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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bremssystem für ein Fahrzeug.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2009 028 542 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Bremssystems beschrieben. Bei einer Verwendung der Vorrichtung, bzw. bei einem Ausführen des Verfahrens, wird ein Teil des Bremssystems hydraulisch vom restlichen Teil des Bremssystems entkoppelt, wonach eine aus einer Volumenverschiebung in den entkoppelten Teil resultierende Druckänderung in dem entkoppelten Teil des Bremssystems ermittelt und zur Festlegung einer p-V-Kennlinie (Druck-Volumen-Kennlinie) ausgewertet wird. Mittels der gewonnenen p-V-Kennlinie des entkoppelten Teils des Bremssystems soll eine Ansteuerung des Bremssystems erleichterbar sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum einfachen und verlässlichen Ermitteln der zumindest einen Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs. Insbesondere können mittels der vorliegenden Erfindung Größen, welche die Durchflusseigenschaften der Ventile/Ventilsitze des jeweiligen Bremssystems beeinträchtigen, wie beispielsweise eine Viskosität der Bremsflüssigkeit, eine Temperatur der Bremsflüssigkeit, ein Wassergehalt der Bremsflüssigkeit, ein Alterungszustand der Bremsflüssigkeit und/oder eine (chemische) Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit, verlässlich und mit einer hohen Genauigkeit festgelegt werden. Mit einer Kenntnis der auf diese Weise gewonnenen Durchflusseigenschaften lässt sich eine Dynamik von an das Bremssystem ausgegebenen Ansteuerungssignalen optimieren. Die vorliegende Erfindung kann somit signifikant zur Optimierung eines Betriebs des jeweiligen Bremssystems beitragen.
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Mittels der vorliegenden Erfindung kann vor allem eine regelmäßige/fortlaufende Aktualisierung der zumindest einen Größe während eines Betriebs des Bremssystems ausgeführt werden. Die regelmäßig/fortlaufend ausgeführte Aktualisierung kann anschließend zum Anpassen der an das Bremssystem ausgegebenen Ansteuersignale an eine veränderte Eigenschaft oder eine veränderte physikalische Größe der Bremsflüssigkeit genutzt werden.
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Die vorliegende Erfindung kann insbesondere auch dazu genutzt werden, eine Charakteristik des Bremspedals so zu optimieren, dass ein Fahrer während eines Betätigens des Bremspedals ein angenehmes Pedalgefühl hat. Insbesondere können Einflüsse von Ventilen und Leitungen, welche insbesondere bei tiefen Temperaturen das Pedalgefühl beeinträchtigen können, mittels der vorliegenden Erfindung unterdrückt werden. Dazu kann die mindestens eine ermittelte Größe während jeder Betätigung des Bremspedals beim Ansteuern der einzelnen Komponenten des Bremssystems berücksichtigt werden. Vor allem kann dabei eine ermittelte Viskosität der Bremsflüssigkeit als die mindestens eine ermittelte Größe vorteilhaft genutzt werden, um ein Auftreten von Änderungen am Pedalgefühl zu unterbinden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden eine Viskosität der Bremsflüssigkeit, eine Temperatur der Bremsflüssigkeit, ein Wassergehalt der Bremsflüssigkeit, ein Alterungszustand der Bremsflüssigkeit und/oder eine Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit als die zumindest eine Größe festgelegt. Alle hier aufgezählten Größen sind zusätzlich mit einer relativ hohen Genauigkeit und einem vergleichsweise niedrigen Fehlerrisiko festlegbar. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass beim Festlegen aller hier aufgezählter Größen auf den Einsatz eines zusätzlichen Sensors, welcher nicht zum Ermitteln der Verstellgeschwindigkeitsgröße, der Pedalweggröße oder der Vordruckgröße ausgelegt ist, verzichtet werden kann. Insbesondere kann auf den Einsatz eines Temperatursensors und eines chemischen Nachweissensors verzichtet werden.
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Beispielsweise wird der Volumenstrom Q als die Volumenstromgröße bestimmt gemäß Q = v0·Φ , wobei v0 die Verstellgeschwindigkeit des Stangenkolbens und Φ eine Einbremsfläche des Stangenkolbens sind. Dies macht das Bestimmen des Volumenstroms Q vergleichsweise einfach.
