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EP2822826A1 - Verfahren zur kalibrierung von analog angesteuerten hydraulischen ventilen und bremsanlage mit einer elektronischen steuer- und regeleinheit worin das verfahren durchgeführt wird. - Google Patents

Verfahren zur kalibrierung von analog angesteuerten hydraulischen ventilen und bremsanlage mit einer elektronischen steuer- und regeleinheit worin das verfahren durchgeführt wird.

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Publication number
EP2822826A1
EP2822826A1 EP13709359.7A EP13709359A EP2822826A1 EP 2822826 A1 EP2822826 A1 EP 2822826A1 EP 13709359 A EP13709359 A EP 13709359A EP 2822826 A1 EP2822826 A1 EP 2822826A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
brake
valve
supply device
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13709359.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Jörg Feigel
Harald Biller
Jan Hoffmann
Christian Courth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2822826A1 publication Critical patent/EP2822826A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072—Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081—Systems with stroke simulating devices for driver input

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a driving characteristic of an analogized or analog controlled hydraulic valve according to the preamble of claim 1 and a brake system according to the preamble of claim 14.
  • AD valves Brake systems with antilock braking systems (ABS) or electronic stability programs (ESP) often use analogized valves to control the hydraulic fluid, the so-called AD valves.
  • the current at which the AD valve opens is highly dependent on the pressure difference across the valve. To be able to control the AD valves, it is necessary, for example, to know this current value, which is referred to as the "opening point".
  • the opening ⁇ point is still dependent on manufacturing tolerances and wear of the valve and other components of the brake system.
  • the invention is based on the object to develop a method for calibrating analogized intake and / or exhaust valves, the reliable, onboard (during operation), automatically and independently of driving generating guide operates can be performed with relatively little expenditure of time and is in a brake system on ⁇ reversible in which no the wheel brakes associated pressure sensors are provided.
  • ge ⁇ claim according to claim 1 and a brake system according to claim 14 ge ⁇ triggers.
  • the invention is based on the idea, a An Taverncha ⁇ characteristic, which describes at least one dependence of an electrical Ventilan Kunststoffificat of a voltage applied to the valve differential pressure or pressure, an electrically controllable, analogized or analog controlled hydraulic inlet or outlet valve with ⁇ means of an electric motor driven pressure supply device to determine the brake system and a pressure sensor associated pressure sensor.
  • the pressure sensor thus determines the pressure generated by the pressure supply device at the inlet ports of the intake valves.
  • a brake pressure is generated by the control and regulating unit by means of the pressure supply device and determines the size of the brake pressure by the pressure sensor.
  • the determined brake pressure and an associated Ventilan Kunststoffuba be stored as a calibration point of the driving characteristic.
  • the calibration points of the drive ⁇ characteristic are stored in the control unit, in which they are directly available for controlling the valves.
  • An advantage of the invention is that the relationship between Ventilan Kunststoffest and pressure and possibly volume flow (driving characteristic) can be determined by the brake system itself for each analog or analog controlled inlet and Aus ⁇ let, for this purpose, no Radbremstiksensoren, but only one of Pressure supply device associated pressure sensor is required. With the help of the specific, individual control characteristics of the individual valves then a finely metered and largely silent wheel-individual pressure control is possible, and it can renounced to Radbremsbuchsenso ⁇ Ren for the pressure control.
  • the brake system preferably includes one wheel brake each
  • the inlet valves direct the respective brake circuit pressures on (normally open) in the non-activated state ⁇ .
  • per wheel brake a per wheel brake a
  • the outlet valves in the non-activated state in a locked state normally closed.
  • the method according to the invention can also be carried out in a brake system with so-called multiplex intake valves (ie there are no exhaust valves).
  • the method of the invention be ⁇ preferably represent all analog controllable valves is performed.
  • the inlet and outlet valves are preferably designed as electro ⁇ magnetically controllable valves, wherein the electrical control variable is an electric current to be supplied to the electromagnetic drive.
  • areas of the driving characteristic are supplemented by interpolation or extrapolation or by means of a model to the driving characteristic between
  • the certain control characteristic is preferably counted in the control unit during operation of the brake system for controlling the wheel brake pressure to the associated wheel brake from ⁇ .
  • the wheel brakes on the Auslassven ⁇ tile can be connected to a standing under atmospheric pressure pressure fluid reservoir.
  • the pressure in the pressure medium reservoir can then be assumed to be constant, and the drive characteristic can be easily represented in dependence on the input-side pressure of the intake or exhaust valve.
  • the control characteristic of the inlet or outlet valve for ver ⁇ different flow rates is determined by the valve by the driving characteristic is determined at different flow rates of the pressure supply device.
  • the volume flow of the pressure supply ⁇ supply device is determined based on the engine rotational speed of the electric motor of the pressure supply device, which is often available anyway for controlling the pressure supply ⁇ provision device.
  • At least one wheel brake is preferably hydraulically connected to the pressure supply device. Connected.
  • At least the wheel brake of the exhaust valve to be calibrated is constantly hydraulically connected to the pressure supply device during the determination of the on ⁇ control characteristic of an exhaust valve.
  • at least one other wheel brake ⁇ than the wheel brake of the to be calibrated Einlassven ⁇ TILs permanently hydraulically connected to the pressure supply device.
  • at least one hydraulic capacity (wheel brake) is connected to the pressure preparation device. This makes it easier to control the pressure, and inevitable small leaks have little effect on the pressure.
  • the exhaust valve of the wheel brake of about ka ⁇ librierenden intake valve is closed, and the pressure in this wheel is determined from their predetermined or previously known (predetermined) pressure-volume characteristic curve and the output from the pressure supply device pressure fluid volume.
  • a corresponding embodiment is also advantageous in the case of the calibration of an inlet valve in the other described methods.
  • a pressure-volume curve of the associated with the pressure-providing device wheel brake is predetermined or predetermined.
  • the pressure-volume curve is then evaluated to detect the opening of the outlet / inlet valve to be calibrated.
  • the evaluation of the pressure-volume characteristic curve of the wheel brake is particularly preferably used in ⁇ hand the output from the pressure supply device the pressure medium volume in the detection of the opening.
  • the latter method ⁇ step a comparison of the output from the pressure supply device the pressure medium volume with a specified differently surrounded or predetermined pressure-dependent volume intake of those wheel brakes which are connected through open inlet valves to the pressure supply device performed.
  • a significant difference between the two volumes to be calibrated opening the exhaust / intake valve is detected, and the gallerygehö ⁇ Governing values of Ventilan Kunststoffuba and brake pressure is determined and as a calibration point in the control and regulation stored unit.
  • a brake pressure build-up is performed ramped in the developments of the inventions ⁇ to the invention.
  • a change in the Ventilan horrify of the valve to be calibrated is advantageously ramped or stepped.
  • a determination of a control characteristic for each analog or analogized controlled inlet and outlet valve of the brake system from ⁇ is preferred at the time of initial startup of the motor vehicle in the motor vehicle by means of the control unit performed.
  • the manufacturing variations berück ⁇ ingigende driving characteristic before, which allows a finely metered pressure control.
  • the brake system is activated during the operating time. ge in the presence of a predetermined event and / or after a predetermined period of time in the motor vehicle by means of the control unit a determination of a driving characteristic for each analog or analog controlled inlet and outlet valve Runaway ⁇ leads. Due to the repeated determination of the driving characteristics, aging effects of the valves are taken into account .
  • the invention also relates to a brake system.
  • a dung OF INVENTION ⁇ proper brake system is adapted to perform a method according OF INVENTION ⁇ dung.
  • a brake system for motor vehicles which can be activated in a so-called “brake-by-wire” mode both by the driver and independently of the vehicle driver, preferably in the "brake-by-wire” mode of operation the Druck washer ⁇ positioning device is operated and can be operated in at least one fallback mode in which only the operation by the driver is possible.
  • the pressure-providing device is formed by a cylinder-piston arrangement whose piston can be actuated by an electromechanical actuator.
  • the light emitted or absorbed by the pressure supply device pressure fluid volume and / or the output from the pressure supply device flow rate is preferably determined by means of a position detection device which has a position or location of the piston characterization ⁇ -saving size, advantageously, the position of the rotor of the electric motor of the pressure supply device is detected.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of an exemplary
  • FIG. 2 shows an exemplary brake system for carrying out a method according to the invention.
  • Fig. 1 is a block diagram of an exemplary hydraulic brake system for carrying out a method according to the invention is shown.
  • the brake system includes fully an electrically controllable, electric motor driven pressure supply device 101 for charging of hydraulically actuated wheel brakes 105a, 105b p with a pressure DB E ⁇ each wheel brake 105a, 105b is for this purpose 102b connected via an inlet valve 102a, hydraulically connected to the Druckbe ⁇ riding position 101 or connectable.
  • the pressure p D BE generated by pressure supply device 101 is determined by means of a pressure detection device 106 (pressure sensor), which is arranged in the hydraulic connection between pressure supply device 101 and inlet valves 102a, 102b.
  • a pressure detection device 106 pressure sensor
  • the brake system comprises at least one pressure fluid reservoir 104, such as a standing under atmospheric pressure pressure fluid reservoir, to which (n), the wheel brakes 105a, 105b are respectively connected via an exhaust valve 103a, 103b, so that pressure medium from the wheel ⁇ brakes 105a, 105b into the pressure fluid container 104 can be.
  • the pressure p V B in the pressure fluid reservoir 104 is either known (for example is measured by a pressure sensor), or is (approximately) constant or can be assumed to be constant (Annae ⁇ hernd) (eg atmospheric pressure).
  • the brake system ⁇ example comprises four hydraulically actuated wheel brakes which are hydraulically connected to the pressure supply device 101, as well as with a low pressure level (for example, one or more pressure medium containers 104) or connectable.
  • each of the wheel brakes is a valve disposed between the pressure supply device 101 and the wheel brake inlet valve 102a, 102b as well as a between the wheel brake and the low pressure level (pressure Mitt same ⁇ container 104) disposed exhaust valve 103a, 103b zugeord ⁇ net.
