DE10312545A1

DE10312545A1 - Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10312545A1
Application number: DE2003112545
Authority: DE
Inventors: Uwe Brandt; Michael Müller
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-22
Also published as: DE10312545B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhalten des Bremsdrucks an zumindest einem Rad des Kraftfahrzeuges über die Zeit ermittelt wird, das ermittelte Bremsdruckverhalten auf das Vorliegen einer Druckschwankung überprüft wird und beim Erkennen einer Druckschwankung mindestens ein Mittel (34) zur Regelung des Bremsdrucks an zumindest dem einen Rad in Abhängigkeit des ermittelten Bremsdruckverhaltens angesteuert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wert für den Bremsdruck ermittelt wird, dieser ermittelte Wert des Bremsdrucks auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Überprüfung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdrucks angesteuert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Verfahren zur Erhöhung des Fahrkomforts.
Bei Bremsen eines Kraftfahrzeugs kann es aufgrund von Bedingungen der Bremsen selber oder von Umgebungsbedingungen, insbesondere der Zustände weiterer Kraftfahrzeugkomponenten, zu Unregelmäßigkeiten während des Bremsvorgangs kommen. Diese Unregelmäßigkeiten können bei Scheibenbremsen beispielsweise aufgrund einer Ungleichdicke der Bremsscheiben über den Reibpfad hervorgerufen werden. Hierdurch kann ein sogenanntes Bremsenrubbeln entstehen.
Auch kann es in gewissen Bremssituation zu Bremsgeräuschen kommen, die für den Fahrer als unangenehm empfunden werden. Einige dieser Bremsgeräusche sind Bremsenquietschen, das sogenannte „Automatikknarzen" oder „Bremsenmuhen".

Um die Unregelmäßigkeiten bei Bremsvorgängen erfassen zu können, wird in elektrohydraulischen Bremsanalgen (EHB) eine Funktion vorgesehen, die während der Bremsung den Bremsdruck bezüglich Bremsdruckschwankungen auswerten und beim Erreichen einer definierten Schwelle Informationen über das Auftreten dieses Ereignisses in einen Speicher ablegen. Diese Funktion wird auch als Disc Vibration Detection (DVD) bezeichnet. Hierdurch kann bei der Wartung des Fahrzeugs erkannt werden, dass die Bremsen fehlerhaft sind und diese können gegebenenfalls ersetzt werden. Der Nachteil dieser Funktion einer EHB-Anlage liegt darin, dass die Vibration der Bremse und die gegebenenfalls erzeugte Anregung der gesamten Achse während der Bremsung, die vom Fahrer des Fahrzeugs als unangenehm empfunden wird, nicht unterbunden werden kann. Die Druckschwankung wird zwar erkannt, aber es entstehen für den Fahrer keine unmittelbaren Nutzen. Durch das Auslesen der abgelegten Informationen über das Auftreten solcher Ereignisse wird der Werkstatt lediglich die eventuell subjektive Beanstandung des Fahrers objektiv bestätigt.

Weiterhin ist in EP 0 824 428 B1 eine hydraulische Bremsanlage mit elektronischer Bremsdruckregelung beschrieben, wobei die Umschaltzeitpunkte einzelner Hydraulikventile der Bremsanlage genau gemessen werden können, um auf der Basis dieser Informationen den tatsächlich in dem Bremsdruckgeber und/oder in den einzelnen Radbremsen vorhandenen Druck ermitteln zu können, der in die Regelung einbezogen werden kann. Eine Ermittlung von Druckschwankungen ist mit der in der EP 0 824 428 B1 beschriebenen Bremsanlage allerdings nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das in einer Bremsanlage auftretende Störungen erkennen und diesen entgegenwirken oder diese vermeiden kann. Insbesondere soll das Verfahren den Komfort während einer Bremsung steigern.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe daher gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verhalten des Bremsdrucks an zumindest einem Rad des Kraftfahrzeugs über die Zeit ermittelt wird, das ermittelte Bremsdruckverhalten auf das Vorliegen einer Druckschwankung überprüft wird und beim Erkennen einer Druckschwankung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdrucks an zumindest dem einen Rad in Abhängigkeit des ermittelten Bremsdruckverhaltens angesteuert wird.

