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Dokumentenidentifikation DE10065239C2 02.10.2003
Titel Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs und Steuergerät für eine Bremsanlage
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Kunz, Dieter, 71254 Ditzingen, DE;
Gerdes, Manfred, 71739 Oberriexingen, DE
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 27.12.2000
DE-Aktenzeichen 10065239
Offenlegungstag 02.08.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse B60T 13/68
IPC-Nebenklasse B60T 13/66   B60T 8/34   B60T 8/36   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Bremsanlage weist einen Bremskraftverstärker, mehrere Radbremszylinder, die Rädern des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, und eine Ventilanordnung auf, die einen von der Bremsanlage erzeugten Bremsdruck auf die Radbremszylinder verteilt. Ein in der Bremsanlage zwischen dem Bremskraftverstärker und der Ventilanordnung angeordnetes Umschaltventil, das zwischen einem aktiven und einem passiven Druckaufbau in der Bremsanlage umschaltet, wird derart angesteuert, dass es als ein gesteuertes Druckbegrenzungsventil betrieben wird.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuergerät für eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Bremsanlage weist einen Bremskraftverstärker, mehrere Radbremszylinder, die Rädern des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, und eine Ventilanordnung auf, die einen von der Bremsanlage erzeugten Bremsdruck auf die Radbremszylinder verteilt. Die Bremsanlage umfasst ein zwischen dem Bremskraftverstärker und der Ventilanordnung angeordnetes Umschaltventil, das zwischen einem aktiven und einem passiven Druckaufbau in der Bremsanlage umschaltet. Das Steuergerät steuert das Umschaltventil mit Ansteuersignalen zum Betreiben des Umschaltventils als ein gesteuertes Druckbegrenzungsventil an.

Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Speicherelement für ein Steuergerät einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs. Auf dem Speicherelement ist ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist. Das Speicherelement ist insbesondere als ein Read-Only-Memroy, als ein Random-Access-Memory oder als ein Flash-Memory ausgebildet.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge bekannt. Bremsanlagen für Personenkraftwagen sind üblicherweise als hydraulische Bremsanlagen ausgebildet und verfügen über einen Bremskraftverstärker zur Entlastung des Fahrers des Kraftfahrzeugs. Mit einer hydraulischen Bremsanlage sind gezielte Eingriffe in einen Bremsvorgang, bspw. zur Erhöhung der fahrdynamischen Sicherheit des Kraftfahrzeugs, möglich. Gezielte Bremseingriffe erfolgen bspw. bei einem Antiblockiersystem (ABS) oder bei einer Fahrdynamikregelung (FDR).

In den Fig. 2 und 3 sind aus dem Stand der Technik bekannte Bremsanlagen dargestellt, die sich in der Aufteilung der Bremskreisläufe unterscheiden. In Fig. 2 ist eine sog. Vorderachs-/Hinterachsaufteilung dargestellt, bei der ein Bremskreis auf die Radbremszylinder (VL, VR) der Vorderräder und ein Bremskreis auf die Radbremszylinder (HL, HR) der Hinterräder wirkt. In Fig. 3 ist eine sog. diagonale Aufteilung dargestellt, bei der jeweils ein Bremskreis auf einen Radbremszylinder (VL, VR) eines Vorderrades und einen Radbremszylinder (HL, HR) des diagonal gegenüberliegenden Hinterrades wirkt.

Aus der DE 198 14 216 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung mindestens einer Fahrdynamikgröße eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dieser Regelung liegt eine Bremsanlage der in Fig. 2 dargestellten Art zugrunde. Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Bremsanlage ist ausführlich in der DE 198 14 216 A1 beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.

