DE102008015287A1

DE102008015287A1 - Pedalfreigabeübergangssteuerungsvorrichtung und -verfahren für elektronisches Bremssystem

Info

Publication number: DE102008015287A1
Application number: DE200810015287
Authority: DE
Inventors: Timothy M. Grand Blanc Karnjate; William K. Lancaster Manosh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: DE102008015287B4

Abstract

Ein Fahrzeug weist ein Bremspedal mit einer erfassbaren Hubposition und einer erfassbaren Betätigungskraft, eine elektronische Bremssystemkomponente und einen Controller mit einem darin gespeicherten Bremskraftschwellenwert und einem Algorithmus auf. Der Algorithmus bestimmt eine der Betätigungskraft entsprechende erste Bremsmomentanforderung und eine der Hubposition entsprechende zweite Bremsmomentanforderung. Die erste Bremsmomentanforderung wird verwendet, wenn die Betätigungskraft größer ist als der Schwellenwert, und die zweite Bremsmomentanforderung wird verwendet, wenn die Betätigungskraft nicht größer ist als der Schwellenwert. Eine berechnete dritte Bremsmomentanforderung geht linear in die zweite Bremsmomentanforderung über, wenn der Betätigungsdruck bzw. die Betätigungskraft bei einer Pedalfreigabe unter den Schwellenwert abfällt. Außerdem wird ein Verfahren mit den Schritten zum Aufzeichnen der Betätigungskraft, der Hubposition und von auf einer Kraft und auf einer Hubposition basierenden Tabellen, Vergleichen der Betätigungskraft mit dem Schwellenwert, Aktivieren der Bremssystemkomponente unter Verwendung der auf einer Kraft basierenden Tabelle, wenn die Betätigungskraft den Schwellenwert überschreitet, und andernfalls Verwenden eines berechneten Bremsmoments und der auf einer Hubposition basierenden Tabelle bereitgestellt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Vorteile der am 27. März 2007 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/908319, auf die hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Bremspedalsensorübergangssteuerungsvorrichtung und ein Bremspedalsensorübergangssteuerungsverfahren zur Verwendung in einem mit einem elektronischen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeug und insbesondere ein Fahrzeug mit einem Controller mit einer Bremspedalübergangslogik zum Interpolieren oder für einen Übergang zwischen auf einer Kraft basierenden und auf einer Hubposition basierenden Bremsmomentsensoranforderungen während der Freigabe eines Bremspedals zum Optimieren des Bremspedalverhaltens und -gefühls.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche Kraftfahrzeuge weisen typischerweise ein mechanisches Bremspedal auf, das mit einem Bremshebel oder -arm ununterbrochen verbunden ist. Durch die Bewegung des Arms wird ein Bremsmechanismus betätigt, z. B. eine Scheibenbremse und/oder eine Trommelbremse, um das Fahrzeug abzubremsen oder zu stoppen. Die dem Fahrzeug aufgeprägte Verzögerungsrate hängt wesentlich von der Größe der zum Betätigen des Bremspedals aufgewendeten Kraft sowie von der Hubposition des Bremspedals innerhalb oder entlang seines festen Hub- oder Bewegungsbereichs ab. Herkömmliche hydraulische Bremssysteme werden durch Zuführen eines unter Druck stehenden Bremsfluids von einem Hauptzylinder betätigt. Ein derartiges mechanisches, fluidbetätigtes Bremssystem spricht im Allgemeinen über seinen gesamten Bewegungsbereich relativ schnell und exakt auf die auf das Bremspedal ausgeübte Kraft an, wodurch ein als "normales" oder herkömmliches Bremspedalgefühl beschreibbares Bremspedalgefühl erhalten wird.
In Elektrofahrzeugen sowie in Hybridfahrzeugen, die alternierend und selektiv durch einen Verbrennungsmotor und einen oder mehrere Elektromotoren/Generatoren angetrieben werden, wird dagegen häufig ein elektronisches oder (Brake-)By-Wire-Bremssystem verwendet. In einem elektronischen Bremssystem (EBS) wird ein Bremsbefehl bzw. ein Bremssignal, der/das gemäß einer durch eine Bedienungsperson oder einen Fahrer auf ein Bremspedal ausgeübten Kraft erzeugt wird, durch einen Codierer in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses auch als Bremsmomentanforderung bekannte elektrische Bremssignal wird dann zum Ort der Bremskraftausübung übertragen oder kommuniziert, woraufhin ein oder mehrere Stellglieder oder Aktoren in Antwort auf das Signal betätigt werden, um das Fahrzeug abzubremsen oder zu stoppen. Das Bremsmoment kann unter Verwendung eines herkömmlichen Bremsmechanismus direkt ausgeübt werden, wird aber üblicherweise durch Aktivieren einer in der Nähe jedes Rades und/oder an einem Getriebeabtriebselement angeordneten elektronischen Bremseinheit ausgeübt, um das Fahrzeug auf eine exakt kontrollierte Weise abzubremsen.
In einem Elektro- oder Hybridfahrzeug ist das Bremspedal vom Ort der Ausübung des Bremsmoments getrennt angeordnet und daher an einem oder mehreren Pedalsensoren befestigt, die den auf das Bremspedal ausgeübten Druck erfassen oder messen und den Druck in ein übertragbares elektrisches Signal umwandeln. Der Controller weist eine vorprogrammierte Bremssystemlogik zum Umwandeln der erfassten Bremspedalmesswerte in entsprechende Bremsmomentanforderungen auf. Typischerweise weist eine derartige Bremssystem- oder Bremslogik eine Bremsmoment-Lookup-Tabelle auf, auf die zugegriffen werden kann und die spezifische Bremsmomentanforderungen in Zuordnung zu den verschiedenen erfassten Bremspedalkräften enthält.
