DE102008020363A1

DE102008020363A1 - Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren und -system

Info

Publication number: DE102008020363A1
Application number: DE102008020363A
Authority: DE
Inventors: Timothy M. Grand Blanc Karnjate; William K. White Lake Manosh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2028-04-24
Also published as: US7890240B2; DE102008020363B4; US20080265662A1

Abstract

Es sind ein Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren und -system für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Fahrzeuge, wie z. B. elektrische Hybridfahrzeuge, vorgesehen. Im Fall einer Bremssystem-Kraftverstärkerstörung warnt das Verfahren den Fahrer mithilfe einer taktilen Rückmeldung. Außerdem sieht das offenbarte Verfahren ein gesteuertes Mittel zum allmählichen Erhöhen der erforderlichen Bremspedalkraft während einer Bremssystemstörung vor, um eine abrupte Änderung der Bremspedalkraft zu vermeiden, wenn die Bremssystem-Kraftverstärkung erschöpft ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung sieht ein Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren und -system für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Fahrzeuge vor, die eine Rückmeldung an einen Fahrer in der Form einer Erhöhung des Betrags der Bremspedal-Betätigungskraft, die erforderlich ist, um eine gegebene Fahrzeugverzögerung zu erzielen, vorsehen, um den Fahrer vor einer detektierten Störung in dem Fahrzeug-Bremskraftverstärkungssystem zu alarmieren.
Hintergrund der Erfindung
Bremssysteme sind kritisch für den sicheren Betrieb und die sichere Steuerung eines Kraftfahrzeugs. Bei herkömmlichen Fahrzeugbremssystemen drückt der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal nieder, um das Fahrzeug zu verzögern, und das Fahrzeugbremssystem spricht über das Pedal mit einer reaktiven Kraft zurück an den Fahrer an, die der Fahrer geistig mit dem Betrag des auf das Fahrzeugbremssystem aufgebrachten Bremsmoments in Beziehung setzen kann. Bei einem hydraulisch kraftverstärkten oder unterstützten Bremssystem erzeugt die Kraftverstärkungsvorrichtung, wenn der Fahrer das Bremspedal hinunter drückt, einen Bremsleitungsdruck, der einem Vielfachen (auch als Kraftverstärkungsverhältnis bekannt) des von dem Fahrer aufgebrachten Pedaldrucks entspricht. Auf diese Weise wird die von dem Fahrer aufgebrachte Bremspedalkraft vervielfacht, um eine größere Reibungsbremsung an den Rä dern des Fahrzeugs vorzusehen. Ähnlich wie bei der Erläuterung der früheren nicht kraftverstärkten Bremssysteme, spricht das kraftverstärkte Bremssystem typischerweise mit einer reaktiven Kraft über das Bremspedal zurück an den Fahrer an, durch die der Fahrer das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment (oder die angeforderte Fahrzeugverzögerung) abschätzen kann.
In einem Hybrid-Elektrofahrzeug oder einem echten Elektrofahrzeug sind die Bremssysteme komplizierter als die oben beschriebenen Bremssysteme. Hybrid-Elektrofahrzeuge zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen oder mehrere Elektromotoren oder Motor/Generatoren verwenden, um gespeicherte elektrische Energie von einer Batterie in die kinetische Energie des sich bewegenden Fahrzeugs umzuwandeln. Bei solchen Fahrzeugen ist die gespeicherte elektrische Energie in der Batterie eine begrenzte und wertvolle Ressource. Aus diesem Grund verwenden Hybrid-Elektrofahrzeuge typischerweise einen oder mehrere Generatoren oder Motor/Generator-Vorrichtungen, die geeignet sind, um ein Bremsmoment bereitzustellen, indem sie einen Teil der kinetischen Energie eines sich bewegenden Fahrzeugs in elektrische Energie umwandeln oder regenerieren, die in die Fahrzeugbatterien zurück gespeichert wird. Solch ein Bremsen ist als Bremsen mit Energierückgewinnung (Nutzbremsen) bekannt und wird im größtmöglichen Ausmaß gegenüber dem Reibungsbremsen bevorzugt, da die kinetische Energie zurückgewonnen wird und nicht als Wärme über die Reibungsbremsen abgeführt wird.
