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Title:
METHOD FOR OPERATING A BRAKE SYSTEM, AND BRAKE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/144306
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a brake system (1), comprising wheel brakes (8, 9, 10, 11) that can be hydraulically actuated, wherein respectively two wheel brakes (8, 9; 10, 11) are assigned to one brake circuit (27, 33); at least one wheel valve (6a-6d, 7a-7d) that can be electrically actuated per wheel brake for setting individual wheel brake pressures; a pressure medium storage container (4) under atmospheric pressure; and an electrically controllable pressure providing device (5) for building up pressure as necessary in the wheel brakes (8, 9, 10, 11) and having at least one hydraulic pressure chamber (37), wherein the pressure chamber (37) can be connected to or isolated from a brake circuit (27, 33) by a respective supply valve (26a, 26b); wherein the pressure provided by the pressure providing device (5) is measured by a pressure sensor (19), and wherein, for the purpose of pressure regulation in the wheel brakes (8, 9, 10, 11) with the aid of the pressure providing device (4), a pressure signal is used, wherein the signal (70) from the pressure sensor (19) is filtered with a low-pass filter (76), and wherein a model pressure value (90, 200) is calculated from the braking medium volume displaced by the pressure providing device (5) and a braking characteristic curve, and wherein the model pressure value (90, 200) is filtered with a high-pass filter (96, 206), and wherein the two filtered signals (84; 102, 210) are added to form an overall pressure signal (126), wherein said overall pressure signal (126) is used for pressure regulation. The invention further relates to a brake system (1).

Inventors:
NEU ANDREAS (DE)
BIEGLER SERGE (DE)
CASPARI ROLAND (DE)
WICKENHÖFER THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/053243
Publication Date:
August 31, 2017
Filing Date:
February 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
B60T8/40
Domestic Patent References:
WO2012049050A12012-04-19
WO2013131805A22013-09-12
WO2014154450A12014-10-02
Foreign References:
DE102013204778A12013-09-26
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage (1), umfassend

• hydraulisch betätigbare Radbremsen (8, 9, 10, 11), wobei jeweils zwei Radbremsen (8, 9; 10, 11) einem Bremskreis

(27, 33) zugeordnet sind;

• zumindest ein elektrisch betätigbares Radventil (6a-6d, 7a-7d) je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke ;

· einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4); und

• eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (5) zum bedarfsweisen Druckaufbau in den Radbremsen (8, 9, 10, 11) mit wenigstens einem hyd- raulischen Druckraum (37), wobei der Druckraum (37) durch jeweils ein Zuschaltventil (26a, 26b) mit einem Bremskreis (27, 33) verbunden oder getrennt werden kann; wobei der von der Druckbereitstellungseinrichtung (5) bereitgestellte Druck mit einem Drucksensor (19) gemessen wird, und wobei zur Druckregelung in den Radbremsen (8, 9,

10, 11) mit Hilfe der Druckbereitstellungseinrichtung (5) ein Drucksignal verwendet wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Signal (70) des Drucksensors (19) mit einem Tief- passfilter (76) gefiltert wird, und dass aus dem von der

Druckbereitstellungseinrichtung (5) verschobenen Bremsmittelvolumen und einer Bremsenkennlinie ein Modell¬ druckwert (90, 200) berechnet wird, und dass der Modell¬ druckwert (90, 200) mit einem Hochpassfilter (96, 206) gefiltert wird, und dass beide gefilterten Signale (84; 102,

210) zu einem Gesamtdrucksignal (126, 226) addiert werden, wobei dieses Gesamtdrucksignal (126, 226) zur Druckregelung verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für den Tiefpassfilter (76) und den Hochpassfilter (96) dieselbe Zeitkonstante verwendet werden .

Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Wert der Zeitkonstanten zwischen 50 ms und 150 ms, insbesondere zu 100 ms, gewählt wird .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur Berechnung des Modelldruckwertes (90) aus der Laufzeit der Druckbereitstellungseinrichtung (5) und der Ventilaktivierung der Zuschaltventile (26a, 26b) ein Bremssattel¬ volumen berechnet wird, und wobei aus diesem Bremssat¬ telvolumen mit Hilfe der Bremsenkennlinie der Modell¬ druckwert (90) berechnet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei aus der Abweichung zwischen Modelldruckwert (90) und dem Gesamt¬ signal (126) eine Korrekturgröße gebildet wird, durch die der Modelldruckwert (90) an das Gesamtsignal (126) herangeführt wird .

