WO2013189858A1 - Verfahren zur ermittlung der druck-volumencharakteristik von fahrzeugbremsen - Google Patents

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WO2013189858A1
WO2013189858A1 PCT/EP2013/062425 EP2013062425W WO2013189858A1 WO 2013189858 A1 WO2013189858 A1 WO 2013189858A1 EP 2013062425 W EP2013062425 W EP 2013062425W WO 2013189858 A1 WO2013189858 A1 WO 2013189858A1
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brake
braking
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Michael Bunk
Christoph Betz
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60T2270/30—ESP control system
    • B60T2270/308—ESP control system hydraulic model

Definitions

  • Motor vehicles are based on pump or valve controls of a hydraulic system installed in the system and thus allow wheel-individual
  • the volume-pressure characteristic denotes the
  • the volume acquisition characteristic is subject to large tolerances. By manufacturing tolerances, but also by the current state of the brake, the brake pads and the contact conditions between brake pad and brake disc, it may be to variations of the setting of a
  • the invention relates to a method for determining the pressure-volume characteristic of a brake system of a vehicle or motor vehicle while driving, in which at several times during a first or predetermined operating state in which braking is present,
  • the hydraulic pressure of the brake fluid is determined at one point or at least one point in the brake system by means of a pressure sensor
  • the pressure-volume characteristic of the brake system is determined.
  • the invention offers the ability to redetermine or adapt during selected driving conditions or operating conditions.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the first operating state is driver braking,
  • Displacement or angle sensor is determined.
  • This refinement has the advantage that in numerous vehicles a pressure sensor is already installed at the output of the master brake cylinder and a path or angle sensor detecting the actuation travel or the operating angle of the brake pedal is also already present.
  • pressure-volume characteristic is stored as a selectable mathematical variables or degrees of freedom or coefficients having analytical function in the control unit, which determines the relationship between the
  • an analytic function is selected, the course of which already roughly corresponds to a typically expected pressure-volume characteristic, by determining the selectable mathematical values on the basis of the determined pressure and pressure values
  • Volume values are then fine-tuned to fit as closely as possible to the measured value pairs of pressure and volume delivery.
  • selectable mathematical variables are selectable numerical values. This is an easy way an offset and
  • Vadaptive (p) kl * Vinitial (p) + k0
  • V ad aptive (p) is the pressure-volume characteristic to be determined
  • V in iti a i (p) is one at an earlier time determined or initially stored in a storage medium in the vehicle pressure-volume characteristic is
  • kO and kl are selectable numerical values, and based on the determined pressure and volume values, a determination of the values for the selectable numerical values kO and kl takes place.
  • p denotes the pressure difference between the hydraulic pressure of the brake fluid and the atmospheric pressure.
  • Vadaptiv and Vjnitiai mark the supplied brake fluid volume.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the selectable mathematical variables are functions which depend on a temperature and / or wear and / or the
  • Driver braking is and the driver-initiated brake pressure at the output of the master cylinder is approximately constant in time, i. that the change per unit time of this brake pressure a predetermined
  • Threshold falls below. In this case, a steady state is present and the pressure of the hydraulic fluid in the Radbremszylindern substantially corresponds to the hydraulic pressure at the output of
  • the first or predetermined operating state is selected so that all 4 intake valves are open and no vehicle dynamics control is active. They are e.g. However, it is also possible to predetermine operating states in which the intake valves of the wheel brake cylinders associated with one of the two brake circuits are open, and the intake valves of the wheel brake cylinders of the other brake circuit are closed. This operating state is suitable for determining the
  • the first or predetermined operating state does not always have to be the same
  • the predetermined operating state is always re-learned or adapted.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the first or predetermined operating state is a driver-independent braking, in which the brake pressure is generated by means of a pump located in the hydraulic circuit,
  • the pressure-volume characteristic of the brake system is determined.
  • This embodiment opens the possibility, even during a
  • ACC Driver-independent braking, for example, in the context of an ACC control to determine or adjust the pressure-volume characteristics of the brake system.
  • ACC is understood to mean the "Adaptive Cruise Control" function.
  • the invention further includes a device, in particular a control device, which contains means, such as the program code stored on a storage medium, for carrying out the methods claimed above.
  • the drawing consists of Figures 1 to 5.
  • FIG 1 shows the typical time course of pressure and supplied
  • FIG. 2 shows, in the form of a block diagram, the basic sequence of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a hydraulic plan typical of a driving dynamics control system.
