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Title:
METHOD FOR OPERATING A PRESSURE CONTROL DEVICE, AND PRESSURE CONTROL DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/036820
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a pressure control device (10) in a vehicle, in particular in a motor vehicle, current being provided by an energy source (14) of the vehicle to operate the pressure control device (10), as a result of which the pressure control device (10) executes at least one pressure control function (102a-c), for which at least two actuators (16a-c, 104a-e) of the pressure control device (10) are actuated. For each actuator (16a-c, 104a-e), at least one maximum current (104a'-e') necessary to actuate the actuator (16a-c, 104a-e) is determined, and the determined maximum necessary currents (104a'-e') are used to manage the current budget for actuating the actuators (16a-c, 104a-e) and/or for executing the pressure control functions (102a-c). The invention also relates to a pressure control device for carrying out the method.

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WO/2021/200430PURGE SYSTEM AND VEHICLE
Inventors:
DICKTEN SASCHA (DE)
KÜHN ALEXANDER (DE)
STANOJKOVSKI ALEKSANDAR (DE)
SCHMIDT ROBERT (DE)
MAJ BARTOSZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/070179
Publication Date:
March 01, 2018
Filing Date:
August 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
B60T17/02; B60T13/66; B60T13/68
Domestic Patent References:
WO2003016097A12003-02-27
WO2004113130A12004-12-29
Foreign References:
US20140265559A12014-09-18
DE102005048016A12007-04-12
EP2573430A12013-03-27
DE102007035904A12009-02-05
DE102011083286A12013-03-28
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zum Betreiben einer Druckregelvorrichtung (10) in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei zum Betreiben der Druckregelvorrichtung (10) durch eine Energiequelle (14) des Fahrzeugs Strom bereitgestellt wird, wodurch die Druckregelvorrichtung (10) mindestens eine Druckregelfunktion (102a-c) durchführt, wofür mindestens zwei Aktuatoren (16a-c, 104a-e) der Druckregelvorrichtung (10) gestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Aktuator (16a-c, 104a-e) mindestens ein maximal benötigter Strom (104ax-ex) zum Stellen des Aktuators (16a-c, 104a-e) ermittelt wird und mittels der ermittelten maximal benö¬ tigten Ströme (104a x-ex) eine Strombudgetverwaltung für das Stellen der Aktuatoren (16a-c, 104a-e) und/oder für das Durchführen der Druckregelfunktionen (102a-c) vorgenommen wird .

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der maximal benötigten Ströme (104a x-ex) zu einem aktuellen Zeitpunkt erfolgt und somit aktuelle Maximal¬ ströme (104ax-ex) ermittelt werden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Vorhersage die Ermittlung der maximal be¬ nötigten Ströme (104a x-ex) für einen zukünftigen Zeitpunkt erfolgt und somit zukünftige Maximalströme (104a x-ex) ermittelt werden.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der zukünftigen Maximalströme (104a x-ex) für verschiedene vorgegebene Druckregelfunktionen (102a-c) erfolgt und dafür ein Worst-Case-Szenario für die zu¬ künftigen Maximalströme (104a x-ex) angenommen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Strombudgetverwaltung durch die Ermittlung der maximal benötigten Ströme (104a x-ex) und der Kenntnis einer maximal bereitstellbaren Energie (108) durch die Energiequelle (14) ein Strombudget (106a-c) ermittelt wird, wobei entweder ein Strombereitstellungs- überschuss oder ein Strombereitstellungsdefizit festge¬ stellt wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Strombudgetverwaltung Ma߬ nahmen zur Reduzierung der maximal benötigten Ströme (104a x-ex) und/oder Maßnahmen zur Erhöhung der bereitstellbaren Energie (108) durch die Energiequelle (14) durchgeführt werden.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Maßnahmen zur Reduzierung der maximal benötigten Ströme (104ax-ex) entweder,

- insbesondere bei Ermittlung der maximal benötigten Ströme (104a x-ex) für einen zukünftigen Zeitpunkt, eine Degra¬ dierung von Druckregelfunktionen (102a-c) durchgeführt wird oder,

- insbesondere bei Ermittlung der maximal benötigten Ströme (104a x-ex) während der Durchführung einer Druckregel¬ funktion (102a-c) , eine Umverteilung der Energie zwischen den Aktuatoren (16a-c, 104a-e) erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (16a-c, 104a-e) für die Umverteilung der Energie bei Feststellung eines Strombereitstellungsdefizits se- quenziell angesteuert werden.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der einzelnen Aktua- toren (16a-c, 104a-e) ermittelt und von der Strombudget¬ verwaltung berücksichtigt wird.

Druckregelvorrichtung für den Betrieb in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregelvorrichtung (10) derart ausgebildet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.

Description:
Verfahren zum Betreiben einer Druckregelvorrichtung sowie Druckregelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Druckregelvorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Druckregelvorrichtung zum Betreiben des Verfahrens.

In Fahrzeugen ist die Verfügbarkeit von Energie zur Ausführung von Funktionen limitiert. Daher gibt es ein Bestreben, den Energieverbrauch des Fahrzeugs immer weiter zu senken, um den Treibstoffverbrauch geringer werden zu lassen. Es besteht somit der allgemeine Bedarf für Stromsparmöglichkeiten.

