DE102005007994B4

DE102005007994B4 - Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs und Bremssystem

Info

Publication number: DE102005007994B4
Application number: DE200510007994
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaessmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: FR2882314A1; DE102005007994A1; CN1824554A; CN100591555C

Abstract

Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs, wobei – der Lösegradient (grad), mit dem ein Fahrer vom Gaspedal (2) geht, bestimmt, – ein Schwellenwert (SW) für den Lösegradienten vorgegeben wird, – wenigstens eine Radbremse (4) automatisch vorgespannt wird, wenn der Lösegradient (grad) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsentemperatur (T) einer Radbremse (4) ermittelt wird und bei heiß gefahrener Betriebsbremse der Lösegradienten-Schwellenwert (SW) in Abhängigkeit von der ermittelten Bremsentemperatur (T) festgelegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs, sowie eine Kfz-Bremsanlage.
Auf dem Gebiet der Kfz-Radbremsen ist es allgemein bekannt, dass die Bremswirkung einer Radbremse bei hohen Temperaturen aufgrund eines geringeren Reibwerts abnimmt. Diese Eigenschaft von Radbremsen wird auch als „Fading” bezeichnet. Bei heißen Radbremsen ist somit eine vergleichsweise größere Bremskraft erforderlich, um die gleiche Bremswirkung zu erzielen. Insgesamt ergibt sich dadurch ein verlängerter Bremsweg, der für die Fahrsicherheit von Nachteil ist.
Aus der gattungsbildenden DE 197 12 859 A1 ist eine Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät bekannt. Bei dieser Bremsregelungsanlage mit einem Bremspedal, über dessen Betätigung ein Vorsteuerdruck vom Fahrer vorgebbar ist, und mit vom Bremspedal entkoppelten steuerbaren Hilfs-Bremskreis-Komponenten zur Einstellung von Druckwerten in den Radbremszylindern eines Kraftfahrzeug-Rades, wobei in einem Normalbetrieb der tatsächliche Druckwert dem Vorsteuerdruck entspricht und in einem Hilfsbetrieb der tatsächliche Druckwert größer als der Vorsteuerdruck eingestellt werden kann, ist ein Drucksensor zur Erfassung des Vorsteuerdruckes und des Vorsteuerdruck-Gradienten vorgesehen und schaltet das Steuergerät auf den Hilfsbetrieb um, wenn der Vorsteuerdruck eine erste Schwelle und der Vorsteuerdruckgradient eine zweite Schwelle überschritten haben. Vorzugsweise wird eine Vorbereitungsstellung eingestellt, wenn die Geschwindigkeit des Loslassens des Gaspedals eine dritte Schwelle überschritten hat und/oder wenn eine Pedalwechselzeit eine vierte Schwelle unterschritten hat, auch wenn die Bedingungen zum Umschalten auf den Hilfsbetrieb noch nicht vorliegen.
In der DE 198 12 554 A1 wird bei einem Verfahren zur Steuerung des Bremsdruckverlaufs während einer EBV-Regelung während eines Bremsvorgangs die Fahrzeugverzögerung erfasst und als Regelkriterium ausgewertet und dabei eine Erhöhung des Bremsdrucks in den Hinterradbremsen nur dann zugelassen, wenn (a) die Fahrzeugverzögerung nach dem EBV-Eintritt über einen Mindestwert angestiegen ist oder wenn (b) Kriterien vorliegen, die auf ein Bremsfading oder einen Bremsenfehler hinweisen oder wenn (c) die Fahrzeugverzögerung einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Als Kriterium für Bremsfading wird die Bremsentemperatur, welche mittels eines Modells berechnet wird, herangezogen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein Bremssystem zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs bei heiß gefahrenen Bremsen zu schaffen.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 oder 4 bzw. Patentanspruch 7 oder 9 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, eine Radbremse automatisch vorzuspannen, d. h. mit einem geringen Bremsdruck von wenigen bar zu beaufschlagen, wenn der Fahrer vom Fahrpedal geht, also noch bevor der Fahrer das Fuß-Bremspedal tatsächlich betätigt. Dadurch werden die Bremsbacken mit geringer Kraft gegen das gebremste Element (z. B. Bremsscheibe) gepresst. Dies hat den Vorteil, dass die Radbremse bei einer anschließenden Betätigung des Fuß-Bremspedals schon vorgespannt ist, wodurch sich die Ansprechzeit der Radbremse reduziert und somit auch der Bremsweg verkürzt.