Der Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs ein Bremspedal 1. Über einen Bremskraftverstärker verstärkt wird ein Vordruck pVor in einem Hydraulikkreislauf eines Bremsaggregats 2 aufgebaut. Der Vordruck pVor liegt für jeden Bremskreislauf an einem Ansaugventil AV1, ASV2 und an einem Umschaltventil USV1, USV2 an. In Abhängigkeit von Fahrzeugparametern, die bspw. die fahrdynamische Stabilität des Kraftfahrzeugs beschreiben, werden unterschiedliche Radbremszylinder VL, VR, HR, HL mit einem Bremsdruck pKreis beaufschlagt. Der Bremsdruck pKreis kann über Einlassventile EVVL, EVVR, EVHR, EVHL den einzelnen Radbremszylindern VL, VR, HR, HL zugeführt werden. Über Auslassventile AVVL, AVVR, AVHR, AVHL kann der Bremsdruck von den Radbremszylindern VL, VR, HR, HL wieder weggeführt werden. Um im Bedarfsfall Hydraulikflüssigkeit zu den Radbremszylindern VL, VR, HR, HL hinzuführen oder von diesen wegzuführen ist in jedem Bremskreis mindestens eine Rückförderpumpe RFP1, RFP2 vorgesehen, die von einem Elektromotor angetrieben wird.

Für eine normale vom Fahrer ausgelöste Verzögerung des Kraftfahrzeugs sind die Ansaugventile AV1, AV2 geschlossen und die Umschaltventile USV1, USV2 offen, also in der in Fig. 2 dargestellten Stellung. Die Einlassventile EVVL, EVVR, EVHR, EVHL sind offen und die Auslassventile AVVL, AVVR, AVHR, AVHL sind geschlossen. Auf diese Weise kann Hydraulikflüssigkeit zu den Radbremszylindern VL, VR, HR, HL geführt werden und sich dort ein Bremsdruck aufbauen. Bei dieser Art der Verzögerung spricht man von einem sog. passiven Druckaufbau in der Bremsanlage.

Das Kraftfahrzeug kann jedoch auch, insbesondere im Rahmen fahrdynamischer Korrekturen des Kraftfahrzeugs, von dem Steuergerät der Bremsanlage ausgelöst verzögert werden. Dazu werden die Ansaugventile AV1, AV2 geöffnet und die Umschaltventile USV1, USV2 geschlossen. Die Einlassventile EVVL, EVVR, EVHR, EVHL und die Auslassventile AVVL, AVVR, AVHR, AVHL werden derart angesteuert, dass ein gewünschter Bremsdruck an dem gewünschten Radbremszylindern anliegt. Auf diese Weise kann je nach Bedarf einem oder mehreren Radbremszylindern VL, VR, HR, HL Hydraulikflüssigkeit zugeführt oder weggeführt und ein Bremsdruck auf- und abgebaut werden. Bei dieser Art der Verzögerung spricht man von einem sog. aktiven oder teilaktiven Druckaufbau in der Bremsanlage. Bei einem teilaktiven Druckaufbau betätigt der Fahrer zwar das Bremspedal und es kommt zu einem geringfügigen Aufbau eines Bremsdrucks an den Radbremszylinder; dieser Bremsdruck reicht zur Stabilisierung des Kraftfahrzeugs jedoch nicht aus und wird deshalb erhöht. Die Umschaltventile schalten die Bremsanlage also zwischen einem passiven und einem aktiven bzw. teilaktivem Druckaufbau um.

Aus dem Stand der Technik sind Bremsanlagen bekannt, bei denen die Umschaltventile als steuerbare Druckbegrenzungsventile ausgebildet sind. Eine solche Bremsanlage ist bspw. aus der DE 196 44 883 A1 bekannt, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Wenn der in der Bremsanlage herrschende Druck einen vorgebbaren Öffnungsdruck übersteigt, wird das Umschaltventil öffnend angesteuert, um den Bremsdruck auf einen Minimalwert zu verringern. Dadurch soll eine Beschädigung des Umschaltventils aufgrund eines zu hohen, oberhalb des Öffnungsdrucks liegenden Bremsdrucks vermieden werden. Ein Anstieg des Bremsdrucks auf Werte oberhalb des Öffnungsdrucks kann sich bspw. ergeben, wenn in einem oder mehreren Radbremszylindern durch Öffnen der Auslassventile Druck in die Bremsanlage abgelassen wird.

