DE102006021186A1 - Motorcycle brake system regulates the braking force applied to one wheel in proportion to that applied to the other wheel - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Bremsdruckes bei einem Motorrad mit Antiblockierfunktion (ABS) und mit Integralbremsfunktion.The The invention relates to a method for controlling the brake pressure a motorcycle with anti-lock braking function (ABS) and integral braking function.
Bei Motorrädern mit Integralbremsfunktion erfolgt aufgrund der Betätigung eines einzigen Bremsbetätigers (z.B. Handbremshebel und/oder Bremspedal) die automatische Bremskraftverteilung bzw. die Bremsdruckverteilung zwischen Vorderrad und Hinterrad entweder durch eine feste Hydraulikverschaltung, mittels der die Bremskraftverteilung in einem vorgegebenen Verhältnis unveränderbar vorgegeben ist, oder über eine Elektronik, mittels der die vorgegebene Bremskraftverteilung gesteuert wird. Bei den elektronischen Systemen mit Integralbremsfunktion und ABS kann die Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterrad bei einer ABS-Bremsung an die tatsächliche Beladung angepasst werden (Bremsenhandbuch, 1. Auflage September 2003, Vieweg-Verlag, ISBN 3-528-03952-3, Seite 176-185).at motorcycles with integral brake function occurs due to the actuation of a single brake actuator (e.g., hand brake lever and / or brake pedal) the automatic brake force distribution or the brake pressure distribution between front wheel and rear wheel either by a fixed hydraulic circuit, by means of the brake force distribution in a predetermined ratio unchangeable is given, or over an electronics, by means of the predetermined braking force distribution is controlled. In the electronic systems with integral brake function and ABS can be the brake force distribution between the front and rear wheels adapted to the actual load during ABS braking (Brake Manual, 1st Edition September 2003, Vieweg-Verlag, ISBN 3-528-03952-3, Page 176-185).
Ferner
ist aus der
In
der
Bei Überschreiten einer vorgegebenen Schlupfgrenze wird ein Druckmodulator derart angesteuert, dass die Bremskraft des Vorderrades reduziert und die des Hinterrades erhöht wird.When crossing a predetermined slip limit becomes a pressure modulator controlled, that reduces the braking force of the front wheel and the the rear wheel increased becomes.
Weiterhin
ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem mit Integralbremsfunktion und Antiblockierfunktion für Motorräder zu schaffen, welches einen möglichst kurzen Bremsweg im Falle einer plötzlich auftretenden Starkbremsung (Gefahrenbremsung) gewährleistet.Of the Invention is based on the object, a brake system with Integralbremsfunktion and anti-blocking function for motorcycles to create one as possible short braking distance in case of sudden strong braking (Emergency braking) guaranteed.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind. Bezüglich der Ausgestaltung und Funktionsweise von Antiblockiersystemen und Integralbremssystemen wird an dieser Stelle Bezug genommen auf die eingangs zitierte Fachliteratur „Bremsenhandbuch", deren diesbezüglicher Inhalt somit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit einbezogen wird. Mit Vorteil findet das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Bremssystem Anwendung, wie es auf Seite 184 unter dem Titel „Integralbremssystem von BMW" beschrieben ist. Ein derartiges System wird hier weiterentwickelt, indem in ein (Brems-)Steuergerät die nachfolgend beschriebene Funktionalität implementiert wird.According to the invention Problem solved by the entirety of the features of claim 1, while in the dependent claims preferred developments of the invention are given. Regarding the Design and operation of anti-lock braking systems and integral braking systems is Reference is made at this point to the cited technical literature "Brake Manual", whose related Content thus included in the disclosure of this application becomes. Advantageously, the method according to the invention is found in a brake system Application as described on page 184 under the title "Integral Brake System by BMW". Such a system is further developed here by the following in a (brake) control unit described functionality is implemented.
