EP4469318A1 - Verfahren zum betreiben einer bremssystemanordnung und bremssystemanordnung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer bremssystemanordnung und bremssystemanordnung

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EP4469318A1
EP4469318A1 EP23703689.2A EP23703689A EP4469318A1 EP 4469318 A1 EP4469318 A1 EP 4469318A1 EP 23703689 A EP23703689 A EP 23703689A EP 4469318 A1 EP4469318 A1 EP 4469318A1
Authority
EP
European Patent Office
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mode
characteristic
brake system
performance
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
EP23703689.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Linden
Bogdan Budianu
Tom Kaufmann
Michael Wintzer
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Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4469318A1 publication Critical patent/EP4469318A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60T2270/82—Brake-by-Wire, EHB

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a brake system arrangement and a brake system arrangement according to the preambles of the independent claims.
  • the point at which the switchover takes place is determined by certain criteria, some of which represent a very hard limit. Factors influencing the switching time can include the environment (voltage, temperature) or the net current availability. If the voltage or current provided by the vehicle electrical system falls below a threshold value, the ABS and other functions could be switched off, for example. If a temperature threshold value is exceeded, the maximum phase current is reduced, which then results in a reduced output power. In addition, a deviation between the target and actual pressure could be monitored and a degradation activated if the system limits interfere with the current pressure increase/decrease. Overall, potential is often wasted - for example, by switching to the hydraulic fallback level, although by-wire braking would have been possible.
  • an analysis as to whether degrading is to take place is only possible when the brake is activated.
  • a method is known from DE 102016215833 A1 that calculates the possible maximum torque at the current speed and/or the possible maximum speed at the current load torque based on the current operating point of the actuator. From the positioning reserve(s) determined from this, it is derived whether the performance of the drive is sufficient to continue to be able to provide a requested system function.
  • the current reserve is determined based on the difference to a characteristic. In other words, downgrading is only possible after activation of the brake.
  • a method is therefore desirable which can determine the possible working range even before the brake is activated.
  • the object is achieved by a method for operating a brake system arrangement, the brake system arrangement comprising an evaluation device and actuators, the brake system arrangement being operable in a first mode and in a second mode and the operation of the brake system arrangement being degradable from the first mode to the second mode is, whereby the following steps are carried out:
  • the method according to the invention has the advantage that electromechanical parameters are included in the calculation of the input data. These are easier to handle than the input data used in previous systems.
  • the invention now makes it possible to downgrade before the brake is activated. This is particularly advantageous since degradation during braking can cause the driver to feel uncomfortable. The invention thus contributes to the fact that switching takes place during the braking process in fewer cases.
  • the invention makes it possible to determine the performance of an actuator of the brake over the entire working range and thus to be able to decide before a function is called whether all working points necessary for this function can be approached.
  • a further advantage of the method according to the invention is that the operating points required by a function can be determined from measurement data in the form of a characteristic curve and the required performance of the actuator can thus be clearly described.
  • the performance or the behavior of a driver in the fallback level of the brake system can also be determined in order to determine a comparative characteristic curve as a suitable switching criterion.
  • an individual switching criterion could even be stored. This could in turn be learned during a "calibration run" on the fallback level.
  • the performance of the actuator or actuators is preferably passed on to the software, which can then initiate the degradation.
  • the degradation strategy is adaptable and it is also possible to redistribute the desired deceleration to other actuators (e.g. to the electronic drive or the individual wheel steering).
  • the first mode-dependent characteristic is provided by determining the derivation of a second mode-dependent characteristic.
  • the first mode is a by-wire mode.
  • a by-wire mode means that the brake system is designed in such a way that the actuating and adjusting devices are mechanically decoupled from one another and the desired actuation is transmitted between the actuating device and the actuator (actuating devices) by means of digital signal transmission.
  • the second mode is a hydraulic mode or a mechanical mode.
  • the brake system is designed in such a way that the actuation request can be transmitted hydraulically (hydraulic brake system).
  • a linear actuator, a hydraulic resistance (valves and brake lines) and the actuator or actuators are preferably connected to one another in succession.