Zur Ansteuerung des Umschaltventils als gesteuertes Druckbegrenzungsventil wird das Umschaltventil in Abhängigkeit von einem Sollwert für den in der Bremsanlage herrschenden Bremsdruck angesteuert. Der Sollwert wird anhand der aktuellen Bremsfunktion (ausgeschaltet, passiver, tielaktiver oder aktiver Druckaufbau) ermittelt. Im Anschluss an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau fällt der Sollwert von einem relativ hohen Druckwert abrupt auf den Minimalwert. Der Minimalwert kann ein niedrigerer Druckwert für einen passiven Druckaufbau oder ein Druckwert nahe Null für eine inaktive Bremse sein. Der abrupt fallende Sollwert führt zu einem entsprechend steil abfallenden Ansteuersignal für das Umschaltventil, das schlagartig öffnet. Dadurch ergibt sich eine hohe mechanische Belastung des Umschaltventils und es kommt zu einer erheblichen Geräuschentwicklung.

Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer hydraulischen Bremsanlage mit einem Umschaltventil, das als gesteuertes Druckbegrenzungsventil betrieben werden kann, die mechanischen Belastungen, die im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau auftreten können, zu reduzieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage der eingangs genannten Art vor, dass das Umschaltventil im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau in Abhängigkeit von dem Verlauf eines Druckwerts angesteuert wird, wobei der Verlauf ausgehend von einem Sollwert für einen Öffnungsdruck des Umschaltventils während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus im Anschluß an den aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einer vorgebbaren Zeitkonstante abfällt, wobei die Zeitkonstante Werte zwischen größer 0 und kleiner 1 annehmen kann.

Vorteile der Erfindung

Das Umschaltventil kann bspw. von einem Steuergerät der Bremsanlage angesteuert werden, um den Öffnungsdruck des als Druckbegrenzungsventil betriebenen Umschaltventils zu variieren. Der Öffnungsdruck wird in Abhängigkeit von bestimmten gemessenen oder geschätzten Größen und verschiedenen Parametern der Bremsanlage ermittelt. Während eines aktiven oder Teilaktiven Druckaufbaus liegt der Öffnungsdruck zwischen einem die volle Funktionsfähigkeit der Bremsanlage sichergestellenden Minimaldruckwert und einem Maximaldruckwert für den in der Bremsanlage maximal zulässigen Bremsdruck. Bei inaktiven Bremsen kann der Minimalwert sogar bis auf Null absinken.

Bei geschlossenem Umschaltventil wird, bspw. durch Ablassen von Hydraulikflüssigkeit aus den Radbremszylindern, ein Druck aufgebaut, der bei Erreichen des Öffnungsdrucks, also in der Regel vor Erreichen des Maximaldrucks, durch Öffnen des Umschaltventils wieder abgebaut wird.

Im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau wird das Umschaltventil erfindungsgemäß in Abhängigkeit von einem Druckwertverlauf angesteuert, der ausgehend von einem Sollwert für den Öffnungsdruck des Umschaltventils während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus nicht schlagartig abfällt. Das Umschaltventil wird vielmehr in Abhängigkeit von dem Verlauf eines Druckwerts angesteuert, der auf einer Exponentialfunktion langsam mit einer vorgebbaren Zeitkonstante zwischen > 0 und < 1 auf den Minimalwert abfällt. Dadurch können mechanische Belastungen der Bremsanlage, die durch ein schlagartiges Betätigen des Umschaltventils im Anschluß an einen aktiven oder einen teilaktiven Druckaufbau auftreten können, vermieden und die Lebensdauer der Bremsanlage deutlich erhöht werden.