Gemäß der Erfindung wird ein möglichst kurzer Bremsweg erreicht, indem eine auftretende Gefahrenbremsung bereits vor Eingriff des ABS-Regelsystems erkannt wird, und in Reaktion hierauf eine Umverteilung der Bremskraft zwischen Vorderrad und Hinterrad vorgenommen wird. Um eine Gefahrenbremsung zu detektieren, wird mindestens ein mit dem Bremswunsch des Fahrers korrelierender Bremsparameter laufend überwacht. Für den Fall, dass der überwachte Bremsparameter einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet, erfolgt gemäß der Erfindung eine Umverteilung der Bremskraft zwischen Vorderrad und Hinterrad (bzw. zwischen zwei Bremskreisen des Fahrzeugs – einem ersten Bremskreis, der ganz oder verstärkt auf das Vorderrad wirkt und einem zweiten Bremskreis, der ganz oder verstärkt auf das Hinterrad wirkt). Mit dieser frühest möglichen Umverteilung wird bereits vor dem Eingreifen des ABS wertvolle Zeit zur Optimierung des Bremsvorgangs genutzt und so ein möglichst kurzer Bremsweg erreicht.According to the invention becomes one as possible short braking distance achieved by an occurring emergency braking already detected before engagement of the ABS control system, and in response then a redistribution of the braking force between the front wheel and Rear wheel is made. To detect emergency braking, becomes at least one with the braking request of the driver correlating brake parameters constantly monitored. For the Case that the supervised Brake parameter reaches or exceeds a predetermined threshold takes place according to the invention a redistribution of braking force between the front and rear wheels (or between two brake circuits of the vehicle - a first brake circuit, the whole or reinforced acts on the front wheel and a second brake circuit, the whole or reinforced acting on the rear wheel). With this earliest possible redistribution is already valuable time to optimize the braking process before ABS intervention used and as possible reached short braking distance.
Als zu überwachender Bremsparameter wird vorzugsweise der im Zeitpunkt der erkannten Gefahrenbremsung vorliegende Bremsdruckgradient in mindestens einem der beiden Bremskreise und/oder der bei Beginn der ABS-Regelung vorliegende Bremsdruckgradient in mindestens einem der beiden Bremskreise und/oder das Maß der Druckerhöhung nach erfolgtem ABS-Regelbeginn und/oder das Zeitverhalten von Druckschwellen im Vergleich zum Blockierdruck während der ABS-Regelung oder eines abgelegten Blockierdruckes vor der ABS-Regelung ausgewertet. Alternativ oder zusätzlich können zur Erkennung einer Gefahrenbremsung auch vorhandene Beschleunigungs- und/oder Geschwindigkeitssensoren verwendet werden, und deren Signale durch Vergleich mit vorbestimmten Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsschwellenwerten entsprechend ausgewertet werden.When to be monitored Bremparameter is preferably the at the time of the detected Emergency braking present brake pressure gradient in at least one the two brake circuits and / or at the beginning of the ABS control present brake pressure gradient in at least one of the two brake circuits and / or the measure of Pressure increase after ABS started and / or the time response of pressure thresholds compared to the blocking pressure during the ABS control or a stalled blocking pressure evaluated before the ABS control. Alternatively or in addition can to detect an emergency braking, also existing acceleration and / or speed sensors are used, and their signals Comparison with predetermined acceleration or speed thresholds be evaluated accordingly.
Die Umverteilung der Bremskraft erfolgt insbesondere dadurch, dass eine Erhöhung des Druckes an einem oder in unterschiedlichem Maße an beiden Rädern des Motorrades erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Wechsel auf eine vorbestimmte Gefahrenbremsung-Druckverteilung erfolgen und/oder ein vorbestimmter Druck-offset aufgeschlagen werden. Vorder- und Hinterrad sollen in jedem Fall schnellstmöglich an die Schlupfschwelle (Blockiergrenze) gebracht werden. Wesentlich bei der Umverteilung der Bremskraft ist, dass die im Zeitpunkt der Gefahrenbremsung vorliegende Gesamtbremskraft schnellstmöglich erhöht wird.The redistribution of the braking force takes place in special in that an increase in the pressure takes place at one or to different degrees on both wheels of the motorcycle. Alternatively or additionally, it is also possible to change over to a predetermined emergency braking pressure distribution and / or to apply a predetermined pressure offset. The front and rear wheels should always be brought as fast as possible to the slip threshold (blocking limit). Essential in the redistribution of the braking force is that the present at the time of emergency braking total braking force is increased as quickly as possible.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Umverteilung der Bremskraft variabel während des gesamten Bremsvorgangs ab Erkennung der Gefahrenbremsung, indem die aufgrund des Bremsdruckes erzeugte Bremskraft zwischen Vorderrad- und Hinterrad (bzw. zwischen Vorderrad- und Hinterradbremskreis) in Abhängigkeit von mindestens einem mit dem Bremswunsch des Fahrers bzw. mit der Bremskraft von Vorder- und/oder Hinterrad korrelierenden Fahrzeugbetriebsparameter und/oder einem, die auf die Fahrbahn übertragbare Bremskraft beeinflussenden Fahrzeugumgebungsparameter erfolgt, derart, dass das Vorderrad und das Hinterrad schnellstmöglich an ihrer jeweiligen Blockiergrenze (Schlupfgrenze) betrieben werden.In a particularly preferred embodiment of Invention, the redistribution of the braking force is variable during the entire braking process from detection of emergency braking by the due to the brake pressure generated braking force between front wheel and rear wheel (or between front and rear brake circuit) in dependence of at least one with the braking request of the driver or with the braking force front and / or rear wheel correlating vehicle operating parameters and / or one that influence the braking force transferable to the roadway Vehicle environment parameter is such that the front wheel and the rear wheel as fast as possible be operated at their respective blocking limit (slip limit).