Bei Bremssystemen oder Luftfedersystemen ist bisher bekannt, feste Grenzwerte für die Spannungsversorgung vorzusehen. Falls eine Funktion nicht mit der vorgesehenen Spannungsversorgung ausgeführt werden kann, wird gemäß Stand der Technik die Funktion abgeschaltet. Dadurch werden Ressourcen nicht voll ausgeschöpft.

Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, die zur Verfügung stehende Energie besser auszunutzen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Druckregelvorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgestellt, wobei zum Betreiben der Druckre ¬ gelvorrichtung durch eine Energiequelle des Fahrzeugs Strom bereitgestellt wird. Durch die Strombereitstellung wird durch die Druckregelvorrichtung mindestens eine Druckregelfunktion durchführt, wofür mindestens zwei Aktuatoren der Druckregel ¬ vorrichtung stellbar sind. Zudem wird für jeden Aktuator mindestens ein maximal benötigter Strom zum Stellen des Aktuators ermittelt und mittels der ermittelten maximal benötigten Ströme eine Strombudgetverwaltung für das Stellen der Aktuatoren und/oder für das Durchführen der Druckregelfunktionen vorgenommen .

Die Druckregelvorrichtung ist in einer bevorzugten Weiterbildung als ein Bremssystem oder ein Luftfedersystem ausgebildet. Die Druckregelvorrichtung stellt besonders bevorzugt ein Fluid bereit, welches bei dem Luftfedersystem insbesondere ein Gas und bei dem Bremssystem ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann. Den Druckregelfunktionen, die somit Bremsdruckregelfunktionen oder Luftfederregelungen sein können, sind mehrere Aktuatoren zum Ausführen dieser Funktion zugeordnet.

Der mindestens eine Aktuator ist in einer bevorzugten Weiterbildung mindestens ein Ventil und/oder ein Motor, insbe- sondere ein Pumpenmotor. Für jeden Aktuator - z.B. Ventil und/oder Motor -, welcher einer zu betrachtenden Druckregelfunktion zugeordnet ist bzw. welcher für die Ausführung dieser Druckregelfunktion notwendig ist, wird gemäß dem Verfahren ein maximal benötigter Strom zum Stellen des Aktuators bestimmt. Anschließend wird bevorzugt der benötigte Strom aller Aktuatoren summiert, um den benötigten Strom für Durchführung der betrachteten Druckregelfunktion zu ermitteln.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Bestimmung des maximal benötigten Stroms zum Stellen der Aktuatoren bzw. zur Durchführung der gewünschten Druckregelfunktionen eine verbesserte Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energie von der Energiequelle möglich wird. Durch die Bestimmung des maximal benötigten Stroms ist nämlich eine intelligente Strombudget- Verwaltung möglich . Diese Strombudgetverwaltung beschränkt sich dabei nicht auf das bloße Abschalten von Funktionen, sondern erlaubt - bevorzugt durch Einbeziehen verschiedener Parameter - eine intelligente Ansteuerung der Verbraucher, also Aktuatoren, so dass Funktionen länger ausgeführt werden können, wenn auch ggf. mit verminderter Leistung. Damit wird einerseits eine längere Verfügbarkeit / Durchführbarkeit von Funktionen si ¬ chergestellt und andererseits Energie gespart, die z.B. für andere Funktionen verfügbar gemacht werden kann.

Dieser Vorteil ist z.B. wichtig, wenn das Fahrzeug autonom fahren soll. War früher noch der Fahrer als Überwachungsorgan bei Bremsungen verfügbar und konnte daher auch bei Umschaltung auf eine hydraulische oder pneumatische Rückfallebene das Fahrzeug sicher abbremsen, kann auf ein Eingreifen des Fahrers nicht mehr zurückgegriffen werden, sobald das Fahrzeug autonom fahren soll. Daher besteht der Bedarf, dass auch bei nicht ausreichendem Strombudget relevante Sicherheitsfunktionen in jedem Fall aufrechterhalten werden. Dies wird mit der vorliegenden Erfindung möglich, da durch die Strombudgetverwaltung eine optimale Verteilung der zur Verfügung stehenden Energie möglich wird . In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Bestimmung des maximal benötigten Stroms bezogen auf ein aktuelles Stellen der Aktuatoren. Damit ist es möglich, für den aktuellen Moment eine intelligente Strombudgetverwaltung vorzusehen. Wird z.B. in einer Regelung festgestellt, dass die weitere Ausführung der Druckregelfunktion nicht wie geplant möglich ist, kann die Funktion unterbrochen werden, um die Funktion dann beispielsweise mit einer umverteilten Energieversorgung für die Aktuatoren auszuführen. Damit bleiben sicherheitsrelevante Funktionen weiterhin ausführbar.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Bestimmung des maximal benötigten Stroms bezogen auf ein zukünftiges Stellen der Aktuatoren. Vorzugsweise wird somit eine Vorhersage für den maximal benötigten Strom ermittelt. Besonders bevorzugt erfolgt die Ermittlung der maximal benö ¬ tigten Ströme zu einem aktuellen Zeitpunkt alternativ oder gleichzeitig mit der Ermittlung für einen zukünftigen Zeitpunkt. Da „mindestens ein" maximal benötigter Strom bestimmt werden soll, können in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch zwei maximal benötigte Ströme, nämlich ein aktueller und ein zukünftiger Maximalstrom, im Wesentlichen gleichzeitig ermittelt werden.