Außerdem wird dadurch die Geräuschentwicklung entscheidend verringert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Verlauf des Druckwerts anhand einer Filterung eines Sprungs des Sollwerts im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einem Tiefpass 1. Ordnung ermittelt wird. Das Ergebnis der Filterung eines Sprungsignals mit einem Tiefpass 1. Ordnung ist eine Exponentialfunktion. Bei einem Sprung von einem relativ hohen Sollwert für den Öffnungsdruck während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus auf einen niedrigeren Sollwert für den Öffnungsdruck im Anschluss an den aktiven oder teilaktiven Druckaufbau, ergibt sich somit eine abfallende Exponentialfunktion. Die Bewegung des Umschaltventils erfolgt ebenfalls dementsprechend gefiltert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Druckwert pDBVAng zur Ansteuerung des Umschaltventils aus der Gleichung



pDBVAng := pDBVAng - (pDBVAng - pDBVSoll).ttp



ermittelt wird, wobei pDBVSoll der Sollwert für den Öffnungsdruck des Umschaltventils während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus und ttp die Zeitkonstante ist, mit welcher der Verlauf des Druckwerts für die Ansteuerung des Umschaltventils abfällt. Diese Gleichung entspricht einer zeitdiskret formulierten Filterung mit einem Tiefpass 1. Ordnung.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Steuergerät der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät die Ansteuersignale zur Ansteuerung des Umschaltventils im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau in Abhängigkeit von dem Verlauf eines Druckwerts ermittelt, wobei der Verlauf ausgehend von einem Sollwert für einen Öffnungsdruck des Umschaltventils während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus im Anschluß an den aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einer vorgebbaren Zeitkonstante abfällt, wobei die Zeitkonstante Werte zwischen größer 0 und kleiner 1 annehmen kann.

Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Speicherelements, das für ein Steuergerät einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Speicherelement ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Speicherelement abgespeichertes Computerprogramm realisiert, so dass dieses mit dem Computerprogramm versehene Speicherelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Als Speicherelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, bspw. ein Read-Only- Memroy, ein Random-Access-Memory oder ein Flash-Memory.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, abläuft. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Computerprogramm auf einem Speicherelement, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.

Zeichungen

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 2 eine erste aus dem Stand der Technik bekannte Bremsanlage;

Fig. 3 eine zweite aus dem Stand der Technik bekannte Bremsanlage; und

Fig. 4 eine Bremsanlage, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommen kann.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 2 und 3 sind aus dem Stand der Technik bekannte Bremsanlagen 30 dargestellt. Auf die Beschreibung der bekannten Bremsanlagen 30 in der Beschreibungseinleitung wird Bezug genommen. Die Bremsanlagen 30 unterscheiden sich in der Aufteilung der Bremskreisläufe I, II. In Fig. 2 ist eine sog. Vorderachs-/Hinterachsaufteilung und in Fig. 3 eine sog. diagonale Aufteilung dargestellt. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bremsanlagen 30 sind die Umschaltventile USV1 und USV2 als reine Schaltventile ausgebildet, die - sofern sie als Druckbegrenzungsventile betrieben werden - während eines aktiven Druckaufbaus ständig zwischen einem Minimaldruck und einem in der Bremsanlage 30 zulässigen Maximaldruck umschalten. Durch dieses ständige Hin- und Herschalten der Umschaltventile ist das Bremsaggregat 32 einer extrem hohen Belastung ausgesetzt, da der Bremsdruck bei jedem aktiven Druckaufbau bis zum Maximalwert des Bremsdrucks ansteigt, bevor er wieder abgebaut wird.

