DE102005029891A1 - Zustandsabhängige Anhalteruck-Begrenzungsfunktion für Kfz-Bremsanlagen - Google Patents

Zustandsabhängige Anhalteruck-Begrenzungsfunktion für Kfz-Bremsanlagen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage insbesondere für Kfz, mit einer Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST), umfassend wenigstens eine Radbremse (8, 9) und Steuergerät (6), das bei einem Haltevorgang die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) ausführt und hierzu eine Bremskraft-Minderungseinheit (10) ansteuert, die den an der Radbremse (8, 9) wirkenden Bremsdruck teilweise abbaut, um den Anhalteruck zu verringern. Das Fahrzeug kann auch in extremen Betriebszuständen sicher gebremst werden, wenn die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) derart realisiert ist, dass der Umfang der Bremskraftminderung eine Funktion der Steigung der Fahrbahn, der Bremsentemperatur (T) und/oder des Verschleißzustandes der Radbremse (8, 9) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuergerät mit einer Anhalteruck-Begrenzungsfunktion gemäß dem Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, eine mit einem derartigen Steuergerät ausgestattete Kfz-Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8, sowie ein Verfahren zur Anhalteruck-Begrenzung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
  • Bei einem Haltevorgang eines Kfz, bei dem der Fahrer die Betriebsbremse betätigt, kommt es kurz vor dem Stillstand des Fahrzeugs zu einem Reibwertsprung an der Radbremse (Übergang von Gleitreibung zu Haftreibung). Dies führt zu einer plötzlich höheren Verzögerung, die sich als so genannter Anhalteruck bemerkbar macht.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, diesen Anhalteruck mittels einer speziellen Funktion zu reduzieren, die üblicherweise als Anhalteruck-Begrenzungsfunktion bzw. Softstop-Funktion (SST) bezeichnet wird. Die Funktion ist i. d. R. in einem Steuergerät der Bremsanlage als Software hinterlegt. Bei einem Haltevorgang reduziert die Funktion, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit unterschreitet, automatisch den an der Radbremse wirkenden Bremsdruck und hält den Druck dann auf einem vorgegeben Niveau. Um den Bremsdruck zu reduzieren wird eine Bremskraft-Minderungseinheit, wie z.B. in der Bremsleitung sitzende Ventile, automatisch angesteuert,.
  • Bekannte Anhalteruck-Begrenzungsfunktionen arbeiten unter normalen Fahrbedingungen hinreichend gut. In bestimmten Grenzsituationen, wie z.B. einer starken Steigung der Fahrbahn, bei heiß gelaufenen Bremsen oder bei stark abgefahrenen Bremsbelägen kann es jedoch dazu kommen, dass der nach dem automatischen Druckabbau verbleibende Rest-Bremsdruck zu niedrig ist, um das Fahrzeug zu halten bzw. zu niedrig ist, um das Fahrzeug schnell genug zu bremsen. Dadurch kommt das Fahrzeug bei einem starken Gefälle nicht zum Stehen oder es verlängert sich zumindest der Bremsweg.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wirkung der Anhalteruckbegrenzung in Grenzsituationen zu verbessern.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1, Patentanspruch 8 sowie im Patentanspruch 9 genannte Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion derart einzurichten, dass sie in Abhängigkeit von der Steigung der Fahrbahn, der Temperatur der Radbremse und/oder dem Verschleißzustand der Radbremse nur in vermindertem Umfang oder gar nicht aktiviert wird. Die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion wird vorzugsweise ganz deaktiviert, wenn wenigstens einer der genannten Parameter einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug auch in Grenzsituationen bis zum Stillstand abgebremst wird und nicht ungewollt weiterrollt.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Begrenzungsfunktion deaktiviert, wenn die Steigung bzw. das Gefälle der Fahrbahn größer ist als 20%, insbesondere größer als 25%.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Begrenzungsfunktion deaktiviert, wenn die Bremsentemperatur größer ist als 400°C, insbesondere größer als 500°C.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird die Begrenzungsfunktion deaktiviert, wenn eine Bremsen-Verschleißanzeige einen kritischen Verschleißzustand signalisiert.
  • Im Falle einer Aktivierung der Funktion in verringertem Umfang ist die Höhe des automatischen Bremskraftabbaus bzw. der Rest-Bremskraft vorzugsweise abhängig vom Fahrzustand (insbesondere der Steigung) bzw. Betriebszustand des Fahrzeugs (insbesondere der Bremsentemperatur bzw. dem Bremsenverschleiß).