Durch die Überwachung des Druckverhaltens und die Überprüfung hinsichtlich des Vorliegens von Druckschwankungen können Situationen erkannt werden, in denen beispielsweise eine Anregung der Achse zu Rubbelbremsen führt. Werden die so gefundenen Erkenntnisse in die weitere Steuerung des Bremsdrucks einbezogen, so kann Störungen entgegengewirkt werden und der Komfort für den Fahrer gesteigert werden.

Zur Überprüfung des Vorliegens von Druckschwankungen können bekannte Verfahren verwendet werden. So kann beispielsweise die Funktionsweise des DVD eingesetzt werden. Die Mittel, die zur Regelung des Bremsdrucks angesteuert werden, sind beispielsweise Ventile oder Pumpen. Vorzugsweise sind diese Mittel die Mittel, die in der Bremsanlage für den normalen Betrieb der Bremsanlage verwendet werden, also bereits in der Bremsanlage vorliegen. Die Ansteuerung der Mittel zur Regelung des Bremsdrucks stellt erfindungsgemäß das Einleiten von Gegenmaßnahmen dar.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird nicht nur das Vorliegen von Druckschwankungen überprüft, sondern werden diese bezüglich weiterer Charakteristiken analysiert. Durch die Ermittlung weitere Charakteristiken, können die Gegenmaßnahmen, die durch die weitere Druckregelung getroffen werden müssen, um der Druckschwankung entgegenzuwirken, den tatsächlichen Bedingungen entsprechend angepasst werden.

Die weiteren Charakteristiken können zum einen die Abweichung des maximalen und minimalen Druckwerts in einem vorgegebenen Zeitraum darstellen. Durch diese Größe kann der Betrag der Druckschwankung ermittelt werden. Liegt dieser Wert unter einem vorgegebenen Schwellwert, kann eine Ausregelung der Schwankung durch die Druckmittel nicht erforderlich sein. Erst, wenn bei diesem Vergleichsschritt erkannt wird, dass die Abweichung zwischen maximalem und minimalem Wert einen Schwellwert überschreitet, werden Gegenmaßnahmen eingeleitet. Der Regelungsaufwand kann daher auf die Fälle beschränkt werden, in denen die Druckschwankungen in der Tat für den Fahrer spürbar werden. Der Zeitraum, in dem die Abweichung der Druckwerte voneinander ermittelt wird, liegt beispielsweise im Millisekunden-Bereich. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Unterschied zwischen dem Maximal- und Minimal-Wert nicht lediglich die Betätigung und das Lösen der Bremse wiederspiegelt, sondern eine Druckschwankung vorliegt, die ausgeregelt werden soll.

In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich die Regelmäßigkeit der Druckschwankungen überprüft. Dies kann über herkömmliche Bestimmungsarten der Regelmäßigkeit von Schwankungen eines ermittelten Wertes erfolgen. So kann beispielsweise das Druckverhalten eines bestimmen Zeitraums mit dem des darauffolgenden Zeitraums verglichen werden. Der Vorteil der Ermittlung der Regelmäßigkeit, das heißt des regelmäßigen Auftretens der Druckschwankung, liegt darin, dass Informationen darüber erhalten werden können, welche Folgen an dem Fahrzeug und damit für den Fahrer zu erwarten sind. Ist die Schwankung beispielsweise über eine gewisse Zeit regelmäßig, so kann dies zur Anregung der Kraftfahrzeugachse führen, an der das Rad, an dem die Radbremse wirkt, liegt.

Abhängig vom Vorliegen einer Druckschwankung und vorzugsweise abhängig von weiteren Charakteristiken der Druckschwankung kann dann die geeignete weitere Regelung, beispielsweise über die Betätigung von Bremsventilen oder Pumpen, erfolgen.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Bremsdruck so geregelt, dass dieser Bremsdruck das Bremsdruckverhalten, das gemessen wurde, stört. Eine solche Störung kann beispielsweise durch sporadisches Aufbringen von Bremsdruck hervorgerufen werden. Insbesondere in Fällen, in denen regelmäßige Druckschwankungen gemessen werden, kann eine solche Störung dazu dienen, die Regelmäßigkeit zu unterbrechen und beispielsweise eine Anregung der Achse zu verhindern, oder zumindest zu vermindern.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in der weiteren Regelung des Bremsdrucks ein solcher Bremsdruck erzeugt, der eine Druckschwankung aufweist, die der ursprünglich gemessenen Druckschwankung gegenüber gegenphasig ist. Hierdurch kann die Druckschwankung vollständig ausgeregelt werden und eine Anregung der Achse vollständig verhindert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein Wert für den Bremsdruck ermittelt wird, dieser ermittelte Wert des Bremsdrucks auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Überprüfung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdrucks angesteuert wird.