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Ebenso kann der Simulatorinnendruck als die Simulatorinnendruckgröße bestimmt werden unter Berücksichtigung des Pedalwegs des Bremspedals als der Pedalweggröße und einer für den Simulator vorgegebenen Pedalweg-Simulatorinnendruck-Relation. Damit entfällt die Notwendigkeit, zum Bestimmen der Simulatorinnendruckgröße einen eigenen Drucksensor am Bremssystem anzubringen. Die vorliegende Erfindung trägt damit zur Reduzierung eines Bauraumbedarfs und der Herstellungskosten für ein Bremssystem bei.
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Vorzugsweise wird zumindest ein Einzelwert vi für die Viskosität der Bremsflüssigkeit als die zumindest eine Größe unter Berücksichtigung des Volumenstroms Q als die Volumenstromgröße und der Druckdifferenz Δp aus dem Vordruck und dem Simulatorinnendruck als der Druckdifferenzgröße festgelegt gemäß vi = 1 / A( Δp / ρ·Q – B·Q), wobei ρ eine Dichte der Bremsflüssigkeit, A ein vorgegebener Druckverlustparameter und B ein vorgegebener Druckabfallparameter sind. Die hier angegebene Gleichung ist leicht auswertbar. Außerdem lassen sich mittels der Gleichung zumindest Einzelwerte vi für die Viskosität mit einer hohen Genauigkeit und einer geringen Fehlerrate festlegen.
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Bevorzugter Weise wird die Viskosität der Bremsflüssigkeit als Mittelwert mehrerer Einzelwerte vi festgelegt. Beispielsweise kann höchstens der eine Einzelwert vi während der einzelnen Betätigung des Bremspedals festgelegt werden. Durch eine anschließende Mittelwertbildung aus mehreren Einzelwerten vi ist sicherstellbar, dass unerwartet in der Bremsflüssigkeit auftretende Turbulenzen kaum einen Einfluss auf die festgelegte Viskosität der Bremsflüssigkeit haben.
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Außerdem können der Druckverlustparameter und der Druckabfallparameter mittels zweier Eichmessungen mit Bremsflüssigkeit mit unterschiedlichen Viskositäten vorgegeben werden. Da der Druckverlustparameter und der Druckabfallparameter während des gesamten Betriebs/der gesamten Lebensdauer des Bremssystems (nahezu) konstant bleiben, ist das Ausführen der zwei Eichmessungen ausreichend.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einer entsprechenden Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs gewährleistet.
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Des Weiteren schafft auch ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung die oben erläuterten Vorteile.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1a bis 1c ein Flussdiagramm und zwei Koordinatensysteme zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs;
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2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs; und
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3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1a bis 1c zeigen ein Flussdiagramm und zwei Koordinatensysteme zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs.
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Das im Weiteren beschriebene Verfahren ist an jedem Bremssystem eines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs ausführbar, welches einen Simulator (z.B. einen Pedalsimulator, einen Pedalwegsimulator oder einen Pedalhubsimulator) hat, der über ein Simulatorabsperrventil (SSV, Simulator Separation Valve) an einem Hauptbremszylinder des gleichen Bremssystems so angebunden ist, dass mittels einer Betätigung eines angebundenen Bremspedals Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder über das Simulatorabsperrventil in den Simulator transferierbar ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit des im Weiteren beschriebenen Verfahrens weder auf einen bestimmten Bremssystemtyp noch einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp limitiert ist. Des Weiteren ist die Ausführbarkeit des Verfahrens weder von einem bestimmten Ventiltyp des Simulatorabsperrventils noch von einem bestimmten Simulatortyp des Simulators abhängig. Wahlweise kann somit ein Trennventil oder ein Regelventil als das Simulatorabsperrventil im Bremssystem eingesetzt sein. Ebenso ist eine Kennlinie des Simulators mit einer großen Designfreiheit wählbar. Zudem macht es keinen Unterschied, ob zwischen dem Simulator und dem Simulatorabsperrventil oder zwischen einem Stangenkolben des Bremssystems und dem Simulatorabsperrventil eine kurze oder eine lange Verbindung besteht.
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Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt S1 auf, in welchem eine Volumenstromgröße bezüglich eines Volumenstroms Q, welcher während einer Betätigung des Bremspedals des Bremssystems über das Simulatorabsperrventil in den Simulator des Bremssystems fließt, bestimmt wird. Das Bestimmen der Volumenstromgröße erfolgt unter Berücksichtigung zumindest einer Verstellgeschwindigkeitsgröße bezüglich einer Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals und/oder einer Verstellgeschwindigkeit v0 eines mittels der Betätigung des Bremspedals verstellten Stangenkolbens des Bremssystems. Die Verstellgeschwindigkeitsgröße kann beispielsweise die Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals, die Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens und/oder mindestens eine der Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals und/oder der Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens entsprechende Größe sein. Insbesondere kann die Verstellgeschwindigkeitsgröße eine zeitliche Ableitung eines Pedalwinkels, möglicherweise erfasst mittels eines Bremspedalwinkelsensors, sein/anzeigen.
