Fahrzeuqbremsanlaqe

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines zukünftigen Radbrems drucks einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Ober begriffs des Anspruchs 1. Das Verfahren soll eine Druckregelung oder einen Be ginn einer Druckregelung in hydraulischen Radbremsen der Fahrzeugbremsan lage verbessern. Die Fahrzeugbremsanlage weist einen Bremsdruckerzeuger auf, an den ein Drucksensor und eine oder mehrere hydraulische Radbremsen über jeweils ein Ventil angeschlossen sind. Das Ventil wird hier zur seiner ein deutigen Bezeichnung auch als Einlassventil bezeichnet werden, was die Erfin dung jedoch nicht beschränken soll. Drucksensoren an den Radbremsen sind im Rahmen der Erfindung zwar möglich, jedoch an sich nicht vorgesehen und jeden falls nicht notwendig.

Der Bremsdruckerzeuger kann ein von Hand mit einem Handbremshebel oder per Fuß mit einem Fußbremspedal, allgemein also ein mit Muskelkraft oder Hilfs kraft betätigtbarer Hauptbremszylinder sein. "Hilfskraft“ bedeutet eine Verstär kung der Muskelkraft mit einem Bremskraftverstärker, beispielsweise einem Un terdrück- oder einem elektromechanischen Bremskraftverstärker. Zusätzlich oder statt des Muskel- oder Hilfskraft-Bremsdruckerzeugers kann die Fahrzeugbrems anlage einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger aufweisen.

Vorzugsweise weist die Fahrzeugbremsanlage außer dem/den Ventil/en, über die die hydraulische/n Radbremse/n an den Bremsdruckerzeuger angeschlossen ist/sind und das/die hier auch als Einlassventil/e bezeichnet wird/werden, für jede Radbremse ein weiteres Ventil auf, durch welches Radbremsdrücke in den Rad bremsen abgesenkt werden können. Das/Die weiteren Ventile werden zu ihrer eindeutigen Bezeichnung und zur Unterscheidung von dem/den Enlassventil/en, hier auch als Auslassventile bezeichnet werden, was die Erfindung jedoch nicht beschränken soll.

Die Radbremsdrücke in den Radbremsen werden zur Erzeugung einer ge wünschten Bremskraft und/oder für Schlupfregelungen wie einer Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und/oder Fahrdynamikregelung bzw. ein elektronisches Stabili tätsprogramm geregelt, für die die Abkürzungen ABS, ASR und/oder FDR bzw. ESP gebräuchlich sind. Die Fahrdynamikregelung bzw. das elektronische Stabili tätsprogramm werden umgangssprachlich oft auch als Schleuderschutzregelung bezeichnet. Unter einer Regelung ist auch eine Steuerung der Radbremsdrücke zu verstehen.

Um die Radbremsdrücke in den Radbremsen regeln zu können, ist es günstig, die Radbremsdrücke zu kennen, die in einer Zeitspanne von typischerweise eini gen ms bis einigen 10 ms nach einer Messung eines Druckerzeugerdrucks im Bremsdruckerzeuger in den Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage herrschen werden, um das/die Ventile, durch die die hydraulische/in Radbremse/in an den Bremsdruckerzeuger angeschlossen sind, schließen und dann die Druckregelung beginnen zu können.

Möglich wäre eine Extrapolation des nach der Zeitspanne mit dem Drucksensor in dem Bremsdruckerzeuger gemessenen Druckerzeugerdrucks auf Grundlage der beiden oder mehr letzten Druckmessungen. Eine Extrapolation eines Mess werts des Druckerzeugerdrucks führt bei hochdynamischen Druckänderungen mit schnell steigendem Druck zu ungenauen und von Fall zu Fall stark schwan kenden extrapolierten Drücken, die für die Regelung bzw. den Beginn der Rege lung normalerweise unbrauchbar sind.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung sieht eine andere Art der Ermittlung der zukünftigen Radbremsdrü cke in den Radbremsen der Fahrzeugbremsanlage in einer Zeitspanne nach der Messung des Druckerzeugerdrucks vor, wobei die Zeitspanne insbesondere eine Totzeit des Drucksensors und eine Schließzeit des/der hier auch als Einlassven tile bezeichneten Ventile ist, durch die die hydraulischen Radbremsen an den Bremsdruckerzeuger angeschlossen sind. Die Totzeit des Drucksensors ist die Zeit, die von einer Änderung des Druckerzeugerdrucks bis zu einer Änderung ei nes Ausgangssignals des Drucksensors vergeht. Die Schließzeit des Ventils ist die Zeit, die von einer Ansteuerung des Ventils bis das Ventil geschlossen ist, vergeht.