Als mit der Bremskraft von Vorderrad- und/oder Hinterrad korrelierende Fahrzeugbetriebsparameter werden insbesondere herangezogen, der über den Bremsbetätiger (Bremshebel, Bremspedal) im jeweiligen Bremskreis eingesteuerte Bremsdruck und/oder der in mindestens einem Bremskreis vorliegende aktuelle Bremsdruckgradient und/oder der im Zeitpunkt eines Bremsregeleingriffs in mindestens einem Bremskreis vorliegende Bremsdruckgradient und/oder die in mindestens einem Bremskreis auftretende Druckerhöhung während des Bremsregelvorgangs und/oder das Zeitverhalten von vorbestimmten Bremsdruckschwellen im Vergleich zum jeweiligen Blockierdruck in mindestens einem Bremskreis und/oder die aktuelle Fahrzeugverzögerung. Zeitverhalten von Bremsdruckschwellen wird im Sinne der Erfindung die Auswertung der Zeit von Beginn der Bremsung oder ab Erreichen einer vorbestimmten unteren Bremsdruckschwelle bis zum Erreichen eines vorbestimmten oberen Bremsdruckschwellwertes verstanden. Der Bremsdruckschwellwert ist abhängig vom Blockierdruck. Dieser kann appliziert sein, oder beim ABS-Regelungseinstieg ermittelt werden.When correlating with the braking force of front and / or rear wheel Vehicle operating parameters are used in particular, via the brake actuator (Brake lever, brake pedal) in the respective brake circuit Brake pressure and / or present in at least one brake circuit current brake pressure gradient and / or at the time of a brake control intervention in at least one brake circuit present brake pressure gradient and / or occurring in at least one brake circuit pressure increase during the Brake control process and / or the time behavior of predetermined Brake pressure thresholds in comparison to the respective blocking pressure in at least one brake circuit and / or the current vehicle deceleration. timing of brake pressure thresholds in the context of the invention, the evaluation the time from the beginning of the braking or from reaching a predetermined lower brake pressure threshold until reaching a predetermined understood upper brake pressure threshold. The brake pressure threshold depends on from blocking pressure. This can be applied, or at the ABS control entry be determined.
Mit der Bremskraft von Vorderrad- und/oder Hinterrad korrelierende Fahrzeugumgebungsparameter im Sinne der Erfindung sind insbesondere der aktuelle Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche (bzw. insbesondere der Fahrbahnreibwert) und/oder die aktuelle Umgebungs-Temperatur (Außentemperatur) und/oder die aktuelle Umgebungs-Luftfeuchte.With the braking force of front wheel and / or rear wheel correlating vehicle environment parameters In the context of the invention, in particular the current coefficient of friction between Tire and road surface (or in particular the road friction coefficient) and / or the current ambient temperature (External temperature) and / or the current ambient humidity.