  • an electromechanical braking system is provided so that the request for actuation is transmitted electrically and the actuators can be applied mechanically - and thus the brakes can be actuated.
  • the first mode-dependent characteristic is a characteristic that is dependent on the second mode. It is either a pressure-volume characteristic when the second mode is a hydraulic mode or it is a force-displacement characteristic when the second mode is a mechanical mode.
  • the power characteristic is designed as a pressure-pressure gradient characteristic in the case of the hydraulic mode or as a force-force gradient characteristic in the case of the mechanical mode.
  • the evaluation device determines five operating points on the performance curve. It is then analyzed whether at least three of the five operating points on the performance curve can be implemented by the braking system. In a preferred development of the invention, a degradation is carried out if it has been determined that fewer than three of the five operating points on the performance curve can be implemented. This means that you can be demoted later than was previously possible. This ensures braking in by-wire mode over a longer period of time than in the prior art.
  • the inertia of the motor or a linear actuator is neglected when calculating the input parameters. More preferably, the calculation is based on the assumption that the pressure in all brake calipers develops in the same way. This makes it possible to describe the maximum dynamics of the pressure build-up and pressure reduction using the relationship between the wheel pressure and its time derivative. This characteristic curve is then preferably compared with different scenarios (eg normal braking function (NBrake) with reduced voltage and hydraulic fallback level). This advantageously achieves that in every situation the mode with the highest performance can be selected, thus preventing unnecessary degradation with a loss of braking performance.
  • NBrake normal braking function
  • the performance of the second mode is measured and stored. It is then available for the calculation of the power curve.
  • the object is also achieved by a brake system arrangement, the brake system arrangement being designed in such a way that the method described above can be carried out.
  • the performance of the braking system (including driver characteristics) can be described on the basis of physical properties and thus made comparable. This can also be used, for example, for statistical surveys and test person tests.
  • the implementation takes place in a microprocessor and the invention can be used for the degradation concept (switching of functional modes).
  • the information can be used as a feedback variable for higher-level control systems (manipulated variable limitation).
  • the information can be used as a feedback variable for limiting the expected power in contouring error monitoring.
  • Information about the system performance can be provided at an interface, e.g. for smart actuators (e.g. if one or more electrohydraulic or electromechanical brake actuators are operated as a black box by a higher-level system).
  • smart actuators e.g. if one or more electrohydraulic or electromechanical brake actuators are operated as a black box by a higher-level system.
  • the information on the performance of the individual actuators is used in order to recognize different braking effects on different wheels not only during the braking process.
  • an overall performance of the braking system can be derived.
  • FIG. 1 shows part of the components of an electrohydraulic brake system
  • FIG. 2 shows a torque-speed characteristic (motor characteristic)
  • FIG. 3 shows a volume-pressure characteristic of the actuators
  • FIG. 6 shows a flowchart for the method.
  • FIG. 1 shows some of the components of an electrohydraulic brake system with a linear actuator 1, valves 3 and an actuator 5, which are connected in series.
  • volume-pressure characteristic of the actuators shows a volume-pressure characteristic of the actuators and is also an input parameter for the calculation of the performance characteristic of the first mode.
  • the volume-pressure characteristic represents a property of the brake calipers and can either be determined dynamically or once. In the case of a one-off determination, the characteristic is saved and later used to calculate the performance characteristic of the first mode.
  • the volume-pressure characteristic is the second mode-dependent characteristic 102 (see FIG. 6).
  • FIG. 4 shows the derivation of the volume-pressure characteristic from FIG. 3.
  • the characteristic from FIG. 4 is thus determined by means of a differential calculation or by means of a derivation function from the volume-pressure characteristic. It represents the first mode-dependent characteristic 104 (see FIG. 6).
  • 5 shows a pressure-pressure gradient characteristic showing the performance characteristic of the first mode, specifically the linear actuator. It is determined by means of a calculation from the engine characteristic (torque-speed characteristic) and the derivation of the volume-pressure characteristic. The pressure is plotted on the x-axis and the pressure gradient on the y-axis.
  • (3) can then be inserted into (2).