  • FIG. 4 shows typical pressure-volume characteristics together with the associated functions
  • FIG. 5 shows, in a pressure-volume diagram, the initial characteristic curve, the determined measuring points and the new characteristic curve.
  • a volume or displacement sensor and a pressure sensor for measuring current volume supply and current pressure in a brake system is more special
  • Such special system states may be, for example, the following: there is driver braking, i. There is a pressure build-up in all four wheel brake cylinders and the volume intake of all four wheel brakes can be determined
  • Characteristic is stored in a vehicle control unit and performs artificially stimulated pressure buildups.
  • Components of the hydraulic circuit contained brake fluid volume is approximately constant.
  • the associated pressure of the hydraulic fluid is e.g. directly through in the
  • the determination of the supplied volume of brake fluid takes place either via a directly measuring the volume supplied sensor, but it can also be obtained from a path signal or angle signal when the path or angle associated displaced volume is known.
  • Vreal J qRFP dt possible.
  • q RFP indicates the flow rate.
  • Fig. 1 the time t is plotted in the abscissa in the upper diagram, in the ordinate direction, the measured pressure p and the measured
  • a possible implementation for the adaptive determination of the volume absorption is to correct their initial data V in itiai over the vehicle life on the basis of specific system states:
  • Vadaptiv kl * Vjnitial + kO.
  • the function V in itiai is permanently stored as a characteristic curve above the pressure p in the memory of the control unit
  • k1 and k0 can be functions of the pressure p in the brake system, for example, and are determined for the respective system states.
  • kl and kO can also handle functions of temperature
  • FIG. 1 A block diagram showing the sequence of the method according to the invention is shown in FIG.
  • the pressure-volume curve is determined directly by means of a pressure sensor and a displacement or volume sensor. This determination is made e.g. in the partial braking range when driving straight ahead with vanishing lateral acceleration, by the current pressure difference at different times. the atmospheric pressure and the actual volume supplied measured or determined.
  • the determination of the correction factors k1 and k0 takes place by a comparison of the currently determined pressure and volume supply values with the initial pressure-volume characteristic Vinitiai. through a learning algorithm, it is also a consideration of influencing factors such as temperature, wear,
  • the current characteristic curve V ad aptive is provided in block 102 to the control algorithms of the ESP system.
  • Fig. 3 the braking system of a equipped with a vehicle dynamics control system vehicle is shown in a schematic manner. All parts that are not important for the understanding were omitted. It was considered a brake system with two brake circuits: brake circuit 1 is the left branch in Fig. 3, the right branch is brake circuit 2. In this case, the extend Brake circuit 1 in the example on the rear wheels and the brake circuit 2 extends over the front wheels. Of course, it would be another
  • HSV1 high-pressure switching valve of brake circuit 1
  • EVHL left rear intake valve, i.e. the left brake
  • HSV2 high pressure switching valve of brake circuit 2
  • RFP2 return pump of brake circuit 2
  • the two return pumps are driven by a common motor, i. they are put into operation in parallel.
  • Brake pressure control device 300 This is a branch to the
  • High-pressure switching valves 302 and 305 and to the switching valves 303 and 304 are connected to the exhaust valves 309 and 310 and the suction side of the recirculation pump 306.
  • the switching valve 303 is connected to the intake valves 308 and 311 and the delivery side of the return pump
  • the output side of the intake valve 308 and the input side of the exhaust valve 309 are connected to the wheel brake 316, as are the intake valve 311 and the exhaust valve 310 with the wheel brake 317.
  • the high-pressure switching valve 305 is connected to the exhaust valves 313 and 314 and the suction side of the recirculation pump 307.
  • the switching valve 304 is connected to the intake valves 312 and 315 and the delivery side of the return pump
  • the output side of the intake valve 312 and the input side of the exhaust valve 313 are connected to the wheel brake 318, as are the intake valve 315 and the exhaust valve 314 with the wheel brake 319.
  • the return pump 306 is located between the switching valve 303 (discharge side) and the discharge valve 310 (suction side), the return pump 307 is located between the switching valve 304 (delivery side) and the discharge valve 313 (suction side).
  • Volume sensor which can be attached to the brake pedal, for example.
  • the designated 321 point at the output of the master cylinder 301 As an installation position for the pressure sensor, for example, the designated 321 point at the output of the master cylinder 301.
  • the hydraulic pressure of a circle is measured, which substantially corresponds to the master cylinder pressure.
  • Installation positions at the delivery outlet of the return pumps are designated 322.
