Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Druckstellung in einem Bremssystem, aufweisend eine Druckbeaufschlagungseinrichtung und ein Überströmventil, wobei eine Druckanforderung, insbesondere durch eine Steuereinheit für die Druckstellung und zur Regelung des Überströmventils, empfangen wird und ein Druckanforderungsgradient aus der Druckanforderung bestimmt wird und zur Regelung herangezogen wird.

Bei bekannten Regelungen zur Druckstellung in einem Bremssystem wird die Ansteuerung einer Pumpe zum fahrerunabhängigen Druckaufbau für Komfortfunktionen und kontinuierliche, kurze Druckaufbauten lediglich basierend auf dem Druckanforderungsgradienten durchgeführt. Eine solche Regelung hat bei langsamen Druckanforderungen Vorteile, weist jedoch Probleme bei schnellen, hohen Druckanforderungen auf. Bei einer solchen schnellen, hohen Druckanforderung weist der Druckanforderungsgradient einen sehr hohen Wert auf, der sehr schnell wieder auf 0 abfällt, wenn die Druckanforderung auf einem konstanten Wert konstant gehalten wird. Dabei wird einerseits ein berechneter Volumenstrombedarf unzulässig stark reduziert, obwohl der Zieldruck noch nicht erreicht ist. Ein weiteres Problem stellt die Berechnung des Überströmvolumens über das Überströmventil dar, das sich aus dem Volumenstrom der Druckbeaufschlagungseinrichtung und dem Volumenstrombedarf ergibt. Bei einem physikalisch nicht vorhandenen, aber fälschlicherweise zum Berechnen verwendeten Überströmvolumen, werden zu große Korrekturwerte für den elektrischen Ventilstrom berechnet und somit die Stellgenauigkeit des Überströmventils signifikant verschlechtert.

Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Regelung für die Druckstellungen in einem Bremssystem anzugeben, welche auch bei schnellen, hohen Druckanforderungen ein schnelles und genaues Erreichen der Druckanforderung sicherstellt.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , in dem eine Druckanforderung durch eine Steuereinheit für die Druckstellung und insbesondere zur Regelung des Überströmventils, beispielsweise von einem ESC-Steuergerät, empfangen wird und ein Druckanforderungsgradient aus der Druckanforderung bestimmt wird. Dazu kann die Druckanforderung zeitlich abgeleitet werden und gegebenenfalls Filterungs- und Glättungsmaßnahmen durchgeführt werden. Aus dem Druckanforderungsgradienten wird ein Volumenstrombedarf ermittelt. Dazu kann in der Steuereinheit eine entsprechende Kennlinie oder eine Umrechnungsgröße wie ein Multiplikationsfaktor abgelegt sein. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung wird zum Aufbauen eines hydraulischen Drucks angesteuert einen Volumenstrom zu erzeugen. Die

Druckbeaufschlagungseinrichtung kann eine hydraulische Pumpe umfassen, die aktiviert wird, um einen Volumenstrom des Hydraulikfluids des Bremssystems zu generieren. Da sich die Druckbeaufschlagungseinrichtung im Allgemeinen nicht sehr genau regulieren lässt, entspricht der tatsächlich durch diese bereitgestellte Volumenstrom nicht exakt der Anforderung, sodass der tatsächliche Volumenstrom der Druckbeaufschlagungseinrichtung bestimmt wird. Dabei kann außerdem ein Volumenstrom angefordert werden, der größer ist als der errechnete Volumenstrombedarf. Darüber hinaus wird ein elektrischer Ventilstrom für das Überströmventil berechnet und an diesem bereitgestellt. Der elektrische Ventilstrom hängt einerseits vom geforderten Differenzdruck über das Überströmventil und damit von der Druckanforderung ab. Außerdem muss der Ventilstrom an das Überströmvolumen durch das Überströmventil angepasst werden, da durch den Venturi-Effekt Kräfte auf einen Ventilstößel in dem Überströmventil wirken und diesen bewegen. Die Regelung des Überströmventils erfolgt daher basierend auf der Druckanforderung und der Differenz des tatsächlichen Volumenstroms und des Volumenstrombedarfs.

