Hydraulikkreis aufgebaut und umfasst Radbremszylinder für das rechte Hinterrad sowie für das linke Vorderrad mit entsprechender Hydropumpe, Steuerventilen, Hochdruckventilen und Umschaltventilen.
In Fig. 2 ist ein zeitlicher Ablauf der Bestimmung des Haltedrucks für zwei Umschaltventile dargestellt. Fig. 2a zeigt dabei den Verlauf der Bestromung der Einlassventile für Kreis 1, Fig. 2b, den Verlauf der Bestromung der Umschaltventile 106 und USV2 und Fig. 2c den Druckverlauf im Hauptzylinder (pHZ bzw. p_vor) und im Kreis (p kreis). In Figur 2b bezeichnet das Bezugszeichen 201 den Druckverlauf im Hauptzylinder (pHZ bzw. p_vor), das Bezugszeichen 202 den Druckverlauf im Kreis 1 (p kreisl) und das Bezugszeichen 203 den Druckverlauf im Kreis 2 (p_kreis2). Zum Zeitpunkt tl wird mit dem Bremspedal 103 ein Druck aufgebaut, der größer der 5s Toleranz des Zieldrucks des Umschaltventils des zweiten Kreises ist. Zum Zeitpunkt t2 werden die Umschaltventile 106 und USV2 auf einem Zielstrom entsprechend dem dp-Sollwert des 1-dp- q-Kennfeldes für q=0 bestromt, wobei der Abstand der Sollströme größer als zweimal die 5s- Toleranz ist. Im Zeitpunkt t3 wird der Vordruck mit konst. Gradienten deutlich unter die 5s- Grenze der Umschaltventile 106 und USV2 reduziert, so dass beide Umschaltventile sicher geschlossen sind. Zum Zeitpunkt t4 wird erst das Umschaltventil USV2 und danach Umschaltventil 106 geschlossen, wobei beide Umschaltventile die ihrer Toleranz entsprechenden Drücke halten. Beim Zeitpunkt t5 wird über das Bremspedal 103 der nominale Zieldruck des Umschaltventils 106 aufgebaut und beide Umschaltventile überbestromt, damit beide Umschaltventile die Drücke sicher halten. Zum Zeitpunkt t6 wird die Bestromung des Umschaltventils 106 auf Null reduziert, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem Vordruck p_vor und dem ersten Kreis stattfindet. Steigt dabei der Vordurck p_vor an, hält das Umschaltventil 106 einen höheren Druck als ein Normventil. Ändert sich der Vordruck p_yor nicht, wurde dem Umschaltventil 106 ein zu geringer Druck gehalten. Im Zeitpunkt t7 werden die Einlassventile im ersten Kreis geschlossen, um das zu verschiebende Volumen möglichst klein zu halten. Damit wird der mögliche Druckanstieg größer. Zum Zeitpunkt t8 wird die Bestromung des Umschaltventils USV2 auf Null reduziert, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem Vordruck p_vor und dem zweiten Kreis stattfindet. Bleibt dabei der Vordruck p_vor gleich, hält das Umschaltventil USV2 einen kleineren Druck als ein Normventil. Im Zeitpunkt t9 werden die Einlassventile des ersten Kreises geöffnet und es beginnt der Druckaufbau für die Folgemessung.
