DE102004011518A1 - Verfahren, Bremssystem und Computerprogrammprodukt zur Regelung eines ESP-Druckaufbaus während einer ABS-geregelten Bremsung - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren, ein Bremssystem und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zur Verbesserung des Regelverhaltens von Kraftfahrzeugbremsenregelungssystemen mit ESP-Funktionalität. Nach dem Verfahren wird während einer ABS-Regelung und bei einer gleichzeitig vorliegenden elektrisch aktivierten zusätzlichen Druckaufbau-Anforderung, der Hauptzylinder mit Hilfe des bzw. der Trennventile von der Raddruckregeleinheit abgekoppelt und die Bremsdruckregelung mit dem in den Bremskreisen eingeschlossenen, vom Hauptzylinder abgesperrten, Bremsflüssigkeitsvolumen weiter durchgeführt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, ein Bremssystem und ein Computerprogrammprodukt, entsprechend den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche, für elektronische Bremsenregelungssysteme, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen, welche mit mindestens zwei Regelfunktionen, wie ABS (Antiblockiersystem), ASR (Antriebsschlupfregelung), EBV (EBV: Elektronische Bremskraftverteilung) und ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm; Regelung der Fahrzeuggierrate) etc., ausgestattet sind.
• Zur Regelung des Bremsschlupfs wird in an sich bekannten Bremsensregelungssystemen während einer ABS-Bremsung der Bremsdruck in den Radzylindern durch Ablassen von Hydraulikvolumen in einen Niederdruckspeicher moduliert. Während einer solchen ABS- oder auch entsprechend einer EBV-Bremsung wird zumindest im Falle eines zu weit gefüllten Niederdruckspeichers durch Rückförderung einer Pumpe das Hydraulikvolumen des Niederdruckspeichers in den Bereich des Hauptzylinders zurückgefördert. Der Niederdruckspeicher steht also in hydraulischer Verbindung mit dem Tandemhauptzylinder, wodurch während des Betriebs der Pumpe eine unerwünschte Rückkopplung auf das Pedal hervorgerufen wird. Ein Vorteil dieser bekannten Rückfördersysteme ist es, dass Bremsflüssigkeit in einem geschlossenen System moduliert. Beispielsweise ist bei einer ABS-Bremsung mit einem plötzlichen Reibwertsprung kurzfristig ein Druckaufbau erforderlich, welcher im vorstehend beschriebenen Fall jederzeit durch zusätzlichen Druck auf das Bremspedal durch den Fahrer herbeigeführt werden kann.
• In einem Sonderfall der Regelung kann es während einer laufenden ABS-geregelten Bremsung zusätzlich zu einer Anforderung, von Bremsdruck durch die gleichzeitig im Steuergerät des Bremsensystems ausgeführte ESP-Funktion kommen. Bekanntlich führt die ESP-Funktion einen aktiven Eingriff durch gezielte Druckeinsteuerung bzw. -absenkung in den Radzylindern durch, wenn eine Abweichung des aktuellen Fahrzeugverhaltens um die Hochachse zum modellhaft gebildeten Sollverhalten des Fahrzeugs festgestellt wird. Eine spezielle Funktion des ESP ist dabei die Giermomentenregelung (GMR). Neben der zusätzlichen durch die ESP-Funktion hervorgerufenen, Druckanforderung sind auch Zusatzdruckanforderungen anderer parallel arbeitender Regelfunktionen möglich, wie zum Beispiel der Funktion "Giermomentenbegrenzung" (GMB) etc..
• Es ist bereits bekannt, in einem zweikreisigen Radschlupfregelungssystem mit je zwei Radkreisventilen (Einlassventil und Auslassventil) und je einem Trenn- (TV) und je einem Nachsaugventil (EUV) pro Bremskreis, im Falle einer Zusatzdruckanforderung durch eine überlagerte Funktion, wie ESP, GMR oder GMB etc., während der die ABS-Regelung aktiv ist, den entsprechend angesteuerten Bremskreis vom Tandemhauptzylinder durch Betätigen des Trennventils (TV) abzukoppeln. Im Falle dieses gesteuerten aktiven Druckaufbaus wird durch Schalten der Nachförderpumpe (HP) und des Nachsaugventils (EUV) Volumen in den entsprechenden Bremskreis gepumpt. Die se Art des Druckaufbaus ist üblicherweise entsprechend, wie im oben beschriebenen Fall des Nachförderns, mit einer für den Fahrer spürbaren Veränderung der Akustik und der Bremspedalbewegung verbunden, wodurch der Fahrer irritiert werden kann. Genauer gesagt wird demzufolge bei einer Blockierneigung eines Rades und aktivem ABS durch die Pumpe Bremsflüssigkeitsvolumen in einen Niederdruckspeicher (NDS) abgelassen. Zur Entleerung des Niederdruckspeichers (meist ein NDS je Kreis) dient in einem ABS/ESP-System die sogenannte Rückförderpumpe, die bedarfsweise drehzahlgeregelt den Niederdruckspeicher wieder entleert und das Volumen in das Reservoir im Bereich des Hauptzylinders (THZ) zurückfördert. Damit das Volumen des Niederdruckspeichers nicht gänzlich erschöpft wird, wird bekanntlich dieses Volumen an Hand bekannter. Daten des Bremssystems (z.B. Druck/Volumenkennlinie) zumindest modellhaft nachgebildet. Nach Maßgabe des Füllstands wird die Drehzahl der Rückförderpumpe entsprechend gesteuert. Dabei besteht also noch immer das oben beschriebene Problem, dass während einer Zusatzregelung, z.B. durch ESP, mit einer störenden akustischen und mechanischen Rückwirkung auf den Fahrer zu rechnen ist.