  • the intake valves 102a, 102b and the exhaust valves 103a, 103b are pressure regulating valves, i.
  • valves are electromagnetic
  • valves executed, wherein the electrical control quantity is an electrical current I to be supplied to the electromagnetic drive.
  • the valves, or part of the valves may be piezoelectric
  • the intake valves 102a, 102b are shown as being at rest (eg, de-energized) and the exhaust valves 103a, 103b being at rest (eg, at rest)
  • the intake valves 102a, 102b and the exhaust valves 103a, 103b during operation of the brake system comprises the
  • Brake system an electronic control and regulation unit 110.
  • the control unit 110, the signal of the pressure detection device 106 is supplied.
  • Pressure supply device 101 is continuously adjustable by electric motor. It is designed, for example, as a hydraulic cylinder-piston arrangement whose piston can be actuated by an electric motor with the interposition of a rotational-translation gear (linear actuator). However, print provider 101 may use e.g. also be designed as a driven by an electric motor piston pump.
  • the pressure medium volume V delivered by the pressure supply device 101 can be determined by means of a path or position detection device arranged on or in the pressure supply device 101, which detects a variable characterizing a position or position of the pressure supply device.
  • a path or position detection device arranged on or in the pressure supply device 101, which detects a variable characterizing a position or position of the pressure supply device.
  • Example According to a Sen ⁇ sor 108 for detecting the rotor position of the electric motor is seen ⁇ . It can also be a sensor for capture Act a pump position.
  • the brake system comprises a means 107 for detecting whether a volume flow of the pressure supply device 101 is present, and / or for determining the size of the volume flow q of the pressure supply device 101.
  • a determination of the volume flow is possible, for example, based on the engine speed of the electric motor Druck hole ⁇ positioning device.
  • the engine speed can be calculated, for example, from measured voltages and currents. More specifically, the engine speed can be determined, for example, based on the rotor position sensor 108 on the electric motor. From the time course of the rotor position, the engine speed can be determined, for example by numerical derivative.
  • Differential pressure ( ⁇ ) or a pressure (p) present at the valve (at constant pressure at the other valve connection) for example, current-pressure characteristic (I / p characteristic), opening characteristic.
  • the currentless closed exhaust valve 103a of the wheel brake 105a to be measured or calibrated First or to ver ⁇ measured exhaust valve 103 is closed.
  • the inlet valve 102a of the wheel brake 105a is open (eg de-energized), so that the pressure p DBE of the pressure supply device 101 is equal to the pressure p a in the wheel brake 105a (input-side pressure of the outlet valve 103a) and determined by means of the pressure sensor 106 can.
  • Are on the remaining wheel brakes / are each intake valve 102b or from ⁇ outlet valve 103b or both closed.
  • a first, eg predetermined, brake pressure is built up in the to be calibrated to the exhaust valve 103a belonging wheel brake 105 and held constant by stopping the pressure supply device 101, ie, the volume flow q of the pressure supply device is equal to zero.
  • the electric Ventilan Kunststoff adhere I the exhaust valve 103a is changed kontinuier ⁇ Lich or stepwise now by means of the control unit 110, that the current supply is conti ⁇ tinuously or stepwise increases in a normally closed Auslausventil 103a.
  • the exhaust valve 103 a opens, which can be detected by a pressure drop at the pressure sensor 106, the pair of values from the value of Ventilan Kunststoffify I and the pressure p DBE is determined shortly before opening and as a calibration point of the driving characteristic, eg in the control unit 110, stored.
  • the differential pressure Ap p a - on. The described method steps are repeated at different brake pressure values.
  • the value pairs from the controlled control variable I and associated Pressure P DBE are each determined and stored as calibration points of the control characteristic.
  • the Volu ⁇ volume flow q of the pressure supply device 101 is set equal to zero, and then depending on pressure changes the Ventilan Kunststoffest I of the measuring exhaust valve 103a, but it is either at different control variables I are each performed a brake pressure build-up by means of the pressure supply ⁇ provision device 101 or it will check the control variable I and pressure p DBE simultaneously increased.
  • the pressure-volume characteristic of the wheel brake eg 105a
  • the output from the pressure supply device 101 pressure fluid volume V is determined and compared with the reference to the known pressure-volume characteristic to expected pressure intake of the connected to the pressure supply device wheel brake.
  • An opening of the exhaust valve 103a ie, a matched pair of values Ventilan Kunststoffest I and pressure value P DBE, may then characterized recognizes be that the pressure supply device 101 more hydraulic fluid volume V emits than is expected by the printing device receiving the ver ⁇ -bound wheel brake. So be successive determined and stored several calibration points of the driving characteristic.
  • the stored control characteristic for the exhaust valve 103a is used in the normal braking operation of the brake system for a pressure control with high accuracy by the desired pressure p on the basis of a control characteristic of the appropriate control variable I is determined for the exhaust valve 103a.
  • the first and second example according to the method of determining the control characteristic of an exhaust valve described above may also be used to He averaging ⁇ control characteristic of an intake valve, such as the intake valve 102a, advantageously carried out analogously.
  • the inlet valve 102a to be calibrated is closed.
  • at least one wheel brake other than the wheel brake of the intake valve to be calibrated eg the wheel brake 105b
  • the wheel brake 105b is connected via its opened intake valve (eg 102b) to the pressure supply device 101 and the associated exhaust valve (eg 103b) is closed.
  • the remaining intake valves are / are closed.
  • a third example method for determining a driving characteristic of an intake valve will be described below. This is advantageously carried out by ⁇ when none of the wheel brakes on an open inlet valve should be constantly connected to the pressure supply device.
  • Example according to the electroless offe ⁇ ne intake valve 102a of the wheel brake is measured and 105a ka ⁇ libriert. First, all intake valves 102a, 102b are closed. At least the exhaust valve 103a of the wheel brake ⁇ 105a is open, so that the pressure p a in the wheel brake 105a (output-side pressure of the intake valve 102a) is equal to the pressure p VB in the pressure fluid container 104 (eg atmospheric pressure).
  • the wheel pressure p a of the image taken by the wheel brake 105a volume can be estimated even with a closed discharge valve 103a.
  • the inlet-side pressure of the inlet valve 102a corresponds to the pressure p DBE of the pressure-providing device 101, which can be determined by means of the pressure sensor 106. Above the inlet valve 102a so each of the differential pressure
  • a first, eg predetermined, pressure value P DBE the pressure supply device 101 ie it will, for example, a fixed motor torque for the electric motor of Pressure supply device 101 is set, the control amount I of the intake valve 102 a reduced by the control and regulation unit 110 until the inlet valve 102 a opens.
  • the opening point is detected by observing the volume flow q of the pressure supply device 101, for example based on the engine speed of the electric motor of the pressure supply device.
  • the corresponding value pair of controlled valve control variable I and pressure p DBE ⁇ is averaged and stored as a calibration point. The method is then carried out for different pressure values P D BE of the pressure supply device 101, and the corresponding I / p DBE value pairs are determined and filed.
  • the driving amount I of the intake valve 102a is sequentially set to different values and the pressure p DB E of the pressure-supplying device 101 is increased, ie, an increasing motor torque for the electric motor of the pressure-supplying device 101 is given until the intake valve 102a opens.
  • the control variable I of the intake valve 102 changes (such as reduced) and the pressure p DB increase E of the pressure supply device 101 at the same time until the intake valve opens 102a.
  • the opening point is detected by observing the volume flow q of the pressure supply device 101, for example based on the engine speed of the electric motor of the pressure supply device.
  • the intake valve can be measured as the calibration by the third execution example ⁇ advantageously relevant points of the at ⁇ control characteristic. Areas between the calibration points can be determined by interpolation.
  • the brake system comprises a means 107 for determining or regulating the size of the volume flow of the pressure preparation device 101
  • the activation characteristic eg I / p characteristic curve
  • the drive characteristic I F (p or ⁇ , q) or
  • the stored drive characteristic for the intake ⁇ or exhaust valve is used in the normal braking operation of the brake ⁇ system for pressure control with high accuracy.
  • Example According to an inventive method for loading ⁇ humor a control characteristic of an analog or analogized actuated intake and / or exhaust valve is initiated ei ⁇ genstieri at the time of initial start-up in the motor vehicle.
  • the on ⁇ tax characteristic of each analogized or analog controlled intake and exhaust valve is determined.
  • a ent ⁇ speaking routine is stored for example in the control unit. This allows to manufacturing variations adapting the Anticiancha ⁇ rakterizing of each intake and / or exhaust valves.
  • At least one default value is present in the open-loop and closed-loop control unit.
  • Drive characteristic or a drive map stored This can be used in the operation of the brake system for a Druckrege ⁇ ment, as long as no valve-specific control characteristic has been determined for the intake or exhaust valve.
  • the braking system comprises essentially a with ⁇ means of an actuating or brake pedal 1 is actuated hyd ⁇ raulische actuating unit 2, one with the hydraulic actuator unit 2 cooperating travel simulator or simulation means 3, a hydraulic actuating unit 2 associated, at atmospheric pressure pressure fluid supply reservoir 4, an electrically controllable pressure supply device 5, an electronic control and regulation unit 12 and an electrically controllable pressure modulation device.
  • the pressure modulating means comprises, for example according to each wheel brake 8, 9, 10, 11 of a not shown motor vehicle ⁇ tool an intake valve 6a-6d and an exhaust valve 7a-7d, which in pairs hydraulically together quantitative ⁇ switched over center terminals and to the wheel brakes 8, 9, 10, 11 are connected.
  • the intake valves 6a-6d are each an opening to the brake circuit supply lines 13a, 13b through check valve 50a-50d connected in parallel.
  • the brake circuit supply lines 13a, 13b through hydraulic lines 22a, 22b of the Drue ⁇ CKEN pressure chambers 17, 18 of the actuating unit 2 beauf ⁇ strike.
