DE10114599A1 - Verfahren zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Verfahren zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, bei dem die Radbremsen des Fahrzeugs mit der ersten, fremdbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar sind, die durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist, die ein dem Fahrerverzögerungswunsch entsprechendes Signal nach Maßgabe der Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung, vorzugsweise ein Bremspedal, erzeugt und bei dem die Radbremse des Fahrzeugs mit dem hydraulischen Druck aus einer zweiten, fahrerbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar sind, wird dem Fahrer ein Übergang einer Druckbeaufschlagung der Radbremse durch die erste, frembetätigbare Druckquelle auf eine Druckbeaufschlagung der Radbremse durch die zweite, fahrerbetätigbare Druckquelle mittels einer haptischen Rückmeldung über die Bremsbetätigungseinrichtung angezeigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, bei dem die Radbremsen des Fahrzeugs mit einer ersten, fremdbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar sind, die durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist, die ein dem Fahrerverzögerungswunsch entsprechendes Signal nach Maßgabe der Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung, vorzugsweise ein Bremspedal, erzeugt und bei dem die Radbremsen des Fahrzeugs mit dem hydraulischen Druck aus einer zweiten, fahrerbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar sind.
Hydraulische Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge mit einer fremdbetätigbaren Druckquelle sind bekannt. Bei der elektrohydraulischen Bremse (EHB) ist die Radbremse mit dem hydraulischen Druck aus einer fremdbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar. Die fremdbetätigbare Druckquelle wird von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert, die ein dem Fahrerverzögerungswunsch entsprechendes Signal nach Maßgabe der Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung und ggf. weiterer Vorgaben, insbesondere eines Bremspedals, durch den Fahrer erzeugt.
Ein derartiges elektrohydraulisches Bremsbetätigungssystem ist zum Beispiel in der DE 197 18 533 A1 beschrieben. Es weist eine durch die elektronische Steuereinheit ansteuerbare Motor-Pumpen-Speicher-Einheit als fremdenergiebetätigte erste Druckquelle und einen Hauptbremszylinder als eine zweite Druckquelle auf, mit deren Druck die Radbremsen des Fahrzeuges beaufschlagbar sind. Den Radbremsen sind Regelventile vorgeschaltet, um die Radbremsen wahlweise mit der Druckquelle oder einem Druckmittelvorratsbehälter zu verbinden. Eine Notfallenergieversorgung dieses hydraulischen Bremssystems wird dadurch erreicht, dass der durch Fahrerfußkraft betätigbare Hauptbremszylinder über eine mittels eines Trennventils absperrbare hydraulische Verbindung mit den Radbremsen verbindbar ist.
Der hydraulische Speicher der Motor-Pumpen-Speicher-Einheit dient der Bereitstellung eines gewissen Volumens an Bremsflüssigkeit unter hohem Druck. Der hydraulische Speicher wird vom Motor-Pumpen-Aggregat der Motor-Pumpen- Speicher-Einheit aufgeladen; das bedeutet, durch eine hydraulische Pumpe wird der hydraulische Speicher mit Druckmittel unter hohem Druck befüllt. Das Volumen im hydraulischen Speicher ist so ausgelegt, dass bei Ausfall des Motor-Pumpen-Aggregats noch mehrere Bremsungen nur unter Verwendung des Speichervolumens getätigt werden können. Nach Erschöpfung des Speichervolumens wird die EHB in den Zustand des hydraulischen Durchgriffs (Failsafe) gesetzt, in dem der Fahrer bei geöffnetem Trennventil über die hydraulische Verbindung zwischen Hauptbremszylinder und den Radbremsen nur unter Verwendung seiner Kraft Druck in den Radbremsen aufbaut. Dabei muss der Fahrer eine höhere Fußkraft und einen längeren Pedalweg zur Erzielung des gleichen Drucks an den Radbremsen aufbringen. Auf den Übergang in den Zustand des hydraulischen Durchgriffs wird der Fahrer nur durch eine Anzeige oder Warnlampe hingewiesen. Das Problem ist, dass viele Fahrer diesen Hinweis nicht bewusst wahrnehmen und darauf nicht entsprechend reagieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Fahrer auf eine Funktionsstörung, insbesondere einen Ausfall der Lademöglichkeit des hydraulischen Speichers, aufmerksam zu machen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Wesentlich an der Erfindung ist es, dass dem Fahrer ein Übergang einer Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die erste, fremdbetätigbare Druckquelle auf eine Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die zweite fahrerbetätigbare Druckquelle mittels einer haptischen Rückmeldung angezeigt wird. Hier kann vorteilhaft mittels der Bremsbetätigungseinrichtung selbst ein Hinweis auf diesen Übergang gegeben werden, indem der Fahrer bei Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung eine Veränderung der von ihm gewohnten Systemreaktion erfährt.