Bestimmte Drucksensoren können jedoch, insbesondere bei kleinen Kräften, eine weniger als optimale Auflösung haben. Wird unter diesen Bedingungen nur ein Bremspedalkraftsensor verwendet, kann dies dazu führen, dass im Vergleich zu der durch den Fahrzeugführer erwarteten Bremskraft eine fehlerhafte oder abweichende Bremsmomentanforderung an das elektronische Bremssystem übertragen wird. Obwohl zum Messen einer Relativposition des Bremspedals innerhalb oder entlang seines Bewegungsbereichs, d. h. der Bremspedalhubposition, verwendete Sensoren im Allgemeinen in diesen Niedrigdruckbereichen eine bessere Auflösung haben, können im Fall eines versuchten direkten oder unmittelbaren Schaltvorgangs auf einen derartigen Sensor bei Niedrigdruckanwendungen durch Hystereseeffekte innerhalb des Bremssystems ebenfalls Fehler oder Abweichungen in der erhaltenen Bremsmomentanforderung verursacht werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Daher wird ein Fahrzeug mit einem Bremspedal und einer elektronischen Bremssystemkomponente bereitgestellt, die derart konfiguriert ist, dass das Fahrzeug in Antwort auf eine auf ein Bremspedal ausgeübte Kraft und eine erfasste Hubposition des Bremspedals abgebremst oder gestoppt wird. Das Fahrzeug weist außerdem einen Controller mit einem Bremssystemsteuerungsalgorithmus auf, der eine der erfassten ausgeübten Kraft oder Betätigungskraft entsprechende erste Bremsmomentanforderung und eine der erfassten Hubposition entsprechende zweite Bremsmomentanforderung bestimmt. Das Bremssystem wird unter Verwendung der ersten Bremsmomentanforderung aktiviert, wenn die erfasste Betätigungskraft größer ist als ein gespeicherter Bremskraftschwellenwert, und unter Verwendung der zweiten Bremsmomentanforderung, wenn die erfasste Betätigungskraft kleiner ist als der gespeicherte Bremskraftschwellenwert.
Der Controller kann auf ein Paar Bremsmoment-Lookup-Tabellen zugreifen, um eine entsprechende der ersten und zweiten Bremsmomentanforderungen zu bestimmen, wobei die Lookup-Tabellen eine auf einer Kraft basierende Tabelle, durch die die erste Bremsmomentanforderung erhalten wird, und eine auf einer Hubposition basierende Tabelle aufweisen, durch die die zweite Bremsmomentanforderung erhalten wird. Die Bremssystemkomponente wird dann unter Verwendung nur einer berechneten dritten Bremsmomentanforderung aktiviert, wenn die erfasste Betätigungskraft bei Freigabe des Bremspedals unter den gespeicherten Bremskraftschwellenwert abfällt, und das Bremssystem schaltet nur dann auf die zweite Bremsmomentanforderung, wenn die dritte Bremsmomentanforderung der zweiten Bremsmomentanforderung gleicht, so dass ein glatter Übergang zwischen der auf einer Kraft basierenden und der auf einer Hubposition basierenden Bremsmomentanforderung erhalten wird.
Die dritte Bremsmomentanforderung wird von einem Punkt entlang einer berechneten linearisierten Kurve zwischen der ersten und der zweiten Bremsmomentanforderung ausgewählt, und weder die erste noch die zweite Bremsmomentanforderung werden ausgeführt, wenn ein separater Panikbremszustand erfasst wird.
Außerdem wird ein Bremspedalsensorübergangsverfahren zur Verwendung mit einem Hybridfahrzeug mit einer elektronischen Bremssystemkomponente und einem Bremspedal bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte auf: Aufzeichnen einer ausgeübten Bremskraft und einer Hubposition des Bremspedals, Zugreifen auf eine auf einer Kraft basierende Bremsmoment-Lookup-Tabelle, die einer ersten Bremsmomentanforderung entspricht, und Zugreifen auf eine getrennte, auf einer Hubposition basierende Bremsmoment-Lookup-Tabelle, die einer zweiten Bremsmomentanforderung entspricht. Das Verfahren weist ferner das Vergleichen der aufgezeichneten Bremskraft mit einem Schwellenwert und das Aktivieren der Bremssystemkomponente unter Verwendung der auf einer Kraft basierenden Tabelle, wenn die Bremskraft den Schwellenwert überschreitet, und unter Verwendung der auf einer Hubposition basierenden Tabelle auf, wenn die Bremskraft kleiner ist als der Schwellenwert.
Die Bremssystemkomponente wird gemäß einem berechneten Übergangsbremsmoment aktiviert, bis das Übergangsbremsmoment einem entsprechenden Bremsmomentwert der auf einer Hubposition basierenden Bremsmoment-Lookup-Tabelle gleicht. Das Berechnen des Übergangsbremsmoments beinhaltet das Ausführen eines Linearisierungsverfahrens gemäß der Methode der kleinsten Quadrate zum Erzeugen einer linearisierten Bremsmomentübergangskurve zwischen einem Bremsmomentpunkt, der von der auf einer Kraft basierenden Bremsmoment-Lookup- Tabelle ausgewählt wird, und einem Bremsmomentpunkt, der von der auf einer Hubposition basierenden Bremsmoment-Lookup-Tabelle ausgewählt wird.