  • the output terminals of the exhaust valves 7a-7d are in pairs via return lines 14a, 14b connected to the pressure fluid reservoir 4.
  • the hydraulic actuating unit 2 points in a Housing 21 two successively arranged pistons 15, 16, the hydraulic chambers or pressure chambers 17, 18 limit, which together with the piston 15, 16 form a dual-circuit master cylinder or a tandem master cylinder.
  • the pressure chambers 17, 18 are on the one hand in the piston 15, 16 formed radial bores and corresponding pressure equalization lines 41a, 41b with the pressure medium reservoir 4 in connection, which can be shut off by a relative movement of the piston 17, 18 in the housing 21, and on the other hand by means of Hydraulic lines 22a, 22b with the already mentioned Bremswanerss ⁇ lines 13a, 13b in connection, via which the inlet valves 6a-6d are connected to the actuator unit 2.
  • a parallel connection of a normally open (SO) diagnosis valve 28 with a pressure medium reservoir 4 towards closing check valve 27 is included.
  • the pressure chambers 17, 18 take unspecified return springs, which position the pistons 15, 16 when the master cylinder 2 is not actuated in a starting position.
  • a piston rod 24 couples the pivotal movement of the brake pedal 1 due to a Pedalbetä ⁇ actuating the translational motion of the first (master cylinder) piston 15 whose actuation is detected by a preferential ⁇ redundantly executed displacement sensor 25th Since ⁇ by the corresponding Kolbenwegsignal is a measure of the brake pedal depression angle. It represents a brake ⁇ desire a vehicle driver.
  • a separating valve 23 a, 23 b angeord ⁇ net which is designed as ever an electrically operable, preferably ⁇ as normally open (SO) valve.
  • SO normally open
  • Displacement simulator 3 is hydraulically coupled to the master cylinder 2 and formed, for example, as an independent Bau ⁇ group, consisting essentially of a
  • Simulator piston 31 consists. Simulator piston 31 is supported on housing 21 by an elastic element (e.g., a spring) disposed in simulator spring chamber 30, which is advantageously biased.
  • the simulator chamber 29 is by means of an electrically actuated
  • pressure fluid flows from the master cylinder pressure chamber 17 in the simulator chamber 29.
  • a hydraulically antiparallel to Simulatorkagabeventil 32 arranged check valve 34 allows independent of the switching state of
  • Simulatorkagabeventils 32 a largely unhindered backflow of the pressure medium from the simulator chamber 29 to the master cylinder pressure chamber 17th
  • the electrically controllable pressure supply device 5 is designed as a hydraulic cylinder-piston arrangement or a single-circuit electrohydraulic actuator, the piston 36 of a schematically indicated electric motor 35 with the interposition of a rotationally-translational transmission also shown schematically is operable.
  • the piston 36 limits a pressure chamber 37. A sucking in of pressure medium in the pressure chamber 37 is possible by a return movement of the piston 36 with closed connection valves 26a, 26b by pressure fluid from the pressure fluid reservoir 4 via a valve opening in the flow direction to the actuator check valve Indianabil ⁇ detes suction valve 52 can flow into the Aktuatordruckraum 37.
  • a sensor 44 For detecting a characteristic of the position / position of the piston 36 of the pressure supply device 5 size, a sensor 44 is provided, which is exemplified as a detecting the rotor position of the electric motor 35 serving rotor position sensor. Other sensors are also conceivable, for example, a displacement sensor for detecting the position / position of the piston 36. On the basis of the positi ⁇ on / position of the piston 36 characteristic size determination of the output from the pressure-providing device 5 or recorded pressure medium volume V is possible. For detecting the pressure P generated by the pressure supply device 5, a preferably redundant pressure sensor 19 is provided.
  • simulation device 3 In a fallback mode of the brake system, for example when ei ⁇ nem failure of the electrical power supply of the entire brake system, simulation device 3 is by the
  • Simulatorokogabeventil 32 makesschal ⁇ tet and the pressure-providing device 5 is separated from the brake circuit supply lines 13a, 13b by the normally closed Zuschaltventile 26a, 26b.
  • Master brake cylinder 2 is connected via the lines 22a, 22b with the normally open isolation valves 23a, 23b to the brake circuit ⁇ supply lines 13a, 13b and thus the wheel brakes 8, 9, 10, 11, so that the driver by pressing the brake pedal 1 directly pressure in the wheel brakes 8, 9, 10, 11 can build.

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Ansteuercharakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Ventils einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen, bei welcher ein mit Hilfe einer elektrisch ansteuerbaren, elektromotorisch (110, 35) angetriebenen Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) erzeugter Bremsdruck (pDBE) über ein Einlassventil(102a, 102b; 6a-d) zu einer Radbremse (105a, 105b; 8-11) gelangt, und insbesondere über ein Auslassventil (103a, 103b, 7a-d) aus der Radbremse in einen Druckmittelbehälter (104, 4) leitbar ist, wobei zum Betrieb der Bremsanlage die Druckbereitstellungseinrichtung und die Einlassventile, und insbesondere die Auslassventile, von einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (110, 12) ansteuerbar sind, wobei zur Bestimmung der Ansteuercharakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten Einlass- oder Auslassventils durch die Steuer- und Regeleinheit ein Bremsdruck mittels der Druckbereitstellungseinrichtung erzeugt und der Bremsdruck (pDBE) durch einen der Druckbereitstellungseinrichtung zugeordneten Drucksensor (106, 19) ermittelt wird und der ermittelte Bremsdruck und eine zugeordnete Ventilansteuergröße (I, U) als Kalibrierpunkt der Ansteuercharakteristik (f, F) gespeichert wird, sowie Bremsanlage.

Description

VERFAHREN ZUR KALIBRIERUNG VON ANALOG ANGESTEUERTEN
HYDRAULISCHEN VENTILEN UND BREMSANLAGE MIT EINER ELEKTRONISCHEN STEUER- UND REGELEINHEIT
WORIN DAS VERFAHREN DURCHGEFÜHRT WIRD.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Ansteuercharakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Ventils gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
In Bremssystemen mit Blockierschutzregelungen (ABS) oder elektronischen Stabilitätsprogrammen (ESP) werden oftmals analogisierte Ventile zur Regelung der Hydraulikflüssigkeit eingesetzt, die so genannten AD-Ventile. Der Strom, bei dem das AD-Ventil öffnet, ist stark von der an dem Ventil an¬ liegenden Druckdifferenz abhängig. Um die AD-Ventile regeln zu können, ist es z.B. notwendig, diesen Stromwert, der als "Öffnungspunkt" bezeichnet wird, zu kennen. Der Öffnungs¬ punkt ist weiterhin von Fertigungstoleranzen und vom Verschleiß des Ventils und anderer Bauteile des Bremssystems abhängig .
Um Ventile analog mit einer hinreichenden Genauigkeit zu betreiben, ist es erforderlich, die Öffnungscharakteristik bzw. allgemeiner die Ansteuercharakteristik zu kennen. Die Herstellung der AD-Ventile so zu gestalten, dass jedes Ventil identische Ansteuercharakteristiken (z.B. Strom- Druck-Kennlinie) aufzeigt, ist toleranzbedingt nicht möglich bzw. stellt einen nicht vertretbaren Aufwand dar. Selbst wenn dies mög
lieh wäre, stellt die Veränderung über die Lebensdauer ein weiteres Problem dar. Jedes Ventil einzeln zu kalibrieren, ist ein sehr hoher zeitlicher Aufwand in der Produktion und steigert die Kosten erheblich. Ohne aber die Ventile mit einer entsprechenden Genauigkeit betreiben zu können, sinkt der funktionale Nutzen.
Aus der DE 10 2006 057 501 AI ist ein Verfahren zum Kalibrieren der Druck-/Öffnungsstrom-Charakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlassventils bekannt. Das Verfahren wird in einem Bremssys¬ tem für Kraftfahrzeuge mit zwei Bremskreisen durchgeführt, wobei jedem Bremskreis zwei Radbremsen, eine hydraulische Pumpe und ein Niederdruckspeicher zugeordnet sind und wobei ein mit Hilfe der hydraulischen Pumpe erzeugter Bremsdruck über ein Einlassventil zu einer Radbremse gelangt und über ein Auslassventil aus der Radbremse in einen Niederdruck¬ speicher leitbar ist. Dabei ist ein Drucksensor vorgesehen, der einer der beiden Radbremsen zugeordnet ist und der den in dieser Radbremse eingesteuerten Radbremsdruck ermittelt. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist also genau ein Rad¬ bremsdrucksensor für jeden Bremskreis notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Kalibrieren von analogisierten Einlass- und/oder Auslassventilen zu entwickeln, das zuverlässig, onboard (im laufenden Betrieb) , selbsttätig und unabhängig vom Fahr- zeugführer arbeitet, sich mit vergleichsweise geringem Zeitaufwand durchführen lässt und in einer Bremsanlage an¬ wendbar ist, in welcher keine den Radbremsen zugeordneten Drucksensoren vorhanden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren ge¬ mäß Anspruch 1 und eine Bremsanlage gemäß Anspruch 14 ge¬ löst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Ansteuercha¬ rakteristik, welche zumindest eine Abhängigkeit einer elektrischen Ventilansteuergröße von einem an dem Ventil anliegenden Differenzdruck oder Druck beschreibt, eines elektrisch ansteuerbaren, analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Einlass- oder Auslassventils mit¬ tels einer elektromotorisch angetriebenen Druckbereitstellungseinrichtung der Bremsanlage und einem der Druckbereitstellungseinrichtung zugeordneten Drucksensor zu bestimmen. Der Drucksensor ermittelt also den von der Druckbereitstellungseinrichtung an den Eingangsanschlüssen der Einlassventile erzeugten Druck. Zur Bestimmung der Ansteuercharakteristik wird durch die Steuer- und Regeleinheit ein Bremsdruck mittels der Druckbereitstellungseinrichtung erzeugt und die Größe des Bremsdrucks durch den Drucksensor ermittelt. Der ermittelte Bremsdruck und eine zugeordnete Ventilansteuergröße werden als Kalibrierpunkt der Ansteuercharakteristik gespeichert.