Verfahren nach Anspruch 5 , wobei aus dem Modelldruckwert (90) und der Korrekturgröße ein modifizierter Modelldruckwert (200) gebildet wird, welcher hochpassgefiltert wird und welcher zum tiefpassgefilterten Signal des Drucksensors (19) zur Bildung des Gesamtdrucksignals (226) addiert wird.

Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Signal (70) des Drucksensors (19) mit einem Tiefpassfilter vorgefiltert wird, dessen Zeitkonstante geringer ist als die Zeitkon¬ stante des Tiefpassfilters zur Bildung des Signals, welches zur Berechnung des Gesamtdrucksignals verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bremsenkennlinie während des Betriebs der Bremsanlage (1) gelernt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Stau¬ druckeffekte modelliert werden und bei der Bildung des Gesamtdrucksignals berücksichtigt werden.

Bremsanlage (1) umfassend

• hydraulisch betätigbare Radbremsen (8, 9, 10, 11), wobei jeweils zwei Radbremsen (8, 9; 10, 11) einem Bremskreis (27, 33) zugeordnet sind;

• zumindest ein elektrisch betätigbares Radventil (6a-6d, 7a-7d) je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke ;

• einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4);

• eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung (5) zum bedarfsweisen Druckaufbau in den Radbremsen (8, 9, 10, 11) mit wenigstens einem hyd¬ raulischen Druckraum (37), wobei der Druckraum (37) durch jeweils ein Zuschaltventil (26a, 26b) mit einem

Bremskreis (27, 33) verbunden oder getrennt werden kann;

• einen Drucksensor (19), welcher den von der Druckbereitstellungseinrichtung (5) bereitgestellte Druck misst; und

• eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass

in der elektronischen Steuer- und Regeleinheit ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchgeführt wird.

Description:
Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage und Bremsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage, umfassend hydraulisch betätigbare Radbremsen, wobei jeweils zwei Radbremsen einem Bremskreis zugeordnet sind, zumindest ein elektrisch betätigbares Radventil je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke, einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter, und eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung zum bedarfsweisen Druckaufbau in den Radbremsen, wobei der Druckraum durch jeweils ein Zuschaltventil mit einem Bremskreis verbunden oder getrennt werden kann, wobei der von der Druckbereits ¬ tellungseinrichtung bereitgestellte Druck mit einem Drucksensor gemessen wird, und wobei zur Druckregelung in den Radbremsen mit Hilfe der Druckbereitstellungseinrichtung ein Drucksignal verwendet wird. Sie betrifft weiterhin eine Bremsanlage.

In der Kraftfahrzeugtechnik finden„Brake-by-Wire"-Bremsanlagen eine immer größere Verbreitung. Derartige Bremsanlagen umfassen oftmals neben einem durch den Fahrzeugführer betätigbaren Hauptbremszylinder eine elektrisch („by-Wire") ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, mittels welcher in der Betriebsart „Brake-by-Wire" eine Betätigung der Radbremsen stattfindet .

Bei diesen modernen Bremssystemen, insbesondere elektrohyd- raulischen Bremssystemen mit der Betriebsart „Brake-by-Wire" , ist der Fahrer von dem direkten Zugriff auf die Bremsen entkoppelt. Bei Betätigung des Pedals werden gewöhnlich eine Pedalentkopplungseinheit und ein Simulator betätigt, wobei durch eine Sensorik der Bremswunsch des Fahrers erfasst wird. Der gewöhnlich als Hauptbremszylinder ausgebildete Pedalsimulator dient dazu, dem Fahrer ein möglichst vertrautes und komfortables Bremspedalgefühl zu vermitteln. Der erfasste Bremswunsch führt zu der Bestimmung eines Sollbremsmomentes, woraus dann der Sollbremsdruck für die Bremsen ermittelt wird. Der Bremsdruck wird dann aktiv von einer Druckbereitstellungseinrichtung in den Bremsen aufgebaut. Das tatsächliche Bremsen erfolgt also durch aktiven Druckaufbau in den Bremskreisen mit Hilfe einer Druckbereitstellungseinrichtung, die von einer Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird. Durch die hydraulische Entkopplung der Bremspedalbetä- tigung von dem Druckaufbau lassen sich in derartigen Bremssystemen viele Funktionalitäten wie ABS, ESC, TCS, Hanganfahrhilfe etc. für den Fahrer komfortabel verwirklichen.