  • the respective performance curve (pressure-pressure gradient curve or force-force gradient curve) is the performance of the first mode. It is then compared to the performance of the second mode. This performance of the second mode is either determined dynamically or determined once and stored.
  • FIG. 6 shows a flowchart of the method, in which the cuts already explained are shown again.
  • a second mode-dependent characteristic 102 is derived (derivation 104).
  • This derived first mode-dependent characteristic curve 104 is included in a calculation 106 together with a torque/speed characteristic curve 100 .
  • a degradation 114 of the brake system can then take place on the basis of the result of the comparison 112 or a strategy for a degradation can be created and then implemented.
  • the step can also be included in the process that five points are defined on the performance curve of the first mode and it is determined whether at least three of the five points can be implemented in the current configuration. If this is the case, no degradation takes place, so that the system operates in the first mode (by-wire mode) for a maximum of time. However, if only fewer than three points can be implemented, functions will be degraded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremssystemanordnung, wobei die Bremssystemanordnung eine Auswerteeinrichtung, und Aktuatoren umfasst, wobei die Bremssystemanordnung in einem ersten Modus und in einem zweiten Modus betreibbar ist und der Betrieb der Bremssystemanordnung aus dem ersten Modus in den zweiten Modus degradierbar ist, wobei folgende Schritte durchgeführt werden: - Bereitstellen von Eingangsdaten für die Auswerteeinrichtung, - Auswerten der Eingangsdaten durch die Auswerteeinrichtung und - Degradieren aus dem ersten Modus in den zweiten Modus entsprechend des Ergebnisses der Auswertung, wobei die Eingangsdaten eine Leistungskennlinie des ersten Modus (108) ist und folgende Schritte zum Bereitstellen der Leistungskennlinie (108) durchgeführt werden: - Ermitteln einer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie (100), - Bereitstellen einer ersten modusabhängigen Kennlinie (104), - Berechnen der Leistungskennlinie (108) aus der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie (100) und der ersten modusabhängigen Kennlinie (104) mittels mindestens einer mathematischen Formel, wobei beim Schritt des Auswertens folgender Schritt durchgeführt wird: - Vergleichen (112) zwischen ermittelter möglicher Leistungsfähigkeit des ersten Modus gemäß der berechneten Leistungskennlinie (108) und der Leistungsfähigkeit des zweiten Modus (110). Die Erfindung betrifft zudem eine Bremssystemanordnung.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Bremssystemanordnung und Bremssystemanordnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremssystemanordnung sowie eine Bremssystemanordnung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
In bisherigen Bremssystemen gibt es einerseits einen „by-Wire“ Modus, bei dem der Bremswunsch von der Betätigungseinrichtung zum Aktuator mittels Signalübertragung übermittelt wird. Andererseits gibt es eine hydraulische Rückfallebene, bei der z.B. der Bremswunsch mittels eines Linearaktuators über Ventile (hydraulischer Widerstand) an die Aktuatoren (hydraulische Kapazität) übertragen wird. In den genannten Systemen wird normalerweise im by-Wire Modus gebremst. In bestimmten Situationen kann eine Degradierung zur hydraulischen Rückfallebene erfolgen, um dafür zu sorgen, dass das Fahrzeug bremsbar bleibt.