Besonders bevorzugt wird nach Ermittlung des maximal benötigten Stroms ein Strombudget für die Ausführung mindestens einer gewünschten Druckregelfunktion festgestellt. In diesem Zusammenhang bedeutet die Feststellung eines Strombudgets die Feststellung eines Strombereitstellungsüberschusses oder eines Strombereitstellungsdefizits .

Im Falle eines Strombereitstellungsüberschusses kann die Funktion wie geplant ausgeführt werden, da genügend Energie für die Ausführung vorhanden ist. Insbesondere bevorzugt wird in diesem Fall durch die intelligente Strombudgetverwaltung der Stromüberschuss für andere Funktionen - z.B. höhere Funktionen - bereitgestellt. Im Falle eines Strombudgetdefizits kann die mindestens eine

Funktion nicht wie geplant ausgeführt werden, da nicht genügend Energie für die Ausführung vorhanden ist. Insbesondere bevorzugt wird in diesem Fall durch die Strombudgetverwaltung eine Degradierung der Funktionen durchgeführt, so dass die sicher- heitsrelevanten Funktionen mit einem zum gewünschten Ergebnis ähnlichen Ergebnis dennoch ausgeführt werden können - ggf. mit verminderter Geschwindigkeit und/oder Güte. Dafür können weniger relevante Funktionen nicht durchgeführt oder in der Durchführung gestoppt werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass insbesondere sicherheitsrelevante Vorgänge trotz des Strom ¬ bereitstellungsdefizits stattfinden können. Zudem kann alternativ oder zusätzlich die Energiezufuhr für die Aktuatoren umverteilt werden, so dass Stromspitzen vermieden werden. Damit kann ebenfalls erreicht werden, dass gewünschte Druckregel ¬ funktionen trotz des ermittelten Defizits ausführbar bleiben.

Wenn der Aktuator ein Ventil ist, wird bevorzugt der Strom, der von der Energiequelle zum Schalten oder Halten des Ventils benötigt wird, durch folgende Formel berechnet:

batt 'coil x DC

Wobei I b att der benötigte Strom der Energiequelle ist, I C oii der Strom, der durch die Spule des Ventils fließt und DC der Duty Cycle, also die Pulsweite, mit welcher das Ventil mittels Pulsweitenmodulation angesteuert wird. Die Formel ermöglicht damit die Bestimmung des benötigten Stroms der Energiequelle (z.B. Batteriestrom) ohne zusätzliche Elektronikkomponenten.

In einer Weiterbildung der Formel kann der benötigte Strom der Energiequelle auch ohne Einbeziehung des Duty Cycles bestimmt werden mit:

In diesem Fall genügt somit vorteilhaft die Kenntnis des Spulenstroms (I CO ii) , der Versorgungsspannung (U ref ) und des Gesamtwiderstands (R ges ) , um den Strom der Energiequelle (z.B. Batteriestrom) zu ermitteln.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann zudem die Temperatur des Aktuators bestimmt werden. Dafür kann der Gesamtwiderstand ermittelt werden:

U ref x DC

R ges

coil ,

b

Der durch die Randgrößen (Spannung, Dutycycle, Strommessung) ermittelte Gesamtwiderstand R ges des Ansteuerpfads wird bevorzugt mit den bekannten Teilwiderständen verrechnet, um den Spulenwiderstand herauszufiltern . Der Spulenwiderstand wird dann bevorzugt durch Abgleich mit einer Kennlinie genutzt, um die Temperatur des Aktuators zu bestimmen. Die Kennlinie stellt dabei einen linearen Zusammenhang zwischen Temperaturkoeffizient und Widerstand bei Raumtemperatur dar. Die Information zur Temperatur wird besonders bevorzugt in die Strombudgetverwaltung einbezogen, um den stärkeren Strombedarf bei wärmer werdendem Ventil zu berücksichtigen. Damit werden vorteilhaft das Bauteil, hier das Ventil und/oder weitere Komponenten im Ventilstrompfad, geschützt und können so optimal im Gesamtbudget berücksichtigt werden, um die Verfügbarkeit sicherheitsrelevanter Funktionen zu gewährleisten.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird für die Vorhersage des maximal benötigten Stroms ein Worst-Case-Szenario angenommen. Es wird somit vom schlimmsten einzutretenden Fall ausgegangen, damit auch dieser Fall durch die Berechnung abgedeckt ist und bei Durchführung der Funktion auch in diesem Fall die Funktion weiterhin komplett ausführbar bleibt. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung trifft die Strombudgetverwaltung Maßnahmen zur Reduzierung der Verbraucherlast und/oder zur Erhöhung der bereitstellbaren Energie. Besonders bevorzugt werden diese Maßnahmen getroffen, wenn von der intelligenten Strombudgetverwaltung ein Strombereitstel- lungsdefizit festgestellt wurde. Die Strombudgetverwaltung kann dann entweder eine Erhöhung der bereitstellbaren Energie bewirken, z.B. indem das Spannungsniveau der Energiequelle (bzw. des „Bordnetzes) angehoben wird. Alternativ oder zusätzlich (z.B. zeitgleich) kann die Verbraucherlast reduziert werden. Insbesondere erfolgt dies durch Abschalten von weniger rele ¬ vanten Funktionen oder einer Durchführung der Funktion mit weniger Wirkungsgrad. In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Bestimmung der aktuellen Maximalströme während der Durchführung einer