• Die Erfindung setzt sich zum Ziel, den zuvor beschriebenen, während einer laufenden ABS-Regelung vorliegenden Nachteil der Fahrerrückwirkung zu beseitigen oder zumindest abzuschwächen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren in Anspruch 1.
• Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird demzufolge ein Druckaufbau, welcher durch eine geregelte Bremsung aktiv angefordert wird, z.B. während einer ABS-geregelten Bremsung durch die GMR-Funktion, soweit möglich mit dem im System zwischengespeicherten Volumen, insbesondere mit dem im Niederdruckspeicher gespeicherten Volumen, durchgeführt. Für den Fall, dass das von der Zusatzfunktion verbrauchte Volumen allein mit dem im abgesperrten Bereich des Hydrauliksystems vorhandenen Hydraulikvolumen nicht ganz alleine aufgefüllt werden kann, wird sich ein zusätzliches Schalten von Trenn- und Nachsaugventilen für den Druckaufbau nicht in allen Fahrsituation (z.B. bei einem Reibwertsprung) ganz vermeiden lassen. Es ist jedoch zumindest für einen Teil der vorhandenen Fahrzustände möglich, alleine durch situatives Schalten der Raddruckregelventile einen Druckaufbau mit dem vorhandenen Volumen auszuführen.
• Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der wichtige Vorteil erzielt, dass eine Rückwirkung der Volumenanforderung auf das Pedal und damit auf den Fahrer in diesen Regelsituationen (ABS und GMR) in vielen Fällen vermieden werden kann. Der Fahrer verspürt im Gegensatz zu bekannten Bremssystemen während der hier beschriebenen Regelung nahezu keine Veränderung der Akustik, bzw. der Bremspedalbewegung mehr. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insgesamt die Häufigkeit von Ventilansteuerungen am Trenn- und Nachsaugventil verringert werden kann, was bei heutigen komplexen Funktionen und damit Belastungen der Bremsregelhydraulik ein nicht zu vernachlässigender Punkt ist.
• Bei der gleichzeitig zum aktivierten ABS vorliegenden elektrisch aktivierten zusätzlichen Druckaufbau-Anforderung handelt es sich bevorzugt um eine überlagerte GMR-Regelung des gleichen elektronischen Bremsensteuergeräts.
• Vorzugsweise wird durch eine an sich bekannte Methode zumindest mittels eines Volumenmodells der Füllstand bzw. der Auaslastungsgrad des Hydraulikkreises abgeschätzt. Wenn Drucksensoren im Bremssystem vorhanden sind, können diese ohne weiteres zur Erhöhung der Genauigkeit des Druckmodells miteinbezogen werden.
• Bevorzugt ist weiterhin ein Verfahrensschritt, bei dem überprüft wird, ob das durch das oben beschriebene Volumenmodell bestimmte Volumen das für die Regelung benötigte modellmäßig bestimmte Volumen übersteigt, und dann, entsprechend dem Ergebnis dieser Bilanzierung eine Nachförderung durch Nachsaugen der Pumpe durchgeführt wird.
• Die modellmäßige Berechnung des Volumenbedarfs und des aktuell vorhandenen Volumens wird bevorzugt durch Berücksichtigung von vorhandenen Informationen des Bremssystems, wie insbesondere der Hauptzylinder- oder Tandemhauptzylinder (THZ)-Vordruck und Berücksichtigung der Ansteuerzeiten der Ventile durchgeführt. In Verbindung mit den experimentell ermittelbaren Strömungseigenschaften des Hydrauliksystems kann dann der Füllstand des Niederdruckspeichers abgeschätzt werden. von den zur Verfügung stehenden Informationen des Bremssystems werden bevorzugt solche verwendet, die im wesentlichen den Fahrerwunsch wiederspiegeln.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird außerdem geprüft, ob der am Hauptzylinder (THZ-Druck) gemessene Vordruck größer ist, als der im Radkreis benötigte Druck, welcher sich aus dem ABS-Druck und dem Druck der Zusatzfunktion zusammensetzt. Die für diese Abschätzung benötigten Informationen sind in einem leistungsfähigen ESP-System üblicherweise (gemessen oder modellhaft) in ausreichender Genauigkeit bereits vorhanden, so dass sich diese Daten auf einfache Weise in einem entsprechenden Algorithmus einbinden lassen.