Das Vorspannen der Bremsanlage wird ausgelöst, wenn der Fahrer mit einem Lösegradienten vom Fahrpedal geht, der größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. In diesem Fall wird angenommen, dass eine kritische Fahrsituation vorliegt und der Fahrer in Kürze die Betriebsbremse betätigen wird.
Das präventive Vorspannen der Bremsanlage eines Kfz ist grundsätzlich bereits unter der Bezeichnung „Vorbefüllen der Bremsanlage” aus dem Stand der Technik bekannt. Im Unterschied zum bekannten Vorbefüll-Verfahren wird hier jedoch vorgeschlagen, den Schwellenwert für das Auslösen der Vorbefüllung in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur einzustellen. Bei hoher Bremsentemperatur wird erfindungsgemäß ein kleinerer Schwellenwert verwendet als bei niedriger Bremsentemperatur. Dies hat den Vorteil, dass die Fahrzeugbremse bei hoher Bremsentemperatur bereits bei einem langsameren Lösen des Gaspedals vorbefüllt wird, wodurch wiederum der Bremsweg verkürzt werden kann.
Die Vorbefüllung der Radbremsen bringt üblicherweise auch eine geringe Fahrzeugverzögerung mit sich, die vom Fahrer als störend empfunden werden kann, wenn er nach dem Lösen des Gaspedals nicht auf die Bremse tritt. Im Falle einer heiß gefahrenen Bremse kann der Schwellenwert jedoch beträchtlich gesenkt werden, da die Bremswirkung wegen des geringeren Reibwerts der Bremsbeläge (Fading) ohnehin geringer ist und die vorgespannte Radbremse keine starke Fahrzeugverzögerung bewirkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann wahlweise oder zusätzlich zur temperaturabhängigen Einstellung des Schwellenwerts auch die Stärke der Vorbefüllung temperaturabhängig variiert werden. Die Radbremsen werden in diesem Fall bei höherer Temperatur mit einem vergleichsweise höheren Vorbefüll-Bremsdruck beaufschlagt als bei geringerer Bremsentemperatur. Dadurch kann wiederum die Fahrsicherheit verbessert werden.
Erfindungsgemäß können für den Schwellenwert und/oder den Vorbefüll-Bremsdruck entweder einzelne Werte oder eine stetige temperaturabhängige Funktion vorgegeben sein. Im Falle einer Funktion hat diese vorzugsweise abschnittsweise einen linearen Verlauf. Die Funktion ist darüber hinaus vorzugsweise proportional zur Bremsentemperatur.
Die Bremsentemperatur wird vorzugsweise nicht gemessen sondern anhand verschiedener Informationen, wie z. B. der Anzahl und Stärke der Bremsenbetätigungen in der Vergangenheit, berechnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm mit den wesentlichen Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Vorbefüllen der Radbremsen bei heiß gefahrener Bremse;
2 den Verlauf des Lösegradient-Schwellenwerts in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur;
3 den Verlauf des Vorbefüll-Bremsdrucks in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur; und
4 ein schematisches Blockdiagramm einiger Komponenten einer Kfz-Bremsanlage.
1 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Vorbefüllen einer Radbremse 4 (siehe 4) bei hoher Bremsentemperatur. Dabei wird die Radbremse 4 automatisch mit einem geringen Bremsdruck vorgespannt, wenn der Fahrer so schnell mit dem Fuß vom Gaspedal geht, dass der Lösegradient (grad) einen vorgegebenen Schwellenwert SW überschreitet. Der Schwellenwert SW ist hier variabel und eine Funktion der Bremsentemperatur T.