  • the wheel brake cylinders come into question, for example, in Fig. 1 with 323 located.
  • Fig. 4 three different pressure-volume characteristics are shown in exemplary form.
  • the pressure difference p is in the abscissa direction.
  • the three characteristics differ only by the coefficient before the first term
  • this coefficient can be chosen so that the associated function meets these measuring points as well as possible.
  • V in itiai identifies the original or initial characteristic. With “x" four measuring points are drawn. The dashed curve Vadaptiv indicates a pressure-volume characteristic that best meets these measuring points. Now V in itiai can be replaced by V a da P tiv, V a da P tiv is stored as a current characteristic in the control unit.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Druck-Volumen-Charakteristik eines Bremssystems eines Fahrzeugs bzw. Kraftfahrzeugs während der Fahrt, bei dem zu mehreren Zeitpunkten während eines ersten Betriebszustandes, bei welchem eine Bremsung vorliegt, - mittels eines Drucksensors der hydraulische Druck der Bremsflüssigkeit an wenigstens einem Punkt im Bremssystem ermittelt wird, - mittels eines Volumen- oder Wegsensors das durch die Bremsung dem Bremssystem zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen ermittelt wird, - anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte die Druck-Volumen-Charakteristik des Bremssystems ermittelt wird.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zur Ermittlung der Druck- Volumencharakteristik von Fahrzeugbremsen Stand der Technik
Heutige Bremsregelsysteme zur Stabilitäts- oder Komfortregelung von
Kraftfahrzeugen basieren auf Pumpen- oder Ventilansteuerungen einer im System verbauten Hydraulik und erlauben damit radindividuelle
Bremsdruckmodulationen. Dabei wird Hydraulik- oder Bremsflüssigkeitsvolumen gezielt bewegt oder verschoben. Dynamik und Druckstellgenauigkeit hängen dabei maßgeblich von der Kenntnis der Volumenaufnahme und der daraus resultierenden Steifigkeit des Systems ab.
Unter dem Begriff der Volumenaufnahme wird dabei nicht das gesamte Volumen der im Bremssystem enthaltenen Bremsflüssigkeit verstanden, sondern die relative Volumenzunahme der im Bremssystem enthaltenen Bremsflüssigkeit im Bremsfall gegenüber dem ungebremsten Zustand. Das heißt, im ungebremsten Zustand gilt Volumen = 0 und der im Bremssystem herrschende Druck ist gleich dem Umgebungsdruck. Die Volumen-Druckkennlinie bezeichnet den
Zusammenhang zwischen dem gegenüber dem ungebremsten Fall
hinzugekommenen Bremsflüssigkeitsvolumen und der Druckerhöhung gegenüber dem Umgebungsdruck.
Typischerweise unterliegt die Charakteristik der Volumenaufnahme großen Toleranzen. Durch Fertigungstoleranzen, aber auch durch den aktuellen Zustand der Bremse, der Bremsbeläge und der Kontaktverhältnisse zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe kann es zu Variationen des zur Einstellung eines
angeforderten Drucks notwendigen Volumens kommen. Da die Bremse über das Reservoir des Hauptbremszylinders mit Bremsflüssigkeit versorgt wird, ist diese Variation für den Fahrer nicht wahrnehmbar, für die exakte Druckeinstellung jedoch wichtig. Stabilitäts- und Komfortregler müssen diese Toleranzen mit hohen
Robustheitsaufwendungen kompensieren bzw. diese Toleranzgrenzen akzeptieren.
Bedingt durch Robustheitsaufwendungen zur Kompensation der Toleranzen sind Performance- oder Komforteinbußen notwendig. Beispielsweise kann ein Vorhalt an Pumpenleistung für die ESP-Rückförderhydraulik vorgesehen sein oder es werden Ansteuerstrategien für die Ventile zur Kompensation von Volumenfehlern eingesetzt. Dies kann jedoch zu störenden Geräuschen oder zu einer größeren Streubreite der Funktionsperformance führen.
Zur Ermittlung der Volumenaufnahme eines Bremssystems ist es bekannt, eine einmalige charakteristische Volumenaufnahme zu ermitteln und diese Daten invariant über den gesamten Anwendungszeitraum zu verwenden. Änderungen dieser Daten, wie sie z.B. durch Verschleiß, Alterung, Totvolumina oder
Nachstellmechanismen auftreten, sind nicht möglich.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Druck- Volumen- Charakteristik eines Bremssystems eines Fahrzeugs bzw. Kraftfahrzeugs während der Fahrt, bei dem zu mehreren Zeitpunkten während eines ersten bzw. vorgegebenen Betriebszustandes, bei welchem eine Bremsung vorliegt,
- mittels eines Drucksensors der hydraulische Druck der Bremsflüssigkeit an einem Punkt bzw. wenigstens einem Punkt im Bremssystem ermittelt wird,
- mittels eines Volumen- oder Wegsensors das durch die Bremsung dem
Bremssystem zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen ermittelt wird und
- anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte die Druck- Volumen- Charakteristik des Bremssystems ermittelt wird.