Druckregelfunktion. Wenn bei der Durchführung der Druckregelfunktion, also wenn die Regelung schon stattfindet, ein Strombereitstellungsdefizit festgestellt wird, d.h. festge- stellt wird, dass die gewünschte Funktion mit der zur Verfügung stehenden Energie nicht gestellt werden kann, wird die Energie zwischen den benötigten Aktuatoren umverteilt, um z.B. vorteilhaft Stromspitzen zu vermeiden. Ganz besonders bevorzugt kann die Strombudgetverwaltung, insbesondere für die Umverteilung von Energie, Aktuatoren sequentiell Energie zur Verfügung stellen. In diesem Fall werden die für die Durchführung der Funktion benötigten Aktuatoren abwechselnd mit Strom versorgt. Diese abwechselnde Versorgung mit Strom kann z.B. zwischen Ventilen und einem Pumpenmotor erfolgen. Dafür kann zeitweise der Pumpenmotor nicht oder weniger mit Energie versorgt werden, so dass die Geschwindigkeit des Motors bzw. das Motormoment geringer wird. Während dieser Zeit werden für Schalten oder Halten die Ventile mit Energie versorgt. Dadurch wird der Motorbetrieb nicht mit den Schaltströmen der Ventile überlagert und Spitzenströme können vermieden werden. Das Budget der eingesparten Stromspitze (also das restlich verbleibende Budget bis zur Stromlimitierungsgrenze) kann verwendet werden, um temporär zusätzlichen Strom für die Mo- toransteuerung bereitzustellen. Insbesondere werden zuerst die Ventile mit Strom versorgt, also z.B. geschaltet, und an ¬ schließend dem Motor Energie zugeführt. Damit wird das si ¬ cherheitsrelevante Ansteuern der Ventile prioritär behandelt. Für das sequenzielle Vorschalten der Ventile sind bevorzugt zwei Varianten vorgesehen. Wenn nur die Stromverbrauchsspitzen limitierend wirken und der Erwärmungsgrad der Ventile es erlaubt, werden in einer ersten Variante die Ventile permanent angesteuert bzw. geschaltet, jedoch unter Nutzung von sequenziellem Einschalten in Bezug auf andere Verbraucher. D.h. die Ventile werden zunächst - vor der Versorgung anderer Verbraucher mit Energie - geschaltet und dann in einer dauerhaften Ansteuerung mit einem Haltestrom versorgt . Erst anschließend werden andere Verbraucher mit Energie versorgt, um durch diese bestimmte Funktion durchzuführen. Durch die zeitliche Verteilung der Energieentnahmen aus dem Bordnetz werden Stromverbrauchsspitzen vermieden . In einer zweiten Variante wird bei zu hohem Erwärmungsgrad der Ventile oder bei einer vorgegebenen Limitierung der Stromspitzen und/oder des Standbystroms die Triggerung des sequenziellen Vorschaltens an eine Druckaufbauintention (z.B. von Pedal oder Motor) geknüpft. D.h., dass die Aktuatoren erst sequentiell angesteuert werden, wenn z.B. das Pedal für eine Bremsung durchgedrückt wird. Wenn die Druckregelung abgeschlossen ist, werden die Ventile vorteilhaft wieder abgeschaltet, damit außerhalb der Druckregelung der Stromverbrauch im Standby nicht unnötig Energie verbraucht.

In einer alternativen Ausführungsform kann das Ventil beispielsweise drucklos vorgeschaltet werden, um Energie einzu ¬ sparen, da im drucklosen Zustand weniger Energie zum Schalten der Ventile benötigt wird. Insgesamt können damit vorteilhaft sicherheitsrelevante Funktionen länger aufrecht erhalten werden .

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind für die Strombudgetverwaltung Degradierungsprofile für ver- „

schiedene Druckregelszenarien in einem Speicher hinterlegt. Die Strombudgetverwaltung greift auf die verschiedenen Szenarien zu und leitet dementsprechende Maßnahmen ein. Für einen bestimmten Bremsvorgang können bei einem ermittelten Strombudget somit die optimalen Maßnahmen eingeleitet werden, die der Relevanz und der gewünschten Sicherheit Rechnung tragen. U.a. können damit auch Stromverbrauchsspitzen vermieden oder zumindest limitiert werden .

