Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DETERMINING PARAMETERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/055023
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining parameters for the viscosity or temperature of a vehicle brake fluid that is supplied to the wheel brakes via a motor-pump assembly which has controllable valves and a hydraulics unit to which an electronic control unit is allocated. According to the invention, the temperature of the hydraulics unit is measured with a temperature-sensitive element connecting the motor-pump assembly to the electronic control unit and the parameters are determined using the temperature of the hydraulics unit. This ensures good control dynamics even at low temperatures.

Inventors:
LATARNIK MICHAEL DI
FENNEL HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/002354
Publication Date:
September 21, 2000
Filing Date:
March 16, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
LATARNIK CHRISTINE EF (DE)
FENNEL HELMUT (DE)
International Classes:
B60T8/58; B60T8/1761; B60T8/36; B60T8/40; B60T8/48; B60T8/90; B60T13/66; B60T13/68; B60T17/22; G01K7/16; (IPC1-7): B60T8/00; B60T13/66; G01F23/24; G01K7/16
Foreign References:
US3882967A1975-05-13
DE3912234A11990-10-18
DE3741971A11989-06-22
US4520661A1985-06-04
DE19547111A11997-06-19
EP0921047A11999-06-09
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt am Main, DE)
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt am Main, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen von Kenngrößen für die Viskosi tät oder Temperatur einer Bremsflüssigkeit eines Fahr zeugs, die über ein ansteuerbare Ventile aufweisendes MotorPumpenAggregat mit Hydraulikeinheit, dem eine elektronische Regeleinheit zugeordnet ist, den Radbrem sen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Hydraulikeinheit über ein das Motor PumpenAggregat mit der elektronischen Regeleinheit ver bindendes temperatursensitives Element gemessen und die Kenngrößen anhand der Temperatur der Hydraulikeinheit bestimmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das temperatursensitive Element ein Widerstands Temperatursensor ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kenngrößen einem die tatsächli chen Drücke der Bremsflüssigkeit in den Radbremsen nach bildenden Druckmodell als Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt werden und dass in Abhängigkeit von den Kenn größen, insbesondere den Temperaturwerten, die Druckauf bauund/oder Druckabbaukennlinien des Druckmodells in Abhängigkeit von der Pumpenförderleistung modifiziert werden.
4. Anordnung, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 3, eines Temperatursensors an einem ein MotorPumpen Aggregat mit einer elektronischen Regeleinheit verbin denden Element.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Element als elektrisch steckbares Versorgungselement ausgebildet ist und die elektronische Regeleinheit mit dem Pumpenmotor und/oder den Ventilen elektrisch verbin det.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Element in einem Kanal der Hy draulikeinheit angeordnet ist und über mindestens ein elastisches Element an dem Kanal anliegt.
7. Anordnung nach einem der ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein elastisches Element als Feder ausgebildet ist und mindestens einen Tempera tursensor trägt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass Temperatursensor und das Versorgung selement einen gemeinsamen Masseanschluss aufweisen.
Description:
Verfahren zum Bestimmen von Kenngrößen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Kenn- größen für die Viskosität und/oder Temperatur einer Brems- flüssigkeit eines Fahrzeugs.