Vorzugsweise wird beim Übergang einer Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die erste, fremdbetätigbare Druckquelle auf eine Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die zweite, fahrerbetätigbare Druckquelle eine Drucksollwert-Kurve und/oder eine Charakteristik der Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere eine Kennlinie eines Bremspedals, verändert, um dem Fahrer einen komfortablen Übergang hinsichtlich des Betätigungsgefühls zu ermöglichen und ihm zugleich eine haptische Rückmeldung des Übergangs von der fremdkraftbetätigten Bremsung zu der fahrerkraftbetätigten Bremsung anzuzeigen. Dies ermöglicht vorzugsweise zumindest eine vorgegebene Funktion für die Drucksollwert-Kurve und/oder die Charakteristik der Bremsbetätigungseinrichtung, die vorteilhaft einen kontinuierlichen Übergang gestattet.
Der Begriff "Drucksollwert-Kurve" ist hier weit aufzufassen: Darunter sind sämtliche Zusammenhänge zu verstehen, wonach in Anhängigkeit von einer bestimmten Fahrervorgabe durch eine Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung die Bremsensteuerung beeinflusst wird, wie ein bestimmter in den Radbremsen einzustellender Druck (Drucksollwert-Kurve) oder ein Bremsmoment (Bremsmomentsollwert-Kurve) oder eine Fahrzeugverzögerung (Fahrzeugverzögerungssollwert-Kurve).
Vorteilhaft wird dem Fahrer durch ein "längeres" Pedal und/oder eine größere Gegenkraft am Pedal - verglichen mit der Situation der fremdkraftbetätigten Bremsung - eine Veränderung hin zu einem Zustand ohne Verstärkung vorgegeben. Der Begriff "längeres Pedal" bedeutet hier einen für eine bestimmte Bremskraft längeren Pedalweg.
Die Funktion gibt eine Übergangs-Drucksollwert-Kurve (PÜ) oder Kurvenschar vor, die vorteilhaft zwischen der Nominalkurve (Pnom) (bei funktionierendem System) und der Kurve im Modus der fahrerkraftbetätigten Bremsung (PF) liegt, oder alternativ oder zusätzlich wird eine Funktion vorgegeben, mit der der Bremsbetätigungseinrichtung eine bestimmte Charakteristik, das bedeutet insbesondere eine vorgegebene Pedalkennlinie, aufgeprägt wird, die vorteilhaft zwischen der Nominalkurve (Fnom) (bei funktionierendem System) und der Kurve im Modus der fahrerkraftbetätigten Bremsung (FF) liegt. Bei dieser alternativen Möglichkeit wird also der Zusammenhang zwischen Pedalweg (x) und -kraft (F) direkt geändert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Kurve sich bei abnehmender Ladung des Speichers immer mehr der Kurve der fahrerkraftbetätigten Bremsung nähert.
Der Pedalweg ist bei funktionierendem System, das bedeutet mit Fremdkraftunterstützung, auch während des hier beschriebenen Übergangs durch die hydraulische Trennung der Betätigung von den Radbremsen wesentlich kürzer als im Zustand der fahrerkraftbetätigten Bremsung. Daher ist es vorgesehen, dass die Solldruckkurve (Psoll) beim Übergang (PÜ) zwischen den beiden Zuständen sich im Bereich des maximalen Pedalwegs (xmax') der Nominalkurve (Pnom) annähert, um auch hier eine maximale Verzögerung in jedem Betriebsfall sicherzustellen. Dies ist in Fig. 1 in Abhängigkeit des Pedalwegs (x) dargestellt.
In der Fig. 2 sind Pedalkennlinien, das bedeutet die Anhängigkeit der Pedalkraft (FPedal) vom Pedalweg (xPedal), dargestellt. Analog zur Solldruckkurve für den Übergang (PÜ) ist hier ebenfalls eine Übergangsfunktion (FÜ) vorgesehen. Wird die Pedalkennlinie (Fnom) zusätzlich zu der Solldruckkurve (Psoll) verändert, dann stellt sich auch ein anderer, maximaler Pedalweg (xmax, Ü) ein. Dies ist in Fig. 2 gezeigt.