Der Punkt, an dem die Umschaltung erfolgt, wird durch bestimmte Kriterien ermittelt, welche teilweise eine sehr harte Grenze darstellen. Einflussfaktoren auf den Umschaltzeitpunkt können dabei u.a. die Umgebung (Spannung, Temperatur) sein oder die Nettostromverfügbarkeit. Unterschreitet die von dem Energiebordnetz bereitgestellte Spannung oder Strom einen Schwellwert, könnte beispielsweise das ABS und andere Funktionen abgeschaltet werden. Bei Überschreitung eines Temperatur-Schwellenwerts wird eine Reduzierung des maximalen Phasenstromes vorgenommen, wodurch sich dann eine verringerte Abgabeleistung ergibt. Zudem könnte eine Abweichung zwischen Soll- und Istdruck überwacht werden und eine Degradierung aktiviert werden, wenn die Systemgrenzen den aktuellen Druckanstieg/-abfall stören. Insgesamt wird oft Potential verschenkt - indem z.B. schon in die hydraulische Rückfallebene umgeschaltet wird, obwohl noch eine by-Wire Bremsung möglich gewesen wäre. Zudem ist eine Analyse, ob degradiert werden soll, nur bei Aktivierung der Bremse möglich. So ist etwa aus der DE 102016215833 A1 ein Verfahren bekannt, dass ausgehend von dem aktuellen Arbeitspunkt des Aktuators das mögliche Maximalmoment bei aktueller Drehzahl und/oder die mögliche Maximaldrehzahl bei aktuellem Lastmoment berechnet. Aus der/den daraus ermittelten Stellreserve(n) wird abgeleitet, ob die Leistungsfähigkeit des Antriebs ausreicht, um eine angeforderte Systemfunktion weiter zur Verfügung stellen zu können. Bei diesem Verfahren wird demnach ausgehend von einem Arbeitspunkt des Aktuators die aktuelle Reserve anhand der Differenz zu einer Kennlinie bestimmt. In anderen Worten, ein Degradieren ist erst nach der Aktivierung der Bremse möglich.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, den Prozess der Degradierung zu verbessern, in jeder Situation die Betriebsart mit der höchsten Leistung zu wählen und unnötige Verschlechterungen und Verluste der Bremsleistung zu vermeiden.
Wünschenswert ist demnach ein Verfahren, welches schon vor Aktivierung der Bremse den möglichen Arbeitsbereich ermitteln kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bremssystemanordnung, wobei die Bremssystemanordnung eine Auswerteeinrichtung, und Aktuatoren umfasst, wobei die Bremssystemanordnung in einem ersten Modus und in einem zweiten Modus betreibbar ist und der Betrieb der Bremssystemanordnung aus dem ersten Modus in den zweiten Modus degradierbar ist, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:
- Bereitstellen von Eingangsdaten für die Auswerteeinrichtung,
- Auswerten der Eingangsdaten durch die Auswerteeinrichtung und
- Degradieren aus dem ersten Modus in den zweiten Modus entsprechend des Ergebnisses der Auswertung, wobei die Eingangsdaten eine Leistungskennlinie des ersten Modus ist und folgende Schritte zum Bereitstellen der Leistungskennlinie durchgeführt werden:
- Ermitteln einer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie,
- Bereitstellen einer ersten modusabhängigen Kennlinie,
- Berechnen der Leistungskennlinie aus der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie und der ersten modusabhängigen Kennlinie mittels mindestens einer mathematischen Formel, wobei beim Schritt des Auswertens folgender Schritt durchgeführt wird:
- Vergleichen zwischen ermittelter möglicher Leistungsfähigkeit des ersten Modus gemäß der berechneten Leistungskennlinie und der Leistungsfähigkeit des zweiten Modus.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass elektromechanische Parameter in die Berechnung der Eingangsdaten einbezogen werden. Diese sind einfacher zu handhaben als die in bisherigen Systemen genutzten Eingangsdaten. Zudem ist durch die Erfindung nunmehr ein Degradieren vor der Aktivierung der Bremse möglich. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein Degradieren während des Bremsvorgangs ein unangenehmes Gefühl für den Fahrer verursachen kann. Die Erfindung trägt somit dazu bei, dass in weniger Fällen eine Umschaltung während des Bremsvorgangs stattfindet.
Die Erfindung ermöglicht es, die Leistungsfähigkeit eines Aktuators der Bremse über den gesamten Arbeitsbereich zu ermitteln und so schon vor Aufruf einer Funktion entscheiden zu können, ob alle für diese Funktion notwendigen Arbeitspunkten angefahren werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die von einer Funktion benötigten Arbeitspunkte in Form einer Kennlinie aus Messdaten ermittelt werden können und so die notwendige Leistungsfähigkeit des Aktuators eindeutig beschrieben werden kann.