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Beispielsweise kann der Volumenstrom Q als die Volumenstromgröße bestimmt werden gemäß Gleichung (Gl. 1) mit: Q = v0·Φ, (Gl. 1) wobei Φ eine Einbremsfläche des Stangenkolbens ist. Die Einbremsfläche Φ des Stangenkolbens ist leicht auf einer Speichereinheit hinterlegbar.
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Häufig liegt an einem Bremssystem eine baulich/mechanisch vorgegebene und (nahezu) alterungsunabhängige Relation zwischen der Verstellgeschwindigkeit vp des (betätigten) Bremspedals und der Verstellgeschwindigkeit v0 des mittels der Betätigung des Bremspedals mitverstellten Stangenkolbens des Bremssystems vor. Die baulich/mechanisch vorgegebene und (nahezu) alterungsunabhängige Relation zwischen der Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals und der (resultierenden) Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens kann in diesem Fall leicht bestimmt und auf der Speichereinheit abgespeichert werden. (Insbesondere kann die Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens gleich der Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals sein.) Anschließend kann die Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens aus der Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals verlässlich abgeleitet werden. (Die Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals ist auf einfache Weise und mit einer geringen Fehlerrate aus einem Sensorsignal eines Sensors zum Ermitteln eines Pedalwegs xp, wie beispielsweise eines Pedalwegsensors (Pedalhubsensors) und/oder eines Stangenwegsensors, herleitbar. Die hier beschriebene Vorgehensweise steigert damit auch die Einsetzbarkeit des zum Ermitteln des Pedalwegs xp eingesetzten Sensors.)
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Alternativ kann die Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens auch von einem Bremskraftverstärker des Bremssystems, wie z.B. einem elektromechanischen Bremskraftverstärker des Bremssystems, vorgegeben/ausgelöst sein. (Insbesondere kann der Bremskraftverstärker bei einer Vorgabe der Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens den Pedalweg xp und/oder die Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals berücksichtigen.) Auch in diesem Fall ist kein Messen der Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens notwendig. Stattdessen ist ein Informationssignal bezüglich der Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens von einer Steuerelektronik des Bremskraftverstärkers ohne einen weiteren Arbeitsaufwand ausgebbar. Zum Bestimmen der Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens ist somit auch in diesem Fall kein eigens dafür ausgelegter Sensor notwendig.
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Das Bestimmen der Volumenstromgröße kann in dem Verfahrensschritt S1 deshalb auch unter (Mit-)Berücksichtigung einer Verstellgeschwindigkeitsgröße bezüglich der Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals ausgeführt werden.
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Sofern gewünscht, können das Sensorsignal bezüglich des Pedalwegs xp, ein davon abgeleitetes Signal für die Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens oder das Informationssignal gefiltert werden.
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In einem Verfahrensschritt S2 wird eine Simulatorinnendruckgröße bezüglich eines aufgrund des Volumenstroms Q in den Simulator gesteigerten Simulatorinnendrucks ps bestimmt. Das Bestimmen der Simulatorinnendruckgröße erfolgt unter Berücksichtigung zumindest einer Pedalweggröße bezüglich des Pedalwegs xp des Bremspedals. Als Simulatorinnendruckgröße kann der Simulatorinnendruck ps oder eine dem Simulatorinnendruck ps entsprechende Größe in dem Verfahrensschritt S2 bestimmt werden. Die Pedalweggröße kann auch einen Pedalwinkel und/oder einen Winkel/Drehwinkel einer Motorkomponente/Gewindekomponente eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers angeben. Vorzugsweise wird der Simulatorinnendruck ps (als die Simulatorinnendruckgröße) unter Berücksichtigung des Pedalwegs xp des Bremspedals (als der Pedalweggröße) und einer für den Simulator vorgegebenen (und evtl. auf der Speichereinheit abgespeicherten) Pedalweg-Simulatorinnendruck-Relation bestimmt.