Das Vorbefüll-Verfahren umfasst im wesentlichen folgende Schritte: in einem ersten Schritt 10 wird zunächst die Bremsentemperatur T ermittelt. Dies erfolgt üblicherweise durch Auswertung der aktuell und in der Vergangenheit durchgeführten Bremseneingriffe, wobei insbesondere die Anzahl und Dauer der Bremseneingriffe berücksichtigt wird. Die Berechnung der Bremsentemperatur T kann beispielsweise von einem in einem Steuergerät 1 (siehe 4) hinterlegten Algorithmus 5 durchgeführt werden.
In Schritt 11 wird dann ein Schwellenwert SW für einen Lösegradienten (grad), mit dem der Fahrer vom Gaspedal geht, bestimmt. Der Schwellenwert SW ist dabei eine Funktion der Bremsentemperatur T und kann z. B. gemäß der in 2 dargestellten Kennlinie eingestellt werden.
In Schritt 12 wird das Ausgangssignal eines Pedalwertgebers 2 ausgewertet und daraus ein Lösegradient (grad) berechnet, mit dem der Fahrer vom Gaspedal geht. In Schritt 13 wird ein Schwellenwertvergleich durchgeführt und abgefragt, ob der Lösegradient den Schwellenwert SW übersteigt. Falls der Lösegradient (grad) größer ist als der Schwellenwert SW wird die Radbremse 4 im nächsten Schritt 14 mit geringem Bremsdruck beaufschlagt und dadurch vorgespannt. Eine nachfolgende Bremsung kann daher mit kürzerer Ansprechzeit durchgeführt werden.
2 zeigt den Verlauf des Schwellenwerts SW für den Lösegradienten in Abhängigkeit von der Temperatur T am Beispiel zweier verschiedener Kennlinien 15, 16. Die mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnete Kennlinie hat zwischen 400°C und 800°C einen linearen Verlauf. Der Schwellenwert SW ändert sich dabei umgekehrt proportional zur Temperatur. Die Auslöseschwelle für das Vorbefüllen der Fahrzeugbremsen 4 wird dadurch mit zunehmender Temperatur T stetig herabgesetzt.
Bei Verwendung der Kennlinie 16 ändert sich der Schwellenwert SW nur zwischen zwei Werten. Im Temperaturbereich von weniger als 400°C hat der Schwellenwert den Wert 1 und im Bereich zwischen 400°C und 800°C einen Wert von ca. 0,7.
3 zeigt beispielhaft den Verlauf des Vorbefüll-Bremsdrucks p über der Temperatur T. Die Kennlinie 17 hat einen linearen Abschnitt zwischen 400°C und 800°C, in dem der Vorbefüll-Bremsdruck p stetig steigt. Folglich wird die Radbremse 4 bei höheren Temperaturen T stärker vorgespannt als bei niedrigeren Temperaturen T. Die Einstellung des Vorbefüll-Bremsdrucks p in Abhängigkeit von der Temperatur T kann wahlweise oder zusätzlich zu dem in 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
4 zeigt verschiedene Elemente einer Kfz-Bremsanlage, die für das Vorbefüllen der Radbremsen 4 von Bedeutung sind. Diese umfassen ein Steuergerät 1, einen Pedalwertgeber 2 des Gaspedals, dessen Ausgangssignal vom Steuergerät 1 ausgewertet wird, ein mit dem Steuergerät 1 verbundenes Stellglied 3, wie z. B. eine Hydraulikpumpe, und eine Radbremse 4. Das Steuergerät 1 erhält über die Dateneingänge „data” Informationen über die Anzahl und Dauer von Bremseneingriffen und schätzt daraus die aktuelle Bremsentemperatur T mittels eines mathematischen Algorithmus 5. Daneben berechnet das Steuergerät 1 aus dem Ausgangssignal des Pedalwertgebers 2 einen Lösegradienten, mit dem der Fahrer vom Gaspedal gegangen ist. Hierzu ist ebenfalls ein Rechenalgorithmus 6 vorgesehen. Außerdem bestimmt das Steuergerät 1 einen Schwellenwert SW für den Lösegradienten in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur T mittels eines Algorithmus 7. Überschreitet der Lösegradient ΔPW den Schwellenwert SW, wird das Stellglied 3, wie z. B. eine Hydraulikpumpe, angesteuert und somit die Radbremse 4 vorgespannt. Dadurch verringert sich die Ansprechzeit des Bremssystems in zuvor beschriebener Weise.
Bezugszeichenliste