Vorteilhafterweise werden die Kalibrierpunkte der Ansteuer¬ charakteristik in der Steuer- und Regeleinheit gespeichert, in welcher sie direkt zur Ansteuerung der Ventile bereitstehen . Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlass- und Aus¬ lassventil der Zusammenhang zwischen Ventilansteuergröße und Druck und ggf. Volumenstrom (Ansteuercharakteristik) durch die Bremsanlage selbst bestimmt werden kann, wobei hierzu keine Radbremsdrucksensoren, sondern nur ein der Druckbereitstellungseinrichtung zugeordneter Drucksensor benötigt wird. Mit Hilfe der bestimmten, individuellen Ansteuercharakteristiken der einzelnen Ventile ist dann eine fein dosierte und weitgehend geräuschlose radindividuelle Druckregelung möglich, und es kann auf Radbremsdrucksenso¬ ren für die Druckregelung verzichtet werden.
Die Bremsanlage umfasst bevorzugt je Radbremse ein
analogisiertes oder analog angesteuertes Einlassventil. Be¬ sonders bevorzugt leiten die Einlassventile im nicht ange¬ steuerten Zustand die jeweiligen Bremskreisdrücke weiter (stromlos offen) .
Weiterhin ist es bevorzugt, dass je Radbremse ein
analogisiertes oder analog angesteuertes Auslassventil vor¬ handen ist. Besonders bevorzugt sind die Auslassventile im nicht angesteuerten Zustand in einem gesperrten Zustand (stromlos geschlossen) . Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch in einer Bremsanlage mit sogenannten Multiplex- Einlassventilen (d.h. es sind keine Auslassventile vorhanden) durchgeführt werden.
In Bremsanlagen, in welchen einige der Einlass- und/oder Auslassventile analog ansteuerbar und die anderen digital ansteuerbar sind, wird das erfindungsgemäße Verfahren be¬ vorzugt für alle analog ansteuerbaren Ventile durchgeführt. Die Einlass- und Auslassventile sind bevorzugt als elektro¬ magnetisch ansteuerbare Ventile ausgeführt, wobei die elektrische Ansteuergröße ein dem elektromagnetischen Antrieb zuzuführender elektrischer Strom ist.
Bevorzugt werden Bereiche der Ansteuercharakteristik durch Interpolation oder Extrapolation oder mittels eines Modells ergänzt, um die Ansteuercharakteristik zwischen
Kalibrierpunkten oder in Bereichen ohne Kalibrierpunkt zu bestimmen. So müssen nur wenige Kalibrierpunkte ermittelt werden. Damit die vollständige Ansteuercharakteristik schnell auswertbar ist, wird besonders bevorzugt die er¬ gänzte Ansteuercharakteristik in der Steuer- und Regeleinheit gespeichert, z.B. in Form einer Wertetabelle.
Die bestimmte Ansteuercharakteristik wird bevorzugt in der Steuer- und Regeleinheit beim Betrieb der Bremsanlage zur Regelung des Radbremsdrucks der zugehörigen Radbremse aus¬ gewertet .
Es ist bevorzugt, dass die Radbremsen über die Auslassven¬ tile mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter verbindbar sind. Der Druck in dem Druckmittelvorratsbehälter kann dann als konstant angenommen werden und die Ansteuercharakteristik kann einfach in Abhängigkeit des eingangsseitigen Drucks des Einlass- bzw. Auslassventils dargestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Ansteuercharakteristik des Einlass- oder Auslassventils für ver¬ schiedene Volumenströme durch das Ventil bestimmt, indem die Ansteuercharakteristik bei verschiedenen Volumenströmen der Druckbereitstellungseinrichtung bestimmt wird. Vorteil- hafterweise wird der Volumenstrom der Druckbereit¬ stellungseinrichtung anhand der Motordrehzahl des Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung ermittelt, welche oftmals sowieso zur Regelung der Druckbereit¬ stellungseinrichtung verfügbar ist.
Zur Bestimmung der Ansteuercharakteristik eines Auslassventils oder Einlassventils einer Radbremse werden bevorzugt die folgenden Verfahrensschritte, vorteilhafterweise in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt:
• Schließen des zu kalibrierenden Auslass-/Einlassventils und Öffnen des zugehörigen Einlass-/Auslassventils der Radbremse,
• Aufbau eines vorbestimmten Wertes des Bremsdruckes mit¬ tels der Druckbereitstellungseinrichtung und Anhalten des Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung,
• Änderung der Ventilansteuergröße des zu kalibrierenden Auslass-/Einlassventils, so dass das zu kalibrierende Auslass-/Einlassventils sich öffnet,
• Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventils mittels des Drucksensors, Ermitteln der zusammengehörenden Werte von Ventilansteuergröße und Bremsdruck und Speichern des ermittelten Kalibrierpunkts in der Steuer- und Regeleinheit.
Um mehrere Kalibrierpunkte zu erhalten, wird besonders be¬ vorzugt bei verschiedenen Bremsdruckwerten jeweils eine Änderung der Ventilansteuergröße durchgeführt. Durch dieses Verfahren wird die Öffnungskennlinie des zu kalibrierenden Ventils bestimmt.
Bevorzugt ist während der Verfahrensschritte zumindest eine Radbremse mit der Druckbereitstellungseinrichtung hydrau- lisch verbunden.
Besonders bevorzugt ist während der Bestimmung der An¬ steuercharakteristik eines Auslassventils zumindest die Radbremse des zu kalibrierenden Auslassventils ständig mit der Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden. Im Falle der Bestimmung der Ansteuercharakteristik eines Einlassventils ist während der Bestimmung der Ansteuercha¬ rakteristik des Einlassventils zumindest eine andere Rad¬ bremse als die Radbremse des zu kalibrierenden Einlassven¬ tils ständig mit der Druckbereitstellungseinrichtung hydraulisch verbunden. In beiden Fällen ist so zumindest eine hydraulische Kapazität (Radbremse) mit der Druckbereit¬ stellungseinrichtung verbunden. Dadurch wird das Einregeln des Druckes erleichtert, und unvermeidliche kleine Leckagen haben nur einen geringen Einfluss auf den Druck.
Zur Bestimmung der Ansteuercharakteristik eines Einlassventils werden gemäß einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die folgenden Verfahrensschritte, besonders bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt:
• Schließen aller Einlassventile und Öffnen zumindest des Auslassventils der Radbremse des zu kalibrierenden Ein¬ lassventils,
• Aufbau eines Bremsdruckes mittels der Druckbereit¬ stellungseinrichtung und Einstellen einer Ventilansteuergröße an dem zu kalibrierenden Einlassventil, so dass das zu kalibrierende Einlassventil sich öffnet,
• Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils anhand eines Volumenstroms der Druckbereit¬ stellungseinrichtung oder der Motordrehzahl des Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung, Ermitteln der zusammengehörenden Werte von Ventilansteuergröße und Bremsdruck und Speichern des ermittelten Kalibrierpunkts in der Steuer- und Regeleinheit.
Um mehrere Kalibrierpunkte zu erhalten, wird besonders be¬ vorzugt zur Öffnung des zu kalibrierenden Einlassventils alternativ entweder bei verschiedenen Werten der Ventilansteuergröße jeweils ein Bremsdruckaufbau mittels der Druck¬ bereitstellungseinrichtung durchgeführt, oder bei verschiedenen Bremsdrücken der Druckbereitstellungseinrichtung jeweils eine Änderung der Ventilansteuergröße durchgeführt, oder wiederholt gleichzeitig ein Bremsdruckaufbau mittels der Druckbereitstellungseinrichtung und eine Änderung der Ventilansteuergröße durchgeführt .
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das Auslassventil der Radbremse des zu ka¬ librierenden Einlassventils geschlossen, und der Druck in dieser Radbremse wird aus ihrer vorgegebenen oder vorbekannten (vorbestimmten) Druck-Volumen-Kennlinie und dem von der Druckbereitstellungseinrichtung abgegebenen Druckmittelvolumen bestimmt. Eine entsprechende Ausführungsform ist im Falle der Kalibration eines Einlassventils auch bei den anderen beschriebenen Verfahren vorteilhaft.
Weiterhin ist es bevorzugt, zur Bestimmung der Ansteuercha¬ rakteristik eines Auslassventils oder Einlassventils einer Radbremse die folgenden Verfahrensschritte, vorteilhafter¬ weise in der angegebenen Reihenfolge, durchzuführen:
• Schließen des zu kalibrierenden Auslass-/Einlassventils und Öffnen des zugehörigen Einlass-/Auslassventils der Radbremse, wobei vorteilhafterweise insgesamt mindestens ein Einlassventil geöffnet ist, • Durchführung eines Bremsdruckaufbaus mittels der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung und Einstellen einer Ventilansteuergröße an dem zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventil , so dass das zu kalibrierende Auslass- /Einlassventil sich öffnet,
• Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventils anhand des von der Druckbereitstellungs¬ einrichtung abgegebenen Druckmittelvolumens (V) , Ermitteln der zusammengehörenden Werte von Ventilansteuergröße und Bremsdruck und Speichern des ermittelten
Kalibrierpunkts in der Steuer- und Regeleinheit.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Druck- Volumen-Kennlinie der mit der Druckbereitstellungseinrichtung verbundenen Radbremse vorgegeben oder vorbestimmt. Die Druck-Volumen-Kennlinie wird dann zur Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Auslass-/Einlassventils ausgewertet. Die Auswertung der Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse wird besonders bevorzugt bei der Erkennung des Öffnens an¬ hand des von der Druckbereitstellungseinrichtung abgegebenen Druckmittelvolumens herangezogen.