Um gezielt auf eine schnelle, hohe Druckanforderung reagieren zu können, wird der Druckanforderungsgradient daraufhin überwacht, ob dieser einen Gradientengrenzwert überschreitet. In diesem Fall wird ein Sondermodus aktiviert, wobei in dem Sondermodus ein Minimalwert für den Volumenstrombedarf vorgegeben wird, der nicht unterschritten werden kann. Das heißt, wenn ein Wert für den Volumenstrombedarf berechnet wird, der kleiner als der Minimalwert ist, wird der Volumenstrombedarf auf den Minimalwert gesetzt. Der Minimalwert wird basierend auf einem letzten Maximum des Volumenstrombedarfs berechnet. Dazu kann, wenn der Gradientengrenzwert überschritten wird, der größte auftretende Volumenstrombedarf als Maximalwert gespeichert werden.

Der Sondermodus wird wieder deaktiviert, wenn eine Differenz zwischen der Druckanforderung und einem Systemdruck einen ersten Grenzwert unterschreitet, wenn also der hydraulische Druck im System die Druckanforderung bis auf eine vorgegebene Differenz erreicht hat.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Systemdruck aus einer fahrzeugspezifischen Modellberechnung bestimmt. Dadurch kann auf einen zusätzlichen Drucksensor verzichtet und somit Kosten eingespart werden.

Die fahrzeugspezifische Modellberechnung kann auf realen Messdaten von Systemdruck und Volumenaufnahme der Bremsanlage beruhen.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Druckbeaufschlagungseinrichtung basierend auf dem Volumenstrombedarf angesteuert. Bei der Druckbeaufschlagungeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine hydraulische Pumpe handeln, deren Durchfluss auf den Volumenstrombedarf oder auf einen Volumenstrom größer als der Volumenstrombedarf geregelt wird. Zusätzlich kann auch eine vorgegebene Nachlaufzeit der Pumpe vorgesehen sein.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der tatsächliche Volumenstrom aus einer Drehzahl der Druckbeaufschlagungseinrichtung bestimmt. Dies ist ein besonders einfacher Weg, den tatsächlichen Volumenstrom zu bestimmen, da die Drehzahl der Pumpe einfach aus entsprechenden Signalen oder aus der Auswertung der Versorgungsspannung bestimmt werden kann.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in dem Sondermodus der Minimalwert des Volumenstrombedarfs auf einen Wert zwischen 100% und 60%, bevorzugt 90% und 70% des letzten Maximums des Volumenstrombedarfs gesetzt. Durch den weiterhin hohen Volumenstrombedarf wird die empfangene Druckanforderung besonders schnell erreicht. Es wird jedoch nicht auf dem Maximalwert verblieben, um ein Überschießen, also einen zu hohen Systemdruck zu erzeugen, welche zu einem zu starken Bremsdruck und daher zu einem über Bremsen führen könnte.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Druckanforderungsgradient auf das Auftreten eines Maximums überwacht und bei Erkennen eines Maximums der aktuelle Volumenstrombedarf als letztes Maximum des Volumenstrombedarfs herangezogen. Dazu kann beispielsweise der Wert des Druckanforderungsgradienten der größer als der Grenzwert ist als mögliches Maximum gespeichert werden und jeder neue Wert des Druckanforderungsgradienten überprüft werden, ob dieser größer ist. Aus dem größten Wert wird der zugehörige Volumenstrombedarf berechnet. Dazu kann wieder die in der Steuereinheit hinterlegte Kennlinie oder eine Umrechnungsgröße wie ein Multiplikationsfaktor genutzt werden. Alternativ kann die Druckanforderung ein zweites Mal abgeleitet werden, um den Maximalwert des Druckanforderungsgradienten als Nullstelle der zweiten Ableitung zu finden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei Deaktivierung des Sondermodus in einen Übergangsmodus umgeschaltet, wobei in dem Übergangsmodus der Minimalwert des Volumenstrom bedarfs, insbesondere linear, reduziert wird. Bevorzugt wird der Minimalwert bis auf 0 reduziert. Dadurch wird ein abrupter Übergang und somit ein mögliches Überschießen des Systemdrucks über die Druckanforderung vermieden, da der Systemdruck durch die lineare Reduktion des Volumenstrombedarfs langsam an die Druckanforderung herangeführt wird. Dazu kann der Minimalwert proportional mit der Differenz zwischen Druckanforderung und Systemdruck angepasst werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der erste Grenzwert zwischen 25 und 2 bar, bevorzugt 12 und 4 bar, besonders bevorzugt zwischen 6 und 10 bar. Durch einen solchen Grenzwert wird der Systemdruck besonders schnell und genau auf den angeforderten Druck geregelt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gradientengrenzwert größer als 100 bar/Sekunde, bevorzugt größer als 150 bar/Sekunde, besonders bevorzugt größer als 200 bar/Sekunde.