Da die Druck- Volumen-Charakteristik eines Bremssystems sich über ein
Fahrzeugleben hinweg ändert, bietet die Erfindung die Möglichkeit, während ausgewählten Fahrzuständen bzw. Betriebszuständen diese neu zu ermitteln bzw. anzupassen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, - dass es sich bei dem ersten Betriebszustand um eine Fahrerbremsung handelt,
- dass der hydraulische Druck am Ausgang des Hauptbremszylinders mittels eines Drucksensors gemessen wird und
- dass das zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen mittels eines den
Betätigungsweg oder den Betätigungswinkel des Bremspedals erfassenden
Weg- oder Winkelsensors ermittelt wird.
Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass in zahlreichen Fahrzeugen bereits ein Drucksensor am Ausgangs des Hauptbremszylinders verbaut ist und auch ein den Betätigungsweg oder den Betätigungswinkel des Bremspedals erfassender Weg- oder Winkelsensor bereits vorhanden ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- Volumen-Charakteristik als eine wählbare mathematische Größen bzw. Freiheitsgrade bzw. Koeffizienten aufweisende analytische Funktion im Steuergerät hinterlegt ist, welche den Zusammenhang zwischen dem
zugeführten Bremsflüssigkeitsvolumen und dem hydraulischen Druck wiedergibt und dass anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte eine Festlegung der wählbaren mathematischen Größen erfolgt. Vorteilhafterweise wird dabei eine analytische Funktion gewählt, deren Verlauf bereits grob einer typischerweise zu erwartenden Druck- Volumen-Charakteristik entspricht, durch die Festlegung der wählbaren mathematischen Größen anhand der ermittelten Druck- und
Volumenwerte erfolgt dann die Feinabstimmung der Funktion, so dass diese möglichst gut zu den gemessenen Wertepaaren von Druck und Volumenzufuhr passt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wählbaren mathematischen Größen um wählbare Zahlenwerte handelt. Damit ist auf einfache Art und Weise eine Offset- und
Steigungskorrektur möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- Volumen-Charakteristik anhand der Beziehung
Vadaptiv(p) = kl * Vinitial(p)+ k0
ermittelt wird, wobei es sich bei Vadaptiv(p) um die zu ermittelnde Druck- Volumen- Charakteristik handelt, es sich bei Vinitiai(p) um eine zu einem früheren Zeitpunkt ermittelte oder initial in einem Speichermedium im Fahrzeug hinterlegte Druck- Volumencharakteristik handelt, es sich bei kO und kl um wählbare Zahlenwerte handelt, und anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte eine Bestimmung der Werte für die wählbaren Zahlenwerte kO und kl erfolgt. In der
mathematischen Formel kennzeichnet p die Druckdifferenz zwischen dem hydraulischen Druck der Bremsflüssigkeit und dem Atmosphärendruck.
Vadaptiv und Vjnitiai kennzeichnen das zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wählbaren mathematischen Größen um Funktionen handelt, welche von einer Temperatur und/oder einem Verschleiß und/oder der
Querbeschleunigung abhängen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten bzw. vorgegebenen Betriebszustand um eine
Fahrerbremsung handelt und der vom Fahrer initiierte Bremsdruck am Ausgang des Hauptbremszylinders näherungsweise zeitlich konstant ist, d.h. dass die Änderung pro Zeiteinheit dieses Bremsdrucks einen vorgegebenen
Schwellenwert unterschreitet. In diesem Fall liegt ein eingeschwungener Zustand vor und der Druck der Hydraulikflüssigkeit in den Radbremszylindern entspricht im wesentlichen dem hydraulischen Druck am Ausgang des
Hauptbremszylinders.
Vorteilhafterweise ist der erste bzw. vorgegebene Betriebszustand so gewählt, dass alle 4 Einlassventile offen sind und keine Fahrdynamikregelung aktiv ist. Es sind z.B. jedoch auch Betriebszustände vorgebbar, bei denen die Einlassventile der zu einem der beiden Bremskreise zugehörigen Radbremszylinder offen sind, die Einlassventile der Radbremszylinder des anderen Bremskreises sind geschlossen. Dieser Betriebszustand eignet sich zur Ermittlung der
Volumenaufnahme eines einzelnen Bremskreises.