Umgekehrt kann auch die Leistungsfähigkeit bzw. das Verhalten eines Fahrers in der Rückfallebene des Bremssystems ermittelt werden, um eine Vergleichskennlinie als geeignetes Umschaltkriterium zu ermitteln.
Wird z.B. in einem Bremssystem der Fahrer identifiziert, könnte sogar ein individuelles Umschaltkriterium hinterlegt werden. Dies könnte wiederum bei einer „Kalibrierfahrt“ in der Rückfallebene eingelernt werden. Bevorzugt wird die Leistungsfähigkeit des Aktuators bzw. der Aktuatoren an die Software weitergegeben, welche daraufhin die Degradierung einleiten kann. Dabei ist die Degradierungsstrategie anpassbar und auch eine Umverteilung des Verzögerungswunsches auf andere Aktuatoren (z.B. auf den elektronischen Antrieb oder die Einzelradlenkung) ist möglich.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die erste modusabhängige Kennlinie bereitgestellt, indem die Ableitung einer zweiten modusabhängigen Kennlinie ermittelt wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der erste Modus ein By-Wire-Modus. Unter einem By-Wire-Modus ist hierbei zu verstehen, dass das Bremssystem so ausgelegt ist, dass die Betätigungs- und Stelleinrichtungen mechanisch voneinander entkoppelt sind und die Übertragung des Betätigungswunsches zwischen Betätigungseinrichtung und Aktuator (Stelleinrichtungen) mittels digitaler Signalübertragung erfolgt.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Modus ein hydraulischer Modus oder ein mechanischer Modus. Beim hydraulischen Modus ist das Bremssystem derart ausgebildet, dass der Betätigungswunsch hydraulisch übertragbar ist (hydraulisches Bremssystem). In diesem Fall sind bevorzugt nacheinander ein Linearaktuator, ein hydraulischer Widerstand (Ventile und Bremsleitungen) und der Aktuator bzw. die Aktuatoren miteinander verbunden.
Beim mechanischen Modus ist ein elektromechanisches Bremssystem vorgesehen, so dass der Betätigungswunsch elektrisch übertragen wird und die Aktuatoren mechanisch zuspannen - und damit die Bremse betätigen - können.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste modusabhängige Kennlinie eine Kennlinie, die vom zweiten Modus abhängig ist. Sie ist entweder eine Druck-Volumen-Kennlinie, wenn der zweite Modus ein hydraulischer Modus ist oder sie ist eine Kraft-Weg-Kennlinie, wenn der zweite Modus ein mechanischer Modus ist. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Leistungskennlinie als Druck-Druckgradienten-Kennlinie im Fall des hydraulischen Modus ausgebildet oder als Kraft-Kraftgradienten-Kennlinie im Fall des mechanischen Modus.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bestimmt die Auswerteeinrichtung fünf Arbeitspunkte auf der Leistungskennlinie. Anschließend wird analysiert, ob mindestens drei der fünf Arbeitspunkte auf der Leistungskennlinie von dem Bremssystem umgesetzt werden können. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird eine Degradierung vorgenommen, wenn ermittelt wurde, dass weniger als drei der fünf Arbeitspunkte auf der Leistungskennlinie umgesetzt werden können. Dadurch kann später degradiert werden als bisher möglich. Damit ist eine Bremsung im By-Wire-Modus über einen längeren Zeitraum gewährleistet als im Stand der Technik.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden für eine Bestimmung einer Strategie für die Degradierung folgende weitere Schritte durchgeführt:
- Berechnen von Druckabbaugradienten unter Einbeziehung von einem oder mehreren der folgenden Parameter: Erlaubte Rückspeiseleistung, Temperatur einer internen Energiesenke, erlaubte Phasenströme und
- Bestimmen der Strategie für die Degradierung auf Grundlage der berechneten Druckabbaugradienten.