Ein Verfahren zum Interpolieren einer durch einen Fahrer angeforderten Bremsmomentanforderung weist das Berechnen einer ersten Bremsmomentanforderung unter Verwendung einer erfassten Pedalkraft, Bestimmen einer zweiten Bremsmomentanforderung unter Verwendung einer erfassten Pedalhubposition und das Sichern der ersten Bremsmomentanforderung als einen Linearisierungseintritts- oder -anfangspunkt für einen Übergang zur zweiten Bremsmomentanforderung auf. Das Verfahren weist ferner das Gleichsetzen eines Linearisierungsend- oder -austrittspunkts mit einer entsprechenden zweiten Bremsmomentanforderung, Interpolieren einer dritten Bremsmomentanforderung zwischen dem Linearisierungsanfangs- und -endpunkt und Aktivieren der Bremssystemkomponente unter Verwendung der dritten Bremsmomentanforderung auf, bis die dritte Bremsmomentanforderung dem Linearisierungsendpunkt gleicht.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Techniken zum Implementieren der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich;
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugfahrgestells mit einem Controller mit einer erfindungsgemäßen Bremspedalübergangslogik;
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Algorithmus zum Interpolieren oder für einen Übergang zwischen einer auf einem Bremspedaldruck bzw. einer Bremspedalkraft basierenden und einer auf einer Hubposition basierenden Lookup-Tabelle; und
3 zeigt eine schematische Kurve zum Darstellen des erfindungsgemäßen Bremspedalübergangs während der Freigabe eines Bremspedals.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten darstellen; 1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit mehreren Rädern 28, einer Steuereinheit oder einem Controller 18 für ein elektronisches Bremssystem und einem Verbrennungsmotor 25, der mit einem Getriebe 17 mit einem drehbaren Abtriebselement 24 selektiv verbindbar ist. Das Fahrzeug 10 ist vorzugsweise ein Hybridfahrzeug mit einer Wechselspannungsversorgung 14 mit einer Energiespeichereinrichtung (ESD) 47, z. B. einer aufladbaren Batterie oder einer Batteriepackung, und mindestens einem Elektromotor/Generator (M/G) 42 zum alternativen Antreiben oder Vorwärtsbewegen des Fahrzeugs 10 und/oder Versorgen eines oder mehrerer seiner Teilsysteme mit Leistung. Das Fahrzeug 10 kann ein beliebiges Fahrzeug sein, das einen hierin beschriebenen Controller 18 für ein elektronisches Bremssystem (EBS) aufweist, z. B. ein Elektrofahrzeug oder ein durch eine Brennstoffzelle angetriebenes Fahrzeug.
Der nachstehend zur Vereinfachung als Controller 18 bezeichnete EBS-Controller 18 ist dazu geeignet, eine auf ein Bremspedal 27 ausgeübte Bremskraft (Pfeil A) unter Verwendung eines Paars damit verbundener Bremspedalsensoren 40 und 41 zu erfassen. Der Controller 18 berechnet oder bestimmt auf andere Weise in Antwort auf die erfassten und aufgezeichneten Messwerte oder Auslesungen eine entsprechende Bremsmomentanforderung (B_C). Der Controller 18 überträgt dann die Bremsmomentanforderung (B_C) über Draht und/oder eine Datenverbindung an eine individuelle elektronische Bremseinheit 30, die in der Nähe jedes der Räder 28 angeordnet ist, und/oder zum Abtriebselement 24. Die Bremsmomentanforderung (B_C) wird über einen oder mehrere Befehlssignalübertragungskanäle oder -leitungen 50 zur elektronischen Bremseinheit 30 und/oder zum Abtriebselement 24 übertragen, wobei die Bremsmomentanforderung (B_C) dazu dienen kann, dem Bremsmoment der elektronischen Bremseinheit 30 und/oder des Abtriebselements 24 entgegenzuwirken, um das Fahrzeug 10 nach Erfordernis abzubremsen oder zu stoppen.
In Abhängigkeit von der spezifischen Antriebskonfiguration des Fahrzeugs 10 kann das Abtriebselement 24 mit einem hinteren Differential 31 antriebsmäßig verbunden sein, das konfiguriert ist, eine Drehkraft oder ein Drehmoment vom drehbaren Abtriebselement 24, das z. B. eine Antriebswelle sein kann, zu einer hinteren Antriebsachse 26 zu übertragen, um mehrere Räder 28 im hinteren Teil des Fahrzeugs 10 zu beaufschlagen oder anzutreiben. Obwohl dies in 1 nicht dargestellt ist, kann das Fahrzeug 10 auch ein im Wesentlichen ähnliches vorderes Differential aufweisen, das dazu geeignet ist, ein Drehmoment zur vorderen Antriebsachse 11 zu verteilen, um mehrere Räder 28 zu beaufschlagen oder anzutreiben, wie beispielsweise in einer Vierrad- oder Allradantriebskonfiguration. Das Getriebe 17 ist konfiguriert, eine variable Getriebeausgangsdrehzahl N zum Abtriebselement 24 zu übertragen, wobei dem Ge triebeausgangsdrehmoment N durch die durch den Controller 18 bestimmte Bremsmomentanforderung (B_C) variabel entgegengewirkt werden kann.
Der Controller 18 weist einen programmierbaren Speicher 19 und einen Mikroprozessor 80 auf, der konfiguriert ist, die erforderliche Steuerlogik zum Implementieren und Steuern der elektronischen Bremseinheiten 30 und/oder des Abtriebselements 24 unter Verwendung eines im Speicher 19 programmierten oder gespeicherten Bremspedalübergangslogikverfahrens oder -algorithmus 100 (vergl. 2) nach Erfordernis schnell auszuführen. Der Controller 18 ist entweder direkt über Draht oder indirekt über eine Datensignalverbindung, wie vorstehend beschrieben wurde, mit einem Bremspedalhubpositionssensor 41 und einem Bremspedaldruck oder -kraftsensor 40 verbunden, die jeweils mit dem Bremspedal 27 elektrisch kommunizieren.