Fig. 3 zeigt schematische ein Flussdiagramm des Abgleiches der Kennfelder. Nach der Initialisierung liegt der aktuelle Vordruck p_vor im Schritt 301 an. Nach Öffnen des Umschaltventils wird im Schritt 302 entschieden, ob der Vordruck p_vor ansteigt (vgl. Fig. 2, t6 bzw. t8). Steigt der Vordruck an befindet sich das Ventil im positiven Toleranzband und im Schritt 303 wird ein der Vordruck p_vor mittels p_vor_aktuell = p_vor_aktuell * 1,1 neu berechnet. Im folgenden Schritt 305 wird entschieden, ob der Vordruck p_vor ansteigt. Ist dies der Fall, kehrt das Verfahren zu Schritt 303 zurück, und der Vordruck p_vor wird mittels p_vor_aktuell = p_vor_aktuell * 1,1 neu berechnet. Wird im Schritt 305 entschieden, dass der Vordruck p_vor nicht ansteigt, wird das Verfahren im Schritt 307 fortgesetzt. Im Schritt 307 wird ein der Vordruck p vor mittels p_vor_aktuell = p vor aktuell * 0,95 neu berechnet. Im folgenden Schritt 309 wird entschieden, ob der Vordruck p vor ansteigt. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren zu Schritt 307 zurück, und der Vordruck p_vor wird mittels p_vor_aktuell = p_vor_aktuell * 0,95 neu berechnet. Wird hingegen im Schritt 309 entschieden, dass der Vordruck p_vor ansteigt, ist der Wert mit 5% Genauigkeit im Schritt 311 bestimmt und wird im Schritt 312 als aktueller Vordruck p_vor_aktuell abgespeichert. Steigt der Vordruck nicht an befindet sich das Ventil im negativen Toleranzband und im Schritt 304 wird ein der Vordruck p_yor mittels p_vor_aktuell = p_vor_aktuell * 0,9 neu berechnet. Im folgenden Schritt 306 wird entschieden, ob der Vordruck pjvor ansteigt. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren zu Schritt 304 zurück, und der Vordruck p_vor wird mittels p_vor_aktuell = p vor aktuell * 0,9 neu berechnet. Wird im Schritt 306 entschieden, dass der Vordruck p vor ansteigt, wird das Verfahren im Schritt 308 fortgesetzt. Im Schritt 308 wird ein der Vordruck p_vor mittels p_vor_aktuell = p_vor_aktuell * 1,11 neu berechnet. Im folgenden Schritt 307 mittels p_vor_aktuell = p_vor_aktuell * 0,95 neu berechnet. Wird hingegen im Schritt 309 entschieden, dass der Vordruck p_vor ansteigt, ist der Wert mit 5% Genauigkeit im Schritt 311 bestimmt und wird im Schritt 312 als aktueller Vordruck p_vor_aktuell abgespeichert. Im Schritt 310 wird entschieden, ob die voreingestellte Anzahl an Wiederholungsmessungen erreicht wurde. Wenn diese Anzahl nicht erreicht wurde, wird das Verfahren im Schritt 308 fortgesetzt. Wurde die Anzahl erreicht, wird das Verfahren im Schritt 313 fortgesetzt, wo Korrekturfaktoren des Kennfeldes für den ermittelten Arbeitspunkt berechnet und abgespeichert werden. Im An- schluss daran kehrt das Verfahren zu Schritt 301 zurück. In Fig. 4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer alternativen, softwarebasierten Ausführung der vorgeschlagenen Vorrichtung 400 zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Ventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges gezeigt. Die vorgeschlagene Vorrichtung enthält eine Verarbeitungseinheit PU 401, die irgendein Prozessor oder Computer mit einer Steuereinheit sein kann, wobei die Steuereinheit Steuerungen basierend auf Softwareroutinen eines in einem Speicher MEM 402 gespeicherten Programms ausfuhrt. Programmbefehle werden aus dem Speicher 402 geholt und in die Steuereinheit der Verarbeitungseinheit 401 geladen, um die Verarbeitungsschritte der oben beschriebenen Funktionalitäten auszuführen. Diese Verarbeitungsschritte können auf der Basis von Eingangsdaten DI ausgeführt werden und Ausgangsdaten DO erzeugen, wobei die Eingangsdaten mindestens einem Vordruck und/oder einem Kreisdruck entsprechen können, und die Ausgangsdaten DO einer Druckdifferenz und/oder einem Arbeitspunkt entsprechenden Signal entsprechen können.