Damit wird der Zeitraum, in dem eine By-Wire-Bremsung möglich ist, noch erweitert.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird bei der Berechnung der Eingangsparameter die Trägheit des Motors oder eines Linearaktuators vernachlässigt. Weiter bevorzugt wird die Berechnung auf die Annahme gestützt, dass sich der Druck in allen Bremssätteln in gleicher Weise entwickelt. Damit ist es möglich, die maximale Dynamik des Druckaufbaus und Druckabbaus mittels der Beziehung zwischen dem Raddruck und seiner Zeitableitung zu beschreiben. Bevorzugt wird diese charakteristische Kurve dann mit verschiedenen Szenarien verglichen (z.B. Normalbremsfunktion (NBrake) mit reduzierter Spannung und Hydraulischer Rückfallebene). Damit wird vorteilhaft erreicht, dass in jeder Situation der Modus mit der höchsten Leistung gewählt werden kann und somit verhindert wird, dass unnötige Degradationen mit einem Verlust an Bremsleistung stattfinden.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Leistungsfähigkeit des zweiten Modus gemessen und abgespeichert. Sie steht dann für die Berechnung der Leistungskennlinie zur Verfügung.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Bremssystemanordnung, wobei die Bremssystemanordnung derart ausgebildet ist, dass das zuvor beschriebene Verfahren durchführbar ist.
Insgesamt hat die Erfindung folgende Vorteile:
- Es wird die Leistungsfähigkeit des Bremssystemsystems (inklusive Fahrereigenschaften) anhand von physikalischen Eigenschaften beschreibbar und damit vergleichbar gemacht. Dies kann z.B. auch für statistische Erhebungen und Probandentests genutzt werden.
- Die Umsetzung findet in einem Mikroprozessor statt und die Erfindung kann für das Degradationskonzept (Umschaltung von Funktionsmodi) genutzt werden
- Die Information kann als Rückführungsgröße für überlagerte Regelsysteme genutzt werden (Stellgrößenbegrenzung).
- Die Information kann als Rückführungsgröße für Begrenzung der erwarteten Leistung in Schleppfehlerüberwachungen genutzt werden.
- Die Information kann über die System leistungsfähigkeit an einer Schnittstelle bereitgestellt werden, z.B. für smart actuactors (z.B. wenn ein oder mehrere elektrohydraulische oder elektromechanische Bremsenaktuatoren als Black-Box von einem überlagerten System betrieben werden).
- Die Information der Leistungsfähigkeit der Einzelaktuatoren wird genutzt, um unterschiedliche Bremswirkung an verschiedenen Rädern nicht erst im Laufe der Bremsung zu erkennen. Außerdem kann eine Gesamtleistungsfähigkeit des Bremssystems abgeleitet werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren. In schematischer Darstellung zeigen beispielhaft:
Fig. 1 einen Teil der Komponenten eines elektrohydraulischen Bremssystems, Fig. 2 eine Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie (Motorkennlinie), Fig. 3 eine Volumen-Druck-Kennlinie der Aktuatoren,
Fig. 4 eine Kurve, welche die Ableitung der Volumen-Druck-Kennlinie aus Fig. 3 darstellt,
Fig. 5 eine Druck-Druckgradient-Kennlinie (Leistungskurve des Linearaktuators) und
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm für das Verfahren.
Fig. 1 zeigt einen Teil der Komponenten eines elektrohydraulischen Bremssystems mit einem Linearaktuator 1 , Ventilen 3 und einem Aktuator 5, welche nacheinander geschaltet sind.
Fig. 2 zeigt eine Motorkennlinie mit der Drehzahl auf der X-Achse und dem Drehmoment auf der Y-Achse. Sie stellt einen Eingangsparameter für die Berechnung der Leistungskennlinie des ersten Modus dar.
Fig. 3 zeigt eine Volumen-Druck-Kennlinie der Aktuatoren und ist ebenfalls ein Eingangsparameter für die Berechnung der Leistungskennlinie des ersten Modus. Die Volumen-Druck-Kennlinie stellt eine Eigenschaft der Bremssättel dar und kann entweder dynamisch oder einmalig ermittelt werden. Bei einer einmaligen Ermittlung wird die Kennlinie abgespeichert und später für die Berechnung der Leistungskennlinie des ersten Modus herangezogen. Die Volumen-Druck-Kennlinie ist die zweite modusabhängige Kennlinie 102 (siehe Fig. 6).