1: Steuergerät
2: Pedalwertgeber
3: Stellglied
4: Radbremse
5: Algorithmus zur Berechnung der Temperatur
6: Algorithmus zur Berechnung des Lösegradienten
7: Kennlinie für den Schwellenwert SW
10–14: Verfahrensschritte
15, 16: Schwellenwert-Kennlinien
17: Kennlinie für den Vorbefülldruck
SW: Schwellenwert
p: Vorbefüll-Bremsdruck
T: Temperatur

Claims

Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs, wobei – der Lösegradient (grad), mit dem ein Fahrer vom Gaspedal (2) geht, bestimmt, – ein Schwellenwert (SW) für den Lösegradienten vorgegeben wird, – wenigstens eine Radbremse (4) automatisch vorgespannt wird, wenn der Lösegradient (grad) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsentemperatur (T) einer Radbremse (4) ermittelt wird und bei heiß gefahrener Betriebsbremse der Lösegradienten-Schwellenwert (SW) in Abhängigkeit von der ermittelten Bremsentemperatur (T) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösegradienten-Schwellenwert (SW) bei höherer Bremsentemperatur (T) kleiner ist als bei niedrigerer Bremsentemperatur (T).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösegradienten-Schwellenwert (SW) zumindest abschnittsweise eine lineare Funktion der Bremsentemperatur (T) ist.
Bremssystem für Kraftfahrzeuge, umfassend – ein Steuergerät (1), – wenigstens eine Radbremse (4), – ein mit dem Steuergerät (1) verbundenes Stellglied (3), mit dem der an der Radbremse (4) wirkende Bremsdruck (p) automatisch variiert werden kann, – einen Gaspedalwertgeber, wobei das Steuergerät (1) einen Lösegradienten (grad) berechnet, mit dem der Fahrer vom Gaspedal geht, und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes des Lösegradienten das Stellglied (3) derart ansteuert, dass die wenigstens eine Radbremse vorgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Ermitteln der Bremsentemperatur (T) der Radbremse (4) vorgesehen ist und bei heiß gefahrener Betriebsbremse der Lösegradienten-Schwellenwert (SW) in Abhängigkeit von der ermittelten Bremsentemperatur (T) festgelegt wird.
Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät (1) eine Funktion hinterlegt ist, die den Verlauf des Lösegradienten-Schwellenwerts (SW) über der Bremsentemperatur (T) beschreibt.
Bremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion einen linearen Abschnitt aufweist.
Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Fahrzeugs, wobei – der Lösegradient (grad), mit dem ein Fahrer vom Gaspedal (2) geht, bestimmt wird, – ein Schwellenwert (SW) für den Lösegradienten vorgegeben wird, – wenigstens eine Radbremse (4) automatisch vorgespannt wird, wenn der Lösegradient (grad) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsentemperatur (T) einer Radbremse (4) ermittelt wird und bei heiß gefahrener Betriebsbremse das Vorspannen der mindestens einen Radbremse mit einem bestimmten, in Abhängigkeit von der ermittelten Bremsentemperatur (T) festgelegten Vorbefüll-Bremsdruck (p) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbefüll-Bremsdruck (p) bei höherer Bremsentemperatur (T) größer ist als bei niedrigerer Bremsentemperatur (T).
Bremssystem für Kraftfahrzeuge, umfassend – ein Steuergerät (1), – wenigstens eine Radbremse (4), – ein mit dem Steuergerät (1) verbundenes Stellglied (3), mit dem der an der Radbremse (4) wirkende Bremsdruck (p) automatisch variiert werden kann, – einen Gaspedalwertgeber, wobei das Steuergerät (1) einen Lösegradienten (grad) berechnet, mit dem der Fahrer vom Gaspedal geht, und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes des Lösegradienten das Stellglied (3) derart ansteuert, dass die wenigstens eine Radbremse vorgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Ermitteln der Bremsentemperatur (T) der Radbremse (4) vorgesehen ist und bei heiß gefahrener Betriebsbremse das Vorspannen der mindestens einen Radbremse mit einem bestimmten, in Abhängigkeit von der ermittelten Bremsentemperatur (T) festgelegten Vorbefüll-Bremsdruck (p) erfolgt.