Aus der der DE 196 44 883 A1 ist des weiteren eine Bremsanlage 30 bekannt, von der ein Bremskreislauf I in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dieser Bremsanlage 30 sind die Umschaltventile USV als steuerbare Druckbegrenzungsventile ausgebildet. Bei derart ausgebildeten Umschaltventilen USV kann der Öffnungsdruck der Umschaltventile USV beliebig verändert werden, so dass sie nicht ständig zwischen dem Minimaldruck und dem Maximaldruck umschalten. Bei geschlossenem Umschaltventil USV wird - bspw. durch Ablassen von Hydraulikflüssigkeit aus einem oder mehreren Radbremszylindern RBZ - ein Druck aufgebaut, der bereits bei Erreichen des Öffnungsdrucks, der in der Regel unterhalb des in der Bremsanlage 30 zulässigen Maximaldrucks liegt, durch eine öffnende Ansteuerung des Umschaltventils wieder abgebaut wird. Dadurch ist das Bremsaggregat 32 einer wesentlich geringeren Belastung ausgesetzt.

Das Umschaltventil USV wird zur Ansteuerung als gesteuertes Druckbegrenzungsventil DBV in Abhängigkeit von einem Sollwert pDBVSoll für den in der Bremsanlage herrschenden Bremsdruck angesteuert. Der Sollwert pDBVSoll wird anhand der aktuellen Bremsfunktion der Bremsanlage (ausgeschaltet, passiver, tielaktiver oder aktiver Druckaufbau) ermittelt. Im Anschluss an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau fällt der Sollwert pDBVSoll bei der Bremsanlage 30 aus Fig. 3 von einem relativ hohen Druckwert abrupt auf einen Minimalwert. Der Minimalwert kann ein niedrigerer Druckwert für einen passiven Druckaufbau oder ein Druckwert nahe Null für eine inaktive Bremse sein. Der abrupt fallende Sollwert pDBVSoll führt zu einem entsprechend steil abfallenden Ansteuersignal für das Umschaltventil USV, das schlagartig öffnet. Dadurch ergibt sich eine hohe mechanische Belastung des Umschaltventils USV und es kommt zu einer erheblichen Geräuschentwicklung.

Um dies zu vermeiden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage 30 vorgeschlagen, bei dem das Umschaltventil USV im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau derart angesteuert wird, dass es nicht schlagartig, sondern langsam einer definierten Funktion folgend öffnet. Dies ist insbesondere im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau wichtig, da dann bei einem Umschaltventil mit steuerbarer Druckbegrenzungsfunktion der Öffnungsdruck des Umschaltventils von einem relativ hohen Druckwert auf einen niedrigeren Druckwert gesenkt wird. Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass das Ansteuersignal für das Umschaltventil in Abhängigkeit von einem Druckwertverlauf ermittelt wird, der ausgehend von einem Sollwert (pDBVSoll) für den Öffnungsdruck während eines aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus im Anschluß an den aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einer vorgebbaren Zeitkonstante ttp im Bereich von > 0 bis < 1 absinkt.

In Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren beginnt in Fig. 1a in einem Funktionsblock 1. In einem Funktionsblock 2 wird ein erster Offsetwert pSysOff1 für einen aktiven Druckaufbau auf 30 bar gesetzt. In einem Funktionsblock 3 wird ein zweiter Offsetwert pSysOff2 für einen passiven Druckaufbau auf 80 bar gesetzt. In einem Funktionsblock 4 wird ein oberer Grenzwert pDBV für das als Druckbegrenzungsventil angesteuerte Umschaltventil USV auf 150 bar gesetzt. In einem Funktionsblock 5 wird ein Toleranzwert pDBVTol auf 20 bar gesetzt. In einem Funktionsblock 6 wird die Zeitkonstante ttp, mit der der Bremsdruck im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau langsam abfallen soll, auf 0,2 gesetzt. In einem Funktionsblock 7 wird ein Schätzwert pRadHigh für den höchsten Bremsdruck an einem Radbremszylinder RBZ der Bremsanlage 30 in dem Bremskreis I ermittelt. In einem Funktionsblock 8 wird ein Schätzwert pKreis für den Istwert des in dem Bremsaggregat 32 herrschenden Bremsdrucks ermittelt. In einem Funktionsblock 9 wird ein eingelesener Messwert für den Fahrervordruck pVor ermittelt. In einem Funktionsblock 10 wird ein Messwert für eine Spannung uVr an einem Relais des Umschaltventils USV ermittelt. In einem Funktionsblock 11 wird ein Wert rMagUSV für den ohmschen Widerstand des Ralaismagneten des Umschaltventils USV ermittelt. Dieser kann gemessen oder vorgegeben werden. Schließlich wird in einem Funktionsblock 12 ein Startwert 0 für den in der Bremsanordnung 30 herrschenden Druck pDBVAng vorgegeben, in Abhängigkeit dessen der Öffnungsdruck des Umschaltventils USV ermittelt und letztlich das Umschaltventil USV angesteuert wird. Das Verfahren wird in Fig. 1b fortgesetzt. In einem Funktionsblock 13 wird ein Sollwert pSysNW für den Sollwert des in dem Bremskreis I herrschenden Bremsdruckes vorgegeben. In den Funktionsblöcken 2 bis 13 werden also verschiedene Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens definiert und initialisiert.