Der Hubpositionssensor 41 (in 1 auch durch B_T bezeichnet) ist vorzugsweise ein Pedalbereichsensor, der konfiguriert oder dazu geeignet ist, die Relativposition des Bremspedals 27 entlang eines festen Bewegungsbereichs exakt zu erfassen, zu messen oder auf andere Weise zu bestimmen, wenn das Bremspedal 27 gedrückt oder betätigt wird. Der Druck- oder Kraftsensor 40 (in 1 auch durch B_P bezeichnet) ist vorzugsweise ein Drucktransducer oder -wandler oder ein anderer geeigneter Drucksensor, der konfiguriert oder dazu geeignet ist, einen Betätigungsdruck oder eine Betätigungskraft (Pfeil A), der/die durch einen Fahrer des Fahrzeugs 10 auf das Bremspedal 27 ausgeübt wird, exakt zu erfassen, zu messen oder auf andere Weise zu bestimmen. Die durch den Hubpositionssensor 41 und den Kraftsensor 40 erhaltenen Messwerte oder Auslesungen können nach Bedarf für eine Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Algorith mus 100 an den Controller 18 übertragen oder auf andere Weise bestimmt werden, wie später ausführlicher beschrieben wird.
Im Speicher 19 des Controllers 18 sind ein Paar Lookup-Tabellen 90 und 91 vorgeladen oder vorprogrammiert, die Bremsmomentdatentabellen darstellen, auf die der Controller 18 bei der Implementierung oder Ausführung des Algorithmus 100 leicht zugreifen kann. Die nachstehend zur Verdeutlichung als Hubpositionstabelle 91 bezeichnete Lookup-Tabelle 91 entspricht den Messwerten oder Auslesungen des Hubpositionssensors 41 und enthält eine für die erfasste Position des Hubpositionssensors 41 geeignete anzuweisende Bremsmomentanforderung (B_C). Ähnlicherweise entspricht die nachstehend als Krafttabelle 90 bezeichnete Lookup-Tabelle 90 den aufgezeichneten Messwerten oder Auslesungen des Kraftsensors 40 und enthält eine für den durch den Kraftsensor 40 erfassten Kraftmesswert geeignete anzuweisende Bremsmomentanforderung (B_C).
Der Controller 18 arbeitet vorzugsweise normalerweise gemäß der Krafttabelle 90, so dass die Krafttabelle 90 als die bevorzugte oder Default- bzw. Vorgabe-Tabelle dient. Wie vorstehend beschrieben wurde, haben Druck- oder Kraftsensoren, wie beispielsweise der Kraftsensor 40, jedoch bei niedrigen Betätigungsdrücken tendenziell eine relativ geringe Auflösung, während Hubpositionssensoren, wie beispielsweise der Hubpositionssensor 41, diese besonderen Einschränkungen typischerweise nicht haben. Daher wird während Perioden mit geringer Kraftauflösung an Stelle der Krafttabelle 90 vorzugsweise die Hubpositionstabelle 91 verwendet, um eine wahrnehmbare Diskontinuität oder Abweichung zwischen der Bremsmomentanforderung (B_C) und der von dem Fahrer beabsichtigten Bremskraft zu vermeiden. Eine Diskontinuität kann sich durch eine Hysterese oder eine Verzögerung der Ansprechzeit der verschiedenen Komponenten des elektronischen Bremssystems ergeben, so dass ein plötzlicher Sprung oder Übergang zwischen der Hubpositionstabelle 91 und der Krafttabelle 90 zu einem weniger als optimalen Bremsverhalten führen kann.
Daher wird während dieser Perioden einer geringen Kraftauflösung der in 2 dargestelle Algorithmus 100 für eine Interpolation und einen glatten Übergang von der Krafttabelle 90 zur Hubpositionstabelle 91 verwendet, wie beispielsweise bei einer Freigabe des Bremspedals 27 (vergleiche 1) nach einem Stopp. Auf diese Weise werden das Bremsverhalten und die Bremsleistung optimiert, so dass das "Gefühl" des Bremspedals 27 sich der Bewegung und dem Gefühl eines herkömmlichen mechanischen Bremspedals weitestgehend annähert. Der Algorithmus 100 wird vorzugsweise in einem kontinuierlichen Zyklus oder in einer kontinuierlichen Regelschleife mit eine Zyklus von 5 bis 10 Millisekunden ausgeführt, er kann jedoch in Abhängigkeit von der verfügbaren Geschwindigkeit oder Leistung des Mikroprozessors 80 (vergl. 1) häufiger oder weniger häufig ausgeführt werden.
Beginnend mit Schritt 102 bestimmt der Algorithmus 100, ob innerhalb der unmittelbar vorangehend abgeschlossenen Regelschleife eine oder mehrere vorgegebene Bremsbedingungen aufgetreten sind. Beispielsweise kann in Schritt 102 bestimmt werden, ob das Bremspedal 27 freigegeben wird, und/oder ob bestimmte andere Linearisierungsanfangskriterien erfüllt worden sind, wie später beschrieben wird. Weil der Algorithmus 100 tatsächlich eine lineare Datenanpassung oder einen anderen Linearisierungsprozess für eine Interpolation zwischen den separaten Kraft- und Hubpositionstabellen 90 bzw. 91 ausführt, wird das in Schritt 102 gesetzte Flag in 2 als "Linearisierungsflag" bezeichnet. Wenn in Schritt 102 bestimmt wird, dass die vorgegebenen Bremsbedingungen erfüllt worden sind, schreitet der Algorithmus 100 direkt zu Schritt 114 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 104 fort.