Mit Vorteil erfolgt die Regelung des Bremsdruckes bzw. die hierdurch erzeugte Bremskraftverteilung kennfeldgeregelt. Die Regelung erfolgt anhand mindestens einer hinterlegten Kennlinie, die die Bremskraftverteilung zwischen Vorderrad und Hinterrad festlegt. Im Normalbetrieb (normaler Bremsbetrieb außerhalb einer erkannten Gefahrenbremsung) erfolgt die Verteilung des Bremsdruckes zwischen den beiden Bremskreisen in Abhängigkeit von der hinterlegten Kennlinie. Im Falle einer erkannten Gefahrenbremsung wird die anhand der Kennlinie eingestellte Bremskraftverteilung sprunghaft durch eine Erhöhung des Bremsdruckes in zumindest einem der beiden Bremskreise, vorzugsweise durch eine Erhöhung des Bremsdruckes im Hinterradbremskreis (bzw. eine Erhöhung der Bremskraft am Hinterrad), geändert bzw. umverteilt. Im Anschluss an diesen Sprung erfolgt die weitere Steuerung bzw. Regelung des Bremsdruckes weiter in Abhängigkeit von hinterlegten Vorschriften und Randbedingungen wie Fahrzeugbetriebs- und Fahrzeugumgebungsparametern in herkömmlicher Weise. In einer bevorzugten Weiterbildung der Kennfeldregung des Bremsdruckes sind zwei Kennlinien hinterlegt, wobei eine erste Kennlinie die Bremskraftverteilung zwischen Vorderrad und Hinterrad in einem Solobetrieb des Fahrzeugs ohne Beladung vorgibt, und eine zweite Kennlinie die Bremskraftverteilung bei Soziusbetrieb (Fahrer + Beifahrer) und maximal zulässiger Beladung (maximal zulässiges Gesamtgewicht) vorgibt.With Advantage is the regulation of the brake pressure or thereby produced brake force distribution map-controlled. The regulation takes place based on at least one stored characteristic curve, the brake force distribution between front wheel and rear wheel determines. In normal operation (normal Brake operation outside a detected emergency braking), the distribution of the brake pressure between the two brake circuits depending on the stored Curve. In the case of a detected emergency braking is based on the characteristic set braking force distribution by leaps and bounds an increase the brake pressure in at least one of the two brake circuits, preferably by an increase the brake pressure in the rear wheel brake circuit (or an increase in the Braking force on the rear wheel), changed or redistributed. Following this jump, the others will follow Control or regulation of the brake pressure further depending of stored regulations and boundary conditions such as vehicle operating and vehicle environment parameters in a conventional manner. In a preferred Continuing the map excitation of the brake pressure are two characteristics deposited, wherein a first characteristic, the brake force distribution between front wheel and rear wheel in a solo operation of the vehicle specifies without loading, and a second characteristic, the brake force distribution in passenger mode (driver + front passenger) and maximum permissible load (max permissible Total weight).
Anhand der einzigen Zeichnungsfigur, die eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, soll im Folgenden die Funktionsweise der Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt Kennlinien eines Kennfeldes für den Fall einer kennfeldgeregelten Bremskraftverteilung (bzw. Bremsdruckregelung) zwischen Vorderrad und Hinterrad bei einem Motorrad. Die erste Kennlinie K1 (vollliniert dargestellt) gibt die Bremskraftverteilung (bzw. die Bremsdruckverteilung) zwischen Vorderrad und Hinterrad für ein Motorrad im Solobetrieb ohne Beladung vor. Mit Vorteil ist die Kennlinie K1 in einem Kennfeldbereich unterhalb einer Bremskraftverteilungs-Normkurve KN_leer (gestrichelt dargestellt) für ein Motorrad im Solobetrieb (ohne Beladung) mit einem Fahrer durchschnittlichen Gewichts (Normgewicht) angeordnet. Die Kennlinie K2 (vollliniert dargestellt) gibt die Bremskraftverteilung (bzw. die Bremsdruckverteilung) zwischen Vorderrad und Hinterrad für ein Motorrad im Soziusbetrieb mit Beladung vor. Mit Vorteil ist die Kennlinie K2 in einem Kennfeldbereich oberhalb einer Bremskraftverteilungs-Normkurve KN_beladen für ein Motorrad im Soziusbetrieb mit einem Sozius durchschnittlichen Gewichts (Normgewicht) und mittlerer Beladung angeordnetWith reference to the single drawing figure, which illustrates a possible embodiment of the method according to the invention, the operation of the invention will be explained in more detail below. The figure shows characteristics of a map for the case of a map-controlled braking force distribution (or brake pressure control) between the front and rear wheels in a motorcycle. The first characteristic curve K1 (shown in full line) specifies the brake force distribution (or the brake pressure distribution) between front wheel and rear wheel for a motorcycle in solo operation without loading. Advantageously, the characteristic K1 in a map area below a braking force distribution standard curve K N_leer (dashed lines) for a motorcycle in solo operation (without loading) with a driver average weight (standard weight) arranged. The characteristic curve K2 (shown in full line) specifies the brake force distribution (or the brake pressure distribution) between the front wheel and the rear wheel for a motorcycle in passenger operation with loading. Advantageously, the characteristic K2 is in a map range above a braking force distribution standard curve K N_ laden for a motorcycle in pillion mode with a passenger average weight (standard weight) and average load is classified