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Kfz-Bremsanlage mit einer Anhalteruck-Begrenzungsfunktion;
  • 2 den Verlauf einer Zustandsvariablen der Begrenzungsfunktion in Abhängigkeit von der Steigung;
  • 3 den Verlauf einer Zustandsvariablen der Begrenzungsfunktion in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur;
  • 4 den Verlauf einer Zustandsvariablen der Begrenzungsfunktion in Abhängigkeit vom Verschleißzustand der Radbremsen;
  • 5 das Ausmaß der Bremskraftminderung in Abhängigkeit von der Steigung der Fahrbahn, der Bremsentemperatur oder dem Verschleißzustand der Radbremsen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer hydraulischen Kfz-Bremsanlage mit einer Halteruck-Begrenzungsfunktion SST, die in einem Steuergerät 6 als Software hinterlegt ist. Die Bremsanlage umfasst im Wesentlichen ein Fuß-Bremspedal 1, einen Bremskraftverstärker 2, einen Hauptbremszylinder 4, sowie einen auf dem Hauptbremszylinder 4 angeordneten Bremsflüssigkeitsbehälter 3. Bei einer Betätigung des Fuß-Bremspedals baut sich in den Bremsleitungen 7 Druck auf, der die Bremszangen 8 gegen die Bremsscheiben 9 der Radbremsen drückt.
  • Die Bremsanlage umfasst ferner eine Hydraulikeinheit 5 mit einer darin enthaltenen Hydraulikpumpe (nicht gezeigt), mittels der in fahrdynamischen Grenzsituationen automatisch Bremsdruck aufgebaut werden kann, um eine Stabilisierungsfunktion (z.B. ESP) durchzuführen. Das Steuergerät 6 ist außerdem mit einer Bremskraft-Minderungseinheit 10 verbunden, mittels der die Halteruck-Begrenzungsfunktion SST durchgeführt wird. Die Bremskraft-Minderungseinheit 10 ist vorzugsweise Bestandteil der Hydraulikeinheit 5.
  • Bei einem Haltevorgang, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeit unterschreitet, wird der an den Radbremsen 8, 9 wirkende Bremsdruck z.B. durch Öffnen von Ventilen in der Bremskraft-Minderungseinheit 10 um einen vorgegebenen Wert reduziert, so dass sich der Halteruck verringert. (Die Auslöseschwelle für die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion kann auch abhängig von der Verzögerung des Fahrzeugs sein).
  • Die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion ist in diesem Ausführungsbeispiel derart gestaltet, dass die Funktion nur innerhalb vorgegebener Grenzen bezüglich des Fahr- oder Bremsenzustands aktiv ist. Außerhalb dieser Grenzen ist die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion vorzugsweise deaktiviert. In den 2–4 ist der Zustand der Begrenzungsfunktion SST in Abhängigkeit von der Steigung der Fahrbahn, der Bremsentemperatur und dem Verschleißzustand der Radbremsen 8, 9 beispielhaft dargestellt.
  • 2 zeigt den Verlauf einer Variablen V, die den Zustand der Begrenzungsfunktion SST (aktiv/inaktiv) in Abhängigkeit von der Steigung der Fahrbahn darstellt. Im vorliegenden Beispiel ist die Begrenzungsfunktion SST aktivierbar (Signalpegel = 1), solange die Steigung der Fahrbahn bzw. das Gefälle kleiner als 25% ist. Bei einer größeren Steigung bzw. einem größeren Gefälle wird die Begrenzungsfunktion SST inaktiv geschaltet (Signalpegel = 0). Die Steigung der Fahrbahn kann beispielsweise mittels eines Neigungswinkelsensors gemessen oder z.B. auch mittels eines Längsbeschleunigungssensors geschätzt werden.
  • 3 zeigt den Verlauf einer SST-Zustandsvariablen V, die den Zustand der Begrenzungsfunktion SST (aktiv/inaktiv) in Abhängigkeit von der Bremsentemperatur anzeigt. In diesem Fall ist die Begrenzungsfunktion SST aktivierbar, wenn die Bremsentemperatur kleiner als 500°C ist. Wenn die Bremsentemperatur 500°C übersteigt, wird die Begrenzungsfunktion SST deaktiviert. Dadurch kann verhindert werden, dass das Bremsverhalten des Fahrzeugs zu schlecht wird oder das Fahrzeug ungewollt weiterrollt. Die Bremsentemperatur kann z.B. mittels eines Bremstemperaturmodells geschätzt werden.