In Schritt 104 verwendet der Algorithmus, nachdem in Schritt 102 bestimmt worden ist, dass während der vorangehenden Regelschleife keine vorgegebenen Bremsbedingungen aufgetreten sind, durch den Hubpositionssensor 41 erfasste Messwerte zum Bestimmen, ob die Hubposition des Bremspedals 27 abnimmt, d. h. ob sich das Bremspedal in eine Richtung bewegt, die derjenigen entgegengerichtet ist, in der die Bremsen betätigt werden, z. B. wenn der Fahrer das Bremspedal 27 nach einem Stopp freigibt. Wenn die Bremspedalhubposition abnimmt, schreitet der Algorithmus zu Schritt 106 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 108 fort.
In Schritt S106 vergleicht der Algorithmus 100, nachdem in Schritt 104 bestimmt worden ist, dass die Hubposition des Bremspedals 27 abnimmt, die auf das Bremspedal 27 ausgeübte Kraft, die durch den Kraftsensor 40 gemessen oder bestimmt wird, mit einem im Speicher 19 gespeicherten kalibrierten Kraftwert oder Kraftschwellenwert. Dieser Kraftschwellenwert ist basierend auf Konstruktionskriterien eines vorgegebenen Fahrzeugs 10 vorbestimmt und kann gemäß Konstruktionsparametern in Abhängigkeit von der verfügbaren Auflösung und Leistungsfähigkeit spezifischer EBS-Komponenten (z. B. der Bremseinheiten 30 und/oder des Abtriebselements 24) und/oder des Kraftsensors 40 gesetzt werden. Wenn in Schritt 106 bestimmt wird, dass die erfasste Pedalkraft den gespeicherten Kraftschwellenwert überschreitet, schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 108 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 110 fort.
In Schritt 108 arbeitet der Algorithmus 100 gemäß einem Standard- oder Default- bzw. Vorgabealgorithmus für eine durch den Fahrer angeforderte Bremskraft. Vorzugsweise beinhaltet dieser Standardalgorithmus den Zugriff auf die Krafttabelle 90 zum Bestimmen der korrekten Bremsmomentanforderung (B_C), um dann die Anforderung (B_C) nach Bedarf den Bremseinheiten 30 und/oder dem Abtriebselement 24 zuzuführen (vergl. 1) und das Fahrzeug 10 abzubremsen oder zu stoppen. Der Algorithmus 100 wird tatsächlich in Schritt 108 verbleiben, bis in der nächsten Regelschleife in Schritt 106 ein anderes Ergebnis erfasst wird.
In Schritt 110 vergleicht der Algorithmus 100, nachdem in Schritt 106 bestimmt worden ist, dass die erfasste Bremskraft kleiner ist als der gespeicherte Bremskraftschwellenwert, die erfasste Hubposition des Bremspedals 27 mit einem im Speicher 19 gespeicherten Hubpositionsschwellenwert. Wenn die erfasste Hubposition kleiner ist als der gespeicherte Hubpositionsschwellenwert, schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 108 fort, wo ein Standardalgorithmus unter Bezug auf die Krafttabelle 90 ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben wurde. Dadurch optimiert der Algorithmus 100 das Gefühl des Bremspedals 27 und verhindert einen plötzlichen oder abrupten Übergang zur Hubpositionstabelle 91 und jegliche sich dadurch ergebende plötzliche oder abrupte Aktivierung der Bremseinheiten 30 und/oder Abbremsung des Abtriebselements 24 (vergl. 1). Wenn jedoch in Schritt 110 bestimmt wird, dass die erfasste Bremspedalhubposition den gespeicherten Bremspedalhubpositionsschwellenwert überschreitet, schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 112 fort.
In Schritt 112 führt der Algorithmus 100 eine Endzustandsprüfung aus, um zu bestimmen, ob die am Bremspedal 27 gemessene Bremsmomentanforderung das entsprechende Bremsmoment der Krafttabelle 90 überschreitet. Schritt 112 wird normalerweise zu dem Entscheidungsergebnis führen, dass die beiden Werte tatsächlich gleich sind, weil der Algorith mus 100 zu diesem Zeitpunkt gemäß der Krafttabelle 90 und nicht gemäß der Hubpositionstabelle 91 arbeiten sollte. Wenn die Werte verschieden sind, schreitet der Algorithmus jedoch zu Schritt 108 fort, wo ein Standardalgorithmus für eine Bremsmomentanforderung durch den Fahrer ausgeführt wird, die in diesem Fall gemäß der Hubpositionstabelle 91 bestimmt würde. Wenn jedoch in Schritt 112 bestimmt wird, dass die Werte tatsächlich gleich sind, schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 114 fort.
In Schritt 114 bestimmt der Algorithmus 100, ob die Kombination aus der Bremskraft und der Hubposition, die durch die Bremskraft- und Hubpositionssensoren 40 bzw. 41 erfasst werden, einen Not- oder "Panik" bremszustand anzeigt. Messwerte, die einen derartigen Zustand anzeigen, und die in Antwort auf den Notbremszustand angewiesene Bremsmomentanforderung (B_C) sind vorzugsweise im Speicher 19 vorprogrammiert, auf den der Algorithmus 100 leicht zugreifen kann, um diesen Zustand zu bestimmen. Wenn ein Notbremszustand erfasst wird, schreitet der Algorithmus zu Schritt 116 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus zu Schritt 118 fort.