Erfindungsgemäß wird für jede Messung des Druckerzeugerdrucks eine Rad bremsdruckänderung in der bzw. den Radbremse/n während eines Messzeitab stands nach der jeweiligen Messung des Druckerzeugerdrucks ermittelt. Der Messzeitabstand ist die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mes sungen des Druckerzeugerdrucks. Der Messzeitabstand ist vorzugsweise kon stant, kann grundsätzlich aber auch variabel sein. Der Messzeitabstand kann auch als Taktzeit (Kehrwert einer Taktfrequenz), (Ab-)Tastzeit oder (Ab-)Tastrate bezeichnet werden. Der Messzeitabstand, in dem der Druckerzeugerdruck ge messen wird, ist kürzer als die Zeitspanne, für die der/die Radbremsdrücke nach der Messung ermittelt werden soll. Vorzugsweise ist die Zeitspanne ein niedri ges, ganzzahliges Vielfaches des Messzeitabstands.

Die Radbremsdruckänderung/en aufgrund des Druckerzeugerdrucks kann bei spielsweise mittels einer Strömungsgleichung, beispielsweise der Bernoulliglei- chung, berechnet, einem Kennfeld entnommen oder in anderer Weise ermittelt werden. Das Kennfeld der Fahrzeugbremsanlage kann beispielsweise experi mentell ermittelt werden.

Als Radbremsdruck, der nach der Zeitspanne nach der Messung des Drucker zeugerdrucks in der/den Radbremsen herrschen wird, werden zum (letzten) ge messenen Druckerzeugerdruck die Radbremsdruckänderungen addiert, die wäh rend einer gleich langen Zeitspanne vor der (letzten) Messung des Druckerzeu gerdrucks ermittelt worden sind, wobei die zur (letzten) Messung ermittelte Rad bremsdruckänderung die (letzte) addierte Radbremsdruckänderung ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert ziemlich genaue Werte der Radbrems drücke, die nach der die Totzeit des Drucksensors und die Schließzeit des Ein lassventils/der Einlassventile umfassenden Zeitspanne nach einer Messung des Druckerzeugerdrucks in den Radbremsen herrschen werden. Die mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren ermittelten Werte der Radbremsdrücke sind jedenfalls ausreichend genau, um den Zeitpunkt des Schließens der Einlassventile und den Beginn der Regelung der Radbremsdrücke festzulegen. Während und zur Rege lung der Radbremsdrücke können die Einlassventile auch wieder geöffnet wer den.

Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestal tungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegen stand.

Sämtliche in der Beschreibung offenbarten Merkmale können einzeln für sich o- der in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs aufweisen, sind grundsätzlich möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schemadarstellung einer hydraulischen Muskelkraft- und Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage zur Er läuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ausführungsform der Erfindung

Die in Figur 1 vereinfacht dargestellte hydraulische Fahrzeugbremsanlage ist ei ne Muskelkraft- und Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage. Sie weist einen Haupt bremszylinder 1 auf, der allgemein als Muskelkraft-Bremsdruckerzeuger 2 aufge fasst werden kann. An den Hauptbremszylinder 1 ist ein oder sind vorzugsweise mehrere Bremskreise mit jeweils einer oder mehreren hydraulischen Radbrem sen 3 angeschlossen. Gezeichnet ist ein Einkreis-Hauptbremszylinder 1 , an den ein Bremskreis angeschlossen ist. Vorzugsweise weist die Fahrzeugbremsanla ge einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 1 auf, an den zwei Bremskreise mit je weils einer oder mehreren Radbremsen 3 angeschlossen sind. Beispielsweise weist die Fahrzeugbremsanlage in jedem Bremskreis zwei Radbremsen 3 auf. Der Hauptbremszylinder 1 ist mittels eines Bremspedals 4 oder eines nicht ge zeichneten Handbremshebels mit Muskelkraft betätigbar und kann einen Brems kraftverstärker aufweisen (nicht dargestellt). Als weiteren Bremsdruckerzeuger weist die Fahrzeugbremsanlage einen Fremd kraft-Bremsdruckerzeuger 5 mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 6 auf, deren Kol ben 7 zur Erzeugung eines Bremsdrucks in der Fahrzeugbremsanlage mit einem Elektromotor 8 über einen nicht dargestellten Gewindetrieb in einem Zylinder 9 verschiebbar ist. Jeder Bremskreis ist durch ein Fremdkraftventil 10 an den Zy linder 9 der Kolben-Zylinder-Einheit 6 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 angeschlossen.