In derartigen Bremssystemen ist gewöhnlich eine hydraulische Rückfallebene vorgesehen, durch die der Fahrer durch Muskelkraft bei Betätigung des Bremspedals das Fahrzeug abbremsen bzw. zum Stehen bringen kann, wenn die „By-Wire"-Betriebsart ausfällt oder gestört ist. Während im Normalbetrieb durch eine Pedal ¬ entkopplungseinheit die oben beschriebene hydraulische Ent- kopplung zwischen Bremspedalbetätigung und Bremsdruckaufbau erfolgt, wird in der Rückfallebene diese Entkopplung aufgehoben, so dass der Fahrer direkt Bremsmittel in die Bremskreise verschieben kann. In die Rückfallebene wird geschaltet, wenn mit Hilfe der Druckbereitstellungseinrichtung kein Druckaufbau mehr möglich ist. Dies ist u.a. dann der Fall, wenn das Rück ¬ schlagventil, welches die Druckbereitstellungseinrichtung mit dem Reservoir verbindet, nicht mehr zuverlässig sperrt, so dass ein Druckaufbau nicht mehr zuverlässig möglich ist. Die Druckbereitstellungseinrichtung in oben beschriebenen

Bremssystemen wird auch als Aktuator bzw. hydraulischer Aktuator bezeichnet. Insbesondere werden Aktuatoren als Linearaktuatoren bzw. Lineareinheiten ausgebildet, bei denen zum Druckaufbau ein Kolben axial in einen hydraulischen Druckraum verschoben wird, der in Reihe mit einem Rotations-Translationsgetriebe gebaut ist. Die Motorwelle eines Elektromotors wird durch das Rota ¬ tions-Translationsgetriebe in eine axiale Verschiebung des Kolbens umgewandelt. Aus der DE 10 2013 204 778 AI ist eine „Bra- ke-by-Wire"-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, welche einen bremspedalbetätigbaren Tandemhauptbremszylinder, dessen Druckräume jeweils über ein elektrisch betätigbares Trennventil trennbar mit einem Bremskreis mit zwei Radbremsen verbunden sind, eine mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch verbundene, zu- und abschaltbare Simulationseinrichtung, und eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum gebildet wird, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator verschiebbar ist, umfasst, wobei die Druckbereits ¬ tellungseinrichtung über zwei elektrisch betätigbare Zuschaltventile mit den Einlassventilen der Radbremsen verbunden ist.

Im Normalbetrieb wird der Fahrer durch Schalten von Fahrertrennventilen von den Radbremsen getrennt und der Linearaktuator wird durch Schalten von Aktuatorzuschaltventilen bzw. Zus- chaltventilen hydraulisch mit den Radbremsen verbunden. Ein Verfahren des Linearaktuators aus seiner Ruhelage nach vorn bewirkt einen Druckaufbau und im umgekehrten Falle einen Druckabbau in den Radbremsen. Zur besseren Druckregelung steht ein Drucksensor im Bereich zwischen Aktuator und den Aktuatorzuschaltventilen zur Verfügung. Dieser Sensor erfasst den vom Linearaktuator erzeugten hydraulischen Druck (Systemdruck) . Die Position des Linearaktuators wird gewöhnlich erfasst durch einen Motorwinkelsensor.

Bei der Druckregelung können dabei folgende Probleme auftreten. Der zwischen dem Linearaktuator und den Aktuatorzuschaltventilen angeordnete Drucksensor erfasst den hydraulischen Druck, den der Linearaktuator erzeugt und der sich im Wesentlichen aus der Summe von Raddruck und Staudruck zusammensetzt. Insbesondere bei schneller Betätigung und/oder hoher Viskosität der Bremsflüssigkeit, z. B. durch Tieftemperatur, entspricht dieser Sensorwert dynamisch nur bedingt dem Druck in der Radbremse. Somit ist der Messwert als Istwert des Regelkreises gestört, was die Druckregelung verschlechtert und zu Druck- und damit auch Aktuatorschwingungen führt. Zur Kompensation dieser störenden Einflüsse kann die Druckregelung in diesen Fällen eine aus der Aktuatorposition und der Druck-Volumen (pV) -Kennlinie der Bremssättel ermittelten Druckwert als Regelgröße verwenden, jedoch stören hier Einflüsse wie Lüftspiel und Toleranzen von +/-20 % dieser Kennlinie von Exemplar zu Exemplar und können sich daher negativ auf Präzision und Robustheit der Druckregelung auswirken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Kombination dieser Signale eine stationäre Genauigkeit und eine schnelle Reaktion der Druckregelung durch ein dafür besonders geeignetes Drucksignal zu realisieren.