Der mindestens eine Wert für den Bremsdruck wird vorzugsweise aus dem Sensorwert einer Betätigungseinheit der Bremsanlage und/oder dem Sensorwert eines Drucksensors des Hydroaggregats der Bremsanlage bestimmt.

Durch die Ermittlung eines dieser oder beider dieser Werte kann beispielsweise der Fahrerwunsch ermittelt werden. Aus dem Wert des Fahrerwunsches lassen sich die an den einzelnen Radbremsen anzulegenden Bremsdrücke bestimmen. Der Wert des Fahrerwunsches, oder gemäß einer weiteren Ausführungsform unmittelbar der Wert mindestens eines aktuellen Bremsdrucks an mindestens einem Rad des Fahrzeugs, wird dann auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft. Dieser Referenzbereich stellt beispielsweise den Bereich dar, in dem es bekannt ist, dass es bei der eingebauten Bremse zu Bremsgeräuschen kommen kann. Der Referenzbereich kann aber auch über diesen Bereich hinausgehen. Dieser größere Bereich ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der aktuelle Bremsdruck gemessen wird. Es kann daher bereits beim Eintreten in den Referenzbereich, aber noch vor dem Auftreten von Bremsgeräuschen eingegriffen werden.

Die Mittel zur Regelung des Bremsdrucks werden beim Vorliegen eines Werts für den Bremsdruck, der in dem Referenzbereich liegt, vorzugsweise so angesteuert, dass der ermittelte, aufzubringende Bremsdruck auf mindestens zwei Bremsen unter Vermeidung des Referenzbereichs verteilt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Mittel zur Regelung des Bremsdrucks auf alle in der Bremsanlage vorgesehenen Bremsen wirken. Diese Bremsen der Bremsanlage stellen vorzugsweise die vier Radbremsen dar. In der Regel werden diese über zwei separate Hydraulikkreise angesteuert. Kann aber das Mittel zur Regelung des Bremsdrucks auf die Bremsen der beiden Hydraulikkreise einwirken, so wird es möglich, einen Ausgleich des Bremsdrucks zu erzielen und Bereiche des Bremsdrucks, in denen Bremsgeräusche auftreten würden, zu vermeiden. Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird es möglich, den Fahrerwunsch des Fahrers zu ermitteln und diesen auszuführen, ohne Bremsgeräusche zu erzeugen.

