Titel

Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems,

Bremssystem und Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen

Bremssystems, das zumindest einen betätigbaren Aktuator zum Erzeugen eines hydraulischen Bremsdrucks mit einer Bremsflüssigkeit in dem Bremssystem aufweist, wobei der Aktuator eine Druckkammer für die Bremsflüssigkeit und einen Kolben zum Verringern oder Vergrößern eines Volumens der

Druckkammer aufweist, und wobei zur Durchführung eines Bremsvorgangs der Aktuator dazu angesteuert wird, den Hydraulikdruck im Bremssystem von einem Ausgangsdruck auf einen Bremsdruck durch Verkleinern des Volumens der Druckkammer zu erhöhen und zum Abschließen des Bremsvorgangs den Hydraulikdruck durch Vergrößern des Volumens der Druckkammer auf zumindest den Ausgangsdruck zu reduzieren, wobei in Abhängigkeit von dem Volumen der Druckkammer beim Ausgangsdruck zu Beginn des Bremsvorgangs und dem Volumen der Druckkammer beim Ausgangsdruck bei Abschluss des Bremsvorgangs ein erster Leckageverlust der Bremsflüssigkeit in dem

Bremssystem ermittelt wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuergerät, da zur Durchführung des obenstehenden Verfahrens ausgebildet ist.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Bremssystem mit einem derartigen

Steuergerät sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Bremssystem.

Stand der Technik Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So wird bei Bremssystemen, die eine Fremdkraftbremsung mittels eines ansteuerbaren Aktuators unabhängig von einer Bremspedalbetätigung eines Fahrers durchführen können, das Bremssystem darauf überwacht, ob

Bremsflüssigkeit das Bremssystem durch eine Leckage verlässt und dadurch einen folgenden Bremsvorgang beeinträchtigt. Auf Dauer würde dieser

Leckageverlust dazu führen können, dass ein Bremsvorgang nicht mehr durchführbar ist. Während in herkömmlichen Bremssystemen, bei welchen der Fahrer durch Bedienen des Bremspedals einen Hydraulikdruck selbst einstellt, der Fahrer selbst durch die am Bremspedal wirkende Gegenkraft erfahren kann, ob ein Flüssigkeitsverlust vorliegt oder nicht, ist dies bei

Fremd kraftbremssystemen nicht möglich, sodass man hier auf eine regelmäßige Überwachung des Bremssystems angewiesen ist.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Volumen in der Druckkammer des Aktuators zu erfassen, das zum Einstellen eines Hydraulikdrucks notwendig ist. Dabei ist es bekannt, das Volumen der Druckkammer unmittelbar vor und unmittelbar nach einem durchgeführten Bremsvorgang zu erfassen und die Volumen-Werte miteinander zu vergleichen. Dazu wird insbesondere das Volumen der Druckkammer zu Beginn des Bremsvorgangs erfasst, das dazu notwendig ist, einen gewünschten Ausgangsdruck, insbesondere Basisdruck im Bremssystem, zu erreichen, sowie das Volumen der Druckkammer, das durch das Verlagern des Kolbens beim Abschließen des Bremsvorgangs eingestellt wird, um den Ausgangsdruck wieder herzustellen. In Abhängigkeit eines

Vergleichs der erfassten Volumen-Werte, die mit den Stellungen des Kolbens in der Druckkammer korrespondieren, ist ein erster Leckageverlust feststellbar, insbesondere wenn das beim Abschluss des Bremsvorgangs vorliegende durch den Kolben verdrängte Volumen größer ist als das vom Kolben zu Beginn des Bremsvorgangs beim Ausgangsdruck verdrängte Volumen, beziehungsweise wenn das verbliebene Kammervolumen der Druckkammer beim Abschluss des Bremsvorgangs niedriger ist als das Kammervolumen zu Beginn des

Bremsvorgangs. Dabei korrespondiert das Volumen in der Druckkammer mit dem jeweils durch den Kolben aus der Druckkammer verdrängten Volumen der Bremsflüssigkeit. Mit anderen Worten wird dem Vergleich also das vom Kolben verdrängte Bremsflüssigkeitsvolumen zugrunde gelegt. Liegt ein Leckageverlust vor, weicht also Bremsflüssigkeit aus dem Bremssystem aus, muss der Kolben weiter verschoben werden, um den gleichen Ausgangsdruck in dem

Bremssystem einstellen zu können. Diese Kenntnis macht sich die zuvor genannte Überwachung zunutze, um den ersten Leckageverlust zu ermitteln.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine robustere Leckageüberwachung gewährleistet wird, die eine Plausibilisierung des zuvor beschriebenen Vergleichs der Hydraulikvolumen ermöglicht. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während der