Besonders bevorzugt ist in den Profilen das Worst-Case-Szenario aller benötigter Ventilfunktionen mit einbezogen. Dafür wird für die Erstellung der Profile bestimmt, welche Bremsfunktionen welche Ventilfunktionen benötigen, also welche Ventile für die verschiedenen Bremsszenarien zum Einsatz kommen. Dann wird für jedes Bremsszenario die Summe der benötigten Energie zum Stellen dieser Ventilzustände bestimmt, wobei der schlechteste ein ¬ zutreffende Fall (Worst-Case) herangezogen wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das berechnete Energiebudget und die daraus abgeleitete Maßnahme auch für den Worst-Case Fall die richtige Entscheidung beinhaltet.

In einer bevorzugten Weiterbildung dazu sind Kennlinien bzw. Gradienten in einem Speicher hinterlegt, welche in die Ermittlung der geeigneten Maßnahmen einfließen. Insbesondere bevorzugt werden Kennlinien für die Temperatur und das Kühlkonzept der Aktuatoren hinterlegt, so dass die Erwärmung der Aktuatoren vorteilhaft in die Berechnungen einfließt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Degra- dierungs- und Ansteuerkonzept vorgesehen und besonders bevorzugt im Steuergerät hinterlegt. Im Fall, dass nicht genug Energie zum Ausführen der gewünschten Funktion, insbesondere Bremsfunktion, zur Verfügung steht, kann nach diesem hinterlegten Konzept eine Degradierung in mehreren Stufen bzw. Leveln stattfinden. Be- sonders bevorzugt wird dabei die Auswahl des Degradierungs- bzw. Ansteuerlevels durch das Steuergerät anhand des ermittelten Strombudgets, insbesondere bezogen auf die hinterlegten Profile, bestimmt. Das Degradierungs- und Ansteuerkonzept wird insbe- sondere dann herangezogen, wenn festgestellt wird, dass die Ausführung einer zukünftig gewünschten Druckregelfunktion nicht im geforderten Umfang dargestellt werden kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung findet die Bestimmung des aktuell durch Temperatur und Umgebungsbedingungen benötigten Stroms der Ventile mittels einer Testansteuerung statt. Die Testansteuerung findet dabei bevorzugt vor einem Regeleingriff, während einer Regelung oder nach einer Regelung statt. Besonders bevorzugt findet die Testansteuerung jedoch vor und/oder während der Regelung statt. Dadurch kann vorteilhaft frühzeitig bestimmt werden, wie viel Strom aktuell von dem Ventil für die gewünschte Funktion benötigt wird.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird als Entscheidungskriterium für die Ansteuerung der Aktuatoren das jeweils ermittelte Strombudget herangezogen.

Im Anschluss werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Figur 1: einen Aufbau einer Elektronik zur Ventilsteuerung bzw. Ventilregelung,

Figur 2: schematisch einen Aufbau mit einer Druckregelvorrichtung, Figur 3: einen schematischen Überblick über den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Figur 4: eine Tabelle für ein hydraulisches oder pneumatisches Degradierungs- und Ansteuerkonzept.

Figur 1 zeigt prinzipiell und vereinfacht den Aufbau einer Elektronik zur Ventilsteuerung bzw. Ventilregelung. Eine Bordnetzspannung U Batt wird durch ein Bordnetz bzw. eine Batterie bereitgestellt. Durch einen High-Side Treiber 1 und einen Low-Side Treiber 3 wird eine Pulsweitenmodulation der Spannung durchgeführt. Zwischen den Treibern 1 und 3 liegt eine modulierte Versorgungsspannung U ref an. Durch die Ventilspule 5 mit Spulenwiderstand R CO ii fließt dadurch ein Strom. Bedingt durch die Induktivität der Spule 5 fließt während der Nullphasen der Pulsweitenmodulation durch die RücklaufSchaltung 7 ebenfalls ein Strom. Der zeitliche Durchschnitt des Stromverlaufs durch die Spule 5 wird erfasst und als Spulenstrom I CO ii zur Bestimmung des maximal benötigten Stroms verwendet.

Der Gesamtwiderstand des Strompfads R ges schließt den Spulen ¬ widerstand R co ii und den Widerstand Ri s der Treiberstufe 3 ein. Über den ermittelten Spulenwiderstand kann durch Vergleich mit einer Kennlinie die Temperatur bestimmt werden. Die Information über die Temperatur wird dann vorteilhaft eingesetzt, um das Bauteil vor einer zu hohen Erwärmung zu schützen und den korrekten Strombedarf des Ventils zu ermitteln. Figur 2 zeigt schematisch einen Aufbau mit einer Druckregel ¬ vorrichtung 10, einer elektronischen Steuereinheit 12 sowie einer Energiequelle 14 zur Versorgung der Druckregelvorrichtung 10 mit Energie. Die Druckregelvorrichtung 10 umfasst mehrere Aktuatoren 16a-c, wobei die Aktuatoren z.B. jeweils als ein Ventil oder ein Motor ausgebildet sein können. Gemäß Fig. 2 sind beispielhaft drei Aktuatoren 16a-c gezeigt; es können jedoch auch nur zwei Aktuatoren oder mehr als drei Aktuatoren in der Druckregelvorrichtung vorhanden sein. Beispielsweise kann ein Aktuator als Pumpenmotor und zwei oder mehr andere Aktuatoren als Ventile ausgebildet sein. Die elektronische Steuereinheit 12 kann vorteilhafterweise eine Strombudgetverwaltung aufweisen. Diese kann beispielsweise als Software vorliegen, welche mittels eines Mikroprozessors der Steuereinheit 12 ausgeführt wird.