Die Bremsanlage, an der das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ausgeführt wird, ist eine elektrohydraulische Bremsanlage. Bei dieser kann die Ansteuerung einzelner Bremsen einfach beeinflusst, bzw. geändert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei:
1: eine schematische Darstellung der Komponenten einer elektrohydraulischen Bremsanlage zeigt;
2: den Druckverlauf bei einer Rubbelbremsung wiedergibt; und
3: ein Flußdiagramm der Verfahrensschritte einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Der Aufbau einer elektrohydraulischen Bremsanlage ist hinreichend bekannt, so dass in 1 lediglich die wesentlichen Bestandteile schematisch wiedergeben sind. Die EHB 1 umfasst eine Betätigungseinheit 2 mit einem Betätigungselement 21 und ein Hydroaggregat 3, wobei in dem Hydroaggregat 3 eine Steuerungseinheit 31 vorgesehen ist. Diese muss nicht Bestandteil des Hydroaggregats sein, sondern kann eine separate Einheit darstellen. Die Steuerungseinheit 31 kann beispielsweise Raddruckmodulatoren umfassen. Das Hydroaggregat 3 ist mit den Radbremsen 32 der einzelnen Räder des Kraftfahrzeugs verbunden, wobei jeweils zwei Radbremsen einem Hydraulikkreis zugeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Radbremsen der Räder der vorderen Achse (VA) in einem Hydraulikkreis zusammengefasst, und die Radbremsen der Räder der hinteren Achse (HA) in einem weiteren Hydraulikkreis (nicht dargestellt) zusammengefasst. Vorzugsweise sind die beiden Hydraulikkreise mit der Steuerungseinheit 31 verbunden. Weiterhin können an den Radbremsen 32 Sensoren für die Ermittlung des Bremsdrucks vorgesehen sein.
In den Druckleitungen 33 sind Ventile 34 vorgesehen, über die Druck auf die Radbremsen 32 aufgebracht oder von diesen abgelassen werden kann. Weiterhin ist in 1 ein Speicher 35 angedeutet, in dem die Hydraulik-Flüssigkeit aufgenommen ist.
Der erfindungsgemäße Betrieb der Bremsanlage soll nunmehr unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben werden. Während einer Rubbelbremsung wird ein Bremsdruck gemäß der in 2 gezeigten "zappeligen" Kurve an einem Rad gemessen. Die Kurve zeigt einen Ausschnitt der Bremsung von ca. 130 km/h auf 100 km/h mit ca. 25% Verzögerung. Diese Kurve weicht von der mit einer etwas helleren Linie eingezeichneten Sollkurve, die die Wunschverzögerung des Fahrers darstellt, ab. Eine solche Druckschwankung kann beispielsweise durch eine Ungleichdicke der Bremsscheibe über den Reibpfad der Bremsscheibe hervorgerufen werden. Wird eine solche Abweichung in Form einer Druckschwankung erkannt, so kann in der Steuerungseinheit 31 oder in einem anderen dafür ausgelegten Teil der Bremsanlage der Betrag der Druckschwankung ermittelt werden. In dem in 2 gezeigten Druckverlauf beträgt diese Schwankung ca. 4 bar. Bei einem solchen Betrag ist mit der Anregung der Achse, an der das Rad, dessen Bremsdruck gemessen wurde, angeordnet ist, zu rechnen.
Die somit beispielsweise über DVD erkannte Druckschwankung kann nunmehr mittels Ansteuerung eines geeigneten Ventils 34 der EHB-Einheit entgegengewirkt werden. Hierbei kann beispielsweise über das Einlassventil 34, das der Radbremse, an der die Rubbelbremsung aufgetreten ist, zugeordnet ist, ein zeitlich begrenzter zusätzlicher Bremsdruck in regelmäßigen Zeitintervallen aufgebracht werden.
Wird die Abtastrate zur Bestimmung des aktuellen Bremsdrucks an der Radbremse erhöht, so kann der Verlauf der Druckkurve genau bestimmt werden und sogar eine zu dem Drucksignal der Radbremse gegenphasige Ansteuerung der Ventile eingeleitet werden, wodurch die Druckschwankung komplett ausgeregelt werden kann. Eine Kraftanregung in die Achse wird somit vollständig vermieden.
Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, beim Erkennen einer Druckschwankung vor der Ansteuerung oder gleichzeitig mit der Ansteuerung der Regelungsmittel ein Signal an einen Speicher zu senden, in dem das Auftreten von Druckschwankungen als Ereignis abgelegt wird. Dadurch kann zum einen der Fahrkomfort für den Fahrer erhöht werden, wobei gleichzeitig bei der Wartung eine Störung des Zustands der Bremsen erkannt werden und behoben werden kann.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