Entsprechend wird bevorzugt als letztgenannter Verfahrens¬ schritt ein Vergleich des von der Druckbereitstellungseinrichtung abgegebenen Druckmittelvolumens mit eine vorgege¬ benen oder vorbestimmten druckabhängigen Volumenaufnahme derjenigen Radbremsen, die über geöffnete Einlassventile mit der Druckbereitstellungseinrichtung verbunden sind, durchgeführt. Bei einer signifikanten Abweichung zwischen diesen beiden Volumina wird das Öffnen des zu kalibrierenden Auslass-/Einlassventils erkannt, und die zusammengehö¬ renden Werte von Ventilansteuergröße und Bremsdruck werden ermittelt und als Kalibrierpunkt in der Steuer- und Regel- einheit gespeichert.
Um mehrere Kalibrierpunkte zu erhalten, wird besonders be¬ vorzugt zur Öffnung des zu kalibrierenden Ventils alterna¬ tiv entweder bei verschiedenen Werten der Ventilansteuergröße jeweils ein Bremsdruckaufbau mittels der Druckbereit¬ stellungseinrichtung durchgeführt oder wiederholt gleichzeitig ein Bremsdruckaufbau mittels der Druckbereit¬ stellungseinrichtung und eine Änderung der Ventilansteuergröße durchgeführt.
Vorteilhafterweise wird bei den Weiterbildungen des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens ein Bremsdruckaufbau rampenförmig durchgeführt. Eine Änderung der Ventilansteuergröße des zu kalibrierenden Ventils erfolgt vorteilhafterweise rampen- oder stufenförmig.
Eine Bestimmung einer Ansteuercharakteristik für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlass- und Aus¬ lassventil der Bremsanlage wird bevorzugt zum Zeitpunkt der Erstinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs in dem Kraftfahrzeug mittels der Steuer- und Regeleinheit durchgeführt. So liegt für den nachfolgenden Betrieb der Bremsanlage für jedes der Ventile eine individuelle, die Fertigungsstreuungen berück¬ sichtigende Ansteuercharakteristik vor, welche eine fein dosierte Druckregelung ermöglicht.
Hierdurch wird eine Anpassung der Ansteuercharakteristik der einzelnen Einlass- und/oder Auslassventile an Ferti¬ gungsstreuungen ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Betriebszeit der Bremsanla- ge bei Vorliegen eines vorgegebenen Ereignisses und/oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer in dem Kraftfahrzeug mittels der Steuer- und Regeleinheit eine Bestimmung einer Ansteuercharakteristik für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlass- und Auslassventil durchge¬ führt. Durch die wiederholte Bestimmung der Ansteuercharakteristiken werden Alterungseffekte der Ventile be¬ rücksichtigt .
Die Erfindung betrifft auch eine Bremsanlage. Eine erfin¬ dungsgemäße Bremsanlage ist dazu ausgebildet, ein erfin¬ dungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Bevorzugt handelt es sich um eine Bremsanlage für Kraft¬ fahrzeuge, die in einer sog. „Brake-by-wire"-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der „Brake-by- wire"-Betriebsart mittels der Druckbereit¬ stellungseinrichtung betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist.
Bevorzugt wird die Druckbereitstellungseinrichtung durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator betätigbar ist. Das von der Druckbereitstellungseinrichtung abgegebene oder aufgenommene Druckmittelvolumen und/oder der von der Druckbereitstellungseinrichtung abgegebene Volumenstrom wird bevorzugt mittels einer Lagenerfassungseinrichtung bestimmt, welche eine Position oder Lage des Kolbens charakterisie¬ rende Größe, vorteilhafterweise die Lage des Rotors des Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung, erfasst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigen schematisch
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer beispielsgemäßen
Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsge¬ mäßen Verfahrens, und
Fig. 2 eine beispielsgemäße Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild einer beispielsgemäßen hydraulischen Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Bremsanlage um- fasst eine elektrisch steuerbare, elektromotorisch angetriebene Druckbereitstellungseinrichtung 101 zur Beaufschlagung von hydraulisch betätigbaren Radbremsen 105a, 105b mit einem Druck pDBE · Jede Radbremse 105a, 105b ist hierzu über ein Einlassventil 102a, 102b mit der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 101 hydraulisch verbunden oder verbindbar. Der von Druckbereitstellungseinrichtung 101 erzeugte Druck pDBE wird mittels einer Druckerfassungs¬ einrichtung 106 (Drucksensor) bestimmt, welche in der hydraulischen Verbindung zwischen Druckbereitstellungseinrichtung 101 und den Einlassventilen 102a, 102b angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Bremsanlage zumindest einen Druckmittelbehälter 104, z.B. einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter, an welche (n) die Radbremsen 105a, 105b jeweils über ein Auslassventil 103a, 103b angeschlossen sind, so dass Druckmittel aus den Rad¬ bremsen 105a, 105b in den Druckmittelbehälter 104 abgelas- sen werden kann. Der Druck pVB im Druckmittelbehälter 104 ist entweder bekannt (wird z.B. durch einen Drucksensor gemessen) oder ist (annähernd) konstant bzw. kann als (annä¬ hernd) konstant angenommen werden (z.B. Atmosphärendruck).
In dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 sind der Einfachheit wegen nur zwei an die Druckbereitstellungseinrichtung 101 angeschlossene Radbremsen 105a, 105b dargestellt. In Falle einer Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug umfasst die Brems¬ anlage z.B. vier hydraulisch betätigbare Radbremsen, welche mit der Druckbereitstellungseinrichtung 101 sowie mit einem niedrigen Druckniveau (z.B. einem oder mehreren Druckmittelbehältern 104) hydraulisch verbunden oder verbindbar sind. Vorteilhafterweise ist jeder der Radbremsen dabei ein zwischen Druckbereitstellungseinrichtung 101 und Radbremse angeordnetes Einlassventil 102a, 102b sowie ein zwischen der Radbremse und dem niedrigen Druckniveau (Druckmittelbe¬ hälter 104) angeordnetes Auslassventil 103a, 103b zugeord¬ net .
Beispielsgemäß sind die Einlassventile 102a, 102b sowie die Auslassventile 103a, 103b als Druckregelventile, d.h.
analogisiert oder analog ansteuerbar, ausgebildet.
Bevorzugt sind die Ventile als elektromagnetisch
ansteuerbare Ventile ausgeführt, wobei die elektrische An- steuergröße ein dem elektromagnetischen Antrieb zuzuführender elektrischer Strom I ist. Alternativ können die Ventile, oder ein Teil der Ventile, als piezoelektrisch
ansteuerbare Ventile ausgeführt sein, wobei die elektrische Ansteuergröße eine dem Piezoantrieb zuzuführende elektri¬ sche Spannung U ist. In der folgenden Beschreibung werden die Einlassventile 102a, 102b als im Ruhezustand (z.B. stromlos) offen und die Auslassventile 103a, 103b als im Ruhezustand (z.B.
stromlos) geschlossen angenommen. Das erfindungsgemäße Ver¬ fahren kann jedoch analog auch mit im Ruhezustand (z.B. stromlos) geschlossenen Einlassventilen 102a, 102b und/oder im Ruhezustand (z.B. stromlos) offenen Auslassventilen 103a, 103b durchgeführt werden.
Zur Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung 101, der Einlassventile 102a, 102b und der Auslassventile 103a, 103b während des Betriebs der Bremsanlage umfasst die
Bremsanlage eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 110. Der Steuer- und Regeleinheit 110 wird das Signal der Druckerfassungseinrichtung 106 zugeführt.
Druckbereitstellungseinrichtung 101 ist elektromotorisch kontinuierlich verstellbar. Sie ist beispielsgemäß als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet, deren Kolben von einem Elektromotor unter Zwischenschaltung eines Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist (Linearak- tuator) . Druckbereitstellungseinrichtung 101 kann aber z.B. auch als eine durch einen Elektromotor angetriebene Kolbenpumpe ausgebildet sein.
Das von der Druckbereitstellungseinrichtung 101 abgegebene Druckmittelvolumen V kann mittels einer an oder in der Druckbereitstellungseinrichtung 101 angeordneten Weg- oder Lageerfassungseinrichtung bestimmt werden, welche eine Position oder Lage der Druckbereitstellungseinrichtung charakterisierende Größe erfasst. Beispielsgemäß ist ein Sen¬ sor 108 zur Erfassung der Rotorlage des Elektromotors vor¬ gesehen. Es kann sich auch um einen Sensor zur Erfassung einer Pumpenposition handeln.
Vorteilhafterweise umfasst die Bremsanlage ein Mittel 107 zur Erkennung, ob ein Volumenstrom der Druckbereitstellungseinrichtung 101 vorliegt, und/oder zur Bestimmung der Größe des Volumenstroms q der Druckbereitstellungseinrichtung 101. Eine Bestimmung des Volumenstroms ist z.B. anhand der Motordrehzahl des Elektromotors der Druckbereit¬ stellungseinrichtung möglich. Die Motordrehzahl kann z.B. aus gemessenen Spannungen und Strömen berechnet werden. Genauer kann die Motordrehzahl z.B. anhand des Rotorlagesensors 108 an dem Elektromotor ermittelt werden. Aus dem zeitlichen Verlauf der Rotorlage kann, z.B. durch numerische Ableitung, die Motordrehzahl ermittelt werden.
Unter Ansteuercharakteristik wird (im engeren Sinne) eine Abhängigkeit I=f (p bzw. Δρ) bzw. U=f (p bzw. Δρ) der elekt¬ rischen Ventilansteuergröße (z.B. des Ansteuerstroms I oder der Ansteuerspannung U) von dem an dem Ventil anliegenden
Differenzdruck (Δρ) bzw. von einem an dem Ventil anliegenden Druck (p) (bei konstanten Druck an dem anderen Ventil- anschluss) verstanden (z.B. Strom-Druck-Kennlinie (I/p- Kennlinie) , Öffnungskennlinie) . Die Ansteuercharakteristik ist zudem von dem Volumenstrom q durch das Ventil abhängig, so dass eine vollständige Beschreibung eines Ventils durch eine Ansteuercharakteristik I=F (p bzw. Δρ, q) bzw. U=F (p bzw. Δρ, q) (z.B. in Form eines Strom-Druck-Kennfeldes mit Parameter Volumenstrom, Arbeitsstromkennfeld) gegeben ist.
