DE102015220133A1 - Method for operating an electro-hydraulic brake system for motor vehicles and brake system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines elektrohydraulischen Bremssystems für Kraftfahrzeuge mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen (43, 44, 45, 46) und einer elektrisch ansteuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung (40), wobei die Druckbereitstellungseinrichtung eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum (6) umfasst, deren Kolben (5) durch einen elektromechanischen Aktuator (2, 4) relativ zu einer Ruheposition (X_ruhe) axial verschiebbar ist, und wobei bei einem Bremsvorgang in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart die Radbremsen mittels der Druckbereitstellungseinrichtung (40), insbesondere gleichzeitig, betätigt werden, indem der Kolben (5) in eine Bremsbetätigungsrichtung (37) verschoben wird, wobei der Kolben (5) über mehrere, aufeinander folgende Bremsvorgänge in der „Brake-by-wire“-Betriebsart sukzessive in Bremsbetätigungsrichtung (37) verschoben wird, ohne dass der Kolben auf die Ruheposition (X_ruhe) zurückgefahren wird, und wobei der Kolben (5) erst dann zurückgefahren wird, wenn der Kolben einen vorbestimmten Positionsgrenzwert (X_grenz) erreicht oder überschritten hat, sowie Bremssystem.Method for operating an electrohydraulic brake system for motor vehicles with hydraulically actuatable wheel brakes (43, 44, 45, 46) and an electrically controllable pressure supply device (40), wherein the pressure supply device comprises a cylinder-piston arrangement with a hydraulic pressure chamber (6), the piston (5) by an electromechanical actuator (2, 4) relative to a rest position (X_ruhe) is axially displaceable, and wherein during a braking operation in a "brake-by-wire" mode, the wheel brakes by means of the pressure supply means (40), in particular simultaneously , are actuated by the piston (5) is displaced in a brake actuation direction (37), wherein the piston (5) over several successive braking operations in the "brake-by-wire" mode successively in the brake actuation direction (37) is moved , without the piston being returned to the rest position (X_ruhe), and with the piston (5) first is then reduced when the piston has reached or exceeded a predetermined position limit (X_grenz), and braking system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrohydraulischen Bremssystems für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.The invention relates to a method for operating an electrohydraulic brake system for motor vehicles according to the preamble of claim 1 and to a brake system for a motor vehicle according to the preamble of claim 8.
Aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines elektrohydraulischen Bremssystems mit einer elektrisch ansteuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung, welche eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum umfasst, welches eine höhere Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Druckbereitstellungseinrichtung gegenüber Undichtigkeit zur Folge hat.It is an object of the present invention to provide a method of operating an electrohydraulic brake system having an electrically controllable pressure delivery device comprising a cylinder-piston assembly having a hydraulic pressure space resulting in increased durability and reliability of the pressure delivery device against leakage.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie ein Bremssystem gemäß Anspruch 8 gelöst. This object is achieved by a method according to claim 1 and a brake system according to claim 8.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass der Kolben der Druckbereitstellungseinrichtung über mehrere, aufeinander folgende Bremsvorgänge in der „Brake-by-wire“-Betriebsart sukzessive in Bremsbetätigungsrichtung verschoben wird, ohne dass der Kolben auf die Ruheposition zurückgefahren wird. Das bedeutet, dass der Kolben über mehrere, aufeinander folgende Bremsvorgänge nach und nach immer weiter in Bremsbetätigungsrichtung verschoben wird. Weiterhin wird der Kolben erst dann auf die Ruheposition zurückgefahren, wenn der Kolben einen vorbestimmten Positionsgrenzwert erreicht oder überschritten hat.The invention is based on the idea that the piston of the pressure supply device is successively moved in the brake actuation direction over a plurality of consecutive braking operations in the "brake-by-wire" mode without the piston being returned to the rest position. This means that the piston is moved over several successive braking gradually progressively in the brake actuation direction. Furthermore, the piston is only returned to the rest position when the piston has reached or exceeded a predetermined position limit.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass beim Betrieb des Bremssystems das Dichtelement zur Abdichtung des hydraulischen Druckraums der Druckbereitstellungseinrichtung möglichst gleichmäßig abgenutzt wird.The invention has the advantage that during operation of the brake system, the sealing element for sealing the hydraulic pressure chamber of the pressure supply device is worn as evenly as possible.
Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Bremssystem für Kraftfahrzeuge durchgeführt, das in einer sog. „Brake-by-wire“-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der „Brake-by-wire“-Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann, in der nur der Betrieb durch den Fahrzeugführer möglich ist.Advantageously, the method according to the invention is carried out in a braking system for motor vehicles, which can be activated in a so-called "brake-by-wire" mode both by the driver and independently of the driver, preferably operated in the "brake-by-wire" mode is and can be operated in at least one fallback mode in which only the operation by the driver is possible.