Durchführung des Bremsvorgangs ein zweiter Leckageverlust des Bremssystems kontinuierlich berechnet wird, und dass nach Durchführung des Bremsvorgangs der erste Leckageverlust mit dem zweiten Leckageverlust zur Plausibilisierung verglichen wird. Es sind bereits Verfahren bekannt, die den Leckageverlust kontinuierlich während der Durchführung des Bremsvorgangs berechnen. Durch den Vergleich der ermittelten Leckageverluste ist es somit möglich, insbesondere den ersten Leckageverlust zu plausibilisieren und zu prüfen, ob das erstgenannte Verfahren zur Bestimmung des ersten Leckageverlusts fehlerfrei durchgeführt werden konnte. Entspricht der zweite Leckageverlust zumindest im Wesentlichen dem ersten Leckageverlust, so ist feststellbar, dass das Verfahren erfolgreich durchgeführt wurde und auch dem ersten Leckageverlust-Wert vertraut werden kann. Weicht jedoch der zweite Leckageverlust von dem ersten Leckageverlust deutlich ab, so ist feststellbar, dass ein Fehler vorliegen muss, sodass das Verfahren beispielsweise nochmals durchgeführt und/oder eine Warnmeldung ausgegeben wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der erste

Leckageverlust in Abhängigkeit von der Dauer des Bremsvorgangs bestimmt. Dabei wird berücksichtig, dass mit der Dauer des Bremsvorgangs der

Leckageverlust größer ausfallen kann, wie bei einem kurzen Bremsvorgang, weil mehr Zeit zur Verfügung steht, in welcher die Bremsflüssigkeit aus dem

Bremssystem durch den anliegenden beziehungsweise eingestellten Bremsdruck entweichen kann. Durch die Berücksichtigung der Dauer des Bremsvorgangs ist damit die Plausibilisierung genauer beziehungsweise verlässlicher durchführbar. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Leckageverlust

insbesondere nur in einer Phase mit zunehmendem Hydraulikdruck berechnet wird. Hiermit wird sichergestellt, dass der zweite Leckageverlust unverfälscht berechnet wird. Optional wird der zweite Leckageverlust auch bei abnehmendem Hydraulikdruck berechnet, vorzugsweise jedoch nicht bis zum finalen

Druckabbau. Vorzugsweise wird bei abnehmendem Hydraulikdruck die

Berechnung vor dem finalen Druckabbau, insbesondere 200 bis 300 ms vor dem finalen Druckabbau abgeschlossen. Außerdem wird optional bevorzugt der zweite Leckageverlust auch während der Druckhaltephase zwischen

zunehmendem Hydraulikdruck und abnehmendem Hydraulikdruck berücksichtigt beziehungsweise berechnet.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass ein fehlerhafter erster Leckageverlust erkannt wird, wenn der zweite Leckageverlust niedriger als der erste

Leckageverlust ist. Dies deutet darauf hin, dass der tatsächlich vorliegende Leckageverlust durch die Ermittlung des ersten Leckageverlusts nicht korrekt erkannt und berücksichtigt werden konnte.

Insbesondere wird nur dann auf den fehlerhaften ersten Leckageverlust erkannt, wenn die Differenz zwischen dem ersten Leckageverlust und dem zweiten Leckageverlust einen vorgebbaren Toleranzwert überschreitet. Dadurch wird sichergestellt, dass eine verfrühte Warnmeldung oder das verfrühte Einleiten eines Notbetriebs verhindert wird.

Insbesondere wird eine Warnmeldung ausgegeben, wenn ein kritischer

Leckageverlust erkannt wird. Unter einem kritischen Leckageverlust wird ein solcher Leckageverlust verstanden, der insbesondere über einen vorgegebenen Grenzwert hinausgeht. Die Warnmeldung wird bevorzugt dem Fahrer des Kraftfahrzeugs visuell oder akustisch ausgegeben, sodass er reagieren und beispielsweise eine Werkstatt anfahren kann. Alternativ oder zusätzlich wird eine digitale Warnmeldung an das Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgegeben, sodass, insbesondere solange ein Bremsvorgang noch sicher durchführbar ist, die Warnmeldung zunächst nur gespeichert und in einer Werkstatt ausgelesen werden kann. Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich dadurch aus, dass es speziell dazu hergerichtet ist, das

erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.

Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Steuergerät aus. Es ergeben sich auch hierdurch die bereits genannten Vorteile.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Steuergerät aus. Es ergeben sich hierdurch die zuvor genannten Vorteile.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 ein vorteilhaftes Bremssystem eines Kraftfahrzeugs,

Figur 2 ein Diagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahren zum

Betreiben des Bremssystems.

Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein vorteilhaftes Bremssystem 1 eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Das Bremssystem 1 ist als hydraulisch arbeitendes Bremssystem ausgebildet und weist mehrere

Radbremsen LR, RF, LF und RR auf, die jeweils einem Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind und hydraulisch betätigbar sind. Dazu weist das Bremssystem 1 einen Hauptbremszylinder 2 auf, der von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels eines Bremspedals 3 betätigbar ist. Vorliegend ist der Hauptbremszylinder 2 als Tandemzylinder mit zwei Hydraulikkammern 4 und 5 ausgebildet, wobei eine Ausbildung des Bremssystems mit einem einfachen Hauptbremszylinder ebenfalls möglich ist. Die Hydraulikkammern 4, 5 sind durch jeweils ein Schaltventil 6, 7 mit jeweils einem Paar von Radbremsen LR, RF und LF, RR hydraulisch verbindbar. Vorliegend sind die Radbremsen LR und RF mit dem Schaltventil 6 und die Radbremsen LF und RR mit dem Schaltventil 7 verbindbar, wobei zwischen dem jeweiligen Schaltventil 6, 7 und der jeweiligen Radbremse LR, RF, LF und RR jeweils ein Volumensteuerventil 8 zwischengeschaltet ist, welches den jeweiligen Hydraulikdruck reguliert.

Durch jeweils ein Auslassventil 9 ist die jeweilige Radbremse LR, RF, LF und RR hydraulisch außerdem mit einem die Bremsflüssigkeit speichernden Tank 10 des Bremssystems 1 verbindbar. Um den Hydraulikdruck an der jeweiligen

Radbremse zu reduzieren, wird beispielsweise zugehörige das Auslassventil 9 betätigt, sodass der Hydraulikdruck abfällt bis eine gewünschte Bremskraft oder eine Freigabe der jeweiligen Radbremse insgesamt erreicht ist.

Das Bremssystem 1 weist außerdem einen ansteuerbaren Aktuator 11 auf, der unabhängig von einer Bremspedalbetätigung den Hydraulikdruck in dem

Bremssystem 1 erhöhen kann. Dazu weist der Aktuator 11 einen verlagerbaren Kolben 12 auf, der eine Druckkammer 18 begrenzt und durch ein Elektromotor 13 verlagerbar, insbesondere linear verschiebbar ist, um durch Verändern des Volumens der Druckkammer 18 den Hydraulikdruck in dem Bremssystem 1 zu verändern. Der Aktuator 11 ist durch zwei eigene Schaltventile 14, 15 hydraulisch beziehungsweise fluidtechnisch mit den Ausgängen des jeweiligen Schaltventils 6 oder 7 verbunden, sodass der Aktuator durch die Ventile 15, 14 wie der Hauptbremszylinder 2 durch die Schaltventile 6, 7 mit den jeweiligen Paaren von Radbremsen verbindbar ist.

In einem automatisierten Fahrzustand, werden bevorzugt die Ventile 6, 7 geschlossen und der Aktuator 11 angesteuert, um bei Bedarf einen

Bremsvorgang durchzuführen. Optional kann ein Bremsvorgang auch in

Abhängigkeit einer Bremspedalbetätigung 3 durch den Aktuator 11 durchgeführt werden. Dazu werden die Ventile 6, 7 ebenfalls geschlossen und optional ein Bremskraftgefühlsimulator 16 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden, welcher dem Fahrer an dem Bremspedal 3 eine der Bremskraft entsprechende haptische Rückmeldung ergibt, sodass das Fahrgefühl für den Fahrer wie gewohnt erhalten bleibt, obwohl die Bremskraft tatsächlich durch den Aktuator 11 elektromotorisch erzeugt wird.

Insbesondere dann, wenn das Bremssystem 1 fremd kraftgesteuert arbeitet, also durch Ansteuern des Aktuators 11, ist die Überwachung des Bremssystems 1 auf einen Leckageverlust von Vorteil. Dazu weist das Bremssystem 1

vorteilhafterweise ein Steuergerät 17 auf, das das im Folgenden beschriebene Verfahren durchführt.

Zur Erläuterung des Verfahrens zeigt Figur 2 beispielhaft aufgetragen den im Bremssystem 1 herrschenden Hydraulikdruck p über das von dem Kolben 12 verdrängte Flüssigkeitsvolumen, das dem Volumen beziehungsweise einer Volumenänderung der Druckkammer 18 entspricht.