Figur 3 zeigt ein Schemabild zum erfindungsgemäßen Verfahrensablauf, wobei die oberste Reihe mit den Bezugszeichen 104 und 102 (ohne Hochkomma) die in der Druckregelvorrichtung definierten Zustand darstellt. In der Druckregelvorrichtung sind verschiedene Szenarien, insbesondere für einen Bremsvorgang oder einen Luftfederregelvorgang, in Form von Funktionen (Bremsfunktionen oder Luftregelfunktionen) 102a-c definiert sein. Beispielhaft sind hier drei Funktionen gezeigt, es können jedoch auch mehr oder weniger Funktionen definiert sein. Um die Druckregelfunktionen 102a-c ausführen zu können, sind jeweils verschiedene Aktuatoren notwendig. Beispielhaft sind hier Aktuatoren 104a-e gezeigt. Z.B. können für die Druckregel ¬ funktion 102a die Aktuatoren 104a-c notwendig sein, wohingegen für die Ausführung von Druckregelfunktion 102c Aktuatoren 104b, 104d und 104e benötigt werden. Es ist somit vorab definiert, welche Aktuatoren 104a-e zur Ausführung von Druckregelfunktionen 102a-c eingesetzt werden.

Soll z.B. eine bestimmte Druckregelfunktion durchgeführt werden, z.B. Funktion 102b, so wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein maximal benötigter Strom 104a 104c x und 104d x für die ausführenden Aktuatoren 104a, 104c und 104d bestimmt. Dieser maximal benötigte Strom kann während der Durchführung der Funktion oder vor der Durchführung der Funktion bestimmt werden. Aus diesen maximal benötigten Strömen für die einzelnen Ak- tuatoren 104a, 104c und 104d wird anschließend ein gesamter maximal benötigter Strom 102b λ für die Durchführung der Funktion 102b ermittelt. Die intelligente Strombudgetverwaltung bestimmt dann mit Hilfe der Kenntnis der maximal bereitstellbaren Energie 108 (z.B. von einer Batterie), ein Strombudget 106b. Dabei wird auch ermittelt, ob ein Strombereitstellungsüberschuss oder ein Strombereitstellungsdefizit vorliegt. Bei Feststellung eines Strombereitstellungsdefizits wird diese Information im An- schluss genutzt, um Maßnahmen zur Reduzierung der Last durch die Aktuatoren oder Maßnahmen zur Erhöhung der bereitstellbaren Energie durchzuführen. Bei Feststellung eines Strombereit ¬ stellungsüberschusses hingegen wird die überschüssige, nicht benötigte Energie vorteilhaft anderen Funktionen, z.B. höheren Funktionen, zur Verfügung gestellt.

Die Bezugszeichen mit einem Hochkomma bezeichnen jeweils maximal benötigte Ströme. Die Bezugszeichen 104a x -104e x bezeichnen dabei den jeweils maximal benötigten Strom durch den jeweiligen Aktuator 104a-104e. Die Bezugszeichen 102a\ 102b x und 102c x bezeichnen jeweils den maximal benötigten Strom für die zugehörige Funktion 102a-102c, welcher aus den maximal benötigten Strömen 104a x -104e x der jeweilig zugehörenden Aktuatoren 104a-104e bestimmt wird. 106a-c bezeichnet das ermittelte Strombudget für die Durchführung der zugehörigen Funktionen 102a-c.

Die maximal benötigten Ströme 104a x -e x sind dabei entweder auf einen aktuellen Zeitpunkt oder einen zukünftigen Zeitpunkt bezogen. Durch ein zweites Durchführen des Verfahrens ist es möglich, die maximal benötigen Ströme für einen aktuellen sowie einen zukünftigen Zeitpunkt zu erhalten. Für die maximal benötigten Ströme 104a x -e x wird bevorzugt - insbesondere bei Bestimmung bezogen auf einen zukünftigen Zeitpunkt - ein Worst-Case-Szenario angenommen. D.h. dass z.B. die höchst mögliche Temperatur des Ventils bezogen auf den zukünftigen Zeitpunkt angenommen wird. Diese höchst mögliche Temperatur wird bevorzugt mittels Kennlinien in die Berechnung eingebracht. Damit liegt der schlimmste einzutretende Fall den weiteren Berechnungen zugrunde, so dass durch die Strombud ¬ getverwaltung eine Entscheidung getroffen werden kann, welche maximale Sicherheit - insbesondere eines Bremsvorgangs - ge ¬ währleistet .