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1b zeigt ein Koordinatensystem, dessen Abszisse einen Pedalweg xp des Bremspedals (in Millimeter) und dessen Ordinate einen Simulatorinnendruck ps (in bar) wiedergeben. Beispielhaft sind mögliche Pedalweg-Simulatorinnendruck-Relationen r1 bis r3 in das Koordinatensystem der 1b eingezeichnet. Auch der Verfahrensschritt S2 ist damit vergleichsweise einfach ausführbar. Die in das Koordinatensystem der 1b eingetragenen Pedalweg-Simulatorinnendruck-Relationen r1 bis r3 sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
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Der Simulatorinnendruck ps ist damit auch ohne den Einsatz eines Drucksensors an/in dem Simulator verlässlich bestimmbar. Insbesondere ist zum Bestimmen des Simulatorinnendrucks ps lediglich der Pedalweg xp mittels des dazu geeigneten Sensors zu ermitteln und eine passende Pedalweg-Simulatorinnendruck-Relation auf der Speichereinheit zu hinterlegen. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass als Sensor zum verlässlichen Ermitteln des Pedalwegs xp beispielsweise ein Pedalwegsensor (Pedalhubsensor) und/oder ein Stangenwegsensor geeignet sind. (Die hier aufgezählten Sensortypen sind jedoch nicht abschließend zu verstehen.) Da ein Pedalwegsensor, bzw. ein Stangenwegsensor, oft an dem Bremssystem bereits verbaut ist, ist der Verfahrensschritt S2 auch ohne das Ausstatten des Bremssystems mit einer zusätzlichen Sensorik ausführbar.
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Das Verfahren weist auch einen Verfahrensschritt S3 auf, in welchem eine Druckdifferenzgröße bezüglich einer Druckdifferenz Δp, welche an dem von dem Volumenstrom durchströmten Simulatorabsperrventil vorliegt, bestimmt wird. Das Bestimmen der Druckdifferenzgröße erfolgt unter Berücksichtigung der für den jeweiligen Volumenstrom Q bestimmten Simulatorinnendruckgröße und einer für den jeweiligen Volumenstrom Q ermittelten Vordruckgröße bezüglich eines an einer von dem Simulator weg gerichteten Seite des von dem Volumenstrom Q durchströmten Simulatorabsperrventils vorliegenden Vordrucks p0. Insbesondere kann als Druckdifferenzgröße die Druckdifferenz ∆p, welche an dem von dem Volumenstrom durchströmten Simulatorabsperrventil vorliegt, bestimmt werden gemäß Gleichung (Gl. 2) mit: Δp = p0 – ps. (Gl. 2)
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In der Regel ist mindestens ein zum Bestimmen des Vordrucks p0 geeigneter Drucksensor an dem Bremssystem bereits verbaut. Der zum Bestimmen des Vordrucks p0 geeignete Drucksensor/Vordrucksensor kann insbesondere (direkt) an der von dem Simulator weg gerichteten Seite des Simulatorabsperrventils verbaut sein. Auch zum Ausführen des Verfahrensschritts S3 ist damit keine zusätzliche Sensorik nötig. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle der Druckdifferenz ∆p auch eine andere der Druckdifferenz ∆p entsprechende Größe als Druckdifferenzgröße in dem Verfahrensschritt S3 ermittelt werden kann.
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Die oben beschriebenen Verfahrensschritte S1 bis S3 werden mindestens einmal ausgeführt. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt S4 die zumindest eine Größe bezüglich des Zustands der Bremsflüssigkeit unter Berücksichtigung der mindestens einen bestimmten Volumenstromgröße und der mindestens einen bestimmten Druckdifferenzgröße festgelegt.
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Vorteilhafterweise werden eine Viskosität der Bremsflüssigkeit, eine Temperatur der Bremsflüssigkeit, ein Wassergehalt der Bremsflüssigkeit, ein Alterungszustand der Bremsflüssigkeit und/oder eine (chemische) Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit als die zumindest eine Größe festgelegt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die hier aufgezählten Beispiele für die zumindest eine Größe lediglich beispielhaft zu interpretieren sind.