Zu einer Betätigung der Fahrzeugbremsanlage wird ein Bremsdruck mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 erzeugt und durch Öffnen des/der Fremd- kraftventils/e 10 die Radbremse/n 3 mit dem Bremsdruck beaufschlagt. Der Hauptbremszylinder 1 wird dabei durch Schließen eines Trennventils 11 hydrau lisch von der Fahrzeugbremsanlage getrennt, wobei jeder Bremskreis durch ein je Trennventil 11 an den Hauptbresmzylinder 1 angeschlossen ist, der wie ge schrieben einen Muskelkraft-Bremsdruckerzeuger 2 bildet.

Bei der Fremdkraftbetätigung dient der Hauptbremszylinder 1 als Sollwertgeber für den von dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 zu erzeugenden Brems druck, der von einem elektronischen Steuergerät 12 in Abhängigkeit von der Pe dalkraft, dem Pedalweg und/oder dem Hauptbremszylinderdruck geregelt wird. Dazu ist an den Hauptbremszylinder 1 eine Drucksensor 13 angeschlossen und das Bremspedal 4 weist einen Pedalwegsensor 14 auf. An den Zylinder 9 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 8 ist ebenfalls ein Drucksensor 15 ange schlossen. Die Drucksensoren 13, 15 und der Pedalwegsensor 14 sind an das elektronische Steuergerät 12 angeschlossen.

Mit dem Hauptbremszylinder 1 wird die Radbremse 3 bzw. werden die Radbrem sen 3 bei einer Störung oder einem Ausfall des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 betätigt.

Jeder Radbremse 3 ist ein Einlassventil 16 und ein Auslassventil 17 zugeordnet, mit denen Schlupfregelungen wie Blockierschutz-, Antriebsschlupf- und Fahrdy namik- bzw. Schleuderschutzregelungen in an sich bekannter Weise möglich sind. Für diese Schlupfregelungen sind die Abkürzungen ABS, ASR und FDR bzw. ESP gebräuchlich. Die Bremsdruckregelung erfolgt mit dem Fremdkraft- Bremsdruckerzeuger 5 und/oder den Einlassventilen 16 und Auslassventilen 17. Das/die Trennventile 1 1 und die Einlassventile 16 sind stromlos offene- und das/die Fremdkraftventile 10 und die Auslassventile 17 stromlos geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile, was allerdings nicht zwingend für die Erfindung ist.

Erfindungsgemäß wird bei der Betätigung der Fahrzeugbremsanlage mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 5 ein in dem Zylinder 9 des Fremdkraft- Bremsdruckerzeugers 5 herrschender Druck, der hier als Druckerzeugerdruck pv _or bezeichnet wird, mit dem Drucksensor 15 gemessen. Die Messungen erfol gen in vorzugsweise konstanten Messzeitabständen tr _akt .

Für die gemessenen Druckerzeugerdrücke pv _or werden Radbremsdruckänderun gen pi _{nc i} in den Radbremsen 3 ermittelt, und zwar werden die Radbremsdruck änderungen pi _{nc i} während des Messzeitabstands r _akt bis zur nächsten Messung des Druckerzeugerdrucks pv _or ermittelt. Die Summe des gemessenen Drucker zeugerdrucks pv _or und der Radbremsdruckänderung pi _{nC i} ist der Radbremsdruck P _Rad , der nach dem Messzeitabstand tr _akt in den Radbremsen 3 herrschen wird.