In einem Abfrageblock 14 wird überprüft, ob ein aktiver oder teilaktiver Druckaufbau in dem Bremsanlage 30 vorliegt. Ein aktiver bzw. teilaktiver Druckaufbau liegt vor, wenn ein Druckaufbau an dem Radbremszylinder RBZ gefordert wird, an dem bereits der höchste Bremsdruck anliegt. Falls ein aktiver bzw. teilaktiver Druckaufbau vorliegt, wird in einem Funktionsblock 15 ein Offset pSysOff für den Druck in der Bremsanlage 30 auf den Wert von pSysOff1 = 30 bar gesetzt. Falls ein passiver Druckaufbau vorliegt, wird in einem Funktionsblock 16 der Offset pSysOff für die Bremsanlage 30 auf den Wert von pSysOff2 = 80 bar gesetzt. Durch den Offset pSysOff können Druckschwingungen in der Bremsanlage 30 berücksichtigt werden, die ihre Usache in den Fördereigenschaften der Rückförderpumpen RFP1, RFP2 haben. Wenn die Pumpen RFP1, RFP2 fördern, steigt der Druck in der Bremsanlage 30 an. Falls aufgrund des Druckanstiegs in der Bremsanlage 30 der Öffnungsdruck des als Druckbegrenzungsventils DBV angesteuerten Umschaltventils USV überschritten wird, löst das Umschaltventil 30 aus und öffnet. Über das offene Umschaltventil 30 kommt zu einem Druckabbau. Wenn die Pumpen RFP1, RFP2 fördern kommt es wieder zu einem Druckanstieg. Durch den Offset PSysOff wird also vermieden, dass die Umschaltventile USV ständig auslösen.

In einem Funktionsblock 17 wird ein Druck-Sollwert pSysSoll aus der Summe des in Funktionsblock 13 vorgegebenen Sollwerts pSysNW und dem Offset pSysOff ermittelt. In einem Funktionsblock 18 wird ein maximaler Grenzwert pSysMax (Maximaldruckwert) für den Bremsdruck in der Bremsanlage 30 aus der Summe des in Funktionsblock 4 vorgebenen oberen Druck-Grenzwerts pDBV für die Umschaltventile USV und dem in Funktionsblock 5 vorgegebenen Toleranzwert pDBVTol ermittelt. In einem Abfrageblock 19 wird überprüft, ob der Druck-Sollwert pSysSoll größer als der maximale Grenzwert pSysMax ist, und, falls dem so ist, in einem Funktionsblock 20 der Druck-Sollwert pSysSoll gleich dem maximalen Grenzwert pSysMax gesetzt.

In einem Funktionsblock 21 wird ein Sollwert pDBVSoll für den Bremsdruck in der Bremsanlage 30 anhand der Gleichung



pDBVSoll := pSysSoll - pVor + pDBVTol



ermittelt. In einem Abfragblock 22 wird noch einmal überprüft, ob ein aktiver oder teilaktiver Druckaufbau vorliegt. Falls dem so ist, wird in einem Funktionsblock 23 der Druckwert pDBVAng, in Abhängigkeit dessen das Umschaltventil USV angesteuert wird, gleich dem in Funktionsblock 21 ermittelten Sollwert pDBVSoll gesetzt.