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Die Verfahrensschritte S1 bis S4 nutzen somit die Drosselwirkung am Simulatorabsperrventil zur Bestimmung der zumindest einen Größe ohne eine zusätzliche Sensorik. Vor Allem kann beim Ausführen der Verfahrensschritte S1 bis S3 auf Sensoren, wie beispielsweise einen Pedalwegsensor und einen Vordrucksensor, zurückgegriffen werden, welche herkömmlicherweise bereits am Fahrzeug verbaut sind. Das Ausführen der Verfahrensschritte S1 bis S4 macht somit zusätzliche Sensoren zum Messen der Viskosität der Bremsflüssigkeit, der Temperatur der Bremsflüssigkeit, des Wassergehalts der Bremsflüssigkeit, des Alterungszustands der Bremsflüssigkeit und/oder der (chemischen) Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit, am Bremssystem überflüssig. Dies trägt zur Reduzierung eines Bauraumbedarfs und der Herstellungskosten eines mittels der Verfahrensschritte S1 bis S4 mitbetriebenen Bremssystems bei. Außerdem erlauben die Verfahrensschritte S1 bis S4 gegenüber den herkömmlicher Weise dazu genutzten Sensoren eine genauere und fehlerfreiere Festlegung der Viskosität der Bremsflüssigkeit, der Temperatur der Bremsflüssigkeit, des Wassergehalts der Bremsflüssigkeit, des Alterungszustands der Bremsflüssigkeit und/oder der (chemischen) Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit.
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Die in dem Verfahrensschritt S4 festgelegte Viskosität der Bremsflüssigkeit, bzw. die Temperatur der Bremsflüssigkeit, der Wassergehalt der Bremsflüssigkeit, der Alterungszustand der Bremsflüssigkeit und/oder die (chemische) Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit, kann anschließend für eine Vielzahl von Ansteuervorgängen beim Betreiben des Bremssystems mitberücksichtigt werden. Dies verbessert den Betrieb des Bremssystems.
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In der Ausführungsform der 1a bis 1c wird in einem Teilschritt S41 ein Einzelwert i für die Viskosität der Bremsflüssigkeit unter Berücksichtigung des Volumenstroms Q als die Volumenstromgröße und der Druckdifferenz ∆p (aus dem Vordruck p0 und dem Simulatorinnendruck ps) als der Druckdifferenzgröße festgelegt gemäß Gleichung (Gl. 3): vi = 1 / A( Δp / ρ·Q – B·Q), (Gl. 3) wobei ρ eine Dichte der Bremsflüssigkeit, A ein vorgegebener Druckverlustparameter (Pressure Loss Parameter) und B ein vorgegebener Druckabfallparameter (Pressure Drop Parameter) sind. Anschließend wird die Viskosität der Bremsflüssigkeit in einem weiteren Teilschritt S42 als Mittelwert mehrerer Einzelwerte i festgelegt. Anstelle eines Einzelwerts vi kann mittels der Gleichung (Gl. 3) jedoch auch die Viskosität selbst bestimmt werden.
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Der Druckverlustparameter A (Pressure Loss Parameter) hängt in der Regel von einer Länge L
l und einem Durchmesser D
l einer sich von dem Simulatorabsperrventil bis zu dem Simulator erstreckenden Leitung ab. Unter der Annahme einer laminaren Strömung der Bremsflüssigkeit durch die jeweilige Leitung ist der Druckverlustparameter A proportional zu der Länge L
l der Leitung und invers proportional zur vierten Potenz des Durchmessers D
l der Leitung. Der Druckverlustparameter A ist in der Regel nach Gleichung (Gl. 4) definiert mit:
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Der Druckabfallparameter B (Pressure Drop Parameter) hängt im Wesentlichen von einem Drosseldurchmesser D
s des Simulatorabsperrventils und von einem Drosselfaktor K
s des Simulatorabsperrventils ab. (Der Durchmessers D
l der Leitung (um etwa 6 mm) hat gegenüber dem Drosseldurchmesser D
s des Simulatorabsperrventils (um etwa 0,9 mm) einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Drosselung der Bremsflüssigkeit.) Meistens ist der Druckabfallparameter B nach Gleichung (Gl. 5) herleitbar mit:
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Die Gleichung (Gl. 5) gilt insbesondere bei Raumtemperatur.
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Optionaler Weise kann vor dem erstmaligen Ausführen der Verfahrensschritte S1 bis S4 auch ein Verfahrensschritt S0 ausgeführt werden. In dem optionalen Verfahrensschritt S0 können zwei Eichmessungen mit Bremsflüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten ausgeführt werden. Anschließend können der Druckverlustparameter A und der Druckabfallparameter B durch ein Auswerten der zwei Eichmessungen vorgegeben werden. Der Druckverlustparameter A und der Druckabfallparameter B können anschließend auf der Speichereinheit abgespeichert werden, und von der Speichereinheit zum Ausführen des Teilschritts S41 heruntergeladen werden.