Der erste bzw. vorgegebene Betriebszustand muss nicht immer derselbe
Zustand sein, sondern es ist auch möglich, dass durch einen Lernalgorithmus der vorgegebene Betriebszustand immer wieder neu gelernt bzw. adaptiert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, - dass es sich bei dem ersten bzw. vorgegebenen Betriebszustand um eine fahrerunabhängige Bremsung handelt, bei welcher der Bremsdruck mittels einer im Hydraulikkreis befindlichen Pumpe erzeugt wird,
- dass der hydraulische Druck am Förderausgang der Pumpe oder innerhalb wenigstens eines Radbremszylinders mittels eines Drucksensors gemessen wird,
- dass das zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen mittels einer zeitlichen
Integration des Förderstroms der Pumpe ermittelt wird und
- anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte die Druck- Volumen- Charakteristik des Bremssystems ermittelt wird.
Diese Ausgestaltung eröffnet die Möglichkeit, auch während einer
fahrerunabhängigen Bremsung, beispielsweise im Rahmen einer ACC-Regelung, die Druck- Volumen-Charakteristik des Bremssystems zu ermitteln oder anzupassen. Unter dem Begriff ACC wird dabei die "Adaptive Cruise Control"- Funktion verstanden.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, welche Mittel wie beispielsweise den auf einem Speichermedium hinterlegten Programmcode zur Durchführung der vorstehend beanspruchten Verfahren enthält.
Die Zeichnung besteht aus den Figuren 1 bis 5.
Figur 1 zeigt den typischen zeitlichen Verlauf von Druck und zugeführtem
Bremsflüssigkeitsvolumen in einem Bremssystem sowie eine typische Druck- Volumen-Kennlinie.
Figur 2 zeigt in Form eines Blockdiagramms den grundsätzlichen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 3 zeigt einen für eine Fahrdynamikregelung typischen Hydraulikplan.
Figur 4 zeigt typische Druck- Volumen-Charakteristiken mitsamt den zugehörigen Funktionen Figur 5 zeigt in einem Druck-Volumen-Diagramm die initiale Kennlinie, die ermittelten Messpunkte und die neue Kennlinie.
Durch die Verwendung geeigneter Sensorik, insbesondere ein Volumen- oder Wegsensor sowie ein Drucksensor, zur Messung von aktueller Volumenzufuhr und aktuellem Druck in einem Bremssystem ist während spezieller
Systemzustände eine Berechnung der Druck- Volumencharakteristik des Bremssystems während eines Bremsvorgangs möglich. Dadurch werden alle Einflussfaktoren auf die Änderung von dessen Daten kompensiert.
Solche speziellen Systemzustände können beispielsweise die folgenden sein: es liegt eine Fahrerbremsung vor, d.h. es findet ein Druckaufbau in allen vier Radbremszylindern statt und die Volumenaufnahme aller vier Radbremsen kann ermittelt werden
- eine Verzögerungsanforderung eines ACC-Systems führt zu einem
autonomen Druckaufbau in allen vier Radbremszylindern, wiederum kann die Volumenaufnahme ermittelt werden
es liegen autonome Bremseingriffe an zwei Rädern beispielsweise im Rahmen eines Spurhalteverfahrens oder eines Bremsscheibenwischers vor - ein spezieller Lernalgorithmus zur Ermittlung der Volumen-Druck-
Charakteristik ist in einem Fahrzeugsteuergerät hinterlegt und führt künstlich stimulierte Druckaufbauten durch.
Allen diesen speziellen Systemzuständen ist gemeinsam, dass die
Volumenaufnahme an Bremsflüssigkeit nahezu vollständig in die vom
Bremsvorgang betroffenen Radbremszylinder fließt. Das in den übrigen
Komponenten des Hydraulikkreises enthaltene Bremsflüssigkeitsvolumen ist näherungsweise konstant. Der zugehörige Druck der Hydraulikflüssigkeit wird z.B. direkt durch in den
Radbremszylindern angebrachte Drucksensoren gemessen.