Bevorzugt sind die Radbremsen an den hydraulischen Druckraum der Zylinder-Kolben-Anordnung angeschlossen. Zwischen jeder Radbremse und dem Druckraum ist bevorzugt ein elektrisch ansteuerbares Einlassventil angeordnet, mit welchem die Radbremse von dem Druckraum hydraulisch abtrennbar ist.Preferably, the wheel brakes are connected to the hydraulic pressure chamber of the cylinder-piston assembly. Between each wheel brake and the pressure chamber, an electrically controllable inlet valve is preferably arranged, with which the wheel brake is hydraulically separated from the pressure chamber.
Bevorzugt ist jede Radbremse über ein elektrisch ansteuerbares Auslassventil mit einem Druckmittelvorratsbehälter verbindbar. Die handelt sich also nicht um eine Bremsanlage, welche im sogenannten Multiplex-Verfahren betrieben wird. Preferably, each wheel brake can be connected via an electrically controllable outlet valve to a pressure medium reservoir. So this is not a brake system, which is operated in the so-called multiplex process.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bremssystem je Radbremse ein Einlassventil, das zwischen der Druckbereitstellungseinrichtung und der Radbremse angeordnet ist, und ein Auslassventil, mittels welchem die Radbremse mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter verbindbar ist.According to a preferred embodiment, the brake system per wheel brake comprises an inlet valve which is arranged between the pressure supply device and the wheel brake, and an outlet valve, by means of which the wheel brake can be connected to a pressurized medium reservoir which is under atmospheric pressure.
Ebenso ist es bevorzugt, dass der hydraulische Druckraum der Zylinder-Kolben-Anordnung über ein in Richtung des Druckraumes öffnendes Rückschlagventil mit Druckmittelvorratsbehälter verbunden ist.Likewise, it is preferred that the hydraulic pressure chamber of the cylinder-piston assembly is connected via a valve opening in the direction of the pressure chamber check valve with pressure medium reservoir.
Bevorzugt wird die aktuelle Position des Kolbens mit dem Positionsgrenzwert verglichen und der Kolben wird in Richtung der Ruheposition verschoben, wenn die aktuelle Position des Kolbens den Positionsgrenzwert überschreitet, so dass Druckmittel, insbesondere aus dem Druckmittelvorratsbehälter, in den hydraulischen Druckraum fließt (Saugzyklus).Preferably, the current position of the piston is compared with the position limit value and the piston is displaced in the direction of the rest position when the current position of the piston exceeds the position limit, so that pressure medium, in particular from the pressure medium reservoir, flows into the hydraulic pressure chamber (suction cycle).
Bevorzugt wird der Kolben über mehr als einen Zündungslauf des Kraftfahrzeugs in Bremsbetätigungsrichtung verschoben, ohne dass der Kolben in die Ruheposition zurückgefahren wird. Dieses sukzessive Vorfahren wird jedoch nur solange surchgeführt, als der Positionsgrenzwert nicht erreicht ist.Preferably, the piston is displaced over more than one ignition run of the motor vehicle in the brake actuation direction without the piston being returned to the rest position. However, this successive ancestor is only performed as long as the position limit is not reached.
Die Bremsvorgänge, während denen der Kolben nicht auf die Ruheposition zurückgefahren wird, finden bevorzugt innerhalb eines Zündungslaufs oder über mehrere Zündungsläufe, d.h. über einen oder mehrere Zündungsläufe, statt.The braking events during which the piston is not returned to the rest position preferably occur within one firing run or over several firing passes, i. over one or more ignition runs, instead.
Der Positionsgrenzwert wird bevorzugt in Abhängigkeit von zumindest einer erfassten Umfeldinformation bestimmt. Dies ermöglicht ein situationsangepasstes Nachsaugen. The position limit value is preferably determined as a function of at least one detected environment information. This allows a situation-adapted Nachsaugen.
Bevorzugt wird der Positionsgrenzwert in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur bestimmt. So werden z.B. Fahrsituationen mit Eisbildung und/oder erhöhter Antiblockierregelungswahrscheinlichkeit berücksichtigt.The position limit value is preferably determined as a function of the ambient temperature. Thus, e.g. Consider driving situations with ice formation and / or increased anti-lock control probability.
Der Positionsgrenzwert wird bevorzugt in Abhängigkeit davon bestimmt, ob für den nächsten Bremsvorgang eine Normalbremsung oder eine geregelte Bremsung mit radindividuellen Radbremsdrücken zu erwarten ist.The position limit value is preferably determined as a function of whether normal braking or controlled braking with wheel-specific wheel brake pressures is to be expected for the next braking operation.