Die Ermittlung der Radbremsdruckänderung pi _{nc i} kann eine Berechnung bei spielsweise mit einer Strömungsgleichung wie der Bernoulligleichung sein. Be rechnet wird beispielsweise ein Volumenstrom von Bremsflüssigkeit aus dem Zy linder 9 der Kolben-Zylinder-Einheit 6 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 5 in die Radbremse/n 3 und die sich daraus ergebenden Radbremsdruckänderungen pi _{nc i} . Eine andere Möglichkeit ist eine Ermittlung der Radbremsdruckänderung pi _{nc i} aus einem Kennfeld, das beispielsweise experimentell ermittelt und gespei chert wird. Andere Arten der Ermittlung der Radbremsdruckänderung pi _nc i sind ebenfalls möglich. Die Summe des gemessenen Druckerzeugerdrucks pv _or und der Radbremsdruckänderung pi _nc i während des Messzeitabstands tr _akt bis zur nächsten Messung ergibt den Radbremsdruck in der/den Radbremsen 3 bei der nächsten Messung des Druckerzeugerdrucks pv _or .

Erfindungsgemäß wird allerdings nicht nur eine Radbremsdruckänderung pi _nc i zum Druckerzeugerdruck addiert, sondern es werden mehrere Radbremsdruck änderungen pi _{nc i} zum zuletzt gemessenen Druckerzeugerdruck pv _or addiert. Ad diert werden die Radbremsdruckänderungen pi _{nc i} , die in einer Zeitspanne tr _0t er mittelt worden sind, die so lange wie eine Totzeit des Drucksensors 15 und eine Schließzeit des/eines der Einlassventils/e 16 ist und die mit der letzten Messung des Druckerzeugerdrucks pv _or endet. Die Messzeitabstände sind kürzer als die Zeitspanne tr _0t , so dass mehrere Radbremsdruckänderungen pi _{nc i} berück sichtigt bzw. addiert werden. Die Summe des zuletzt gemessenen Druckerzeu gerdrucks pv _or und der ermittelten Radbremsdruckänderungen pi _{nc i} während der Zeitspanne tr _0t vor bzw. bis zu der Messung wird als der bzw. werden als die in den Radbremsen 3 herrschenden Radbremsdrücke p _Rad nach derselben Zeit spanne tr _ot nach der Messung des Druckerzeugerdrucks pv _or angesehen. Es werden also die Radbremsdrücke p _Rad ermittelt, die theoretisch um die Totzeit des Drucksensors 15 und die Schließzeit des bzw. eines der Einlassventile 16 nach der letzten Messung des Druckerzeugerdrucks pv _or in den Radbremsen 3 herrschen werden.

Die zu jedem gemessenen Druckerzeugerdruck pv _or ermittelten Radbremsdruck änderungen pi _{nc i} werden in einen Ringsspeicher geschrieben, wobei es sich um einen First In - First Out Speicher handelt, bei dem der älteste Wert vom jüngs ten Wert überschrieben wird. Der Ringsspeicher hat so viele Speicherstellen, wie Messungen des Druckerzeugerdrucks pv _or während der Zeitspanne tr _0t erfolgen. Die Summe der im Ringsspeicher gespeicherten Radbremsdruckänderungen pi _{nc i} wird zum zuletzt gemessenen Druckerzeugerdruck pv _or addiert und bildet den theoretischen Radbremsdruck in den Radbremsen 3 um die Zeitspanne tr _0t nach der Messung.

Das bzw. die Einlassventile 16 werden geschlossen, wenn der ermittelte zukünf tige Radbremsdruck p _Rad nach der Zeitspanne tr _0t den Solldruck ps _oii erreicht oder überschreitet, wobei der Solldruck ps _oii vom Fahrer mit dem Hauptbremszylinder 1 und/oder von einer anderen fahrdynamischen Regelfunktion wie z. B. ABS, ASR und/oder FDR bzw. ESP vorgegeben werden kann. Dabei kann der Soll druck p _Rad gleich groß oder anders als der Hauptbremszylinderdruck sein.

Der zukünftige Radbremsdruck p _Rad wird insbesondere nur ermittelt, wenn das/die Einlassventil/e 16 offen ist/sind, der Druckerzeugerdruck pv _or steigt und/oder das/die Einlassventil/e 16 beispielsweise für eine Radbremsdruckrege lung und/oder eine Schlupfregelung geschlossen werden soll/en. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso auch bei einer Muskelkraft- oder Hilfskraft-Betätigung der Fahrzeugbremsanlage mit dem Hauptbremszylinder 1 möglich, der den Muskelkraft-Bremsdruckerzeuger 2 bildet.

Das in den Ansprüchen angegeben Ventil ist das bzw. sind die Einlassventile 16.