Alternativ besteht die Möglichkeit, nur solche Systemzustände auszuwerten, in denen der Druck am Ausgang des Hauptbremszylinders näherungsweise gleich dem Druck in den Radbremszylindern ist. Dieser Druck wird üblicherweise mit dem in vielen Fahrzeugen vorhandenen Vordrucksensor gemessen. Als geeigneter Systemzustand kommt vor allem die reine Fahrerbremsung in Frage.
Die Ermittlung des zugeführten Volumens an Bremsflüssigkeit erfolgt entweder über einen direkt das zugeführte Volumen messenden Sensor, es kann jedoch auch aus einem Wegsignal bzw. Winkelsignal gewonnen werden, wenn das einem Weg bzw. Winkel zugeordnete verschobene Volumen bekannt ist.
Alternativ ist auch eine Volumenermittlung während aktiven Druckaufbauten basierend auf der gemessenen Pumpenförderleistung der ESP- Rückförderpumpe gemäß
Vreal = J qRFP dt möglich. Dabei kennzeichnet q RFP den Förderstrom.
In Fig. 1 ist im oberen Diagramm in Abszissenrichtung die Zeit t aufgetragen, in Ordinatenrichtung sind der gemessene Druck p sowie die gemessene
Volumenzufuhr V bzw. der gemessene Weg x aufgetragen.
Daraus lässt sich die im unteren Diagramm dargestellte Druck- Volumen- Charakteristik eines Bremssystems ableiten. Dort ist in Abszissenrichtung der Druck p im Bremssystem und in Ordinatenrichtung das zugeführte
Bremsflüssigkeitsvolumen V aufgetragen.
Eine mögliche Umsetzung zur adaptiven Bestimmung der Volumenaufnahme besteht darin, deren Initialdaten Vinitiai über das Fahrzeugleben hinweg anhand spezifischer Systemzustände zu korrigieren:
Vadaptiv = kl * Vjnitial + kO .
Die Funktion Vinitiai ist fest als Kennlinie über dem Druck p im Speicher des Steuergeräts abgelegt, kl und kO können beispielsweise Funktionen des Drucks p im Bremssystem sein und werden für die jeweiligen Systemzustände ermittelt. Zusätzlich können kl und kO auch noch Funktionen von Temperatur,
Querbeschleunigung oder Alter sein.
Es ist auch möglich, die Druckabhängigkeit lediglich in Vinitiai zu berücksichtigen und über kl und kO lediglich einen Offset- und einen Steigungsfehler zu kompensieren. Dann sind kl und kO reine Zahlenwerte.
Unter hoher Querbeschleunigung führt die mechanische Belastung zu einer Verformung der Bremse, die ein Auseinanderdrücken der Bremsbeläge bewirkt. Ein anschließender Druckaufbau, speziell ein autonomer Druckaufbau über die Rückförderpumpe, muss dann nicht nur das normale Volumen für den geforderten Druckaufbau zur Verfügung stellen, sondern auch noch dieses querbeschleunigungsabhängige Totvolumen auffüllen.
Ein Blockschaltbild, welches den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, ist in Fig. 2 dargestellt. In Block 100 wird mittels eines Drucksensors sowie eines Weg- bzw. Volumensensors direkt die Druck- Volumen- Kennlinie bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt z.B. im Teilbremsbereich bei Geradeausfahrt mit verschwindender Querbeschleunigung, indem zu verschiedenen Zeitpunkten die aktuelle Druckdifferenz ggü. dem Atmosphärendruck und das aktuelle zugeführte Volumen gemessen bzw. ermittelt werden. Anschließend erfolgt in Block 101 die Ermittlung der Korrekturfaktoren kl und kO durch einen Vergleich der aktuell ermittelten Druck- und Volumenzufuhr-Werte mit der initialen Druck- Volumen- Kennlinie Vinitiai- Dies erfolgt z.B. durch einen Lernalgorithmus, es ist auch eine Berücksichtigung von Einflussfaktoren wie Temperatur, Verschleiß,
Querbeschleunigung usw. möglich. Die aktuelle Kennlinie Vadaptiv wird in Block 102 den Regelalgorithmen des ESP-Systems zur Verfügung gestellt.
Mögliche Anbringungsorte der Sensoren sind in Fig. 3 dargestellt.