Eine Maßnahme zur Reduzierung des benötigten Stroms 104a x -e λ wird bevorzugt durch Degradierung von Funktionen vorgenommen. D.h, dass mehrere gleichzeitig gewünschte Funktionen nach ihrer

Priorität hinsichtlich der Sicherheit durchgeführt werden. Dabei werden beispielsweise weniger relevante Funktionen 102a-102c gar nicht oder nur zum Teil durchgeführt. Alternativ wird nicht die gewünschte Funktion, z.B. 102a, sondern eine andere Funktion, z.B. 102b, mit ähnlichem Ergebnis aber weniger Energiebedarf durchgeführt .

Findet bei Feststellung des Strombereitstellungsdefizits schon eine Regelung statt, wird bevorzugt die zur Verfügung stehende Energie 108 zwischen den für die Ausführung der Funktion

102a-102c benötigten Aktuatoren 104a-e umverteilt. Beispielhaft kann somit eine Umverteilung der Energie zwischen den Aktuatoren 104a, 104c und 104d der Funktion 102b stattfinden. Dabei kann eine Maßnahme zur Reduzierung des benötigten Stroms 104a x -e x bei- spielsweise sein, bei der gewünschten Durchführung der Funktion 102a-c die zugehörigen Aktuatoren 104a-e sequenziell anzu ¬ steuern. Soll z.B. die Funktion 102a durchgeführt werden, werden die Aktuatoren 104a-c dann nacheinander mit Strom versorgt. Beispielsweise können die Aktuatoren 104a und 104b als Ventile , n

15 ausgebildet sein. Aktuator 104c könnte als Motor ausgebildet sein. Mittels sequentiellem Vorschalten werden dann zunächst die Ventile 104a und 104b geschaltet und erst anschließend der Motor 104c mit Energie versorgt. Dadurch können vorteilhaft Strom- spitzen vermieden werden.

Vorteilhaft wird für die Maßnahmen zur Reduzierung der maximal benötigten Ströme entweder - insbesondere bei Ermittlung der maximal benötigten Ströme für einen zukünftigen Zeitpunkt (zukünftige Maximalströme) und der gewünschten Durchführung mehrerer Druckregelfunktionen - eine Degradierung der Druckregelfunktionen durchgeführt oder - insbesondere bei Ermittlung der maximal benötigten Ströme während der Durchführung einer Druckregelfunktion (aktuelle Maximalströme) - eine Umverteilung der Energie zwischen den Aktuatoren vorgesehen. Alternativ wird in dem Fall, dass nur eine Druckregelfunktion zeitgleich ausgeführt werden soll und bei Ermittlung des zukünftigen Maximalstroms für die Durchführung dieser Funktion ebenfalls eine Umverteilung von Energie zwischen den Aktuatoren vorgenommen .

Figur 4 zeigt eine Tabelle für ein mögliches Degradierungs- und Ansteuerkonzept, was zur Reduzierung der Last durch die Ak ¬ tuatoren genutzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können für die Strombudgetverwaltung Profile für verschiedene Szenarien (nicht gezeigt) hinterlegt sein.

Das mögliche Degradierungs- und Ansteuerkonzept ist hier beispielhaft mit acht verschiedenen Degradierungsleveln (Level 0 bis 6, inklusive Level la) gezeigt. Das Degradierungsspektrum reicht dabei von voller Verfügbarkeit aller Funktionen (Level 0) bis zur Umschaltung in die hydraulische Rückfallebene (Level 6) . Zwischen Level 0 und Level 6 sind mögliche Abstufungen gezeigt. Dabei ist jeweils der mögliche Zustand für den Motor und die Ventile aufgeführt. Zwischen den einzelnen Degradierungsstufen (bzw. Leveln) kann bevorzugt dynamisch umgeschaltet werden.

Bezüglich der Ansteuerung der Pumpe und/oder des Pumpenmotors wird prioritätsmäßig die Verfügbarkeit dieser Aktuatoren vor der Stellfähigkeit von hohen Druckgradienten behandelt. Der erlaubte Stromverbrauch hat einen direkten Einfluss auf den möglichen Maximaldruck bzw. die benötigte Stellzeit für die Drücke. Als erfindungsgemäße Weiterbildung ist in Level 5 eine neue

Funktion aufgeführt. Die dort genannte „Druckeinsperrfunktion" zeichnet sich durch sehr wenig Strombedarf jedoch großen Nutzen hinsichtlich der Bremskraftunterstützung aus. Der Druck wird dabei im Fluidsystem eingesperrt, in dem Ausgangs- und Ein- gangsventile und die Sonderventile, z.B. Trennventile, ver ¬ schlossen werden. Damit ist eine Bremsung zumindest noch mit dem vorhandenen Druck im System möglich, auch wenn keine Energie zum Öffnen der Ausgangsventile bereitgestellt werden kann. Um den Druck bei dieser Funktion zu lösen, wird das Drucklösekriterium an die Fahrerwunscherfassung oder die Fahrzeuggeschwindigkeit gekoppelt und ausgeführt, sobald wieder genügend Energie zur Verfügung steht.