Fig. 4 zeigt die Ableitung der Volumen-Druck-Kennlinie aus Fig. 3. Die Kennlinie aus Fig. 4 wird somit mittels Differentialrechnung bzw. mittels einer Ableitungsfunktion aus der Volumen-Druck-Kennlinie ermittelt. Sie stellt die erste modusabhängige Kennlinie 104 (siehe Fig. 6) dar. Fig. 5 zeigt eine Druck-Druckgradient-Kennlinie, welche die Leistungskennlinie des ersten Modus, speziell des Linearaktuators, darstellt. Sie wird mittels einer Berechnung aus der Motorkennlinie (Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie) und der Ableitung der Volumen-Druck-Kennlinie ermittelt. Auf der X-Achse ist der Druck aufgetragen und auf der Y-Achse der Druckgradient.
Die Berechnung bei einem elektrohydraulischen Bremssystem kann dabei folgendermaßen aussehen:
In (2) kann dann (3) eingesetzt werden
Daraus entsteht dann:
Die Ableitung der Volumen-Druck-Kennlinie wird als in (4) eingesetzt.
(3) kann zudem in (5) eingesetzt werden, wobei Pdrop in bar gemessen wird und
„25“ = 25 bar (10Λ5 Pa) bedeuten
(5) und (6) werden dann in (7) eingesetzt
(7) Pcaliper = PLAC - Pdrop
(7) kann dann ebenso in (4) eingesetzt werden.
Aus (7) folgt dann v=V(p) In einem elektromechanischen Bremssystem kann die Berechnung folgendermaßen aussehen:
(10) F=F(x) oder (11) X=X(F)
(15) F = K · Min
(14) und (15) werden in (13) eingesetzt. Daraus wird (16):
Ist dabei die Ableitung der Kraft-Weg-Kennlinie.
Die jeweilige Leistungskennlinie (Druck-Druckgradient-Kennlinie oder Kraft-Kraftgradient-Kennlinie) ist die Leistungsfähigkeit des ersten Modus. Sie wird anschließend mit der Leistungsfähigkeit des zweiten Modus verglichen. Diese Leistungsfähigkeit des zweiten Modus wird entweder dynamisch ermittelt oder einmalig ermittelt und abgespeichert.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens, in dem die bereits erklärten Schnitte noch einmal dargestellt werden.
Eine zweite modusabhängige Kennlinie 102 wird abgeleitet (Ableitung 104). Diese abgeleitete erste modusabhängige Kennlinie 104 geht zusammen mit einer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie 100 in eine Berechnung 106 ein. Daraus entsteht eine Leistungskennlinie des ersten Modus 108 (Leistungsfähigkeit des ersten Modus). Diese wird mit einer Leistungsfähigkeit des zweiten Modus 110 verglichen (Vergleich 112). Auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs 112 kann dann eine Degradierung 114 des Bremssystems stattfinden bzw. eine Strategie für eine Degradierung kann erstellt und anschließend durchgeführt werden. Zudem kann noch der Schritt in den Ablauf mit einbezogen werden, dass fünf Punkte auf der Leistungskennlinie des ersten Modus definiert werden und ermittelt wird, ob mindestens drei der fünf Punkte in der aktuellen Konfiguration umsetzbar sind. Ist dies der Fall, findet keine Degradierung statt, so dass das System maximal lange im ersten Modus (by-Wire-Modus) operiert. Sind jedoch nur weniger als drei Punkte umsetzbar, findet eine Degradierung von Funktionen statt.
Insofern werden u.a. folgende Schritte zum Bereitstellen der Leistungskennlinie 108 durchgeführt:
- Ermitteln der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie 100, - Ermitteln der Ableitung 104 von einer zweiten modusabhängigen Kennlinie 102,
- Berechnen der Leistungskennlinie 108 aus der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie 100 und der Ableitung 104 der zweiten modusabhängigen Kennlinie 102 mittels mindestens einer mathematischen Formel.
