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