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. 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. 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. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verlauf des Druckwerts (pDBVAng) aus der Gleichung
pDBVAng := pDBVAng - (pDBVAng - pDBVSoll).ttp
ermittelt wird.
- 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. 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. 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. Computerprogramm nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Computerprogramm auf einem
Speicherelement (33), insbesondere auf einem Flash-Memory,
abgespeichert ist.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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