Bezugszeichenliste:
1 Linearaktuator
3 Ventile
5 Aktuator
100 Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie
102 zweite modusabhängige Kennlinie
104 erste modusabhängige Kennlinie (Ableitung der zweiten modusabhängigen Kennlinie 102)
106 Berechnung
108 Leistungskennlinie des ersten Modus
110 Leistungsfähigkeit des zweiten Modus
112 Vergleich
114 Degradierung
Formellegende:
F = Kraft
V = Volumen p = Druck x = Weg ω = Drehzahl t = Zeit in = input (Eingang)
LAC = Linearaktuator
T = Temperatur
Caliper = Bremssattel
Drop = Druckabfall über Ventil
Pitch = Steigung
Area = Fläche q25 = Volumenfluss bei 25 bar Druckdifferenz
M = Drehmoment

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Bremssystemanordnung, wobei die Bremssystemanordnung eine Auswerteeinrichtung und Aktuatoren umfasst, wobei die Bremssystemanordnung in einem ersten Modus und in einem zweiten Modus betreibbar ist und der Betrieb der Bremssystemanordnung aus dem ersten Modus in den zweiten Modus degradierbar ist, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:
- Bereitstellen von Eingangsdaten für die Auswerteeinrichtung,
- Auswerten der Eingangsdaten durch die Auswerteeinrichtung und
- Degradieren aus dem ersten Modus in den zweiten Modus entsprechend des Ergebnisses der Auswertung, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsdaten eine Leistungskennlinie des ersten Modus (108) ist und folgende Schritte zum Bereitstellen der Leistungskennlinie (108) durchgeführt werden:
- Ermitteln einer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie (100),
- Bereitstellen einer ersten modusabhängigen Kennlinie (104),
- Berechnen der Leistungskennlinie (108) aus der Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie (100) und der ersten modusabhängigen Kennlinie (104) mittels mindestens einer mathematischen Formel, wobei beim Schritt des Auswertens folgender Schritt durchgeführt wird:
- Vergleichen (112) zwischen ermittelter möglicher Leistungsfähigkeit des ersten Modus gemäß der berechneten Leistungskennlinie (108) und der Leistungsfähigkeit des zweiten Modus (110).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste modusabhängige Kennlinie (104) bereitgestellt wird, indem die Ableitung einer zweiten modusabhängigen Kennlinie (102) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modus ein By-Wire-Modus ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Modus ein hydraulischer Modus oder ein mechanischer Modus ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite modusabhängige Kennlinie (102) entweder eine Druck-Volumen-Kennlinie ist, wenn der zweite Modus ein hydraulischer Modus ist oder die zweite modusabhängige Kennlinie (102) eine Kraft-Weg-Kennlinie ist, wenn der zweite Modus ein mechanischer Modus ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Leistungskennlinie (108) als Druck-Druckgradient-Kennlinie ausgebildet ist, wenn der zweite Modus ein hydraulischer Modus ist oder als Kraft-Kraftgradient-Kennlinie ausgebildet ist, wenn der zweite Modus ein mechanischer Modus ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Auswerteeinrichtung fünf Arbeitspunkte auf der Leistungskennlinie (108) bestimmt werden und anschließend ermittelt wird, ob mindestens drei der fünf Arbeitspunkte auf der Leistungskennlinie (108) von dem Bremssystem umgesetzt werden können.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Degradierung (114) vorgenommen wird, wenn ermittelt wurde, dass weniger als drei der fünf Arbeitspunkte auf der Leistungskennlinie (108) umgesetzt werden können.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Bestimmung einer Strategie für die Degradierung folgende weitere Schritte durchgeführt werden:
- Berechnen von Druckabbaugradienten unter Einbeziehung von einem oder mehreren der folgenden Parameter: Erlaubte Rückspeiseleistung, Temperatur einer internen Energiesenke, erlaubte Phasenströme und
- Bestimmen der Strategie für die Degradierung auf Grundlage der berechneten Druckabbaugradienten.
10. Bremssystemanordnung, dadurch ausgebildet, dass die Bremssystemanordnung derart ausgebildet ist, dass mittels der Bremssystemanordnung das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführbar ist.
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