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1c zeigt ein Koordinatensystem, dessen Abszisse einen Volumenstrom Q (in Kubikzentimeter pro Sekunde) und dessen Ordinate eine Druckdifferenz ∆p (in bar) wiedergeben. Jede der gemittelten Messkurven m1 und m2 gibt eine Eichmessung wieder, wobei mittels des Pfeils P die Viskositätszunahme zwischen den zwei Eichmessungen bildlich dargestellt ist. Die gemittelten Messkurven m1 und m2 können anschließend zum Festlegen des Druckverlustparameters A und des Druckabfallparameters B herangezogen werden.
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Der Druckverlustparameter A und der Druckabfallparameter B können somit experimentell während der Entwicklung des Bremssystems bestimmt werden. Auch die Dichte ρ der Bremsflüssigkeit kann experimentell festgelegt werden. Häufig kann für die Dichte ρ der Bremsflüssigkeit auch ein Literaturwert auf der Speichereinheit hinterlegt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Verfahrensschritte S1 bis S3 nur/höchstens einmal während einer (einzigen) Betätigung des Bremspedals ausgeführt. Auf diese Weise kann insbesondere die beginnende Druckaufbauphase während der Betätigung des Bremspedals zum Bestimmen der Volumenstromgröße und der Druckdifferenzgröße genutzt werden. Ein falsches Festlegen der Volumenstromgröße oder der Druckdifferenzgröße ist in diesem Fall relativ unwahrscheinlich. Sofern gewünscht, kann nach einer fest vorgegebenen Anzahl von Betätigungen des Bremspedals die zumindest eine festzulegende Größe festgelegt werden. (Das Festlegen der zumindest einen Größe wird z.B. in einem Zündungszyklus zum ersten Mal gestartet.)
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Optionaler Weise kann ein Zeitintervall zwischen zwei Betätigungen des Bremspedals ermittelt werden. Das Ermitteln des Zeitintervalls zwischen den zwei nacheinander folgenden Betätigungen des Bremspedals ist mittels eines Zählers, welcher bei jeder Entlastung des Bremspedals gestartet wird, auf einfache Weise ausführbar. Gegebenenfalls werden die Verfahrensschritte S1 bis S3 während der nachfolgenden Betätigung des Bremspedals nur ausgeführt, sofern das ermittelte Zeitintervall größer als ein vorgegebenes Mindestzeitintervall, z.B. größer als ein Mindestintervall von 15 Sekunden, ist.
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Sofern gewünscht, kann vor dem Ausführen der Verfahrensschritte S1 bis S4 auch eine Temperatur der Bremsflüssigkeit und/oder eine Umgebungstemperatur in einer Umgebung des Bremssystems ermittelt werden. Anschließend können die ermittelte Temperatur und/oder die bestimmte Umgebungstemperatur mit mindestens einem vorgegebenen Normalwertebereich verglichen werden. In einer möglichen Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens werden die Verfahrensschritte S1 bis S3 nur ausgeführt, sofern die ermittelte Temperatur und/oder die bestimmte Umgebungstemperatur innerhalb des jeweiligen Normalwertebereichs liegen.
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In einer alternativen Ausführungsform werden die Verfahrensschritte S1 bis S4 nur (vollständig) ausgeführt, wenn die Verstellgeschwindigkeit v0 des Stangenkolbens und/oder die Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals in mindestens einem vorgegebenen Geschwindigkeit-Normalwertebereich liegen. Der jeweilige Geschwindigkeit-Normalwertebereich kann von fest vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwerten, wie beispielsweise einem unteren Geschwindigkeitsgrenzwert bei 1 mm/s und/oder einem oberen Geschwindigkeitsgrenzwert bei 50 mm/s, begrenzt sein. Ebenso können auch der untere Geschwindigkeitsgrenzwert und/oder der obere Geschwindigkeitsgrenzwert abhängig von der Temperatur der Bremsflüssigkeit und/oder der Umgebungstemperatur festgelegt werden.
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Entsprechend kann auch von einem (vollständigen) Ausführen der Verfahrensschritte S1 bis S4 abgesehen werden, wenn der Pedalweg xp außerhalb eines vorgegebenen Pedalweg-Normalwertebereichs liegt. Auch der Pedalweg-Normalwertebereich kann von fest vorgegebenen Pedalweggrenzwerten, wie beispielsweise einem unteren Pedalweggrenzwert bei 2 mm und/oder einem oberen Pedalweggrenzwert bei 7 mm, begrenzt sein. Alternativ können jedoch auch der untere Pedalweggrenzwert und/oder der obere Pedalweggrenzwert abhängig von der Temperatur der Bremsflüssigkeit und/oder der Umgebungstemperatur festgelegt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs.