Bekanntlich ist die Viskosität einer Bremsflüssigkeit oder Hydraulikflüssigkeit in hohem Maße temperaturabhängig. Die hohe Viskosität bei niedriger Flüssigkeitstemperatur, näm- lich bei tiefer Temperatur z. B. unterhalb-10 Grad C, in der Startphase eines Kraftfahrzeugs, beeinträchtigt die Regel- barkeit des Bremsdruckes einer geregelten hydraulischen Bremsanlage. Problematisch ist, wenn Bremsflüssigkeit, bei- spielsweise im Rahmen einer Fahrstabilitätsregelfunktion, d. h. ohne Beeinflussung durch den Fahrer, besonders schnell von dem Bremsflüssigkeitsreservoir zu einer Radbremse verla- gert werden soll. Bei sinkenden Temperaturen steigt die Vis- kosität der Bremsflüssigkeit überproportional an. Dies führt bei sehr niedrigen Temperaturen dazu, dass die Bremsflüssig- keit nicht schnell genug angesaugt werden kann, wobei noch hinzu kommt, dass mit steigender Viskosität der Druckverlust in der Rohrleitung zunimmt. Diese Hemmnisse führen zu einem verlangsamten Bremseneingriff. Bei einer Fahrstabilitätsre- gelung besteht allerdings die generelle Anforderung, einen schnellen Bremseingriff zu bewirken. Zur Lösung des Problems wurden bereits Einrichtungen vorgeschlagen, die eine Hilfs- druckquelle bzw. eine Vorladepumpe vorsehen (WO 96/20102).

Weil dies mit erheblichen Mehrkosten verbunden ist, nimmt man zunehmend von diesen Einrichtungen Abstand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Funkti- on einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage mit all ihren Teilfunktionen, wie Antiblockierfunktion, Antriebsschlupf- funktion und Fahrstabilitätsfunktion bei allen, auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen mit geringem Aufwand zu ge- währleisten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge- lost.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen angegeben.

Vorteilhaft wird das Verfahren bei einem fahrdynamischen Re- gelsystem eingesetzt, das dazu dient, den Fahrer eines Fahr- zeugs bei kritischen Fahrsituationen zu unterstützen. Mit Fahrzeug ist in diesem Zusammenhang ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern gemeint, welches mit einer hydraulischen Brem- sanlage ausgerüstet ist. In der hydraulischen Bremsanlage kann mittels eines pedalbetätigten Hauptzylinders vom Fahrer ein Bremsdruck aufgebaut werden. Jedes Rad besitzt eine Bremse, welchem mindestens jeweils ein Einlassventil und ein Auslassventil zugeordnet ist. Über die Einlassventile stehen die Radbremsen mit dem Hauptzylinder in Verbindung, während die Auslassventile zu einem drucklosen Behälter bzw. Nieder- druckspeicher führen. Schließlich ist noch eine Hilfs- druckquelle, in der Regel ein Motor-Pumpen-Aggregat, vorhan- den, welche auch unabhängig von der Stellung des Bremspedals einen Druck in den Radbremsen aufzubauen vermag. Die Ein- lass-und Auslassventile sowie die im Bremskreis angeordne- ten weiteren Ventile sind zur Druckregelung in den Radbrem- sen elektromagnetisch durch Ansteuerung von Ventilspulen be- tätigbar. Zur Erfassung von fahrdynamischen Zuständen sind vier Drehzahlsensoren, pro Rad einer, ein Giergeschwindig- keitssensor, ein Querbeschleunigungssensor, ein Lenkwinkel- sensor und mindestens ein Drucksensor für den vom Bremspedal mittelbar oder unmittelbar erzeugten Bremsdruck vorhanden.

Ein elektronisches Regelsystem, das üblicherweise zusammen mit einem die Ventile und Pumpe aufnehmenden Hydraulikblock eine Baueinheit bildet und an dessen einen Seite der Pumpen- motor angeordnet ist, regelt die fahrdynamischen Fahrzustän- de des Fahrzeugs bei instabiler Fahrt. Die Funktion der Fahrstabilitätsregelung besteht also darin, innerhalb der physikalischen Grenzen in kritischen (instabilen) Situatio- nen dem Fahrzeug das vom Fahrer gewünschte Fahrzeugverhalten zu verleihen.

Bei ESP-Regelsystemen (ESP = elektronisches Stabilitätspro- gramm) wird aus der ermittelten Instabilität des Fahrzeugs eine radindividuelle Druckanforderung berechnet, die notwen- dig ist, um das Fahrzeug wieder auf den vom Fahrer gewünsch- ten Kurs zu bringen. Dabei sorgt eine Giermomentenregelung für stabile Fahrzustände beim Durchfahren einer Kurvenbahn.