In Schritt 116 tritt der Algorithmus 100 unverzüglich in den unter Bezug auf Schritt 114 erwähnten Not- oder "Panik" bremsalgorithmus (nicht dargestellt) ein bzw. aktiviert der Algorithmus 100 unverzüglich den Not- oder "Panik" bremsalgorithmus. Dann wird der Algorithmus 100 in Schritt 102 neu gestartet, wenn der Controller 18 bestimmt, dass ein derartiger Zustand beendet ist oder das Fahrzeug 10 gestoppt hat.
In Schritt 118 wird, nachdem in Schritt 114 bestimmt worden ist, dass kein Not- oder "Panik" bremszustand vorliegt, ein Flag für eine auf einer Kraft basierende Bremsmomentanforderung auf null gesetzt, wodurch signalisiert wird, dass der Controller 18 nicht mehr länger gemäß der Krafttabelle 90 arbeiten, sondern stattdessen mit einem Übergang zur Hubpositionstabelle 91 beginnen wird. Der restliche Teil des Algorithmus 100 nach Schritt 118 beschreibt die Linearisierung oder Interpolation zwischen der Krafttabelle 90 und der Hubpositionstabelle 91, wobei das Flag für eine auf einer Kraft basierende Bremsmomentanforderung im aktuellen Schritt, in dem der Übergang signalisiert wird, auf null gesetzt wird, woraufhin der Algorithmus 100 zu Schritt 120 fortschreitet.
In Schritt 120 wird eine "Momentaufnahme" der aktuell erfassten Kraft- und Hubpositionswerte gemacht, die durch den Kraftsensor 40 bzw. den Hubpositionssensor 41 gemessen werden. Diese Werte werden im Speicher 19 gespeichert oder aufgezeichnet. Nach Abschluss von Schritt 120 schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 122 fort.
In Schritt 122 bestimmt der Algorithmus, ob die gespeicherte Pedalkraft (vergl. Schritt 120) einer Bremsmomentanforderung (B_C) entspricht, die kleiner ist als die einem in Schritt 120 bestimmten und in 3 dargestellten Linearisierungs "endpunkt" E entsprechende Bremsmomentanforderung. 3 zeigt einen exemplarischen Liniengraph zum Beschreiben der wechselseitigen Beziehung zwischen einer auf einer Kraft basierenden Bremsmomentanforderungskurve A, einer auf einer Hubposition basierenden Bremsmomentanforderungskurve C und einer separaten berechneten Bremsmomentanforderungskurve B. Jeder der Punkte der Kurven A und C wird direkt von den vorstehend beschriebenen, auf einer Kraft basierenden und auf einer Hubposition basierenden Lookup-Tabellen 90 bzw. 91 entnommen, während die Punkte der berechneten Kurve B gemäß dem Algorithmus 100 berechnet oder interpoliert werden, wie nachstehend beschrieben wird.
Punkt D wird nachstehend als "Eintrittspunkt" oder "Anfangspunkt" bezeichnet, wodurch auf den "Eintritt" zur Übergangskurve B bzw. den Anfang der Übergangskurve B und eine Abweichung von der auf einer Kraft basierenden Bremsmomentanforderungskurve A verwiesen wird. Ähnlicherweise wird der Punkt E nachstehend als "Austrittspunkt" oder "Endpunkt" bezeichnet, wodurch auf den "Austritt" von der berechneten Kurve B bzw. das Ende der berechneten Kurve B und den Übergang zur auf einer Hubposition basierenden Bremsmomentanforderungskurve C verwiesen wird. Wenn der Algorithmus 100 in Schritt 122 bestimmt, dass die gespeicherte Pedalkraft (vergl. Schritt 120) einer Bremsmomentanforderung (B_C) entspricht, die kleiner ist als eine dem Linearisierungs "endpunkt" E entsprechende Bremsmomentanforderung, schreitet der Algorithmus zu Schritt 126 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus zu Schritt 124 fort.
In Schritt 124 von 2 berechnet der Algorithmus 100 eine Bremsmomentanforderungskurve B (vergl. 3), die eine interpolierte und linearisierte Übergangskurve ist, die der auf einer Kraft basierenden Kurve A und der auf einer Hubposition basierenden Kurve C angepasst ist und diese verbindet. Die Kurve B kann unter Verwendung bekannter linearer Datenanpassungsverfahren erzeugt werden, z. B. durch eine Methode der kleinsten Quadrate oder eine Methode der kleinsten Absolutabweichungen, wobei die Steigung der Kurve B vom Anfangsspunkt D, der durch die in Schritt 120 erfasste Kraft bestimmt ist, und vom Endspunkt E abhängt (vergl. 3), der einem Bremsmomentpunkt entlang der auf einer Hubposition basierenden Bremsmomentkurve C entspricht, die gemäß der Hubpositionstabelle 91 bestimmt ist. Nach Abschluss des Linearisierungsprozesses von Schritt 124 schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 128 fort.
In Schritt 126, der erreicht wird, nachdem bestimmt worden ist, dass die erfasste Pedalkraft einer Bremsmomentanforderung (B_C) entspricht, die kleiner ist als die dem Endpunkt E entsprechende Bremsmomentanforderung (vergl. 3), bremst der Algorithmus 100 das Fahrzeug 10 gemäß der auf einer Hubposition basierenden Bremsmomentanforderungskurve C ab, die durch die Hubpositionstabelle 91 bestimmt ist. Der Algorithmus 100 verbleibt in Schritt 126, bis in der nachfolgenden Regelschleife, beginnend bei Schritt 104, eine Zustandsänderung erfasst wird.