Eine vorteilhafte Ausprägung besteht dabei darin, mindestens einen zusätzlichen Volumenverbraucher parallel oder anstatt des Simulators im beschriebenen Übergangsmodus einzuschalten, um damit den Pedalweg künstlich zu verlängern. Dies kann vorzugsweise durch Öffnen mindestens eines der Trennventile zu den Rädern erfolgen, um damit einen Teil der Räder unter ausschließlicher Verwendung der Fahrerkraft zu bremsen, während die verbleibenden Räder weiterhin aus dem hydraulischen Speicher gebremst werden.
Durch die Erfindung wird der Fahrer nicht durch eine für ihn plötzliche Verstärkungsänderung (durch Umschaltung in nur fahrerkraftabhängige Bremsfunktion) überrascht, sondern erfährt eine langsame Änderung. Vorteilhaft ist eine kontinuierliche oder stufenförmige Änderung der Solldruckkurve und/oder Pedalkennlinie in Abhängigkeit der Speicherladung bei Ausfall der Ladefunktion des Speichers, die ein komfortables Pedalgefühl ermöglicht, wobei der Fahrer aber durch die Veränderung der Solldruckkurve und/oder Pedalkennlinie die Funktionsstörung der Bremse erkennt.
In der Fig. 3 ist das Bremsbetätigungssystem dargestellt. Es besteht aus einem mittels eines Betätigungspedals 1 betätigbaren Hauptbremszylinder 2 als zweite Druckquelle. Der Hauptbremszylinder 2 wirkt mit einem Simulator oder Pedalwegsimulator 3 zusammen, der das für den Fahrer gewöhnliche, bei einem Bremsvorgang spürbare Pedalgefühl gewährleistet. Der Hauptbremszylinder 2 steht vorzugsweise mit einem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung. An den Druckraum des Hauptbremszylinders 2, an den ein Drucksensor 5 angeschlossen sein kann, sind mittels durch Trennventile 6, 7 absperrbare hydraulische Leitungen 8, 9 Radbremsen 10,11, 12, 13 angeschlossen. Wie der Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, ist ein als erste Druckquelle (Fremddruckquelle) dienendes Motor-Pumpen-Aggregat 20 mit einem Hochdruckspeicher 21 und gegebenenfalls weiteren Ventilen 22, 23 vorgesehen. Das Motor-Pumpen-Aggregat 20 besteht aus einer mittels eines Elektromotors 24 angetriebenen Pumpe 25. Die Saugseite der Pumpe 25 ist über eine Leitung 26 an den Druckmittelvorratsbehälter 4 angeschlossen. Der in den Radbremsen 10-13 aufgebrachte hydraulische Druck wird von Drucksensoren 27-30 überwacht. Hydraulische Leitungen 31-34 verbinden den Hochdruckspeicher 21 bzw. die Druckseite der Pumpe 25 über Regelventile 35-38 mit den Radbremsen 10-13.
Der gemeinsamen Ansteuerung des Motor-Pumpen-Aggregats 20 sowie der Ventile dient eine elektronische Steuereinheit (ECU) 39, der als Eingangssignale die Ausgangssignale eines mit dem Betätigungspedal 1 zusammenwirkenden Betätigungswegsensors 40 sowie des Drucksensors 5 zugeführt werden und die eine Fahrerverzögerungswunscherkennung ermöglichen. Zur Fahrerverzögerungswunscherkennung können auch andere Mittel, beispielsweise ein die Betätigungskraft am Betätigungspedal 1 sensierender Kraftsensor verwendet werden. Als weitere Eingangsgrößen werden der elektronischen Steuereinheit 39 die Ausgangssignale der Drucksensoren 27-29 sowie die der Geschwindigkeit des Fahrzeuges entsprechenden Ausgangssignale von schematisch angedeuteten Radsensoren 41-44 zugeführt. Ferner können Signale anderer Systeme, wie Fahrdynamiksysteme oder Fahrassistenzsysteme, wie Tempomat oder Abstandsregelungssysteme, als weitere Eingangsgrößen zugeführt und ausgewertet werden.