  • 4 zeigt den Verlauf einer SST-Variablen V, die den Zustand der Begrenzungsfunktion SST (aktiv/inaktiv) in Abhängigkeit vom Verschleiß der Radbremsen anzeigt. Das Fahrzeug umfasst in diesem Fall eine aus dem Stand der Technik bekannte Verschleißpille, die dem Fahrer einen kritischen Bremsenzustand anzeigt. Dabei handelt es sich um einen in einem Bremsbelag angeordneten elektrischen Kontakt, der bei einem bestimmten Verschleiß der Radbremse freigelegt wird und dadurch einen Schaltkreis schließt. Die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion wird hier deaktiviert, wenn die Verschleißpille Kontakt hat. Der Verschleiß der Radbremsen könnte wahlweise auch über ein Verschleißmodell berechnet werden.
  • 5 zeigt den Verlauf der Bremskraftminderung bei einer Anhalteruck-Begrenzungsfunktion SST gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion SST unterscheidet in diesem Fall nicht nur zwischen den Zuständen „aktiv" und „inaktiv", sondern ist derart realisiert, dass die Höhe der Bremskraftminderung Δp eine stetige Funktion des Fahr- oder Bremsenzustands ist. Wie aus 5 ersichtlich, ist das Ausmaß der Bremskraftminderung innerhalb eines bestimmten Bereichs linear abhängig von der Referenzgröße. Im Falle der Steigung wird die Bremskraftminderung Δp mit zunehmender Fahrbahnsteigung reduziert. Bei geringer Fahrbahnsteigung ist die Höhe der Bremskraftminderung Δp maximal und nimmt dann in einem vorgegebenen Steigungs-Bereich linear ab. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes SW bleibt die Begrenzungsfunktion SST schließlich vollständig deaktiviert. Bezüglich der anderen Zustandsgrößen gilt hier entsprechendes.
    • 1
    Fuß-Bremspedal
    2
    Bremskraftverstärker
    3
    Bremsflüssigkeitsbehälter
    4
    Hauptbremszylinder
    5
    Hydraulikeinheit
    6
    Steuergerät
    7
    Bremsleitungen
    8
    Bremszangen
    9
    Bremsscheiben
    10
    Bremskraft-Minderungseinheit
    SST
    Anhalteruck-Begrenzungsfunktion

Claims (10)

  1. Steuergerät (6), insbesondere für eine Kfz-Bremsanlage, in dem eine Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) hinterlegt ist, wobei das Steuergerät (6) derart ausgelegt ist, dass bei einem Haltevorgang die an einer Radbremse (8) wirkende Bremskraft durch automatisches Ansteuern einer Bremskraft-Minderungseinheit (10) wenigstens teilweise reduziert wird, um den Anhalteruck zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Bremskraftabbaus (Δp) eine Funktion der Steigung der Fahrbahn (α), der Temperatur (T) der Radbremse (8) und/oder des Verschleißzustands der Radbremse (8) ist.
  2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn die Steigung der Fahrbahn einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet.
  3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn die Steigung der Fahrbahn größer als 20%, insbesondere größer als 25% ist.
  4. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn die Temperatur der Radbremse (8) einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet.
  5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn die Temperatur der Radbremse (8) größer als 400°C, insbesondere größer als 500°C ist.
  6. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn der Bremsenverschleiß einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  7. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn eine Bremsen-Verschleißanzeige einen kritischen Verschleiß anzeigt.
  8. Bremsanlage, insbesondere Kfz-Bremsanlage, mit einer Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST), umfassend wenigstens eine Radbremse (8) und ein Steuergerät (6), in dem die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) hinterlegt ist, wobei das Steuergerät (6) derart ausgelegt ist, dass bei einem Haltevorgang die an der Radbremse (8) wirkende Bremskraft durch automatisches Ansteuern einer Bremskraft-Minderungseinheit (10) wenigstens teilweise reduziert wird, um den Anhalteruck zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Bremskraftabbaus (Δp) eine Funktion der Steigung der Fahrbahn (α), der Temperatur (T) der Radbremse (8) und/oder des Verschleißzustands der Radbremse (8) ist.
  9. Verfahren zum Durchführen einer Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) bei einem Haltevorgang eines Fahrzeugs, wobei ein Steuergerät (6), in dem die Anhalteruck-Begrenzungsfunktion (SST) als Software hinterlegt ist, durch automatisches Ansteuern einer Bremskraft-Minderungseinheit (10) die an einer Radbremse (8) wirkende Bremskraft teilweise reduziert, um den Anhalteruck zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Bremskraftabbaus (Δp) eine Funktion der Steigung der Fahrbahn (α), der Temperatur (T) der Radbremse (8) und/oder des Verschleißzustands der Radbremse (8) ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfunktion (SST) deaktiviert wird, wenn die Steigung der Fahrbahn (α), die Temperatur (T) der Radbremse (8) und/oder der Verschleißzustand der Radbremse (8) einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet.
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