In den übrigen Schritten 128–136 wird ein Endteil des Algorithmus 100 verwendet, um zu bestimmen, ob ein Fahrer des Fahrzeugs 10 (vergl. 1) das Bremspedal 27 erneut betätigt. Wenn das Bremspedal 27 erneut betätigt wird, bestimmt der Algorithmus 100, wie weiter zu verfahren ist.
In Schritt 128 führt der Algorithmus 100 eine einfache Berechnung durch Subtrahieren der gemäß der Linearisierung erhaltenen Bremsmomentanforderung, d. h. der Bremsmomentanforderung (B_C), die während des in Schritt 124 ausgeführten Linearisierungsprozesses durch die Linearisierungskurve B (vergl. 3) bestimmt wird, von der entsprechenden, auf einer Kraft basierenden Bremsmomentanforderung aus, die durch die auf einer Kraft basierenden Bremsmomentanforderungskurve A und die Krafttabelle 90 (vergl. 1) bestimmt ist. Diese Differenz wird mit einem gespeicherten Differenzschwellenwert verglichen. Wenn der gespeicherte Differenzschwellenwert größer ist als die berechnete Differenz, schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 130 fort, andernfalls schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 132 fort.
In Schritt 130 wird die gemäß der Linearisierung erhaltene Bremsmomentanforderung durch den Algorithmus 100 "ausgegeben", d. h. eine Abbrem sung des Fahrzeugs 10 wird gemäß der linearisierten oder berechneten Bremsmomentanforderungskurve B (vergl. 3) angewiesen oder gesteuert. Auf diese Weise ist die Bremsmomentanforderung (B_C), die zum Stoppen oder Abbremsen des Fahrzeugs 10 verwendet wird, ausschließlich die berechnete oder interpolierte Bremsmomentanforderung gemäß der berechneten Bremsmomentanforderungskurve B. Der Algorithmus verbleibt in Schritt 130, bis in der nachfolgenden Regelschleife, beginnend mit Schritt 104, eine Zustandsänderung erfasst wird, wie vorstehend diskutiert wurde.
In Schritt 132 bestimmt der Algorithmus 100, ob die durch den Hubpositionssensor 41 erfasste Hubposition des Bremspedals 27 (vergl. 1) zunimmt, d. h., ob das Bremspedal 27 erneut betätigt wird. Wenn eine zunehmende Hubposition erfasst wird, schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 134 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 130 fort.
In Schritt 134 bestimmt der Algorithmus 100, ob die auf das Bremspedal 27 ausgeübte Kraft (Pfeil A in 1) einen gespeicherten Kraftschwellenwert überschreitet. Wenn dies der Fall ist, bestimmt der Algorithmus 100, dass das Bremspedal 27 anstatt freigegeben erneut betätigt wird, und schreitet zu Schritt 136 fort. Andernfalls schreitet der Algorithmus 100 zu Schritt 130 fort.
In Schritt 136 gibt der Algorithmus 100 die auf einer Kraft basierende Bremsmomentanforderung aus, d. h., die Bremseinheiten 30 werden gemäß der auf einer Kraft basierenden Bremsmomentanforderungskurve A in 3, die gemäß der Krafttabelle 90 bestimmt und vorstehend beschrieben worden ist, aktiviert und/oder das Abtriebselement 24 wird abgebremst, und der Algorithmus verbleibt auf der auf einer Kraft basieren den Bremsmomentkurve A, bis in der nachfolgenden Regelschleife, beginnend mit Schritt 104, eine Bremszustandsänderung erfasst wird, wie vorstehend diskutiert wurde.
Obwohl die besten Verfahren und Techniken zum Implementieren der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, ist für Fachleute auf dem Erfindungsgebiet ersichtlich, dass innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der Erfindung verschiedenartige alternative Konstruktionen und Ausführungsformen realisierbar sind, durch die die Erfindung in die Praxis umsetzbar ist.

Claims

Fahrzeug mit: einem Bremspedal mit einer erfassbaren Hubposition und einer erfassbaren Betätigungskraft; mindestens einer elektronischen Bremssystemkomponente, die dazu geeignet ist, das Fahrzeug in Antwort auf die Hubposition und/oder die Betätigungskraft abzubremsen; und einem Controller, in dem ein Bremsmomentschwellenwert und ein Bremssystemsteuerungsalgorithmus gespeichert sind, wobei der Algorithmus dazu geeignet ist, eine der Betätigungskraft entsprechende erste Bremsmomentanforderung und eine der Hubposition entsprechende zweite Bremsmomentanforderung zu bestimmen; wobei die mindestens eine elektronische Bremssystemkomponente unter Verwendung der ersten Bremsmomentanforderung aktiviert werden kann, wenn die Betätigungskraft größer ist als der gespeicherte Bremsmomentschwellenwert, und unter Verwendung der zweiten Bremsmomentanforderung, wenn die Betätigungskraft kleiner ist als der gespeicherte Bremsmomentschwellenwert.