Die Erfindung wird außerdem gelöst durch ein hydraulisches Bremssystem aufweisend zumindest eine hydraulische Radbremse und eine Druckbeaufschlagungseinrichtung, welche mit der Radbremse verbunden ist und dazu eingerichtet ist, einen Volumenstrom in Richtung der zumindest einen Radbremse zu fördern und ein Überströmventil, welches derart mit der Radbremse verbunden ist, dass ein Volumenstrom über das Überströmventil von der Radbremse wegfließen kann, um einen hydraulischen Druck an der zumindest einen Radbremse einzuregeln. Erfindungsgemäß ist eine Steuereinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, ein oben beschriebenes Verfahren auszuführen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.

Fig. 1 zeigt schematisch die hydraulische Schaltung eines Bremssystems,

Fig. 2 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf,

Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit Verfahrensdaten;

Das in Figur 1 dargestellte Bremssystem 1 ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Das Bremssystem 1 weist vier Radbremsen 2 auf, die im Normalbetrieb mit einem Tandemhauptbremszylinder (nicht dargestellt) verbunden sind und vom Fahrer mittels eines Bremspedals mit Druck beaufschlagt werden. Das Bremssystem 1 weist zwei im Wesentlichen identische Bremskreise auf, die jeweils mit einer Kammer des Tandemhauptbremszylinders verbunden sind und zwei Radbremsen 2 ansteuern. Im Normalbetrieb ist ein zwischengeschaltetes Hauptzylinderventil 7 (MCI) stromlos geöffnet und ein Pumpenventil 8 geschlossen. Jede Radbremse 2 verfügt darüber hinaus über ein Einlassventil 4, durch welches Hydraulikflüssigkeit in die Radbremsen gelangen kann und ein Auslassventil 5, durch welches die Hydraulikflüssigkeit in einen Niederdruckspeicher e aus den Radbremsen 2 abgelassen werden kann.

Zum fahrerunabhängigen Aufbau von Bremsdruck in den Radbremsen 2 kann das Pumpenventil 8 geöffnet werden und die hydraulische Pumpe 3 aktiviert werden, um Hydraulikflüssigkeit durch die Einlassventile 4 in die Radbremsen 2 zu pumpen.

Da mittels einer hydraulischen Pumpe 3 keine sehr genaue Druckregelung in den Radbremsen 2 möglich ist, wird das Hauptzylinderventil 7 nicht vollständig geschlossen sondern als Überströmventil 7 genutzt. Dazu wird mittels der hydraulischen Pumpe 3 etwas mehr Hydraulikflüssigkeit in Richtung der Radbremsen 2 gepumpt als dort zum Aufbau eines angeforderten Bremsdrucks benötigt wird. Das überschüssige Volumen wird als Überströmvolumen durch das Überströmventil 7 abgeführt. Das Überströmventil 7 wird dazu auf den benötigten Bremsdruck in den Radbremsen 2 eingestellt, um den Bremsdruck exakt zu regeln. Der benötigte elektrische Ventilstrom hängt dabei vom einzustellenden Differenzdruck über dem Überströmventil 7 ab. Da bei einem fahrerunabhängigen Aufbau von Bremsdruck die Seite des Überströmventil 7, welche mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, im Wesentlichen druckfrei ist, entspricht der Differenzdruck über dem Überströmventil 7 dem Druck der Radbremsen. Der benötigte elektrische Ventilstrom des Überströmventils 7 hängt außerdem vom Überströmvolumen über das Überströmventil 7 ab.