In Bezug auf das Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Signal des Drucksensors mit einem Tiefpassfilter gefiltert wird, und dass aus dem von der

Druckbereitstellungseinrichtung verschobenen Bremsmittelvolumen und einer Bremsenkennlinie ein Modelldruckwert berechnet wird, und dass der Modelldruckwert mit einem Hochpassfilter gefiltert wird, und dass beide gefilterte Signale zu einem

Gesamtsignal addiert werden, wobei dieses Gesamtdrucksignal zur Druckregelung verwendet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass Basis für eine präzise Druckregelung ein möglichst störungsfreies Signal des vorliegenden Systemdruckes verwendet werden sollte. Der ge- messene Druck unterliegt dabei Schwankungen und Oszillationen. Der mittels einer pV-Kennlinie gebildete Druck weist hingegen hohe Toleranzen auf, so dass eine einfache Mittelung dieser beiden Signale nicht zu einem besonders geeigneten Drucksignal für die Druckregelung führt. Beide Signale weisen aber spe- zifische Eigenschaften auf, die für deine Druckregelung vorteilhaft sind. So ist das vom Drucksensor bereitgestellte Signal des gemessenen Druckes sehr präzise im stationären Zustand der Bremsanlage. Das mittels der pV-Kennlinie ermittelte Drucksignal wiederum zeigt eine schnelle und verzögerungsfreie Reaktion auf Druckveränderungen auf und wird durch Effekte des Systemdruckes nicht gestört. Wie nunmehr erkannt wurde, können diese Eigenschaften der beiden Signale zur Bildung eines präzisen und schnellen Drucksignals für die Druckregelung in spezifischer Weise kombiniert werden, indem das Signal des gemessenen Druckes tiefpassgefiltert wird, das Signal aus der Kennlinie hochpassgefiltert wird und anschließend beide Signale addiert werden. Auf diese Weise wird aus dem gemessenen Drucksignal das präzise langwellige Verhalten ex ¬ trahiert, während die schnellen Änderungen aus dem mittels der pV-Kennlinie gewonnen Signal extrahiert werden. Das auf diese Weise kombinierte Signal weist eine schnelle Reaktion auf Druckänderungen auf, wird durch Systemdruckeffekte nicht gestört und ist im stationären Betrieb sehr genau.

Die Druckbereitstellungseinrichtung ist in einer ersten bevorzugten Ausführungsform ein Linearaktuator, umfassend einen Elektromotor und ein Rotations-Translationsgetriebe, welches die Rotation der Motorwelle in die Translationsbewegung eines Druckkolbens umsetzt, der zum Druckaufbau in einen mit

Bremsflüssigkeit bzw. Druckmittel gefüllten, insbesondere zylinderförmigen, hydraulischen Raum verschiebt.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die Druckbereitstellungseinrichtung eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Zweikolbenpumpe. Hier wird mittels des Pumpenwinkels bzw. Umdrehungen das verschobene Volumen geschätzt.

Die Bremsenkennlinie ist bevorzugt eine pV-Kennlinie bzw. Druck-Volumen-Kennlinie, die einen Zusammenhang zwischen dem in die Bremsen verschobenen Druckmittelvolumen und dem Radbremsdruck darstellt.

Vorteilhafterweise werden für den Tiefpassfilter und den Hochpassfilter dieselbe Zeitkonstante verwendet. Damit wird sichergestellt, dass falls beide Signale identisch oder sehr ähnlich sein sollten, keine zusätzliche Störung generiert wird. Insbesondere wird damit sichergestellt, dass von jedem Signal der qualitativ bessere Anteil verwendet wird. Der Wert der Zeitkonstanten wird vorzugsweise zwischen 5 ms und 150 ms, insbesondere zu 16 ms bei Systemen mit Linearaktuator und 50 ms bei Systemen mit 2 -Kolbenpumpe, gewählt.