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Die in 2 schematisch dargestellte Vorrichtung 10 hat eine Auswerteeinrichtung 12, welche dazu ausgelegt ist, eine Volumenstromgröße bezüglich eines Volumenstroms Q, welcher während einer Betätigung eines Bremspedals des Bremssystems über ein Simulatorabsperrventil in einen Simulator des Bremssystems fließt, zu bestimmen. Das Festlegen der Volumenstromgröße erfolgt unter Berücksichtigung zumindest einer ermittelten oder bereitgestellten Verstellgeschwindigkeitsgröße 14 bezüglich einer Verstellgeschwindigkeit vp des Bremspedals und/oder einer Verstellgeschwindigkeit v0 eines mittels der Betätigung des Bremspedals verstellten Stangenkolbens des Bremssystems.
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Außerdem ist die Auswerteeinrichtung 12 dazu ausgelegt, eine Simulatorinnendruckgröße bezüglich eines aufgrund des Volumenstroms Q in den Simulator gesteigerten Simulatorinnendrucks ps unter Berücksichtigung zumindest einer ermittelten oder bereitgestellten Pedalweggröße 16 bezüglich eines Pedalwegs xp des Bremspedals zu bestimmen. Des Weiteren ist mittels der Auswerteeinrichtung 12 eine Druckdifferenzgröße bezüglich einer Druckdifferenz ∆p, welche an dem von dem Volumenstrom Q durchströmten Simulatorabsperrventil vorliegt, bestimmbar. Das Bestimmen der Druckdifferenzgröße erfolgt unter Berücksichtigung der für den jeweiligen Volumenstrom Q bestimmten Simulatorinnendruckgröße und einer für den jeweiligen Volumenstrom Q ermittelten oder bereitgestellten Vordruckgröße 18 bezüglich eines an einer von dem Simulator weg gerichteten Seite des von dem Volumenstrom Q durchströmten Simulatorabsperrventils vorliegenden Vordrucks p0.
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Anschließend ist die Auswerteeinrichtung 12 dazu ausgelegt, die zumindest eine Größe unter Berücksichtigung der mindestens einen bestimmten Volumenstromgröße und der mindestens einen bestimmten Druckdifferenzgröße festzulegen. Beispielsweise sind mittels der Auswerteeinrichtung 12 eine Viskosität ν der Bremsflüssigkeit, eine Temperatur der Bremsflüssigkeit, ein Wassergehalt der Bremsflüssigkeit, ein Alterungszustand der Bremsflüssigkeit und/oder eine (chemische) Zusammensetzung der Bremsflüssigkeit als die zumindest eine Größe festlegbar. Ein der mindestens einen festgelegten Größe entsprechendes Ausgabesignal 20 ist danach mittels der Auswerteeinrichtung 12 ausgebbar.
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Das Auswerten der an die Vorrichtung 10 bereitgestellten Größen 14 bis 18 erfolgt nur während einer Betätigung des Bremspedals (beispielsweise durch den Fahrer oder durch den elektromechanischen Bremskraftverstärker). Z.B. mittels eines bereitgestellten Pedalbetätigungssignals 22 ist die Betätigung des Bremspedals für die Auswerteeinrichtung 12 erkennbar.
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Sensoren zum Ermitteln der Größen 14 bis 18 sind oben schon aufgezählt. Sofern gewünscht, kann die Auswerteeinrichtung 12 zusätzlich noch dazu ausgelegt sein, mittels mindestens eines Qualitätssignals 24 und 26, wie z.B. eines Qualitätssignals 24 eines Pedalwegsensors und/oder eines Qualitätssignals 26 eines Vordrucksensors, eine Funktionsfähigkeit des mindestens einen Sensors zum Ermitteln der Größen 14 bis 18 zu überprüfen/erkennen. Optionaler Weise kann die Vorrichtung 10/Auswerteeinrichtung 12 auch mittels eines Ausgebens eines eigenen Qualitätssignals 28 ihre eigene Funktionsfähigkeit anzeigen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Ermitteln zumindest einer Größe bezüglich eines Zustands einer Bremsflüssigkeit in einem Bremssystem eines Fahrzeugs.