Anderenfalls wird in einem Funktionsblock 24 der Druckwert pDBVAng zur Ansteuerung des Umschaltventils USV mit der vorgegebenen Zeitkonstante ttp langsam abfallend gewählt. Dieser Fall tritt im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die in dem Funktionsblock 24 angegebene Gleichung



pDBVAng := pDBVAng - (pDBVAng - PDBVSoll).ttp



einer zeitdiskret formulierten Filterung des Verlaufs des Sollwerts pDBVSoll mit einem Tiefpass 1. Ordnung. Beim Übergang von dem aktiven bzw. teilaktiven Druckaufbau auf einen passiven Druckaufbau oder bei inaktiver Bremse auf einen noch niedrigeren Druckwert, fällt der Sollwert pDBVSoll steil ab. Die Filterung dieses steil abfallenden Sprungs mit einem Tiefpaß 1. Ordnung ergibt einen mit der Zeitkonstante ttp abfallenden Exponentialverlauf des Druckwerts pDBVAng. Das Umschaltventil USV wird in Abhängigkeit des Verlaufs des Druckwerts pDBVAng angesteuert, so dass sich das Umschaltventil entsprechend dem Exponentialverlauf ebenfalls nur langsam öffnet. Die Wahl einer anderen Gleichung zum Bestimmen des Druckwerts pDBVAng in dem Funktionsblock 24 ist jedoch ohne weiteres möglich. Entscheidend ist, dass der Druckwert, in Abhängigkeit dessen das Umschaltventil USV angesteuert wird, nicht abrupt, sondern mit der vorgebbaren Zeitkonstante ttp allmählich verringert wird.

Das Verfahren wird in Fig. 1c fortgesetzt. In einem Funktionsblock 25 wird ein Ansteuerstrom iDBVSoll für das Relais des Umschaltventils USV ermittelt. Der Ansteuerstrom iDBVSoll ist eine Funktion des Druckwerts pDBVAng, des Fahrervordrucks pVor und des Schätzwerts pKreis für den Bremsdruck. Der Anteuerstrom iDBVSoll kann bspw. aus einem Kennfeld oder anhand einer Gleichung ermittelt werden. In einem Funktionsblock 26 wird die Pulsweite PWMUSV einer pulsweitenmodulierten Ansteuerspannung uPWMUSV für das Relais des Umschaltventils USV ermittelt. Die Pulsweite PWMUSV wird in Abhängigkeit des Ansteuerstroms iDBVSoll, der an dem Relais des Umschaltventils USV anliegenden Spannung uVr und dem Widerstand rMagUSV des Relais des Umschaltventils USV nach der Gleichung



PWMUSV := iDBVSoll/uVr.rMagUSV



ermittelt. In einem Funktionsblock 27 ist das erfindungsgemäße Verfahren beendet.

Das in Fig. 1 dargestellte Verfahren wird für jeden Bremskreislauf I, II der Bremsanlage 30 zyklisch durchlaufen. Die zyklische Wiederholung des Verfahrens ist durch eine gestrichelte Linie von dem Funktionsblock 27 zu dem Funktionsblock 1 verdeutlicht.