Bevorzugt wird der Positionsgrenzwert in Abhängigkeit von zumindest einer Fahrzustands- oder Fahrynamikgröße bestimmt.The position limit value is preferably determined as a function of at least one driving state or driving dynamics variable.
Die Erfindung betrifft auch ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird.The invention also relates to a braking system for a motor vehicle, in which a method according to the invention is carried out.
Das Bremssystem umfasst hydraulisch betätigbare Radbremsen, einen bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder mit Druckräumen, wobei jedem Druckraum zumindest eine der Radbremsen zugeordnet ist, einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter, eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung zum Einstellen radindividueller Radbremsdrücke mit zumindest einem Einlassventil und einem Auslassventil je Radbremse, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, die eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum umfasst, deren Kolben durch einen elektromechanischen Aktuator relativ zu einer Ruheposition axial verschiebbar ist, wobei bei einem Bremsvorgang in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart die Radbremsen mittels der Druckbereitstellungseinrichtung, insbesondere gleichzeitig, betätigt werden, indem der Kolben in eine Bremsbetätigungsrichtung verschoben wird, und eine elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Ansteuerung zumindest der Druckbereit- stellungseinrichtung. The brake system comprises hydraulically actuated wheel brakes, a brake pedal operable master cylinder with pressure chambers, each pressure chamber is associated with at least one of the wheel brakes, an under pressure pressure fluid reservoir, an electrically controllable pressure modulation device for adjusting wheel individual wheel brake with at least one inlet valve and one outlet valve per wheel, an electrically controllable Pressure supply device, which comprises a cylinder-piston arrangement with a hydraulic pressure chamber whose piston is axially displaceable relative to a rest position by an electromechanical actuator, wherein during a braking operation in a "brake-by-wire" mode, the wheel brakes by means of the pressure supply device, In particular, simultaneously, be operated by the piston is moved in a brake actuation direction, and an electronic control and regulation unit for driving zuminde st the pressure supply device.
Bevorzugt werden bei dem Bremsvorgang die Radbremsen gleichzeitig mittels der Druckbereitstellungseinrichtung betätigt, d.h. es handelt sich um eine Teilbremsung.Preferably, in the braking operation, the wheel brakes are simultaneously actuated by means of the pressure providing means, i. it is a partial braking.
Bevorzugt ist an dem Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung ein Dichtelement angeordnet, welches an der Innenfläche des Zylinders abdichtet. Das Dichtelement ist besonders bevorzugt als Dichtpaket ausgeführt.Preferably, a sealing element is arranged on the piston of the cylinder-piston arrangement, which seals on the inner surface of the cylinder. The sealing element is particularly preferably designed as a sealing package.
Bevorzugt umfasst der elektromechanische Aktuator einen Elektromotor und ein Rotations-Translations-Getriebe zur Umsetzung der Antriebsbewegung des Elektromotors in eine Verschiebung des Kolbens. Das Rotations-Translations-Getriebe ist besonders bevorzugt als ein Kugelgewindetrieb ausgebildet. Bevorzugt ist das Abtriebselement des Rotations-Translations-Getriebes mit dem Kolben verbunden.Preferably, the electromechanical actuator comprises an electric motor and a rotation-translation gear for implementing the drive movement of the electric motor in a displacement of the piston. The rotation-translation gear is particularly preferably designed as a ball screw. Preferably, the output element of the rotation-translation gear is connected to the piston.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description with reference to figures.
Es zeigen schematisch:They show schematically:
Das Bremssystem umfasst eine elektrisch ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung
Druckbereitstellungseinrichtung
Der Druckraum
Durch Druckbereitstellungseinrichtung
Bei der hier beispielhaft gezeigten zweikreisigen Bremsanlage ist für die Radbremskreise
Jedem Einlassventil
Die beispielsgemäße Bremsanlage umfasst eine Erfassungseinrichtung
Weiterhin ist eine Erfassungseinrichtung
Außerdem ist eine elektronische Steuer- und Regeleinheit
Bei einem durch den Fahrer eingeleiteten Bremsvorgang in der „Brake-by-wire“-Betriebsart des dargestellten Bremssystems (dies ist die Normalbetriebsart) stellt der Fahrer mittels einer Bremspedalbetätigung eine Bremsanforderung. Die Bremspedalbetätigung wird mittels geeigneter Sensoren
Ein Bremsdruckabbau, ob an allen oder an einzelnen Radbremsen (z.B. wie im Falle einer Antiblockierregelung oder Traktionskontrollregelung oder Fahrdynamikregelung (Elektro- nisches Stabilitätprogramm)) kann mittels der Einlass- und Auslassventil
Daher ist beispielsgemäß der Druckraum
Es ist ein Verfahren zum Betreiben eines oben beschriebenen „Brake-by-wire“-Bremssystems bekannt, in welchem nach jedem Bremsvorgang in der Normalbetriebsart der Kolben
Wie sich zeigte, ereignet sich daher ein starker Verschleiß ausschließlich im vorderen Bereich der Zylinder-Kolben-Anordnung. Bei an dem Kolben
In
In Block
Wenn ein Bremsvorgang eingeleitet wurde (JA in Block
Ist die aktuelle Position X kleiner als der Positionsgrenzwert X_grenz (NEIN in Block
Wenn das Fahrzeug ausgeschaltet wurde (JA in Block
Der Kolben
Erst wenn die aktuelle Position X des Kolbens
Kolben
Das sukzessive Vorfahren (in Bremsbetätigungsrichtung
Der Kolben
Durch geeignete Wahl des Positionsgrenzwerts X_grenz sind verschiedene Modi der Ansteuerung denkbar. Ziel ist es in allen Fällen, eine optimale Vergleichmäßigung des Verschleißes zu erzielen. By suitable choice of the position limit value X_grenz different modes of control are conceivable. The aim in all cases is to achieve an optimal equalization of the wear.