In Fig. 3 ist in schematischer Art und Weise das Bremssystem eines mit einem Fahrdynamikregelungssystem ausgestatteten Fahrzeugs dargestellt. Dabei wurden alle für das Verständnis unwesentlichen Teile weggelassen. Es wurde ein Bremssystem mit zwei Bremskreisen betrachtet: Bremskreis 1 ist der linke Zweig in Fig. 3, der rechte Zweig ist Bremskreis 2. Dabei erstrecke sich der Bremskreis 1 im Beispiel über die Hinterräder und der Bremskreis 2 erstrecke sich über die Vorderräder. Selbstverständlich wäre eine andere
Bremskreisaufteilung aber auch denkbar. Bevor auf die Vorgänge im Bremssystem eingegangen wird, sollen zuerst die einzelnen Blöcke kurz vorgestellt werden:
300: Hydraulische Bremsdruckregeleinrichtung
301: Hauptbremszylinder
302: HSV1 (= Hochdruckschaltventil von Bremskreis 1)
303: USV1 (= Umschaltventil von Bremskreis 1)
306: RFP1 (= Rückförderpumpe von Bremskreis 1)
308: EVHL (= Einlassventil hinten links, d.h. an der Bremse des linken
Hinterrads)
309: AVHL (= Auslassventil hinten links)
311: EVHR (= Einlassventil hinten rechts)
310: AVHR (= Auslassventil hinten rechts)
316: Radbremse des linken Hinterrades
317: Radbremse des rechten Hinterrades
305: HSV2 (= Hochdruckschaltventil von Bremskreis 2)
304: USV2 (= Umschaltventil von Bremskreis 2)
307: RFP2 (= Rückförderpumpe von Bremskreis 2)
312: EVVL (= Einlassventil vorne links)
313: AVVL (= Auslassventil vorne links)
315: EVVR (= Einlassventil vorne rechts)
314: AVVR (= Auslassventil vorne rechts)
318: Radbremse des linken Vorderrades
319: Radbremse des rechten Vorderrades
Die beiden Rückförderpumpen sind von einem gemeinsamen Motor angetrieben, d.h. sie werden parallel in Betrieb genommen.
Vom Hauptbremszylinder 301 gehen Leitungen zu der
Bremsdruckregeleinrichtung 300. Darin erfolgt eine Verzweigung zu den
Hochdruckschaltventilen 302 und 305 und zu den Umschaltventilen 303 und 304. Das Hochdruckschaltventil 302 ist mit den Auslassventilen 309 und 310 sowie der Saugseite der Rückförderpumpe 306 verbunden. Das Umschaltventil 303 ist mit den Einlassventilen 308 und 311 sowie der Förderseite der Rückförderpumpe
306 verbunden. Die Ausgangsseite des Einlassventils 308 und die Eingangsseite des Auslassventils 309 sind verbunden mit der Radbremse 316, ebenso das Einlassventil 311 und das Auslassventil 310 mit der Radbremse 317.
Das Hochdruckschaltventil 305 ist mit den Auslassventilen 313 und 314 sowie der Saugseite der Rückförderpumpe 307 verbunden. Das Umschaltventil 304 ist mit den Einlassventilen 312 und 315 sowie der Förderseite der Rückförderpumpe
307 verbunden. Die Ausgangsseite des Einlassventils 312 und die Eingangsseite des Auslassventils 313 sind verbunden mit der Radbremse 318, ebenso das Einlassventil 315 und das Auslassventil 314 mit der Radbremse 319.
Die Rückförderpumpe 306 liegt zwischen dem Umschaltventil 303 (Förderseite) und dem Auslassventil 310 (Saugseite), die Rückförderpumpe 307 liegt zwischen dem Umschaltventil 304 (Förderseite) und dem Auslassventil 313 (Saugseite).
320 kennzeichnet einen möglichen Anbringungsort für den Weg- oder
Volumensensor, welcher beispielsweise am Bremspedal angebracht werden kann.
Als Einbauposition für den Drucksensor eignet sich beispielsweise der mit 321 bezeichnete Punkt am Ausgang des Hauptbremszylinders 301. Hier wird der hydraulische Druck eines Kreises gemessen, welcher im wesentlichen dem Hauptbremszylinderdruck entspricht. Über die Kopplung der beiden Kreise im Hauptbremszylinder ergibt sich im zweiten Kreis ein näherungsweise identischer Druck.
Soll die Ermittlung der Druck- Volumen-Charakteristik während eines
fahrerunabhängigen Bremseingriffs erfolgen, dann liegen vorteilhafte
Einbaupositionen am Förderausgang der Rückförderpumpen, diese sind mit 322 bezeichnet. Als weiterer Einbauort für einen Drucksensor kommen die Radbremszylinder infrage, beispielhaft in Fig. 1 mit 323 eingezeichnet.