Hierbei wird über einen Sensor, wie beispielsweise dem Sensor am Betätigungselement 21, z.B. dem Bremspedal, die vom Fahrer gewünschte Verzögerung ermittelt. Wünscht der Fahrer beispielsweise eine 25%ige Verzögerung, so wäre an der Vorder- und Hinterachse (VA, HA) jeweils ein Bremsdruck von ca. 18 bar einzustellen. Bei einigen Bremsen ist aber gerade im Bereich von 15 – 20 bar mit einer erhöhten Möglichkeit des Auftretens von Bremsgeräuschen zu rechnen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher der Fahrerwunsch erkannt, der an den Radbremsen aufzubringende Bremsdruck berechnet, dieser berechnete Bremsdruck mit einem zu vermeidenden Druckbereich verglichen und, wenn der berechnete Druck in dem zu vermeidenden Druckbereich liegen würde, der Druck auf die Radbremsen verteilt, wobei der zu vermeidende Druckbereich ausgelassen wird. Mittels der EHB kann in dem Beispiel an der Vorderachse ein Druck von lediglich 13 bar aufgebaut, bzw. der Druck auf diesen Betrag verringert und an der Hinterachse auf beispielsweise 27 bar erhöht. Auch ein umgekehrtes Angleichen durch Erhöhung des Drucks an der Vorderachse und einer Drucksenkung an der Hinterachse kann erfindungsgemäß ausgeführt werden. Bei der Wahl der für die Erhöhung oder Erniedrigung in Frage kommenden Achse können weitere Umstände berücksichtigt werden. So kann beispielsweise die Temperatur der Bremsscheibe in Betracht gezogen werden und an der Achse, an der die Temperatur am höchsten ist, eine Druckminderung vorgenommen werden.
Durch diese Ausführungsform des Verfahrens kann somit die Häufigkeit des Auftretens von Bremsgeräuschen, wie Bremsquietschen, Bremsmuhen oder Automatikknarzen verringert werden.
Weiterhin ist es auch möglich, zusätzlich zu der oben beschriebenen Überwachung des Auftretens von Druckschwankungen, den Betrag des aktuellen Bremsdrucks der Radbremse zu überwachen. Begibt sich dieser in einen Druckbereich, in dem mit Bremsgeräuschen zu rechnen ist, so können erfindungsgemäß Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um diesen Druckbereich zu vermeiden. Beispielsweise kann der Druck auf die Radbremsen und damit auf die Achsen verteilt werden. Durch diese Kombination der beiden Aspekte der Erfindung kann gleichzeitig das Auftreten von Bremsgeräuschen und das Auftreten von Bremsenvibrationen verhindert werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit eine Möglichkeit geschaffen, den Fahrkomfort eines Fahrzeugs zu erhöhen, ohne die Sicherheit zu gefährden. Auch die Ausführung des Verfahrens ist einfach, da dieses im wesentlichen in jeder EHB-Anlage ausgeführt werden kann, ohne aufwändige Umrüstungsmaßnahmen notwendig zu machen.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhalten des Bremsdrucks an zumindest einem Rad des Kraftfahrzeugs über die Zeit ermittelt wird, das ermittelte Bremsdruckverhalten auf das Vorliegen einer Druckschwankung überprüft wird und beim Erkennen einer Druckschwankung mindestens ein Mittel (34) zur Regelung des Bremsdrucks an zumindest dem einen Rad in Abhängigkeit des ermittelten Bremsdruckverhaltens angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses beim Erkennen des Vorliegens einer Druckschwankung den weiteren Schritt der Ermittlung zumindest einer Charakteristik der Druckschwankung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik die Abweichung des maximalen und minimalen Druckwertes in einem vorgegebenen Zeitraum ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik die Regelmäßigkeit der Druckschwankung darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Mittel zur Regelung des Bremsdrucks eine Störung des Bremsdruckverhaltens bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdrucks einen Bremsdruck erzeugen, der einen Verlauf über die Zeit aufweist, der gegenüber dem ursprünglich ermittelten Bremsdruckverlauf gegenphasig ist.
Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wert für den Brems druck ermittelt wird, dieser ermittelte Wert des Bremsdrucks auf die Zugehörigkeit zu einem Referenzbereich überprüft wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses dieser Überprüfung mindestens ein Mittel zur Regelung des Bremsdrucks angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für den Bremsdruck aus einem Sensorwert einer Betätigungseinheit (2) der Bremsanlage und/oder einem Sensorwert eines Drucksensors des Hydroaggregats (3) der Bremsanlage bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für den Bremsdruck den aktuellen Bremsdruckwert an mindestens einem Rad des Fahrzeugs darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdrucks Mittel darstellen, die auf alle in der Bremsanlage vorgesehenen Bremsen wirken können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung des Bremsdrucks so angesteuert werden, dass der ermittelte Bremsdruck auf mindestens zwei Bremsen unter Vermeidung des Referenzbereiches verteilt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine Elektrohydraulische Bremsanlage darstellt.