Die Bremsanlage 30 nach Fig. 4 umfasst auch ein Steuergerät 31, das u. a. auch zur Steuerung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Das Steuergerät 31 umfasst einen Mikroprozessor 32, auf dem ein Computerprogramm ablauffähig ist, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Das Computerprogramm ist auf einem Speicherelement 33 gespeichert, das als ein Flash-Memory ausgebildet ist. Vor oder während der Ausführung des Computerprogramms wird das Computerprogramm über eine Datenleitung 34 aus dem Speicherelement 33 in den Mikroprozessor 32 übertragen. In dem Steuergerät 31 werden Ansteuersignale für das Umschaltventil USV1, das Ansaugventil AV1 die Einlassventile EVVL, EVHR und die Auslassventile AVVL, AVHR ermittelt.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Betrieb einer Bremsanlage (30) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Bremsanlage (30) einen Bremskraftverstärker, mehrere Radbremszylinder (RBZ), die Rädern (VL, VR, HL, HR) des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, und eine Ventilanordnung (EV, AV) aufweist, die einen von der Bremsanlage (30) erzeugten Bremsdruck auf die Radbremszylinder (RBZ) verteilt, wobei ein in der Bremsanlage (30) enthaltenes Umschaltventil (USV), das zwischen einem aktiven und einem passiven Druckaufbau in der Bremsanlage (30) umschaltet und zwischen dem Bremskraftverstärker und der Ventilanordnung (EV, AV) angeordnet ist, derart angesteuert wird, dass es als ein gesteuertes Druckbegrenzungsventil (DBV) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (USV) im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau in Abhängigkeit von dem Verlauf eines Druckwerts (pDBVAng) angesteuert wird, wobei der Verlauf ausgehend von einem Sollwert (pDBVSoll) für einen Öffnungsdruck des Umschaltventils (USV) während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus im Anschluß an den aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einer vorgebbaren Zeitkonstante (ttp) abfällt, wobei die Zeitkonstante (ttp) Werte zwischen größer 0 und kleiner 1 annehmen kann.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Druckwerts (pDBVAng) anhand einer Filterung eines Sprungs des Sollwerts (pDBVSoll) im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einem Tiefpass 1. Ordnung ermittelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Druckwerts (pDBVAng) aus der Gleichung

    pDBVAng := pDBVAng - (pDBVAng - pDBVSoll).ttp

    ermittelt wird.
  4. 4. Steuergerät (31) für eine Bremsanlage (30) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Bremsanlage (30) einen Bremskraftverstärker, mehrere Radbremszylinder (RBZ), die Rädern (VL, VR, HL, HR) des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, und eine Ventilanordnung (EV, AV) aufweist, die einen von der Bremsanlage (30) erzeugten Bremsdruck auf die Radbremszylinder (RBZ) verteilt, wobei die Bremsanlage (30) ein zwischen dem Bremskraftverstärker und der Ventilanordnung (EV, AV) angeordnetes Umschaltventil (USV) umfasst, das zwischen einem aktiven und einem passiven Druckaufbau in der Bremsanlage (30) umschaltet, und wobei das Steuergerät (31) das Umschaltventil (USV) mit Ansteuersignalen zum Betreiben des Umschaltventils (USV) als ein gesteuertes Druckbegrenzungsventil (DBV) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (31) die Ansteuersignale zur Ansteuerung des Umschaltventils (USV) im Anschluß an einen aktiven oder teilaktiven Druckaufbau in Abhängigkeit von dem Verlauf eines Druckwerts (pDBVAng) ermittelt, wobei der Verlauf ausgehend von einem Sollwert (pDBVSoll) für einen Öffnungsdruck des Umschaltventils (USV) während des aktiven oder teilaktiven Druckaufbaus im Anschluß an den aktiven oder teilaktiven Druckaufbau mit einer vorgebbaren Zeitkonstante (ttp) abfällt, wobei die Zeitkonstante (ttp) Werte zwischen größer 0 und kleiner 1 annehmen kann.
  5. 5. Speicherelement (33), insbesondere Read-Only-Memroy, Random-Access-Memory oder Flash-Memory, für ein Steuergerät (31) einer Bremsanlage (30) eines Kraftfahrzeugs, wobei auf dem Speicherelement (33) ein Computerprogramm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (32), ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 geeignet ist.
  6. 6. Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor (32), ablauffähig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 geeignet ist, wenn es auf dem Rechengerät abläuft.
  7. 7. Computerprogramm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem Speicherelement (33), insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.






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