Im Folgenden wird ein erstes beispielsgemäßes Verfahren zur Ermittlung einer Ansteuercharakteristik eines Auslassventils beschrieben. Beispielsgemäß wird das stromlos ge- schlossene Auslassventil 103a der Radbremse 105a vermessen bzw. kalibriert werden. Zunächst ist oder wird das zu ver¬ messende Auslassventil 103a geschlossen. Das Einlassventil 102a der Radbremse 105a ist offen (z.B. stromlos), so dass der Druck pDBE der Druckbereitstellungseinrichtung 101 gleich dem Druck pa in der Radbremse 105a ist (eingangssei- tiger Druck des Auslassventils 103a) und mittels des Druck¬ sensors 106 bestimmt werden kann. An den übrigen Radbremsen sind/werden jeweils das Einlassventil 102b oder das Aus¬ lassventil 103b oder beide geschlossen. Mittels der Druck¬ bereitstellungseinrichtung 101 wird in der zu dem zu kalibrierenden Auslassventil 103a gehörenden Radbremse 105a ein erster, z.B. vorgegebener, Bremsdruck aufgebaut und durch Anhalten der Druckbereitstellungseinrichtung 101 konstant gehalten, d.h. der Volumenstrom q der Druckbereitstellungseinrichtung ist gleich Null. Bei inaktiver (nicht angesteuerter) Druckbereitstellungseinrichtung 101 wird nun mittels der Steuer- und Regeleinheit 110 die elektrische Ventilansteuergröße I des Auslassventils 103a kontinuier¬ lich oder schrittweise geändert, d.h. bei einem stromlos geschlossenen Auslausventil 103a wird die Bestromung konti¬ nuierlich oder schrittweise erhöht. Wenn bei einem bestimmten Wert der Ventilansteuergröße I das Auslassventil 103a öffnet, was anhand eines Druckabfalls am Drucksensor 106 erkannt werden kann, wird das Wertepaar aus dem Wert der Ventilansteuergröße I und dem Druck pDBE kurz vor dem Öffnen ermittelt und als Kalibierpunkt der Ansteuercharakteristik, z.B. in der Steuer- und Regeleinheit 110, abgelegt. Über dem Auslassventil 103a liegt der Differenzdruck Ap=pa- an. Die beschriebenen Verfahrensschritte werden bei verschiedenen Bremsdruckwerten wiederholt. Die Wertepaare aus eingesteuerter Ansteuergröße I und zugehörigem Druck PDBE werden jeweils ermittelt und als Kalibierpunkte der Ansteuercharakteristik abgelegt.
Bei einem zweiten beispielsgemäßen Verfahren zur Ermittlung einer Ansteuercharakteristik eines Auslassventils werden nicht nacheinander verschiedene Drücke aufgebaut, der Volu¬ menstrom q der Druckbereitstellungseinrichtung 101 gleich Null eingestellt und dann je Druck die Ventilansteuergröße I des zu vermessenden Auslassventils 103a geändert, sondern es wird entweder bei verschiedenen Ansteuergrößen I jeweils ein Bremsdruckaufbau mittels der Druckbereit¬ stellungseinrichtung 101 durchgeführt oder es werden An- steuergröße I und Druck pDBE gleichzeitig erhöht. Hierbei muss die Druck-Volumen-Kennlinie der Radbremse (z.B. 105a), welche mit der Druckbereitstellungseinrichtung 101 über ein geöffnetes Einlassventil verbunden ist, bekannt sein. Unter der Druck-Volumen-Kennlinie einer Radbremse wird der Druck¬ mittelbedarf bzw. die Volumenaufnahme der Radbremse in Ab¬ hängigkeit vom Bremsdruck, oder anders ausgedrückt der Zu¬ sammenhang zwischen dem Bremsdruck (entspricht dem Bremsmoment) und dem Druckmittel- bzw. Volumenbedarf der Radbremse, verstanden. Bei dem Druckaufbau mittels der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 101 wird das von der Druckbereitstellungseinrichtung 101 abgegebene Druckmittelvolumen V ermittelt und mit der anhand der bekannten Druck-Volumen- Kennlinie zu erwarteten Druckmittelaufnahme der mit der Druckbereitstellungseinrichtung verbundenen Radbremse verglichen. Ein Öffnungspunkt des Auslassventils 103a, d.h. ein zusammengehörendes Wertepaar aus Ventilansteuergröße I und Druckwert PDBE, kann dann dadurch erkennt werden, dass die Druckbereitstellungseinrichtung 101 mehr Druckmittelvolumen V abgibt als durch die Druckmittelaufnahme der ver¬ bundenen Radbremse erwartet wird. So werden nacheinander mehrere Kalibierpunkte der Ansteuercharakteristik bestimmt und abgelegt.
Es werden vorteilhafterweise relevante Stützpunkte der An¬ steuercharakteristik als Kalibrierpunkte vermessen. Die Bereiche zwischen den Kalibrierpunkten können durch Interpolation, Bereiche außerhalb der Kalibrierpunkte durch Extra¬ polation festgelegt werden, so dass eine „vollständige" An¬ steuercharakteristik bestimmt und ggf. gespeichert werden kann .
Die gespeicherte Ansteuercharakteristik für das Auslassventil 103a wird im normalen Bremsbetrieb der Bremsanlage für eine Druckregelung mit hoher Genauigkeit herangezogen, indem für den gewünschten Druck pa anhand der Ansteuercharakteristik die passende Ansteuergröße I für das Auslassventil 103a bestimmt wird.
Die beschriebenen ersten und zweiten beispielsgemäßen Verfahren zur Ermittlung der Ansteuercharakteristik eines Auslassventils können vorteilhafterweise analog auch zur Er¬ mittlung der Ansteuercharakteristik eines Einlassventils, z.B. des Einlassventils 102a, durchgeführt werden. Hierzu wird das zu kalibrierende Einlassventil 102a geschlossen. Weiterhin wird zumindest eine andere Radbremse, als die Radbremse des zu kalibrierenden Einlassventils (z.B. die Radbremse 105b), über ihr geöffnetes Einlassventil (z.B. 102b) mit der Druckbereitstellungseinrichtung 101 verbunden und das zugehörige Auslassventil (z.B. 103b) geschlossen. Die übrigen Einlassventile sind/werden geschlossen. Die übrigen Verfahrensschritte bzgl. des Aufbaus eines Druckes mittels der Druckbereitstellungseinrichtung 101 und der Änderung / Einstellung der Ventilansteuergröße I des zu ver- messenden Ventils (hier Einlassventil anstelle Auslassven¬ til) zur Bestimmung des Kalibrierpunktes bzw. der Kalibierpunkte entsprechen den oben beschriebenen Verfahrensschritten, wobei im Fall eines stromlos offenen Einlassventils die Ansteuergröße I entsprechend reduziert, und nicht wie bei dem beispielsgemäßen stromlos geschlossenen Auslassventil erhöht, wird.
Im Folgenden wird ein drittes beispielsgemäßes Verfahren zur Ermittlung einer Ansteuercharakteristik eines Einlassventils beschrieben. Dieses wird vorteilhafterweise durch¬ geführt, wenn keine der Radbremsen über ein geöffnetes Einlassventil ständig mit der Druckbereitstellungseinrichtung verbunden sein soll. Beispielsgemäß wird das stromlos offe¬ ne Einlassventil 102a der Radbremse 105a vermessen bzw. ka¬ libriert. Zunächst sind/werden alle Einlassventile 102a, 102b geschlossen. Zumindest das Auslassventil 103a der Rad¬ bremse 105a ist offen, so dass der Druck pa in der Radbremse 105a (ausgangsseitiger Druck des Einlassventils 102a) gleich dem Druck pVB im Druckmittelbehälter 104 ist (z.B. Atmosphärendruck) . Alternativ kann auch bei geschlossenem Auslassventil 103a der Raddruck pa aus dem von der Radbremse 105a aufgenommenen Volumen geschätzt werden. Der ein- gangsseitiger Druck des Einlassventils 102a entspricht dem Druck pDBE der Druckbereitstellungseinrichtung 101, welcher mittels des Drucksensors 106 bestimmt werden kann. Über dem Einlassventil 102a liegt also jeweils der Differenzdruck
Gemäß einer ersten Variante des dritten Ausführungsbei¬ spiels wird bei einem ersten, z.B. vorgegebenen, Druckwert PDBE der Druckbereitstellungseinrichtung 101, d.h. es wird z.B. ein festes Motordrehmoment für den Elektromotor der Druckbereitstellungseinrichtung 101 eingestellt, die An- steuergröße I des Einlassventils 102a durch die Steuer- und Regeleinheit 110 reduziert, bis sich das Einlassventil 102a öffnet. Der Öffnungspunkt wird durch Beobachtung des Volumenstroms q der Druckbereitstellungseinrichtung 101, z.B. anhand der Motordrehzahl des Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung, erkannt. Bei einer Erkennung eines einsetzenden Volumenstroms q der Druckbereitstellungseinrichtung 101 wird das entsprechende Wertepaar aus eingesteuerter Ventilansteuergröße I und Druck p DBE ΘΓ mittelt und als Kalibrierpunkt abgelegt. Das Verfahren wird dann für verschiedene Druckwerte PDBE der Druckbereitstellungseinrichtung 101 durchgeführt, die entsprechenden I /pDBE-Wertepaare ermittelt und abgelegt.