In Figur 2 ist nun der Verfahrensablauf vereinfacht dargestellt. In einem Schritt 10 wird eine Druckanforderung p(t), beispielsweise von einem ESC Steuergerät, empfangen. In einem Schritt 11 wird aus der Druckanforderung p(t) ein

Druckanforderungsgradient durch Ableitung bestimmt. Darüber hinaus können auch Filter und Glättungsmaßnahmen durchgeführt werden. Für hinreichend langsame Veränderungen der Druckanforderung p(t) wird in einem Schritt 12 aus dem Druckanforderungsgradient ein Volumenstrombedarf

— ermittelt, indem der Druckanforderungsgradient — mit einem dt bed dt fahrzeugspezifischen Wert für den Zusammenhang zwischen Druckänderung und Volumenänderung multipliziert wird. dV dp dV dt _beci dt dp

In einem Schritt 13 wird die hydraulische Pumpe 3 aktiviert und mit einer Drehzahl betrieben, die einen Volumenstrom der hydraulischen Pumpe 3 ergibt, der um einen vorgebbaren Wert größer ist als der berechnete Volumenstrombedarf — dt bed

In einem Schritt 14 wird der tatsächliche Volumenstrom — der hydraulischen dt pumpe

Pumpe 3 bestimmt. Dazu wird die Drehzahl der hydraulischen Pumpe 3 ermittelt und aus einer Kennlinie der hydraulischen Pumpe 3 der Volumenstrom — dt pumpe bestimmt werden.

Das benötigte Überströmvolumen — über das Überströmventil 7 wird in einem dt über

Schritt 15 aus dem tatsächlichen Volumenstrom — der hydraulischen Pumpe dt pumpe

3 und dem Volumenstrombedarf — bestimmt. dt bed dV _ dV dV dt über dt pumpe dt bed

Im Schritt 16 wird aus einer Kennlinie des Überströmventils 7 mit der Druckanforderung p(t) als Druckdifferenz Dr und dem bestimmten

Überströmvolumen — der benötigte elektrische Ventilstrom bestimmt und das dt über

Überströmventil 7 mit diesem elektrischen Strom versorgt. Um auch bei schnellen, hohen Druckanforderungen, das heißt, wenn die Druckanforderung p(t) rapide , insbesondere stufenförmig, ansteigt, schnell und sicher den angeforderten Druck zu erreichen, ist darüber hinaus wie in Schritt 20 dargestellt vorgesehen, den Druckanforderungsgradienten zu überwachen, ob dieser einen vorgegebenen Grenzwert — überschreitet. Ist dies der Fall, wird dt grenz ein Sondermodus aktiviert und in Schritt 21 ein maximaler Volumenstrombedarf — ermittelt. Dazu kann insbesondere aus dem Maximum des dtmax

Druckanforderungsgradienten mittels des fahrzeugspezifischen Werts der maximale Volumenstrombedarf errechnet werden.

Aus dem maximalen Volumenstrombedarf — wird ein Minimalwert — für den dt max dt _min

Volumenstrom festgelegt der in der dargestellten Ausführungsform 20% kleiner gewählt ist als der maximale Volumenstrombedarf — dtmax

Während der Sondermodus aktiviert ist, kann wie in Schritt 22 dargestellt der Volumenstrombedarf — den Minimalwert — nicht unterschreiten. dtbed dt _min

Die Beendigung des Sondermodus wird in Schritt 23 durchgeführt, sobald die Differenz zwischen der Druckanforderung p(t) und einem Systemdruck in den jeweiligen Radbremsen 2 einen entsprechenden Grenzwert unterschreitet. Wie in Figur 1 dargestellt, ist lediglich ein einziger Drucksensor 9 vorgesehen, der den Druck auf der Niederdruckseite der hydraulischen Pumpe 3 des unteren Bremskreises misst. Der Systemdruck in den Radbremsen 2 kann daher nicht direkt gemessen werden. Daher wird ein fahrzeugspezifisches Druckmodell gerechnet, aus welchem der Systemdruck bestimmt werden kann. Sobald sich der aus dem Druckmodell bestimmte Systemdruck bis auf den Grenzwert an die Druckanforderung p(t) angenähert hat, wird der Sondermodus beendet und in Schritt 24 in einen Übergangsmodus gewechselt. In dem Übergangsmodus wird der Minimalwert — des Volumenbedarfs linear bis auf 0 reduziert. dt min

Figur 3 zeigt beispielhaft den Zeitverlauf verschiedener Größen bei einer schnellen, hohen Druckanforderung (hier als Sprung dargestellt). Als erste Eingangsgröße wird, beispielsweise von einem ESC-Steuergerät, die Druckanforderung 30 empfangen. Diese weist zum Zeitpunkt 36 eine Stufe auf, die von etwa p = 0 auf einen konstanten Wert p > 0 wechselt. Der tatsächliche Systemdruck kann einer solchen, schnellen, hohen Druckanforderung jedoch nicht folgen, sondern weist einen Verlauf 31 auf, der mit einer gestrichenen Linie dargestellt ist. Da der tatsächliche Systemdruck nicht direkt gemessen werden kann, wird dieser mittels eines fahrzeugspezifischen Druckmodells 31 bestimmt.