Fahrzeug nach Anspruch 1 mit einem Paar Bremsmoment-Lookup-Tabellen, auf die der Controller zugreifen kann, um eine entsprechende der ersten und zweiten Bremsmomentanforderungen zu bestimmen, wobei das Paar Bremsmoment-Lookup-Tabellen eine auf einer Kraft basierende Lookup-Tabelle zum Bestimmen der ersten Bremsmomentanforderung und eine auf einer Hubposition ba sierende Lookup-Tabelle zum Bestimmen der zweiten Bremsmomentanforderung aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 2 mit einer berechneten dritten Bremsmomentanforderung; wobei die mindestens eine elektronische Bremssystemkomponente unter Verwendung nur der berechneten dritten Bremsmomentanforderung aktiviert werden kann, wenn die erfasste Betätigungskraft unter den gespeicherten Bremsmomentschwellenwert abfällt.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei der Controller konfiguriert ist, nur dann auf die zweite Bremsmomentanforderung zu schalten, wenn die dritte Bremsmomentanforderung der zweiten Bremsmomentanforderung gleicht, wodurch ein glatter Übergang zwischen der ersten Bremsmomentanforderung und der zweiten Bremsmomentanforderung erhalten wird.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei der Controller dazu geeignet ist, eine linearisierte Kurve zwischen der ersten und der zweiten Bremsmomentanforderung zu berechnen und die dritte Bremsmomentanforderung von der linearisierten Kurve auszuwählen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller dazu geeignet ist, einen Panikbremszustand zu erfassen, und, wenn der Panikbremszustand erfasst wird, die mindestens eine Bremskomponente weder unter Verwendung der ersten noch der zweiten Bremsmomentanforderung zu aktivieren.
Bremspedalübergangsverfahren zur Verwendung mit einem Hybridfahrzeug mit mindestens einer elektronischen Bremssystem(EBS)- komponente und einem Bremspedal, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Messen und Aufzeichnen einer Betätigungskraft und einer Hubposition des Bremspedals; Zugreifen auf eine auf einer Betätigungskraft basierende Bremsmoment-Lookup-Tabelle und eine auf einer Hubposition basierende Bremsmoment-Lookup-Tabelle, wobei die auf einer Kraft basierende Bremsmoment-Lookup-Tabelle einer ersten Bremsmomentanforderung entspricht, die auf einer aufgezeichneten ausgeübten Bremskraft basiert, und wobei die auf einer Hubposition basierende Bremsmoment-Lookup-Tabelle einer zweiten Bremsmomentanforderung entspricht, die auf einer aufgezeichneten Hubposition basiert; Vergleichen der aufgezeichneten ausgeübten Bremskraft mit einem gespeicherten Bremskraftschwellenwert; und Aktivieren der mindestens einen EBS-Komponente unter Verwendung der auf einer Kraft basierenden Lookup-Tabelle, wenn die ausgeübte Bremskraft größer ist als der Bremskraftschwellenwert, und unter Verwendung der auf einer Hubposition basierenden Lookup-Tabelle, wenn die ausgeübte Bremskraft kleiner ist als der Bremskraftschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit den Schritten: Berechnen eines Übergangsbremsmoments; und Aktivieren der mindestens einen elektonischen Bremssystemkomponente gemäß dem Übergangsbremsmoment, bis das Übergangsbremsmoment einem aus der auf einer Hubposition basierenden Bremsmoment-Lookup-Tabelle ausgewählten entsprechenden Bremsmomentwert gleicht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt zum Berechnen eines Übergangsbremsmoments eine Interpolation zwischen der auf einer Kraft basierenden Lookup-Tabelle und der auf einer Hubposition basierenden Lookup-Tabelle aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Interpolation zwischen der auf einer Kraft basierenden Lookup-Tabelle und der auf einer Hubposition basierenden Lookup-Tabelle das Erzeugen einer linearen Bremsmomentübergangskurve zwischen einem Bremsmomentpunkt, der aus der auf einer Kraft basierenden Bremsmoment-Lookup-Tabelle ausgewählt wird, und einem Bremsmomentpunkt aufweist, der aus der auf einer Hubposition basierenden Bremsmoment-Lookup-Tabelle ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt zum Erzeugen der linearen Bremsmomentübergangskurve das Ausführen einer linearen Datenanpassungsoperation aufweist, die aus einer Linearisierung nach der Methode der kleinsten Quadrate und der Methode der kleinsten Absolutabweichungen ausgewählt wird.
Verfahren zum Interpolieren einer durch einen Fahrer angeforderten Bremsmomentanforderung in einem Fahrzeug, das mindestens eine elektronische Bremssystem(EBS)-komponente mit einer erfassbaren Bremspedalbetätigungskraft und einer erfassbaren Bremspedalhubposition aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erfassen der Bremspedalbetätigungskraft; Berechnen einer ersten Bremsmomentanforderung unter Verwendung der Bremspedalbetätigungskraft; Erfassen der Bremspedalhubposition; Bestimmen einer zweiten Bremsmomentanforderung unter Verwendung der Bremspedalhubposition; Speichern der ersten Bremsmomentanforderung als einen Linearisierungsanfangspunkt für einen linearen Übergang zur zweiten Bremsmomentanforderung; Gleichsetzen eines Linearisierungsendpunktes mit der zweiten Bremsmomentanforderung; Interpolieren einer dritten Bremsmomentanforderung zwischen dem Linearisierungsanfangspunkt und dem Linearisierungsendpunkt; und Aktivieren der mindestens einen EBS-Komponente unter Verwendung der dritten Bremsmomentanforderung, wenn die erfassbare Bremspedalbetätigungskraft unter einen gespeicherten Schwellenwert abfällt, bis die dritte Bremsmomentanforderung dem Linearisierungsendpunkt gleicht.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt zum Interpolieren der dritten Bremsmomentanforderung das Ausführen einer linearen Datenanpassungsoperation zum Erzeugen einer Bremsmomentübergangskurve zwischen der ersten Bremsmomentanforderung und der zweiten Bremsmomentanforderung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die lineare Datenanpassungsoperation aus einer Linearisierung nach der Methode der kleinsten Quadrate und der Methode der kleinsten Absolutabweichungen ausgewählt wird.