In Fig. 4 sind in beispielhafter Form drei unterschiedliche Druck- Volumen- Charakteristiken eingezeichnet. Dazu ist in Abszissenrichtung die Druckdifferenz p ggü. dem Atmosphärendruck und in Ordinatenrichtung das zugeführte Volumen V aufgetragen. Die drei Charakteristiken unterscheiden sich lediglich durch den Koeffizienten vor dem ersten Term. Liegen beispielsweise verschiedene
Messpunkte vor, dann kann dieser Koeffizient so gewählt werden, dass die zughörige Funktion möglichst gut diese Messpunkte trifft.
Dies ist in Fig. 5 dargestellt. Vinitiai kennzeichnet die ursprüngliche bzw. initiale Kennlinie. Mit "x" sind vier Messpunkte eingezeichnet. Der gestrichelte Verlauf Vadaptiv kennzeichnet eine möglichst gut diese Messpunkte treffende Druck- Volumen-Charakteristik. Nunmehr kann Vinitiai durch VadaPtiv ersetzt werden, VadaPtiv wird als aktuelle Kennlinie im Steuergerät hinterlegt.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Druck- Volumen-Charakteristik eines
Bremssystems eines Fahrzeugs während der Fahrt, bei dem zu mehreren Zeitpunkten während eines ersten Betriebszustandes, bei welchem eine
Bremsung vorliegt,
- mittels eines Drucksensors der hydraulische Druck (p) der Bremsflüssigkeit an wenigstens einem Punkt im Bremssystem ermittelt wird,
- mittels eines Volumen- oder Wegsensors das durch die Bremsung dem
Bremssystem zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen (V) ermittelt wird und
- anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte die Druck- Volumen- Charakteristik des Bremssystems ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass es sich bei dem ersten Betriebszustand um eine Fahrerbremsung handelt,
- dass der hydraulische Druck (p) am Ausgang des Hauptbremszylinders mittels eines Drucksensors (321) gemessen wird und
- dass das zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen (V) mittels eines den
Betätigungsweg oder den Betätigungswinkel des Bremspedals erfassenden Weg- oder Winkelsensors (320) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- Volumen-Charakteristik als wählbare mathematische Größen (kO, kl)
aufweisende analytische Funktion im Steuergerät hinterlegt ist, welche den Zusammenhang zwischen dem zugeführten Bremsflüssigkeitsvolumen (V) und dem hydraulischen Druck (p) wiedergibt und dass anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte eine Festlegung der wählbaren mathematischen Größen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wählbaren mathematischen Größen (kO, kl) um wählbare Zahlenwerte handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- Volumen-Charakteristik anhand der Beziehung
Vadaptiv(p) = kl * Vinitial(p)+ kO ermittelt wird, wobei es sich bei Vadaptiv(p) um die zu ermittelnde Druck- Volumen- Charakteristik handelt, es sich bei Vinitiai(p) um eine zu einem früheren Zeitpunkt ermittelte oder initial in einem Speichermedium im Fahrzeug hinterlegte Druck- Volumencharakteristik handelt, es sich bei kO und kl um wählbare Zahlenwerte handelt, und anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte eine Bestimmung der Werte für die wählbaren Zahlenwerte kO und kl erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wählbaren mathematischen Größen um Funktionen handelt, welche von einer Temperatur, und/oder einem Verschleiß und/oder der Querbeschleunigung abhängen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Betriebszustand um eine Fahrerbremsung handelt und der vom Fahrer initiierte Bremsdruck am Ausgang des Hauptbremszylinders (301)
näherungsweise zeitlich konstant ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass es sich bei dem ersten Betriebszustand um eine fahrerunabhängige Bremsung handelt, bei welcher der Bremsdruck mittels einer im Hydraulikkreis befindlichen Pumpe (306, 307) erzeugt wird,
- dass der hydraulische Druck am Förderausgang der Pumpe (322) oder innerhalb wenigstens eines Radbremszylinders mittels eines Drucksensors (323) gemessen wird,
- dass das zugeführte Bremsflüssigkeitsvolumen (V) mittels einer zeitlichen Integration des Förderstroms (q RFP) der Pumpe ermittelt wird und
- dass anhand der ermittelten Druck- und Volumenwerte die Druck- Volumen- Charakteristik des Bremssystems ermittelt wird.
9. Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der vorstehend beanspruchten Verfahren ausgestaltet sind.
PCT/EP2013/062425 2012-06-20 2013-06-14 Verfahren zur ermittlung der druck-volumencharakteristik von fahrzeugbremsen WO2013189858A1 (de)

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