Es wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Umschaltventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges, insbesondere eines hydraulischen Bremskreises, beschrieben, wobei das hydraulische System mindestens ein Druckerzeugungsmittel, ein Hochdruckschaltventil, ein Umschaltventil und einen Vordrucksensor enthält, wobei ein Vordruck p_vor der höher als der Zieldruck des Umschaltventils ist aufgebaut wird; das Umschaltventil mit einem Zielstrom entsprechend dem Zieldruck bestromt wird; der Vordruck p_vor reduziert wird bis das Umschaltventil schließt; bei geschlossenem Umschaltventil ein Vordruck p_vor_nominal aufgebaut wird; nach Öffnen des Umschaltventils eine Druckdifferenz Ap zwischen dem Vordruck p_vor_nominal und einem Kreisdruck p_kreis erfasst wird; und auf Grundlage der Druckdifferenz Δp der Arbeitspunkt ermittelt wird.
Es wird daraufhingewiesen, dass die vorgeschlagenen Lösungen entsprechend den oben genannten Ausfuhrungsformen als Softwaremodule und/oder Hardwaremodule in den entsprechenden Funktionsblöcken implementiert werden können. Es wird ferner daraufhingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausfuhrungsformen beschränkt ist, sondern auch bei anderen Sensormodulen angewendet werden kann.
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass, während bevorzugte und beispielhafte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, verschiedene Änderungen vorgenommen werden können ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung nicht durch die detaillierte Beschreibung der bevorzugten und beispielhaften Ausführungsformen auf diese beschränkt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Ventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges, insbesondere eines hydraulischen Bremskreises, wobei das hydraulische System mindestens ein Druckerzeugungsmittel (108), ein Hochdruckschaltventil (105), ein Umschaltventil (106) und einen Vordrucksensor (104) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vordruck p_vor der höher als der Zieldruck des Umschaltventils ist aufgebaut wird; das Umschaltventil mit einem Zielstrom I entsprechend dem Zieldruck bestromt wird; der Vordruck p_vor reduziert wird bis das Umschaltventil schließt; bei geschlossenem Umschaltventil ein Vordruck p vor nominal aufgebaut wird; nach Öffnen des Umschaltventils eine Druckdifferenz Δp zwischen dem Vordruck p_vor_nominal und einem Kreisdruck p_kreis erfasst wird; und auf Grundlage der Druckdifferenz Δp der Arbeitspunkt ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der Druckdifferenz Δp der anstelle des Vordrucks p_vor_nominal aufzubauende Vordruck p_vor_neu bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines voreingestellten Schwellenwertes der Druckdifferenz Δp der Vordruck p_vor_neu erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten eines voreingestellten Schwellenwertes der Druckdifferenz Δp der Vordruck p_vor_neu verringert wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zieldruck entsprechend eines I-dp-q-Kennfelds bestimmt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung des Vordrucks p_vor mit konstantem Gradienten erfolgt.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ermittelten Vordrucks p vorjneu ein Nominal-Kennfeld ange- passt wird.
8. Vorrichtung zur Ermittlung des Arbeitspunktes von Umschaltventilen eines hydraulischen Systems eines Fahrzeuges, insbesondere eines hydraulischen Bremskreises, wobei das hydraulische System mindestens ein Druckerzeugungsmittel (108), ein Hochdruckschaltventil (105), ein Umschaltventil (106) und einen Vordrucksensor (104) enthält, gekennzeichnet durch, eine Druckerzeugungseinheit (101), die einen Vordrucks p_vor bereitstellt; eine Bestromungseinheit, die das Umschaltventil bestromt; einer Druckreduzierungseinheit, die den Vordruck p_vor reduziert; einer Messeinheit, die eine Druckdifferenz Δp zwischen dem Vordruck p_vor_nominal und einem Kreisdruck p_kreis erfasst; und einer Berechnungseinheit, die auf Grundlage der Druckdifferenz Δp den Arbeitspunkt ermittelt.
9. Programm zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsanlage, gekennzeichnet dadurch, dass das Programm bei der Ausfuhrung in einem Computer oder einem Steuergerät ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7 durchfuhrt.
10. Datenträger gekennzeichnet, durch ein auf dem Datenträger gespeichertes Programm nach Anspruch 9.
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