Zur Giermomentenregelung kann auf unterschiedliche Fahrzeug- Referenzmodelle zurückgegriffen werden, beispielsweise auf das Einspur-Modell. Bei den ESP-Regelsystemen werden stets Eingangsgrößen, welche aus dem vom Fahrer gewünschten Weg resultieren (beispielsweise dem Lenkradwinkel, der Geschwin- digkeit u. dgl.) der Fahrzeug-Modellschaltung zugeführt, wel- che aus diesen Eingangsgrößen und für das Fahrverhalten des Fahrzeugs charakteristischen Parametern aber auch durch Ei- genschaften der Umgebung vorgegebene Größen (Reibwert der Fahrbahn, Seitenwind) ein Soll-Wert für die Gierrate be- stimmt, die mit der gemessenen tatsächlichen Gierrate ver- glichen wird. Die Gierratendifferenz wird mittels eines sog.

Giermomentenreglers-oder genauer-einem Giermoment- Regelgesetz, in ein Giermoment umgerechnet, welches die Ein- gangsgröße einer Verteilungslogik bildet. Die Verteilungslo- gik selbst bestimmt in Abhängigkeit von einem Bremsdruckmo- dell, den an den einzelnen Radbremsen aufzubringenden Bremsdruck. Die Ansteuerung mindestens der Ein-und Auslass- ventile erfolgt dabei über eine Drucksteuerung, die in Ab- hängigkeit von der im Druckmodell nachgebildeten realen Druckaufbau-und Druckabbaucharakteristik in den Radbremsen, Druckgrößen in Ventilschaltsignale umrechnet. Das Druckmo- dell empfängt hierzu benötigte Eingangsgrößen und bildet daraus sowie nach Maßgabe von Systemparametern den in der Bremse herrschenden Druck nach. Insbesondere kann das Druck- modell die Steuersignale empfangen, die den Bremsdruck an der jeweils betrachteten Bremse beeinflussen, also bei- spielsweise Signale für die Einlassventile, die Auslassven- tile, für die Hydraulikpumpe oder ähnliches. Aus diesen Si- gnalen sowie aus Systemparametern (beispielsweise Leitungs- querschnitte, Schaltcharakteristika usw.) kann das Druckmo- dell den Druck in den Radbremsen parallel zum Aufbau des Raddrucks nachbilden, so dass durch Ausgabe des so anhand des Druckmodells ermittelten Drucks der Regelkreis geschlos- sen werden kann.

Eine Schwierigkeit bestehender Systeme liegt darin, den Ein- fluss schwankender Temperaturen zu berücksichtigen. Bei niedrigen Temperaturen sinkt die Viskosität der Bremsflüs- sigkeit. Damit ändert sich eine in die Nachbildung des Rad- drucks in das Druckmodell eingehende Eingangsgröße, die Pum- penförderleistung bzw. das Fördervolumen der Pumpe, die bzw. das sich in Abhängigkeit von der temperaturabhängigen Visko- sität der Bremsflüssigkeit erhöht oder verringert.

Um Abweichungen zwischen dem im Druckmodell nachgebildeten Raddruck und dem tatsächlichen Raddruck zu vermeiden, wäre eine Anpassung der im Druckmodell abgelegten bzw. der dem Druckmodell zur Verfügung gestellten Parameter, insbesondere der Pumpenförderleistug, wünschenswert.