Gemäß einer zweiten Variante des dritten Ausführungsbeispiels wird die Ansteuergröße I des Einlassventils 102a nacheinander auf verschiedene Werte eingestellt und jeweils der Druck pDBE der Druckbereitstellungseinrichtung 101 erhöht, d.h. es wird ein ansteigendes Motordrehmoment für den Elektromotor der Druckbereitstellungseinrichtung 101 vorgegeben, bis sich das Einlassventil 102a öffnet. Gemäß einer dritten Variante des dritten Ausführungsbeispiels werden gleichzeitig die Ansteuergröße I des Einlassventils 102a verändert (beispielsgemäß reduziert) und der Druck pDBE der Druckbereitstellungseinrichtung 101 erhöht, bis das Einlassventil 102a öffnet. In beiden Varianten, wie auch in der ersten Variante des dritten Ausführungsbeispiels, wird der Öffnungspunkt durch Beobachtung des Volumenstroms q der Druckbereitstellungseinrichtung 101, z.B. anhand der Motordrehzahl des Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung, erkannt. Bei einer Erkennung eines einsetzenden Volumenstroms q (q>0) der Druckbereit- Stellungseinrichtung 101 wird das entsprechende Wertepaar aus eingesteuerter Ventilansteuergröße I und Druck p DBE ΘΓ mittelt und als Kalibrierpunkt abgelegt.
Entsprechend wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel werden auch durch das dritte Ausführungs¬ beispiel vorteilhafterweise relevante Stützpunkte der An¬ steuercharakteristik des Einlassventils als Kalibrierpunkte vermessen. Bereiche zwischen den Kalibrierpunkten können durch Interpolation festgelegt werden.
Wenn die Bremsanlage ein Mittel 107 zur Bestimmung bzw. Einregelung der Größe des Volumenstroms der Druckbereit¬ stellungseinrichtung 101 umfasst, wird die Ansteuercharakteristik (z.B. I/p-Kennlinie) der Einlassventile und/oder der Auslassventile vorteilhafterweise bei unterschiedlichen Volumenströmen q der Druckversorgung 101 ermittelt, wobei der Volumenstrom q der Druckversorgung 101 dem Volumenstrom durch das zu kalibrierende Ventil entspricht. Somit kann auch die Ansteuercharakteristik I=F (p bzw. Δρ, q) bzw.
U=F (p bzw. Δρ, q) des Ventils, z.B. die Abhängigkeit der I/p-Kennlinie vom Volumenstrom q durch das Ventil, ermit¬ telt werden.
Die gespeicherte Ansteuercharakteristik für das Einlass¬ bzw. Auslassventil wird im normalen Bremsbetrieb der Brems¬ anlage für eine Druckregelung mit hoher Genauigkeit herangezogen .
Die oben beschriebenen Verfahren zur Ermittlung einer Ansteuercharakteristik eines Einlass- bzw. Auslassventils werden vorteilhafterweise, z.B. nacheinander, für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlass- und Aus¬ lassventils durchgeführt.
Beispielsgemäß wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Be¬ stimmung einer Ansteuercharakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten Einlass- und/oder Auslassventils zum Zeitpunkt der Erstinbetriebnahme im Kraftfahrzeug ei¬ genständig initiert. Vorteilhafterweise wird dabei die An¬ steuercharakteristik jedes analogisierten oder analog angesteuerten Einlass- und Auslassventils bestimmt. Eine ent¬ sprechende Routine ist z.B. in der Steuer- und Regeleinheit hinterlegt. Hierdurch wird eine Anpassung der Ansteuercha¬ rakteristik der einzelnen Einlass- und/oder Auslassventile an Fertigungsstreuungen ermöglicht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Verfahren zur Bestimmung der Ansteuercharakteristiken bzw. zur Kalibrierung der Einlass- und/oder Auslassventile ereignisgesteuert und/oder zeitgesteuert während der Betriebszeit wiederholt im Kraftfahrzeug durchgeführt wird. So kann eine Anpassung der Ansteuercharakteristik der einzelnen Einlass- und/oder Auslassventile an Alterungseffekte erzielt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der Steuer- und Regeleinheit zumindest eine Default-
Ansteuercharakteristik bzw. ein Ansteuerkennfeld abgelegt. Diese kann im Betrieb der Bremsanlage für eine Druckrege¬ lung herangezogen werden, solange keine ventilspezifische Ansteuercharakteristik für das Einlass- bzw. Auslassventil ermittelt wurde.
In Fig. 2 ist eine beispielsgemäße Bremsanlage zur Durch¬ führung eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dar- gestellt. Die Bremsanlage umfasst im Wesentlichen eine mit¬ tels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbare hyd¬ raulische Betätigungseinheit 2, einen mit der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zusammen wirkenden Wegsimulator bzw. Simulationseinrichtung 3, einen der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 und eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung .
Die Druckmodulationseinrichtung umfasst beispielsgemäß je Radbremse 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahr¬ zeuges ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammenge¬ schaltet und an die Radbremsen 8, 9, 10, 11 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d wer¬ den mittels Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b mit Drücken versorgt, die in einer „Brake-by-Wire"-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an einen Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 angeschlossenen Systemdruckleitung 38 vorliegt. Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b hin öffnendes Rückschlagventil 50a-50d parallel geschaltet. In einer Rück¬ fallbetriebsart werden die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b über hydraulische Leitungen 22a, 22b mit den Drü¬ cken der Druckräume 17, 18 der Betätigungseinheit 2 beauf¬ schlagt. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a-7d sind paarweise über Rücklaufleitungen 14a, 14b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden.
Die hydraulische Betätigungseinheit 2 weist in einem Ge- häuse 21 zwei hintereinander angeordnete Kolben 15, 16 auf, die hydraulische Kammern bzw. Druckräume 17, 18 begrenzen, die zusammen mit den Kolben 15, 16 einen zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. einen Tandemhauptzylinder bilden. Die Druckräume 17, 18 stehen einerseits über in den Kolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung der Kolben 17, 18 im Gehäuse 21 absperrbar sind, und andererseits mittels der hydraulischen Leitungen 22a, 22b mit den bereits genannten Bremskreisversorgungs¬ leitungen 13a, 13b in Verbindung, über die die Einlassventile 6a-6d an die Betätigungseinheit 2 angeschlossen sind. Dabei ist in der Druckausgleichsleitung 41a eine Parallelschaltung eines stromlos offenen (SO-) Diagnoseventils 28 mit einem zum Druckmittelvorratsbehälter 4 hin schließenden Rückschlagventil 27 enthalten. Die Druckräume 17, 18 nehmen nicht näher bezeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 15, 16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetä¬ tigung mit der Translationsbewegung des ersten (Hauptzylinder-) Kolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem vorzugs¬ weise redundant ausgeführten Wegsensor 25 erfasst wird. Da¬ durch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Brems¬ wunsch eines Fahrzeugführers.
In den an die Druckräume 17, 18 angeschlossenen Leitungsab¬ schnitten 22a, 22b ist je ein Trennventil 23a, 23b angeord¬ net, welches als je ein elektrisch betätigbares, vorzugs¬ weise stromlos offenes (SO-) Ventil ausgebildet ist. Durch die Trennventile 23a, 23b kann die hydraulische Verbindung zwischen den Druckräumen 17, 18 und den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b abgesperrt werden. Ein an den Leitungsabschnitt 22b angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den im Druckraum 18 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 16 aufgebauten Druck.
Wegsimulator 3 ist hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt und beispielsweise als eine eigenständige Bau¬ gruppe ausgebildet, die im Wesentlichen aus einer
Simulatorkammer 29, einer Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden
Simulatorkolben 31 besteht. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in Simulatorfederkammer 30 angeordnetes elastisches Element (z.B. eine Feder), welches vorteilhafterweise vorgespannt ist, am Gehäuse 21 ab. Die Simulatorkammer 29 ist mittels eines elektrisch betätigbaren
Simulatorfreigabeventils 32 mit dem ersten Druckraum 17 des Tandemhauptbremszylinders 2 verbindbar. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und aktiviertem Simulatorfreigabeventil 32 strömt Druckmittel vom Hauptbremszylinder-Druckraum 17 in die Simulatorkammer 29. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorfreigabeventil 32 angeordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des
Simulatorfreigabeventils 32 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zum Hauptbremszylinder-Druckraum 17.
Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist. Der Kolben 36 begrenzt einen Druckraum 37. Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenen Zuschaltventilen 26a, 26b möglich, indem Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 4 über ein als in Strömungsrichtung zum Aktuator öffnendes Rückschlagventil ausgebil¬ detes Nachsaugventil 52 in den Aktuatordruckraum 37 strömen kann .
Zur Erfassung einer für die Position/Lage des Kolbens 36 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 charakteristischen Größe ist ein Sensor 44 vorhanden, welcher beispielsgemäß als ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender Rotorlagensensor ausgeführt ist. Andere Sensoren sind ebenso denkbar, z.B. ein Wegsensor zur Erfassung der Position/Lage des Kolbens 36. Anhand der für die Positi¬ on/Lage des Kolbens 36 charakteristischen Größe ist eine Bestimmung des von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 abgegebenen oder aufgenommenen Druckmittelvolumens V möglich. Zum Erfassen des von der Druckbereitstellungseinrichtung 5 erzeugten Druckes P ist ein vorzugsweise redundant ausgeführter Drucksensor 19 vorgesehen.
In einer Normalbremsfunktion der Bremsanlage („Brake-by- wire"-Betriebsart ) ist Hauptbremszylinder 2, und damit der Fahrzeugführer, von den Radbremsen 8, 9, 10, 11 durch die geschlossenen Trennventile 23a, 23b entkoppelt und die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b sind über die geöffneten Zuschaltventile 26a, 26b mit der ersten Druckbe¬ reitstellungseinrichtung 5 verbunden, welche den Systemdruck zur Betätigung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 bereitstellt. Simulationseinrichtung 3 ist durch das geöffnete Simulatorfreigabeventil 32 zugeschaltet, so dass das durch die Betätigung des Bremspedals 1 durch den Fahrer im Hauptbremszylinder 2 verdrängte Druckmittelvolumen durch die Simulationseinrichtung 3 aufgenommen wird und die Simulationseinrichtung 3 dem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremspedalgefühl vermittelt.