Als Kriterium für die Auswahl des Degradierungslevels können Strombudget und Strombedarf dienen. Alternativ oder zusätzlich kann das Degradierungslevel auch anhand vom verbleibenden Bremsflüssigkeitsvolumen bestimmt werden. Dafür wird gegebenenfalls der Bedarf des Refillcycle (Nachsaugkreislauf für die Bremsflüssigkeit) berücksichtigt .

Als Sonderventile sind in Fig. 4 alle Ventile bezeichnet, die nicht Einlass- oder Auslassventile sind. Ein Sonderventil ist damit bevorzugt ein Ventil, was zwischen einem bremspedalbe- tätigbaren Hauptzylinder und dem Einlassventil angeordnet ist oder ein Ventil, was zwischen einer elektrisch steuerbaren Druckquelle und dem Einlassventil angeordnet ist.

Für die Bezeichnung der Hinterachse ist in Fig. 4 die Abkürzung HA gewählt und für die Vorderachse die Bezeichnung VA. Es ist sicherheitsrelevant, dass an der Hinterachse nie mehr Bremsdruck erfolgt, als an der Vorderachse. Daher werden die Hinterachse und die Vorderachse in Fig. 4 teilweise getrennt voneinander mit unterschiedlichen Maßnahmen aufgeführt. Als Maßnahme an der Hinterachse ist dabei gemäß mehreren Leveln eine hydraulische Entkopplung vorgesehen. In diesem Fall findet an der Hinterachse kein oder nur wenig Druckaufbau statt, so dass im Wesentlichen mit den Rädern der Vorderachse gebremst wird. Dadurch wird die Hinterachse stabilisiert.

Gemäß Level 0 sind alle Funktionen ohne Einschränkung verfügbar und können ohne Einschränkung ausgeführt werden. Dieses Level wird bevorzugt dann gewählt, wenn keine Einschränkung in der Energieversorgung erkannt wird.

Gemäß Level 1 findet eine Stromlimitierung des Motors statt, so dass am Motor eine geringere Volumenförderung stattfindet. Dennoch können in diesem Level alle sicherheitsrelevanten Funktionen - z.B. durch die Ansteuerung der Ventile - ohne Einschränkung ausgeführt werden.

Gemäß Level la findet zusätzlich zur Stromlimitierung des Motors ein sequentielles Vorschalten der Ventile statt. Dabei werden zunächst die Ventile geschaltet und erst anschließend Energie für den Motor bereitgestellt. Dadurch finden die Energieversorgung von Ventilen und Motor nicht gleichzeitig statt, so dass Stromspitzen vermieden werden. Auch hier sind alle sicherheitsrelevanten Funktionen ohne Einschränkung durchführbar. Gemäß Level 2 ist an der Vorderachse Energie für eine Brems ¬ kraftverstärkung und eine ABS-Regelung vorgesehen. Die Hinterachse wird jedoch hydraulisch entkoppelt, so dass dort kein Druckaufbau stattfindet. Die Einlassventile an der Hinterachse verbleiben daher im geschalteten Zustand und werden durch einen Haltestrom geschlossen gehalten. Dadurch kann Energie gespart werden, da der Haltestrom einen geringeren Energiebedarf hat , als ein Schaltstrom. Insbesondere wird keine Aktivierung der Auslassventile benötigt, die einen sehr hohen Energiedarf für den Schaltvorgang haben. Die Ventile an der Vorderachse werden jedoch nach Bedarf ohne Einschränkung geschaltet. Auch die Sonderventile sind voll verfügbar. Dadurch kann an der Vorderachse vorteilhaft immer noch eine Radschlupfregelung stattfinden. Gemäß Level 3 wird an der Vorderachse nur noch eine ABS-Regelung durchgeführt. Je nach Auslegung der Druckregelvorrichtung und/oder der der Pumpe bzw. des Pumpenmotors wird der Pumpenmotor in einen stromlosen Zustand geschaltet. An der Vorderachse werden die Ventile nicht gleichzeitig sondern sequenziell geschaltet, um Stromspitzen zu vermeiden.

Gemäß Level 4 findet an der Vorderachse nur noch eine Brems ¬ kraftverstärkung statt. Eine ABS-Regelung wird nicht mehr durchgeführt. An der Vorderachse ist entweder nur eine Aktivität der Sonderventile notwendig oder es ist gar keine Ventilaktivität notwendig. Je nach Auslegung der Druckregelvorrichtung ist hier nun kein Refillcycle (Nachsaugzyklus für die Hydraulikflüs ¬ sigkeit) notwendig und kann unterbleiben. Gemäß Level 5 befinden sich die Ventile an der Vorderachse in der Druckeinsperrfunktion. Die Sonderventile sind dabei ge ¬ schlossen, so dass nur noch mit dem aktuell vorhandenen Volumen im Bremsschlauch gebremst werden kann. Gemäß Level 6 werden weder der Motor noch die Ventile mit Strom versorgt, so dass auf die hydraulische Rückfallebene des Fahrzeugs zurückgegriffen wird. Dieses Level wird bevorzugt dann ausgewählt, wenn keine Energie für die Ausführung von Funktionen der darüber liegenden Level vorhanden ist.