• Aus Sicherheitsgründen wird besonders bevorzugt die Modellberechnung so durchgeführt, dass das nachgeförderte Volumen stets etwas höher bemessen ist, als dies unter idealen Bedingungen der Fall wäre. Hierdurch ist eine gewisse Sicherheitsspanne gegeben, die den Einfluss von evtl. vorhandenen Messwertungenauigkeiten berücksichtigt.
• Das Verfahren der Erfindung kann auch für ein vergleichsweise aufwendiges ESP-System verwendet werden, welches Drucksensoren für jedes Rad umfasst. Haupanwendungsfall ist jedoch ein ESP-System, welches diese Raddrucksensoren nicht aufweist.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verbesserung des Regelverhaltens von Kraftfahrzeugbremsenregelungssystemen, mit zumindest den Funktionen ABS und ESP, die zumindest eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe (HP), ein oder mehrere Einlass- und Auslassventile (EV1, EV2, AV1, AV2), mindestens einen Niederdruckspeicher (NDS) und zumindest ein elektrisch ansteuerbares Trennventil (TV) umfassen, bei dem der/die Niederdruckspeicher (NDS) Druckmittel, das im Regelfall aus den Radbremsen (B1, B2) abgeleitet wird, zumindest zum Teil aufnimmt/aufnehmen, und bei dem mit Hilfe der Hydraulikpumpe/n (HP) das Druckmittel in einen Hauptzylinder (HZ), insbesondere Tandemhauptzylinder (THZ), rückgefördert wird, wobei mittels des zumindest einen Trennventils der Hauptzylinder von den Hydraulikleitungen zu den Radzylindern absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass während einer ABS-Regelung und bei einer gleichzeitig vorliegenden elektrisch aktivierten zusäztlichen Druckaufbau-Anforderung, welche insbesondere durch eine GMR-Funktion und/oder eine ESP-Funktion hervorgerufen ist, der Hauptzylinder mit Hilfe des bzw. der Trennventile von der Raddruckregeleinheit abgekoppelt wird und die Bremsdruckregelung mit dem in den Bremskreisen eingeschlossenen, vom Hauptzylinder abgesperrten, Bremsflüssigkeitsvolumen weiter durchgeführt wird, wobei das im System eingeschlossene Hydraulikvolumen auch das mit dem im Niederdruckspeicher gespeicherte Hydraulikvolumen umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines zumindest modellbasierten Volumenmodellen und Verbrauchsmodellen zur Füllstandsabschätzung des Hydraulikvolumens eine Bilanzierung des Volumenverbrauchs des Hydrauliksystems durchgeführt wird und für den Fall, dass das von der elektrisch aktivierten zusätzlichen Druckaufbau-Anforderung verbrauchte Volumen allein mit dem im abgesperrten Bereich des Hydrauliksystems vorhandenen Hydraulikvolumen aufgefüllt werden kann, ohne zusätzliches Schalten von Trenn- (TV) und Nachsaugventilen (EUV) in geeigneten Fahrzuständen der Druckaufbau alleine durch situatives Schalten der Raddruckregelventile ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von unerwünschten Volumendifferenzen oder Druckdefiziten zu bestimmten Zeitpunkten für eine bestimmte Dauer das/die Trennventil/e gelöst wird/werden, wodurch einerseits das mögliche Druckdefizit ausgeglichen oder das überschüssige Volumen in den Tandemhauptzylinder abgelassen wird, wobei zur Ermittlung der geeigneten Zeitpunkte und der Dauer der Ventilöffnung eine Modellbildung durchgeführt wird, bei der alle für die Regelung relevanten Größen, wie zumindest – Volumina beider Niederdruckspeicher und die – Volumina der zur Aufrechterhaltung der Regeltätigkeit beteiligten Regelkreise berücksichtigt werden.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem festgestellten Reibwertsprung Bremsflüssigkeitsvolumen durch Betätigen eines elektrisch ansteuerbaren Umschaltventils durch die Pumpe aus dem Tandemhauptzylinder in den Pumpenraum angesaugt wird, wobei ein Reibwertsprung bevorzugt angenommen wird, wenn konstant oder sprunghaft ein erhöhter Fahrbahnreibwert festgestellt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von gemessenen Druckwerten, z. B. Vordruck eines Bremspedals (BP), und/oder von errechneten oder geschätzten Druckwerten, nämlich durch Modellbildung auf Basis der Ventilbetätigung, des Regelungsverlaufs etc. gewonnenen Werten, das Förderverhalten und/oder das Fördervolumen der Hydraulikpumpe (HP) gesteuert oder geregelt wird, und wobei die Ansteuerung der Hydraulikpumpe (HP) bedarfsgerecht, d. h. unter Auswertung von Radbeschleunigung und/oder Schlupfverlauf erfolgt.
6. Bremssystem, welches mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgerüstet ist.
7. Computerprogrammprodukt, welches einen Algorithmus definiert, welcher das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 ausführt.