Bevorzugt wird zur Berechnung des Modelldruckwertes aus dem Verschiebeweg des Kolbens, der sich aus Drehwinkel und Spin ¬ delsteigung ergibt, sowie des Kolbendurchmessers und der Ventilaktivierung der Zuschaltventile, die insbesondere in geöffnetem Zustand die Druckbereitstellungseinrichtung mit den Radbremsen hydraulisch verbinden und in geschlossenem Zustand von ihnen trennen, ein Bremssattelvolumen berechnet, wobei aus diesem Bremssattelvolumen mit Hilfe der Bremsenkennlinie der Modelldruckwert berechnet wird. Im Falle einer Anlage mit 2-Kolbenpumpe wird das Volumen über die Anzahl der Umdrehungen mal Volumen pro Umdrehung geschätzt.

Aus der Abweichung zwischen Modelldruckvolumen und dem aus dem Sensorsignal berechneten Volumen wird vorteilhafterweise mittels eines Gewichtungsfaktors von ca. 1 % pro Rechenzyklus eine Korrekturgröße gebildet, durch die das Modellvolumen und somit der Modelldruck im Sinne einer Beobachterrückführung an das Sensorsignal herangeführt wird. Damit ist vorteilhaft si ¬ chergestellt, dass das Modellsignal dem Sensorsignal in end ¬ licher Zeit folgt. Pro Rechenzyklus wird bevorzugt folgende Zuweisung ausgeführt: Ein neues Modellvolumen ergibt sich aus dem alten Modellvolumen plus dem Volumen aus inzwischen stattgefundener Verschiebung des Linearaktuators plus der Korrekturgröße. Der Modelldruck ergibt sich dann aus dem Modellvolumen und der pV-Kennlinie . Aus dem Modelldruckwert und der Korrekturgröße wird vorteil ¬ hafterweise ein modifizierter Modelldruckwert gebildet, welcher hochpassgefiltert wird und welcher zum tiefpassgefilterten Signal des Drucksensors zur Bildung des Gesamtdrucksignals addiert wird.

Das Signal des Drucksensors wird vorteilhafterweise mit einem Tiefpassfilter vorgefiltert, dessen Zeitkonstante geringer ist als die Zeitkonstante des Tiefpassfilters zur Bildung des Signals, welches zur Berechnung des Gesamtsignals verwendet wird. Sie wird insbesondere im Bereich zwischen 5 ms und 15 ms, insbesondere zu 10 ms gewählt, im Falle System mit 2-Kolbenpumpe wie auch in Systemen mit Linearaktuator . Das Signal des

Drucksignals wird also gewissermaßen zunächst mit einem ersten Tiefpassfilter vorgefiltert. Danach wird es noch einmal tiefpassgefiltert mit einer höheren Zeitkonstante, bevor es zu dem hochpassgefilterten Modellsignal addiert wird.

Die Bremsenkennlinie wird bevorzugt während des Betriebs der Bremsanlage gelernt. Das heißt, während eines jeweiligen Bremsvorganges und wenn sowohl das Signal des Drucksensors als auch die Information über das verschobene Bremsvolumen möglichst ungestört und damit präzise vorliegen, dies erfolgt bevorzugt nur in Anlagen mit Linearaktuator.

Bevorzugt werden Staudruckeffekte modelliert und bei der Bildung des Gesamtsignals berücksichtigt. Staudruckeffekte entstehen insbesondere dadurch, dass die Bremsflüssigkeit schnell und/oder abrupt durch die hydraulischen Leitungen gepresst wird. Das Modell der Staudruckeffekte wird bevorzugt verwendet, um das Signal des Drucksensors zu korrigieren. Der Staudruck setzt sich im Wesentlichen aus einem Beschleunigungsanteil und einem Geschwindigkeitsanteil zusammen. Der Beschleunigungsanteil ist proportional zur Beschleunigung der Geschwindigkeit in den Bremsleitungen und der Geschwindigkeitsanteil ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. In Bezug auf die Bremsanlage wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit Mitteln zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens. Diese Mittel umfassen bevorzugt eine Steuer- und Regeleinheit, die signaleingangsseitig mit einem Drucksensor und einem Sensor einer Erfassung des Zustandes der Druckbereitstellungseinrichtung, insbesondere ein Sensor zur Erfassung der Motorlage und/oder des Verfahrweges eines Druckkolbens, ver ¬ bunden ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch die beschriebene Generierung eines Drucksignales für die Druckregelung in einer Bremsanlage eine besonders präzise und gleichzeitig reaktionsschnelle Regelung ermöglicht wird, wo- durch Sicherheit, Fahrkomfort und auch Lebenszeit der Brems ¬ anlage vergrößert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer

Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:

FIG. 1 eine Bremsanlage in einer bevorzugten Ausführungsform,

FIG. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer ersten bevorzugten Ausführungsform,

FIG. 3 einen beispielhaften Verlauf verschiedener Signale, und

FIG. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen . In FIG. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage 1 dargestellt. Die Bremsanlage umfasst einen mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals la betätigbaren Haupt ¬ bremszylinder 2, eine mit dem Hauptbremszylinder 2 zusammen wirkende Simulationseinrichtung 3, einen dem Hauptbremszylinder 2 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum 37 gebildet wird, deren Kolben 36 durch einen elektromechanischen Aktuator verschiebbar ist, eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung zum Einstellen radindividueller

Bremsdrücke und eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12.

Eine nicht näher bezeichnete Druckmodulationseinrichtung um- fasst beispielsgemäß je hydraulisch betätigbare Radbremsen 8, 9,

10 ,11 und je betätigbarer Radbremse 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges ein Einlassventil 6a-6d und ein Auslassventil 7a-7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremsen 8, 9, 10,

11 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a-6d werden mittels Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b mit Drücken versorgt, die in einer „Brake-by-Wire"-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an den Druckraum 37 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 angeschlossenen Systemdruckleitung 38 vorliegt. Die Bremsen 8, 9 sind dabei an einen ersten Bremskreis 27, die Bremsen 10, 11 an einen zweiten Bremskreis 33 hydraulisch angeschlossen.

Den Einlassventilen 6a-6d ist jeweils ein zu den Bremskreis ¬ versorgungsleitungen 13a, 13b hin öffnendes Rückschlagventil 50a-50d parallel geschaltet . In einer Rückfallbetriebsart werden die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b über hydraulische Leitungen 22a, 22b mit den Drücken der Druckräume 17, 18 des Hauptbremszylinders 2 beaufschlagt. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a-7d sind über eine Rücklaufleitung 14b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Der Hauptbremszylinder 2 weist in einem Gehäuse 21 zwei hintereinander angeordnete Kolben 15, 16 auf, die die hydraulischen Druckräume 17, 18 begrenzen. 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 die Verbindungen durch eine Relativbewegung der Kolben 17, 18 im Gehäuse 21 absperrbar sind. Die Druckräume 17, 18 stehen an ¬ dererseits mittels der hydraulischen Leitungen 22a, 22b mit den bereits genannten Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b in Verbindung .

In der Druckausgleichsleitung 41a ist ein stromlos offenes Ventil 28 enthalten. Die Druckräume 17, 18 nehmen nicht näher be ¬ zeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 15, 16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals la infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des ersten Hauptbremszylinderkolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem, vorzugsweise redundant aus ¬ geführten, Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetäti ¬ gungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch des Fahr- zeugführers .

In den an die Druckräume 17, 18 angeschlossenen Leitungsab ¬ schnitten 22a, 22b ist je ein Trennventil 23a, 23b angeordnet, welches als ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes, 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Durch die Trennventile 23a, 23b kann die hydraulische Verbindung zwischen den

Druckräumen 17, 18 des Hauptbremszylinders und den Brems ¬ kreisversorgungsleitungen 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.

Die Simulationseinrichtung 3 ist hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 ankoppelbar und besteht beispielsgemäß im Wesentlichen aus einer Simulatorkammer 29, einer

Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31. Der Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in der 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 Simulatorventils 32 mit dem ersten Druckraum 17 des Haupt ¬ bremszylinders 2 verbindbar. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und geöffnetem Simulatorventil 32 strömt Druckmittel vom Haupt ¬ bremszylinder-Druckraum 17 in die Simulatorkammer 29. Ein hydraulisch antiparallel zum Simulatorventil 32 angeordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Simulatorventils 32 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zum Hauptbrems ¬ zylinder-Druckraum 17. Andere Ausführungen und Anbindungen der Simulationseinrichtung 3 an den Hauptbremszylinder 2 sind denkbar .

Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, deren/ dessen Druckkolben 36, welcher den Druckraum 37 begrenzt, von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Ro- tations-Translationsgetriebes betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Be- zugszeichen 44 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor zum Sensieren der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden.

Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das in dem Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 38 eingespeist und mit einem vorzugsweise redundant ausgeführten Drucksensor 19 erfasst. Bei geöffneten Zuschaltventilen 26a, 26b gelangt das Druckmittel in die Radbremsen 8, 9, 10, 11 zu deren Betätigung. Durch Vor- und Zurückschieben des Kolbens 36 erfolgt so bei geöffneten Zus ¬ chaltventilen 26a, 26b bei einer Normalbremsung in der „Bra- ke-by-Wire"-Betriebsart ein Radbremsdruckaufbau und -abbau für alle Radbremsen 8, 9, 10, 11. Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 37 in die Radbremsen 8, 9, 10, 11 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 zurück. Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unterschiedlichen, mit Hilfe der Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d geregelten Radbremsdrücken (z. B. bei einer Antiblockierregelung (ABS-Regelung) ) der über die Auslassventile 7a-7d abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorratsbehälter 4 und steht somit zunächst der Druckbereitstellungseinrichtung 5 zur Betätigung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 nicht mehr zur Verfügung. Ein Nachsaugen von

Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenen Zuschaltventilen 26a, 26b möglich.

In der Steuer- und Regeleinheit 12 ist ein oben beschriebenes Verfahren, welches in einer bevorzugten Ausführungsform in Zusammenhang mit FIG. 2 und einer weiteren bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit FIG. 4 besprochen wird, softwaremäßig implementiert. Die Steuer- und Regeleinheit 12 ist signaleingangsseitig mit dem Drucksensor 19 verbunden, dessen Signal ihr den aktuell herrschenden Systemdruck liefert.

Ein Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform ist schematisch in FIG. 2 dargestellt. Ein von dem Drucksensor 19 aufgrund des gemessenen Druckes bereitgestelltes Drucksignal 70 wird in einem Block 76 mit einem Tiefpassfilter tiefpassge- filtert, woraus ein tiefpassgefiltertes Drucksignal 84 re ¬ sultiert. Das Drucksignal 84 entspricht damit dem niederfre ¬ quenten Anteil des ungefilterten Signals 70. Die hochfrequenten Anteile des Signals 70, die auf Staudrücken und Druckstörungen basieren, sind in dem Signal 84 ausgefiltert.

Ein Signal 90 wird mit Hilfe des durch die Druckbereitstel ¬ lungseinrichtung 5 verschobenen Druckmittelvolumens und einer pV-Kennlinie, die den Druck als Funktion des verschobenen Volumens beschreibt, berechnet. Das Signal 90 wird in einem Block 96 hochpassgefiltert , woraus ein hochpassgefiltertes Signal 102 resultiert. Das auf diese Weise hochpassgefilterte Signal 102 weist nur noch hochfrequente Anteile des Signals 90 auf, das niederfrequente Verhalten ist nicht mehr vorhanden. Das Signal 102 repräsentiert auf diese Weise schnelle Druckänderungen. Die beiden Filterungen in den Blöcken 76 und 96 verwenden bevorzugt Filter mit den gleichen Zeitkonstanten. In einem Addierschritt 120 werden die beiden Signale 84, 102 addiert, woraus ein Gesamtdrucksignal 126 resultiert. Das niederfrequente Verhalten des Gesamtdrucksignales 126 ist gegeben durch das niederfrequente Verhalten des Signals 70 des Drucksensors, während das hochfrequente Verhalten durch das Signal 90 gegeben ist. Das Gesamtdrucksignal 126 wird in einem Block 130 zur Druckregelung in der Bremsanlage 1 verwendet.

Ein beispielhafter Signalverlauf aus einer Simulation des Verfahrens bei einem Bremsvorgang ist in der FIG. 3 dargestellt. Auf der x-Achse 134 ist die Zeit aufgetragen, während auf der y-Achse 136 der Druck dargestellt ist. Eine Kurve 140 (Requested Pressure) stellt den angeforderten Druck bzw. Solldruck während eines Bremsvorganges dar. Die Druckanforderung kann basieren auf einem Bremswunsch des Fahrers und/oder auf von einem Fahrsi- cherheits- und/oder Fahrassistenzsystem geforderten Druck.