Bevorzugt wird der Positionsgrenzwert X_grenz in Abhängigkeit von zumindest einer erfassten Umfeldinformation und/oder einer Fahrzustands- oder Fahrdynamikgröße, z.B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, bestimmt.The position limit value X_grenz is preferably selected as a function of at least one detected environment information and / or a driving state or driving dynamics variable, e.g. the vehicle speed, determined.
Bevorzugt ist auch folgender Aspekt bei dem Verfahren zu berücksichtigen: Es muss immer noch genügend Verfahrweg am Ende der Zylinder-Kolben-Anordnung übrig sein, um eine unerwartete Bremsregelung ausführen zu können.The following aspect is also to be considered in the method: there must still be sufficient travel path at the end of the cylinder-piston Arrangement left to perform an unexpected brake control can.
So könnte z.B. nur ein Anteil von 30% des maximal möglichen Verfahrweges X_max des Kolbens
So liegt bei Minustemperaturen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für eine Antiblockierregelung vor und entsprechend liegt der Anteil dann vorteilhafterweise deutlich unter 30%.Thus, there is an increased probability of anti-skid control at minus temperatures, and accordingly the proportion is advantageously well below 30%.
Bei z.B. FSA Manövern liegt der Positionsgrenzwert z.B. bei 50% des maximal möglichen Verfahrweges X_max.At e.g. FSA maneuvers, the position limit is e.g. at 50% of the maximum possible travel X_max.
Die Ansteuerung wird bevorzugt variabel ausgeführt.The control is preferably carried out variably.
Durch die Erfindung wird sichergestellt, dass der Verschleiß zwischen Dichtelement
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine wirkungsvolle Methode vorgeschlagen, um den Verschleiß der Dichtung zwischen Kolben und Zylinder der Druckbereitstellungseinrichtung zu minimieren, indem der Verschleiß gleichmäßiger über einen größeren Längenbereich, insbesondere über die gesamte Länge, der Zylinder-Kolben-Anordnung verteilt wird. Die Flächenbelastung wird über den Längenbereich bzw. die gesamte Länge gleichmäßig verteilt und maximiert so die Haltbarkeit der gesamten Druckbereitstellungseinrichtung, welche eine wesentliche und sicherheitsrelevante Baugruppe des „By-wire“-Bremssystems bildet.By the method according to the invention an effective method is proposed to minimize the wear of the seal between the piston and cylinder pressure supply device by the wear is distributed more uniformly over a greater length range, in particular over the entire length of the cylinder-piston assembly. The surface loading is distributed evenly over the length range or the entire length and thus maximizes the durability of the entire pressure supply device, which forms an essential and safety-relevant assembly of the "by-wire" -Bremssystems.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil eines vergleichsweise gleichmäßigen mechanischen Verschleißes eines hochbelasteten Bauteils. Dies führt zu einer vergleichsweise geringen hydraulisch-mechanischen Belastung der Schlüssel-Komponente (Lebensdauer) und somit zu einer hohen Zuverlässigkeit des Gesamtgerätes.The inventive method offers the advantage of a relatively uniform mechanical wear of a highly loaded component. This leads to a comparatively low hydraulic-mechanical load on the key component (service life) and thus to a high reliability of the overall device.
Da für das erfindungsgemäße Verfahren kein Eingriff in die Konstruktion (Hardware) der Druckbereitstellungseinrichtung notwendig ist, ist die Erfindung somit im Wesentlichen kostenneutral.Since no intervention in the construction (hardware) of the pressure-providing device is necessary for the method according to the invention, the invention is thus essentially cost-neutral.
Ein bevorzugtes Bremssystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der
Eine beispielsgemäße Druckbereitstellungseinrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird z.B. in der
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