Der Druckanforderungsgradient 32 entspricht im Wesentlichen der zeitlichen Ableitung der Druckanforderung 30 der bereits mit einer zeitlichen Filterung versehen ist. Der Druckanforderungsgradient 32 steigt trotz der zeitlichen Filterung sehr schnell bis auf einen Maximalwert an und fällt danach wieder sehr steil bis auf 0 ab.

Der Volumenstrombedarf 33 errechnet sich aus dem Druckanforderungsgradient 32 durch Multiplikation mit einer fahrzeugspezifischen Volumenaufnahme die mittels einer Druck-A/olumenaufnahmemessung bestimmt wurde und in dem Bremsensteuergerät abgespeichert ist. Nach dieser Berechnungsformel würde der Volumenstrombedarf 33 den gestrichelt dargestellten Verlauf nehmen, und daher ebenso schnell auf 0 abfallen wie der Druckanforderungsgradient 32. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Volumenstrombedarf bereits wieder auf 0 abgefallen wäre, ist der Systemdruck 31 noch nicht bis auf den eigentlich angeforderten Druck 30 angestiegen, sondern hat vielmehr nur einen Bruchteil des angeforderten Drucks erreicht. Da der Volumenstrombedarf 33 als Basis für die Regelung der hydraulischen Pumpe 3 und des Überströmventils 7 genutzt wird, würde das schnelle Abfallen des Volumenstrombedarfs 33 somit verhindern, dass der angeforderte Bremsdruck tatsächlich bereitgestellt werden könnte. Entsprechend wird zum Zeitpunkt 36 der Sondermodus gestartet, da der Druckanforderungsgradient 32 einen Grenzwert überschreitet. Dazu wird zum Zeitpunkt des maximalen Druckanforderungsgradient 32 der Volumenstrombedarf berechnet und als maximaler Volumenstrombedarf gespeichert. Aus diesem maximaler Volumenstrombedarf wird ein Minimalwert 34 für den Volumenstrombedarf festgesetzt, welcher für die Dauer des Sondermodus nicht unterschritten werden kann. Entsprechend entspricht der Volumenstrombedarf nicht dem errechneten gestrichelten Verlauf 33, sondern verbleibt auf dem Minimalwert 34 bis zu einem Zeitpunkt 37 zu dem der Sondermodus beendet wird, da eine Differenz 39 zwischen der Druckanforderung 30 und dem Druckmodell 31 einen Grenzwert unterschreitet.

Zu dem Zeitpunkt 37 wird der Sondermodus beendet und in einen Übergangsmodus 35 gewechselt. Bei dem Übergangsmodus 35 wird der

Minimalwert des Volumenstrombedarfs linear bis auf 0 reduziert, sodass zu einem Zeitpunkt 38 auch der Übergangsmodus beendet wird. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Systemdruck aus dem Druckmodell 31 im Wesentlichen der Druckanforderung 30.

Bezugszeichenliste:

1 Bremssystem

2 Radbremse

3 Hydraulische Pumpe

4 Einlassventil

5 Auslassventil

6 Niederdruckspeicher

7 Überströmventil

8 Umschaltventil

9 Drucksensor Tandem Hauptzylinder

10 Empfang Druckanforderung

11 Druckgradient

12 Volumenstrombedarf

13 Pumpe aktivieren

14 Volumenstrom

15 Überströmvolumen

16 Ventilstrom

20 Schnelle, hohe Druckanforderung

21 Maximum Volumenstrombedarf

22 Minimalwert Volumenstrombedarf

23 Bedingung Start Übergangsmodus

24 Volumenstromangleichung Übergangsmodus

30 Druckanforderung

31 Systemdruck aus Druckmodell

32 Druckanforderungsgradient

33 Volumenstrombedarf errechnet

34 Volumenstrombedarf Sondermodus

35 Volumenstrombedarf Übergangsmodus

36 Beginn Sondermodus

37 Wechsel Übergangsmodus

38 Ende Übergangsmodus

39 Erster Grenzwert