Die erfindungsgemäße Ausbildung schlägt daher ein Verfahren zum Bestimmen von Kenngrößen für die Viskosität und/oder Temperatur einer Bremsflüssigkeit eines Fahrzeugs vor, die über ein ansteuerbare Ventile aufweisendes Motor-Pumpen- Aggregat mit Hydraulikeinheit bzw. Hydraulikblock, dem eine elektronische Regeleinheit zugeordnet ist, den Radbremsen zugeführt wird, wobei die Temperatur der Hydraulikeinheit über ein das Motor-Pumpen-Aggregat mit der elektronischen Regeleinheit verbindendes temperatursensitives Element ge- messen und die Kenngrößen anhand der Temperatur der Hydrau- likeinheit bestimmt werden. Erfindungsgemäß wird dann dem Druckmodell als Eingangsgröße (n) für die Nachbildung der Bremsdrücke in den Radbremsen die Kenngrößen für die Visko- sität bzw. Temperatur zugeführt. Die Kenngrößen für die Vis- kosität bzw. Temperatur können dabei aus dem zeitlichen Ver- lauf und/oder dem Wert der gemessenen Temperatur der Hydrau- likeinheit bestimmt werden. Vorteilhaft wird das temperatur- sensitive Element, insbesondere ein auf temperaturabhängigen Widerstandsänderungen basierender Heiß (NTC)- oder Kaltlei- ter (PTC)-Temperatursensor, an einem das Motor-Pumpen- Aggregat mit dem elektronischen Regelsystem verbindenden, vorzugsweise steckbaren, elektrischen Versorgungselement an- geordnet. Das Motor-Pumpen-Aggregat und die elektronische Regeleinheit sind auf gegenüberliegenden Seiten an der Hy- draulikeinheit so befestigt, daß das elektrische Versorgung- selement durch einen Kanal in der Hydraulikeinheit beide miteinander verbindet. Der Kanal verfügt dabei über einen Innendurchmesser, der nur wenig größer ist als der Außen- durchmesser des Versorgungselements. Eine sicher Anordnung bzw. Befestigung des Versorgungselements in dem Kanal der Hydraulikeinheit wird über elastische Elemente, vorzugsweise Federelemente, erreicht, die am Umfang des Versorgungsele- ments angeordnet sind. Vorzugsweise an mindestens einem oder an mehreren Federelementen ist ein Temperatursensor angeord- net. Über das geformte, vom Umfang des Versorgungselementes abstehende Federelement, wird ein thermischer Kontakt zwi- schen dem Temperatursensor und der Hydraulikeinheit herge- stellt. Dadurch wird der Temperatursensor während der Mon- tage von Regler (ECU), Hydraulikeinheit und Pumpe selbsttätig an einer Stelle innerhalb der Hydraulikeinheit lokalisiert, wo die Temperatur der Bremsflüssigkeit über die Hydrauli- keinheit gemessen werden kann.

Nach einer weiteren Ausführung kann auch die Temperatur der elektronischen Regeleinheit über ein auf der Leiterplatte angeordnetes temperatursensitives Element gemessen und die Kenngrößen anhand der Temperatur der elektronischen Rege- leinheit bestimmt werden.

Der bevorzugt als Heißleiter (NTC) ausgebildete Temperatur- sensor, wird an den Masseanschluß des Motor-Pumpen-Aggregats angeschlossen. Dadurch wird die Anzahl der Sensoranschlüsse auf der Platine der elektronischen Regeleinheit verringert.

Die ermittelten Temperaturwerte werden einem, die tatsächli- chen Drücke der Bremsflüssigkeit in den Radbremsen nachbil- denden Druckmodell als Eingangsgrößen zur Verfügung ge- stellt. In Abhängigkeit von den Temperaturwerten werden die Druckaufbau-und/oder Druckabbaukennlinien des Druckmodells modifiziert. Mittels der dem Bremsdruckmodell zur Verfügung gestellten Kenngrößen werden im Druckmodell abgelegte, be- rechnete oder eingegebene Parameter, wie z. B. die Pumpenför- derleistung, das Fördervolumen sowie von den Parametern ab- geleitete Werte entsprechend der bestimmten Kenngrößen für die Viskosität bzw. Temperatur der Bremsflüssigkeit modifi- ziert oder korrigiert.