Eine Kurve 150 (Measured System Pressure) zeigt das Signal des von dem Drucksensor 19 gemessenen Druckes. Eine Kurve 156 (Lowpassfiltered System Pressure) zeigt das tiefpassgefilterte Signal der Kurve 150. Dieses enthält deutlich weniger

Schwingungen in kleinen Zeitskalen als das ungefilterte Signal gemäß Kurve 150. Eine Kurve 162 (WheelPressure) zeigt den in der Simulation bestimmten Druck in den Radbremsen, welcher viele hochfrequente Anteile enthält, die aus den oben beschrieben Störeinflüssen resultieren, und sich daher zur Druckregelung nicht eignet.

Eine Kurve 168 (Model Pressure) zeigt ein mit Hilfe des ver- schobenen Volumens und einer pV-Kennlinie gewonnenes Druck ¬ signal. Das hochpassgefilterte Modellsignal gemäß Kurve 168 (Hipassfiltered Model Pressure) wird durch eine Kurve 172 repräsentiert . Eine Kurve 176 (Combined Signal) schließlich repräsentiert ein kombiniertes Drucksignal, welches aus der Addition des hoch ¬ passgefilterten Modellsignals gemäß Kurve 172 und dem tief- passgefilterten Signal des Drucksensors gemäß Kurve 156 her ¬ vorgeht .

Ein Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird in Zusammenhang mit FIG. 4 besprochen. Ein von dem Drucksensor 19 aufgrund des gemessenen Druckes bereitgestelltes Drucksignal 70 wird in einem Block 76 mit einem Tiefpassfilter tiefpass- gefiltert, woraus ein tiefpassgefiltertes Drucksignal 84 re ¬ sultiert. Das Drucksignal 84 entspricht damit dem niederfre- quenten Anteil des ungefilterten Signals 70. Die hochfrequenten Anteile des Signals 70, die auf Staudrücken und Druckstörungen basieren, sind in dem Signal 84 ausgefiltert.

Ein Signal 200 ist ein Modelldrucksignal, welches beispielsgemäß auf folgende Weise berechnet wird. Aus dem Drehwinkel des

Linearaktuators der Druckbereitstellungseinrichtung 5 und der Ventilaktivierung der Zuschaltventile 26a, 26b und/oder Einlassventile 6a-6d und/oder Auslassventile 7a-7d wird ein Sattelvolumen errechnet, d.h. es wird bestimmt wieviel

Bremsmittel in die jeweilige Radbremse 8, 9, 10, 11 geströmt ist. Mit Hilfe einer Bremsenkennlinie, insbesondere einer

pV-Kennlinie wird nun ein Bremsdruck abgeschätzt. Hierbei ist zu beachten, dass je nach Anzahl der zugleich befüllten Radbremsen 8, 9, 10, 11 eine andere pV-Kennlinie gilt, die hier vereinfachend pV-Kennlinie genannt wird.

Aus der Differenz zwischen dem auf diese Weise gewonnenen Modelldruck und dem Gesamtdruck wird eine Korrekturgröße ge ¬ bildet, die den Modelldruck langsam, beispielsweise mit einer Zeitkonstanten von T = 300 ms, an den Sensordruck 70 heranführt. Auf diese Weise wird ein neuer Modelldruck gebildet, der nun als Signal 200 für die nächste Bestimmung des Gesamtdruckes verwendet wird . Das Signal 200 wird in einem Block 206 hochpassgefiltert, woraus ein hochpassgefiltertes Signal 210 resultiert. Das auf diese Weise hochpassgefilterte Signal 210 weist nur noch hochfrequente Anteile auf, das niederfrequente Verhalten ist nicht mehr vorhanden. Das Signal 210 repräsentiert auf diese Weise schnelle Druckänderungen. Die beiden Filterungen in den Blöcken 76 und 206 verwenden bevorzugt Filter mit der gleichen Zeitkonstanten. In einem Addierschritt 220 werden die beiden Signale 84, 210 addiert, woraus ein Gesamtdrucksignal 226 resultiert. Das niederfrequente Verhalten des Gesamtdrucksignales 226 ist gegeben durch das niederfrequente Verhalten des Signals 70 des Drucksensors, während das hochfrequente Verhalten durch das Signal 200 gegeben ist. Das Gesamtdrucksignal 226 wird in einem Block 240 zur Druckregelung in der Bremsanlage 1 verwendet.