In einer Rückfallbetriebsart der Bremsanlage, z.B. bei ei¬ nem Ausfall der elektrischen Energieversorgung der gesamten Bremsanlage, ist Simulationseinrichtung 3 durch das
stromlos geschlossene Simulatorfreigabeventil 32 abgeschal¬ tet und die Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist durch die stromlos geschlossenen Zuschaltventile 26a, 26b von den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b getrennt. Hauptbremszylinder 2 ist über die Leitungen 22a, 22b mit den stromlos offenen Trennventilen 23a, 23b mit den Bremskreis¬ versorgungsleitungen 13a, 13b und damit den Radbremsen 8, 9, 10, 11 verbunden, so dass der Fahrzeugführer durch Betätigung des Bremspedals 1 direkt Druck in den Radbremsen 8, 9, 10, 11 aufbauen kann.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Bestimmung einer Ansteuercharakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten hydraulischen Ventils einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen, bei welcher ein mit Hilfe einer elektrisch ansteuerbaren, elektromotorisch (110, 35) angetriebenen Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) erzeugter Bremsdruck (PDBE) über ein Einlassventil (102a, 102b; 6a-d) zu einer Radbremse (105a, 105b; 8-11) gelangt, und insbesondere über ein Auslassventil (103a, 103b, 7a-d) aus der Radbremse (105a, 105b; 8-11) in einen Druckmittelbehälter (104, 4) leitbar ist, wobei die Druckbereitstellungseinrichtung und die Einlassventile, und insbesondere die Auslassventile, von einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (110, 12) ansteuerbar sind, wobei die Ansteuercharakteristik zumindest eine Abhängigkeit einer elektrischen Ventilansteuergröße (I, U) von einem an dem Ventil anliegenden Differenzdruck (Δρ) oder Druck (p) beschreibt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ansteuercharakteristik eines
analogisierten oder analog angesteuerten Einlassventils oder Auslassventils durch die Steuer- und Regeleinheit ein Bremsdruck mittels der Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) erzeugt und der Bremsdruck (PDBE) durch einen der Druckbereitstellungseinrichtung zugeordneten Drucksensor (106, 19) ermittelt wird und der ermittelte Bremsdruck (PDBE) und eine zugeordnete Ventilansteuergröße (I, U) als
Kalibrierpunkt der Ansteuercharakteristik (f, F) , insbesondere in der Steuer- und Regeleinheit, gespeichert wird .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche der Ansteuercharakteristik, insbesondere zwischen Kalibrierpunkten, durch Interpolation oder Extrapolation oder mittels eines Modells ergänzt werden, und insbesondere die ergänzte Ansteuercharakteristik in der Steuer- und Regeleinheit (110, 12) gespeichert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (PVB) im Druckmittelbehälter (104, 4) bestimmt wird oder konstant ist oder als konstant angenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremsen (105a, 105b; 8-11) über die Auslassventile (103a, 103b, 7a-d) mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (104, 4) verbindbar sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuercharakteristik des analogisierten oder analog angesteuerten Einlass- oder Auslassventils für verschiedene Volumenströme (q) durch das Ventil bestimmt wird, indem die Ansteuercharakteristik bei verschiedenen Volumenströmen der Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) bestimmt wird, wobei insbesondere der Volumenstrom (q) der Druckbereitstellungseinrichtung anhand der Motordrehzahl des
Elektromotors der Druckbereitstellungseinrichtung ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ansteuercharakteristik eines analogisierten oder analog angesteuerten Auslass- oder Einlassventils (103a) einer Radbremse (105a) die folgenden Verfahrensschritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt werden:
• Schließen des zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventils (103a) und Öffnen des zugehörigen Einlass-/Auslassventils (102a) der Radbremse (105a),
• Aufbau eines vorbestimmten Wertes des Bremsdruckes mittels der Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) und Anhalten des Elektromotors (110, 35) der Druck¬ bereitstellungseinrichtung (101, 5),
• Änderung der Ventilansteuergröße (I, U) des zu ka¬ librierenden Auslass-/Einlassventils (103a), so dass das zu kalibrierende Auslass-/Einlassventil sich öffnet,
• Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventils (103a) mittels des Drucksensors (106, 19), Ermitteln der zusammengehörenden Werte von Ventilansteuergröße und Bremsdruck, und Spei¬ chern des ermittelten Kalibrierpunkts in der Steuer- und Regeleinheit (110, 12) .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ansteuercharakte¬ ristik eines analogisierten oder analog angesteuerten Auslass- oder Einlassventils (103a) einer Radbremse (105a) die folgenden Verfahrensschritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durchgeführt werden:
• Schließen des zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventils (103a) und Öffnen des zugehörigen Einlass-/Auslassventils (102a) der Radbremse (105a), wobei insbesondere zumindest ein Einlassventil der Bremsanlage geöffnet ist, • Durchführung eines Bremsdruckaufbaus mittels der Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) und Einstellen einer Ventilansteuergröße (I, U) an dem zu kalibrierenden Auslass-/Einlassventil (103a), so dass das zu kalibrierende Auslass-/Einlassventil sich öffnet,
• Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Auslass- /Einlassventils (103a) anhand des von der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung (101, 5) abgegebenen Druckmittelvolumens (V) , Ermitteln der zusammengehörenden Werte von Ventilansteuergröße und Bremsdruck, und Speichern des ermittelten Kalibrierpunkts in der Steuer- und Regeleinheit (110, 12) .
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Verfahrensschritte zumindest eine Radbremse (105a, 105) mit der Druckbereitstellungs¬ einrichtung (101, 5) hydraulisch verbunden ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druck-Volumen-Kennlinie der mit der Druckbereits¬ tellungseinrichtung (101, 5) verbundenen Radbremse vorgegeben oder vorbestimmt ist, und dass die Druck- Volumen-Kennlinie zur Erkennung des Öffnens des zu ka¬ librierenden Auslass-/Einlassventils (103a) ausgewertet wird .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Ansteuercharakte¬ ristik eines analogisierten oder analog angesteuerten Einlassventils (102a) die folgenden Verfahrensschritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, durchge- führt werden:
• Schließen aller Einlassventile (102a, 102b) und Öff¬ nen zumindest des Auslassventils (103a) der Radbrem¬ se (105a) des zu kalibrierenden Einlassventils
(102a) ,
• Aufbau eines Bremsdruckes (PDBE) mittels der Druckbe¬ reitstellungseinrichtung (101) und Einstellen einer Ventilansteuergröße (I, U) an dem zu kalibrierenden Einlassventil (102a), so dass das zu kalibrierende Einlassventil sich öffnet,
• Erkennung des Öffnens des zu kalibrierenden Einlassventils (102a) anhand eines Volumenstroms (q) der Druckbereitstellungseinrichtung (101) oder der Motordrehzahl des Elektromotors der Druckbereit¬ stellungseinrichtung, Ermitteln der zusammengehörenden Werte von Ventilansteuergröße (I) und Bremsdruck (PDBE) , und Speichern des ermittelten Kalibrierpunkts in der Steuer- und Regeleinheit (110, 12) .
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedoch das Auslassventil (103a) der Radbremse (105a) des zu kalibrierenden Einlassventils (102a) ge¬ schlossen ist, und der Radbremsdruck der Radbremse anhand einer vorgegebenen oder vorbestimmten Druck- Volumen-Kennlinie der Radbremse und des von der Druck¬ bereitstellungseinrichtung (101, 5) abgegebenen Druckmittelvolumens bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei verschiedenen Werten der Ventilansteuergröße (I, U) jeweils ein Bremsdruckaufbau mittels der Druckbereitstellungseinrichtung durchge- führt wird, oder dass bei verschiedenen Bremsdrücken (PDBE) der Druckbereitstellungseinrichtung jeweils eine Änderung der Ventilansteuergröße (I, U) durchgeführt wird, oder dass gleichzeitig ein Bremsdruckaufbau mittels der Druckbereitstellungseinrichtung und eine Änderung der Ventilansteuergröße (I, U) durchgeführt werden .
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Erstinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs eine Bestimmung einer Ansteuercharakteristik für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlass- und Auslassventil der Bremsanlage in dem Kraftfahrzeug mittels der Steuer- und Regeleinheit durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass während der Betriebszeit der
Bremsanlage bei Vorliegen eines vorgegebenen Ereignisses und/oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer in dem Kraftfahrzeug mittels der Steuer- und Regeleinheit eine Bestimmung einer Ansteuercharakteristik für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlassund Auslassventil durchgeführt wird.
15. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge mit
• einer elektrisch ansteuerbaren, elektromotorangetriebenen (110, 35) Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5), die einen Bremsdruck (PDBE) zur Betätigung von hydraulisch betätigbaren Radbremsen (105a, 105b, 8-11) bereitstellen kann, wobei die Druckbereitstellungseinrichtung mit den Radbremsen über jeweils ein elektrisch ansteuerbares Einlass- ventil (102a, 102b, 6a-6d) trennbar verbunden ist,
• insbesondere einem elektrisch ansteuerbaren Auslassventil (7a-7d) je Radbremse, über welches die Radbremse mit einem Druckmittelbehälter (104, 4), insbesondere einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter, trennbar verbunden ist,
• einer Druckerfassungseinrichtung (106, 19) zur Bestimmung des von der Druckbereitstellungseinrichtung (101, 5) bereitgestellte Bremsdruckes (PDBE) ,
• insbesondere einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren Hauptbremszylinder (2), welcher mit den Radbremsen trennbar (23a, 23b) verbunden ist, und
• einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit
(110, 12) zur Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung sowie der Einlass- und Auslassventile,
wobei zumindest ein Einlassventil oder ein Auslassventil analogisiert oder analog ansteuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit (110, 12) ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, insbesondere für jedes analogisierte oder analog angesteuerte Einlassventil und Auslassventil (102a, 102b, 103a, 103b; 6a-d, 7a-d) der Bremsanlage, durchgeführt wird.
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