Der am Druckmodell nachgebildete Raddruck wird nach folgen- den Beziehungen an den tatsächlichen Raddruck angepasst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben : Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Motor-Pumpen-Aggregat mit von Ventilspulen betätigbaren Ventilen Fig. 2 das Versorgungselement mit einem Temperatursensor Fig. 3 der Masseanschluss nach Figur 4 Fig. 4 eine Schaltung zur Bestimmung der Temperatur mit dem Temperatursensor nach Fig. 2.

Fig. 5 die Abhängigkeit der Pumpenförderleistung von der Temperatur der Bremsflüssigkeit Fig. 1 zeigt eine Druckregelvorrichtung, die im wesentlichen aus einem Hydraulikblock bzw. einer Hydraulikeinheit 24 und aus einem Deckel oder Gehäuse 29 besteht. Aus diesem Hydrau- likblock 24 ragen in bekannter Weise die einzelnen Ventildo- me oder Ventilgehäuse 25, in denen sich die durch Magnet- kraft beweglichen (nicht gezeigten) Ventilteile befinden, hervor. Ein derartiger Hydraulikblock für ein ABS mit radin- dividueller Regelung enthält im allgemeinen 8, ein Hydrau- likblock für ein ESP mit radindividueller Regelung im allge- meinen 12 derartige Ventile, nämlich vier Einlass-und vier Auslassventile sowie zwei Trennventile und zwei Umschaltven- tile. Die Ventilbetätigungskraft wird bekanntlich durch ein Magnetfeld erzeugt, das von einer Ventilspule 26 durch das Ventilgehäuse 25 hindurch auf nicht dargestellte, im Inneren der Ventilgehäuse 25 angeordnete Ventilkörper einwirkt.

Die Ventilspulen 26 sind in dem Deckel oder Gehäuse 29 so elastisch angeordnet und gehaltert, dass sie beim Aufsetzen des Gehäuses 29 auf den Hydraulikblock 24 auf den zugehöri- gen Ventilgehäusen 25 und auf der Grundfläche 30 der Hydrau- lieinheit 24 zur Anlage kommen. Mit Hilfe von flexiblen An- schlussdrähten 31 sind die Ventilspulen 26 mit einer Lei- stungsplatine 32 und einer die Steuerelektronik tragenden Leiterplatte 33 verbunden.

Die einzelnen Ventilspulen 26 bestehen aus einer (nicht dar- gestellten) Wicklung und aus einem Stahlmantel, der den Ver- lauf der magnetischen Feldlinien bestimmt.

Das Element 21 verbindet die elektronische Regeleinheit 22 (den Regler), in der das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) abgelegt ist, mit dem, dem Regler gegenüberliegend am Hydraulikblock 24 angeordneten Pumpenmotor 23. Das Verbin- dungselement 21 ist als elektrisch steckbares Versorgungse- lement ausgebildet, welches den Pumpenmotor 23 und/oder die Ventile der Bremsanlage mit der von dem elektronischen Re- gelsystem zur Verfügung gestellten elektrischen Energie ver- sorgt. Motor-Pumpen-Aggregate sind bekannt und müssen daher nicht näher beschrieben werden. Das Verbindungselement 21 ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet und weist ein Steck-Kontaktelement 27 zur elektrisch leitenden Befestigung auf, das in einer dem Pumpenmotor zugeordneten Klemme einge- steckt wird. Das Verbindungselement 21 ist innerhalb eines Kanals 28 des Hydraulikblocks 24 angeordnet und kontaktiert über am Umfang vorgesehene elastische Elemente 34 die Wand des Kanals 28 des Hydraulikblocks 24. In Fig. 2 ist ein ver- größerter Ausschnitt des Verbindungselements 21 schematisch dargestellt. An mindestens einem der elastischen Elemente 34 ist ein Temperatursensor 35 angeordnet, der die Temperatur des von der Bremsflüssigkeit durchströmten Hydraulikblocks 24 misst. Als Temperatursensoren werden bevorzugt NTC- Sensoren verwendet.