Im folgenden wird die Funktion des in der Fig. 3 dargestellten Bremsbetätigungssystems erläutert:
Im Ausgangs- bzw. Ruhezustand befinden sich sämtliche Elemente in der in der Fig. 3 gezeigten Schaltstellung. Die Trennventile 6, 7 sind offen, und die Schaltventile 22, 23 sind geschlossen und die Ventile 35-38 geschaltet, um eine hydraulische Verbindung zum Druckaufbau in den Radbremsen 10-13 zu ermöglichen. Wird nun ein Bremsvorgang durch Niederdrücken des Bremsbetätigungspedals 1 eingeleitet, so wird der Betätigungszustand vom Betätigungswegsensor 40 erkannt und der elektronischen Steuereinheit 39 mitgeteilt, deren Steuersignale einerseits ein Umschalten der Ventile 6 und 7 und dadurch eine Trennung des Hauptzylinders 2 von den Radbremsen 10-13 bewirken. Durch den Drucksensor 5 erfolgt eine zweite Meldung des Fahrerverzögerungswunsches bzw. eine Vorgabe eines Ist-Druckwerts an die elektronische Steuereinheit 39, die Ansteuersignale für die Schaltventile 35-38 erzeugt, so dass eine Druckerhöhung in den Radbremsen 10-13 eingeleitet wird. Der sensierte Fahrerwunsch wird durch die ECU 39 in einen Referenzdruck, vorzugsweise über eine gespeicherte Wertetabelle oder eine gespeicherte Kurve, die den Solldruck für die Radbremsen in Abhängigkeit von der Betätigung des Pedals 1 beschreibt, umgerechnet. Die ECU 39 weist auch eine Erkennungsschaltung auf, zur Erkennung einer fehlenden Lademöglichkeit für den Speicher 21. Nach dem Erkennen einer fehlenden Lademöglichkeit für den Speicher 21, z. B. durch Ausfall des Motor-Pumpen- Aggregats 24, 25, wird die Solldruck-Kurve, vorzugsweise in Abhängigkeit des verbleibenden Speichervolumens nach einer vorgegebenen Funktion verändert, um einen komfortablen Übergang zu schaffen und dem Fahrer die Funktionsstörung anzuzeigen, wobei die Solldruckkurve (PÜ) sich im Bereich des maximalen Pedalwegs (xmax') der Nominalkurve (Pnom) annähert, um auch hier eine maximale Verzögerung sicherzustellen (siehe Fig. 1).

Claims (10)

1. Verfahren zur Regelung einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, bei dem die Radbremsen des Fahrzeugs mit der ersten, fremdbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar sind, die durch eine elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist, die ein dem Fahrerverzögerungswunsch entsprechendes Signal nach Maßgabe der Betätigung einer Bremsbetätigungseinrichtung, vorzugsweise ein Bremspedal, erzeugt und bei dem die Radbremsen des Fahrzeugs mit dem hydraulischen Druck aus einer zweiten, fahrerbetätigbaren Druckquelle beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer ein Übergang einer Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die erste, fremdbetätigbare Druckquelle auf eine Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die zweite, fahrerbetätigbare Druckquelle mittels einer haptischen Rückmeldung über die Bremsbetätigungseinrichtung angezeigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Übergang einer Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die erste, fremdbetätigbare Druckquelle auf eine Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die zweite, fahrerbetätigbare Druckquelle eine Drucksollwert-Kurve und/oder eine Charakteristik der Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere eine Kennlinie eines Bremspedals, verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Drucksollwert-Kurve und/oder der Charakteristik der Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere der Kennlinie des Bremspedals, nach zumindest einer vorgegebenen Funktion erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Funktion vorgegeben wird, die einen kontinuierlichen Übergang des Betätigungsgefühls für den Fahrer ermöglicht.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Funktion vorgegeben wird, die dem Fahrer ein "längeres" Pedal und/oder eine größere Gegenkraft an der Betätigungseinrichtung, bezogen auf die alleinige Druckbeaufschlagung der Radbremsen durch die erste Druckquelle, ermöglicht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vorgegebene Funktion eine Drucksollwert-Kurve beschreibt, die zwischen der Drucksollwert-Kurve bei funktionierendem System und der Drucksollwert-Kurve bei einem Ausfall der fremdbetätigbaren Druckquelle liegt und/oder eine vorgegebene Funktion eine bestimmte Charakteristik der Bremsbetätigungseinrichtung, insbesondere eine vorgegebene Pedalkennlinie, beschreibt, die zwischen der Nominalkurve bei funktionierendem System und der Kurve im Modus der fahrerkraftbetätigten Bremsung liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vorgegebene Funktion sich bei abnehmender Beladung des hydraulischen Speichers immer mehr der Kurve bei einem Ausfall der fremdbetätigbaren Druckquelle annähert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Funktion nach Maßgabe des durch die erste, fremdbetätigbare Druckquelle maximal erzeugbaren hydraulischen Drucks veränderbar ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die haptische Rückmeldung, insbesondere das "längere Pedal", durch Zuschalten eines zusätzlichen Druckmittel-Volumenverbrauchers erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die haptische Rückmeldung, insbesondere das "längere Pedal", durch Öffnen zumindest eines Trennventils erfolgt, um zumindest an einem Rad Druck unter Verwendung der Fahrerkraft einzusteuern.
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