Das Verfahren beginnt zu einem Zeitpunkt ti, zu welchem der in dem System herrschende Ausgangsdruck p _s bereits ein Wert von p _s = 6 bar beträgt. Dies ist vorliegend rein beispielhaft zu verstehen. Dieser Ausgangsdruck liegt vor, bei einem verdrängten Volumen des Kolbens 12 beziehungsweise des Aktuators 11 von V _s , wobei die Stellung beziehungsweise Position des Kolbens 12 in

Abhängigkeit des überwachten Hydraulikdrucks geregelt wird. Dazu sind im Bremssystem 1 bevorzugt ein oder mehrere Drucksensoren 19 zugeordnet. Wird nun der Aktuator 11 angesteuert, so wird das verdrängte Volumen gemäß Pfeil vergrößert, bis der Kolben 12 zum Stillstand kommt bei maximal verdrängtem Volumen V _max . Zu diesem Zeitpunkt wird der maximale Druck p _max erreicht. Bei dem maximalen Druck beziehungsweise maximalen Volumen muss es sich nicht um den geometrisch oder konstruktiv maximal erreichbaren Druck oder das maximale Volumen handeln, vielmehr handelt es sich in diesem Fall um das lokal beziehungsweise aktuell maximal erreichte Volumen beziehungsweise den maximal erreichten Druck des jeweiligen Bremsvorgangs. Um den Druck bei einer längeren Bremsdauer zu halten, kann es aufgrund eines Leckageverlusts notwendig werden, den Kolben 12 weiter zu verfahren und das Volumen der Kammer 18 zu verkleinern beziehungsweise das verdrängte Volumen des Kolbens 12 zu vergrößern, wie durch einen Pfeil V _x gezeigt. Das Weiterverfahren des Kolbens 12 hängt dabei von der Bremsdauer und der Größe des

Leckageverlusts ab. Wird anschließend, bei Beendigen des Bremsvorgangs, der Druck wieder reduziert, indem beispielsweise der Kolben 12 zurückgefahren wird, verändert sich das Volumen der Druckkammer 18 im Bremssystem 1 entsprechend, bis es einen Endwert von VE erreicht, zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Ausgangsdruck erreicht ist. Aufgrund des Leckageverlusts V _x ergibt sich dabei, dass bei Erreichen des Ausgangsdrucks p _s Bremsflüssigkeit fehlt und durch den Aktuator 11 kompensiert werden muss.

Durch einen Vergleich des Volumens V _s zu Beginn des Bremsvorgangs mit dem Volumen VE am Ende des Bremsvorgangs ist somit ein erster Leckageverlust des Bremssystems 1 ermittelbar.

Vorteilhafterweise wird der Leckageverlust V _x damit in Abhängigkeit der Dauer des Bremsvorgangs sowie der Differenz zwischen dem Volumen zu Beginn und zum Ende des Bremsvorgangs berechnet. Außerdem wird gleichzeitig während des Bremsvorgangs der Leckageverlust kontinuierlich berechnet. Dazu wird während der Phasen mit zunehmendem Hydraulikdruck im Bremssystem 1 der Leckageverlust kontinuierlich berechnet und ein Gesamtleckageverlust bestimmt. Nach Abschluss des Bremsvorgangs, wenn auch der Wert VE bekannt ist, wird der erste Leckageverlust mit dem zweiten Leckageverlust verglichen, um den ersten Leckageverlust zu plausibilisieren. Stellt sich dabei heraus, dass der zweite Leckageverlust geringer ist als der erste Leckageverlust, wird gefolgert, dass der berechnete erste Leckageverlust nicht vertrauenswürdig ist und somit nicht ausschlaggebend für das Ausgeben einer Warnmeldung oder dergleichen sein kann. Dadurch werden unnötige Warnmeldungen und/oder verfrühte Warnmeldungen vermieden.

Wir jedoch erkannt, dass der erste Leckageverlust und der zweite Leckageverlust zumindest im Wesentlichen einander entsprechen, wenn beispielsweise die Leckageverluste über einen vorgebbaren Toleranzwert hinaus nicht voneinander abweichen, so wird bei einem kritischen Leckageverlust eine Warnmeldung erzeugt und beispielsweise visuell oder akustisch dem Fahrer des Kraftfahrzeugs angezeigt, sodass dieser eine Werkstatt anfährt, um beispielsweise

Bremsflüssigkeit nachzufüllen und/oder das Bremssystem 1 überprüfen zu lassen. Wird erkannt, dass der erste Leckageverlust fehlerhaft berechnet wurde, wird das Ergebnis zunächst verworfen und das Verfahren wird bei dem nächsten

Bremsvorgang erneut durchgeführt, um den Leckageverlust zu bestätigen und/oder den fehlerhaft berechneten ersten Leckageverlust zu bestätigen.

Bevorzugt wird dann, wenn festgestellt wird, dass der erste Leckageverlust korrekt berechnet wurde, das Ergebnis der ersten Messung durch die folgende Messung also bestätigt wird, und der Leckageverlust als kritisch bewertet wird, eine Warnmeldung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben, um ihn darüber aufmerksam zu machen, dass ein kritischer Leckageverlust vorliegt. Dadurch wird ein insgesamt robustes Verfahren und ein robustes Bremssystem geboten, dessen Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund des Erkennens einer fehlerhaften Überwachung reduziert ist.