Bevorzugt werden als elastische Elemente zu dem Kanal 28 weisende geformte Federn am Umfang des Verbindungselementes 21 befestigt, durch die neben einer elastischen mechanischen Halterung des Verbindungselements 21 ein thermischer Kontakt zwischen dem Temperatursensor 35 und dem Hydraulikblock 24 hergestellt wird. Der Temperatursensor liegt über die Kraft (Federkraft) des elastischen Elements 34 an der Wand des Ka- nals 28 gesichert an.

Wie Figur 3 in Verbindung mit Figur 2 und Figur 4 zeigt, ist der Masse-Anschluss 36 des Pumpenmotors so ausgebildet, dass der Masse-Anschluss 37 des Temperatursensors 35 an den Mas- se-Anschluss 36 des Pumpenmotors angeschlossen ist. Der Ver- sorgungsanschluss, der an eine Batterie 39 eines Fahrzeugs angeschlossen ist, ist mit 38 bezeichnet.

Figur 4 zeigt eine Schaltung mit mindestens einem Tempera- tursensor 34, der als Spannungsregler schematisch darge- stellt ist. Der Anschluss eines möglichen zweiten Tempera- tursensors 50 (Redundanz) ist gestrichelt dargestellt. Wird nun aufgrund eines Regelungsvorganges der Pumpenmotor mit Strom versorgt, so fällt an dem Widerstand 34 eine von dem Versorgungsstrom abhängige Spannung ab, die einem Analog- /Digitalwandler 40 zugeführt wird, der innerhalb einer Si- gnalverarbeitungseinheit (Mikroprozessor) angeordnet ist.

Für den Fall, dass die Umgebungstemperatur unter 0°C, vor- zugsweise kleiner/gleich-10°C ist, wird die von dem Tempe- ratursensor 34 gemessene Spannung ansteigen. Am Ausgang des Analog-/Digitalwandlers 40 liegt damit ein Signal an, das dem Mikroprozessor zur Verfügung steht. Dieses Signal wird zum Modifizieren von in einem Druckmodell die tatsächlichen Raddrücke nachbildenden Bremsdruck verwendet, indem es als Eingangsgröße dem Druckmodell zur Verfügung gestellt wird.

In Abhängigkeit von den Temperaturwerten wird die im Druck- modell abgelegte Pumpenförderleistung korrigiert. Figur 4 zeigt den Zusammenhang der von der Temperatur der Bremsflüs- sigkeit und damit der Viskosität beeinflussten Pumpenförder- leistung. Fällt die Temperatur der Bremsflüssigkeit unter- 10°C, nimmt die Leistung der Pumpe nahezu proportional zur Temperatur ab. Die Korrektur der Pumpenförderleistung kann in Abhängigkeit von dem über die Widerstandsänderung des Temperatursensors ermittelten Temperaturverlauf oder von ei- nem Temperatur-Schwellenwert (-10°C oder-15°C) unter Ein- beziehung von Korrekturfaktoren modifiziert werden.

Mittels der korrigierten Pumpenförderleistung werden die Druckaufbau-und Druckabbaukurven modfiziert, die die tat- sächlichen Raddrücke nachgebilden. In Folge der veränderten Druckaufbau-und Druckabbaukurven des Druckmodells werden bei höherer Viskosität der Bremsflüssigkeit, insbesondere unterhalb einer Temperatur von-10°C, die Ventile der Brem- sanlage beim Bremsdruckaufbau z. B. länger angesteuert. Damit erreicht der tatsächliche Raddruck den von der Fahrdyna- mikregelung angeforderten Bremsdruck zeitlich früher.

Eine Zeitglied stellt sicher, daß zwischen Beendigung des alten und Wiederaufnahme eines neuen Fahrzyklus eine Abkühl- zeitspanne zur Verfügung steht, innerhalb der die Ventilspu- le Umgebungstemperatur annimmt.