Im Falle eines (vom Fahrer aktiv) eingeleiteten Bremsbetriebs erfolgt die Bremskraftverteilung zwischen Vorderrad und Hinterrad (bzw. die Einstellung der Bremsdrücke an Vorder- und Hinterrad) je nach erkannter oder eingestellter Betriebsart gemäß der hinterlegten Kennlinie K1 (z.B. für den Fall Solobetrieb – ohne Beladung), oder gemäß der Kennlinie K2 (z.B. für den Fall eines Soziusbetriebs mit Beladung). Wird anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Zeitpunkt, in dem noch kein Regelvorgang des ABS eingeleitet ist, eine Gefahrenbremsung detektiert, erfolgt eine unmittelbare Umverteilung der Bremskraft zwischen Vorderrad und Hinterrad. Im dargestellten Beispiel wird zu einem bestimmten Zeitpunkt P1 eine Gefahrenbremsung detektiert und unmittelbar im Anschluss hieran der Bremsdruck am Hinterrad um einen vorbestimmten Betrag erhöht. Vorzugsweise wird die Bremskraft am Hinterrad um einen vorbestimmten Prozentsatz, ausgehend von dem im Zeitpunkt der erkannten Gefahrenbremsung vorliegenden Bremsdruck am Hinterrad, erhöht. Im Anschluss an die sprunghafte Druckerhöhung am Hinterrad erfolgt die weitere Druckregelung bzw. -Steuerung durch laufende Anpassung der Druckverhältnisse in Abhängigkeit von den Fahrzeugbetriebsparametern und/oder den Fahrzeugumgebungsparametern und ausgehend von der hinterlegten Kennlinie. Ein Kennlinienverlauf, der sich bei einer erkannten Gefahrenbremsung möglicherweise einstellt, ist in der Figur fett dargestellt. Bis zum Zeitpunkt der Gefahrenbremsung im Punkt P1 erfolgt die Bremskraftverteilung anhand der hinterlegten Kennlinie K1. Im (Zeitpunkt bzw.) Punkt P1 der erkannten Gefahrenbremsung erfolgt eine Druckerhöhung um einen vorbestimmten Prozentsatz. Und im Anschluss an die, aufgrund der erkannten Gefahrenbremsung erfolgten Druckerhöhung wird die weitere Bremskraftverteilung nach einem hinterlegten Berechnungsmodell online ermittelt. Vorzugsweise ist der Betrag, um den die Druckerhöhung am Hinterrad erfolgt, variabel, und abhängig vom Grad der vorliegenden Gefahrenbremsung bzw. des hierfür ermittelten Bremsparameters.in the Case of a (active by the driver) initiated braking operation takes place the brake force distribution between front wheel and rear wheel (resp. the setting of the brake pressures on the front and rear wheels) depending on the operating mode detected or set according to the deposited Characteristic K1 (e.g., for the case solo operation - without Load), or according to the characteristic K2 (e.g., for the case of a passenger operation with loading). Is the basis of the method according to the invention at a time when no regulatory action of the ABS has been initiated is, detects an emergency braking, there is an immediate Redistribution of braking force between the front wheel and the rear wheel. in the Example shown at a certain time P1 a Emergency braking detected and immediately afterwards the brake pressure on the rear wheel increased by a predetermined amount. Preferably is the braking force on the rear wheel by a predetermined percentage, starting from the time of the detected emergency braking Brake pressure on the rear wheel, increased. Following the sudden increase in pressure on the rear wheel, the further pressure regulation or control by continuous adaptation of the pressure conditions dependent on from the vehicle operating parameters and / or the vehicle environment parameters and starting from the stored characteristic. A characteristic curve, which may occur in the event of a detected emergency braking, is in the figure shown in bold. Until the time of emergency braking In point P1, the brake force distribution is based on the stored Characteristic K1. In (point in time) point P1 of the detected emergency braking there is an increase in pressure by a predetermined percentage. And following that, due The detected emergency braking was carried out pressure increase the further brake force distribution according to a stored calculation model determined online. Preferably, the amount by which the pressure increase on Rear wheel takes place, variable, and depending on the degree of present Emergency braking or of this determined brake parameters.
Die sprunghafte Erhöhung des Bremsdruckes am Hinterrad ist vorstehend am Beispiel für den Solobetrieb (ausgehend von Kennlinie K2) beschrieben. Diese Arbeitsweise gilt analog auch für die Arbeitsweise bei einem Soziusbetrieb mit Beladung.The erratic increase the brake pressure at the rear wheel is above the example of the solo operation (starting from characteristic K2). This way of working applies analogous for the operation in a passenger operation with loading.
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