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In der Ausführungsform der 3 werden die bereitgestellten Qualitätssignale 24 und 26 des Pedalwegsensors und des Vordrucksensors beispielhaft mittels jeweils einer Überprüfungsuntereinrichtung 30 und 32 der Auswerteeinrichtung 12 überprüft. Die Überprüfungsuntereinrichtungen 30 und 32 geben anschließend entsprechende Verifizierungssignale 34 und 36 an die Rechneruntereinrichtungen 38 bis 42 der Auswerteeinrichtung 12 aus.
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Die Rechnereinrichtung 38 der Auswerteeinrichtung ist dazu ausgelegt, den Volumenstrom Q als die Volumenstromgröße 44 zu bestimmen. Dies geschieht gemäß Gleichung (Gl. 6) mit Q = vp·Φp, (Gl. 6) wobei vp die Verstellgeschwindigkeit des Bremspedals und Φp eine Einbremsfläche des Bremspedals sind.
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Mittels der Rechneruntereinrichtung 40 der Auswerteeinrichtung 12 ist der Simulatorinnendruck ps als die Simulatorinnendruckgröße 46 unter Berücksichtigung des Pedalwegs xp des Bremspedals als der Pedalweggröße 16 und einer für den Simulator vorgegebenen Pedalweg-Simulatorinnendruck-Relation bestimmbar. Die Rechneruntereinrichtung 42 überprüft die Signale 22, 34 und 36 und untersucht, ob die Größen 14 und 16 in vorgegebenen Normalwertebereichen liegen. Stellt die Rechneruntereinrichtung 42 keine Abweichungen fest, so gibt sie ein Verifizierungssignal 48 an eine weitere Rechneruntereinrichtung 50 der Auswerteeinrichtung 12 aus.
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Die Rechneruntereinrichtung 50 ist dazu ausgelegt, das Ausgabesignal 20 festzulegen. Beispielsweise ist mittels der Rechneruntereinrichtung 50 der Auswerteeinrichtung 12 zumindest ein Einzelwert vi für die Viskosität der Bremsflüssigkeit als die zumindest eine Größe unter Berücksichtigung des Volumenstroms Q als die Volumenstromgröße 44 und der Druckdifferenz Δp aus dem Vordruck p0 (als der Vordruckgröße 18) und dem Simulatorinnendruck ps als der Druckdifferenzgröße 46 festlegbar gemäß Gleichung (Gl. 3). Insbesondere kann nur/höchstens ein Einzelwert vi während der einzelnen Betätigung des Bremspedals festgelegt werden. Dies ist mittels der Rechneruntereinrichtung 42 ansteuerbar. Danach kann die Viskosität der Bremsflüssigkeit als Mittelwert mehrerer Einzelwerte vi festgelegt werden.
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Optionaler Weise weist die Auswerteeinrichtung 12/Vorrichtung 10 noch eine Signalausgabeuntereinrichtung 52 zur Ausgabe des Ausgabesignals 20 und des Qualitätssignals 28 auf. Dazu werden die Signale 20 und 22 an die Signalausgabeuntereinrichtung 52 weitergeleitet. Mindestens ein Temperatursignal 54 bezüglich einer Temperatur der Bremsflüssigkeit und/oder einer Umgebungstemperatur kann ebenfalls an die Signalausgabeuntereinrichtung 52 bereitgestellt werden. Als Alternative oder als Ergänzung kann auch eine weitere Rechneruntereinrichtung 56 eine Plausibilität der Pedalweggröße 16 mit dem Signal 22 überprüfen und gegebenenfalls ein entsprechendes Verifizierungssignal 58 an die Signalausgabeuntereinrichtung 52 ausgeben.
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Die oben ausgeführten Vorrichtungen 10 können auch zum Ausführen weiterer der vorausgehend beschriebenen Verfahrensschritte ausgelegt sein. Auf eine erneute Beschreibung dieser Verfahrensschritte wird hier verzichtet.
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Alle oben beschriebenen Vorrichtungen 10 sind in einer Vielzahl verschiedener Bremssystemtypen einsetzbar. Die mit der jeweiligen Vorrichtung 10 zusammenwirkenden Komponenten des Bremssystems, wie beispielsweise der Simulator oder das Simulatorabsperrventil, können mit einer großen Designfreiheit ausgebildet sein. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Verwendbarkeit jeder der oben beschriebenen Vorrichtungen 10 auch nicht auf einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp limitiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009028542 A1 [0002]