In mechanischen Bremssystemen wie den oben erläuterten Nicht-Hybrid-Bremssystemen ist ein Defekt oder eine Verschlechterung im Betrieb des Bremssystems auf Grund einer Störung, wie z. B. einer Kraftverstärkerpumpenstörung, durch den Fahrer sofort erkennbar, da das Bremssystem typischerweise mehr Bremspedalkraft von dem Fahrer benötigt, um das Fahrzeug anzuhalten.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht ein Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Fahrzeuge vor, das eine Rückmeldung an einen Fahrer in der Form einer Erhöhung des Betrags der Bremspedal-Betätigungskraft, die erforderlich ist, um eine gegebene Fahrzeugverzögerung zu erzielen, vorsieht, um den Fahrer vor einer detektierten Störung in dem Bremskraftverstärkungssystem zu alarmieren.
In Hybrid-Elektrofahrzeugen werden, wenn der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, die von dem Fahrer aufgebrachte Bremspedalkraft und/oder der Pedalweg von einem oder mehreren Sensoren detektiert und von einem Bremssteuersystem an dem Fahrzeug in ein angefordertes Bremsmoment umgewandelt. Im Fall eines Hybrid-Elektrofahrzeugs kann das Bremsmoment als eine gewählte Kombination aus einem Reibungsbremsmoment und einem verfügbaren elektrischen Energierückgewinnungsmoment-Vermögen des elektrischen Antriebssystems des Fahrzeugs aufgebracht werden. Da der Betrieb von Elektro- und Hybridfahrzeugen die Ausschöpfung von gespeicherter elektrischer Energie in den Fahrzeugbatterien erfordert, um das Fahrzeug zu beschleunigen und anzutreiben, ist es sehr wünschenswert, die Nutzbremsung im größtmöglichen Ausmaß zu nutzen, um kinetische Energie wiederzugewinnen und wiederzuverwerten und eine Reibungsbremsung anzuwenden, um die Grenzen der verfügbaren Nutzbremsung aufzuheben. Das verfügbare Nutzbremsmoment ist zu jedem Zeitpunkt von mehreren Faktoren abhängig, unter anderem der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Ladezustand der Batterie und ver schiedenen anderen Faktoren. Zu jedem Zeitpunkt während des Bremsens des Fahrzeugs kann es sein, dass der Betrag an Reibungsbremsmoment dynamisch erhöht oder verringert werden muss, um dem von dem Fahrer angeforderten Bremsmoment nachzukommen, das über das Fahrzeugbremspedal befohlen und erfasst wird. Daher ist die direkte Beziehung zwischen der von dem Fahrer aufgebrachten Bremspedalkraft und dem daraus resultierenden aufgebrachten Reibungsbremsmoment, das bei ausschließlich reibungsgebremsten Fahrzeugen vorhanden ist, in Hybrid- und Elektrofahrzeugen, die eine Nutzbremsung zusätzlich zu der Reibungsbremsung verwenden und ein angefordertes Bremsmoment zwischen diesen Bremsvorrichtungen dynamisch verteilen müssen, nicht mehr vorhanden.
Hybrid- und Elektrofahrzeuge können mit einem Bremspedalsimulator oder -emulator versehen sein, der zulässt, dass der Fahrer mechanisch von einem Fahrzeugbasisbremssystem isoliert ist, sodass das Drücken des Fahrers auf das Bremspedal unter normalen Betriebsbedingungen zu keinerlei direkten mechanischen Verzögerung des Fahrzeugs führt. Bremssimulatoren werden im Allgemeinen in Verbindung mit einem elektronischen Bremssystem verwendet und sind geeignet, um die von dem Fahrer aufgebrachte Bremskraft und/oder den Bremspedalweg zu erfassen, um zu einem von dem Fahrer angeforderten Bremsmoment zu gelangen. Elektronische Bremssysteme können bei Hybridfahrzeugen verwendet werden, bei denen Modifikationen im Reibungsbremsmoment in Bezug auf das Nutzbremsmoment während eines Anhaltens vorgenommen werden und für den Fahrer transparent bleiben müssen. Solche elektronischen Bremssysteme können einen Fahrer-Bremsabsichtalgorithmus verwenden, um elektronische Sensorablesungen in dem Bremssimulator in ein von dem Fahrer beabsichtigtes Bremsmoment umzuwandeln, das dann von dem Bremssimulator zu einem Nutzbremsmoment-Befehl und einem Rei bungsbremsmoment-Befehl verarbeitet wird, die an weitere Systeme in dem Fahrzeug übertragen werden.
Reibungsbremsanordnungen an jedem Rad des Fahrzeugs können als Bremsecken bezeichnet werden, die allgemein die Unterbaugruppe aus Bremszangen, Rotoren, Aktuatoren etc. an den Fahrzeugrädern umfassen. Ein Bremssystem, das hydraulische Bremsecken verwendet, umfasst allgemein eine einen Bremsfluiddruck erzeugende Vorrichtung und eine Druckspeichervorrichtung wie z. B. einen Vorratsbehälter. Diese Vorrichtungen werden verwendet, um einen Druck an die Bremsecken zu liefern, um das Fahrzeug zu verzögern. Es ist möglich, dass die Druck erzeugende Vorrichtung oder Pumpe während eines Fahrzeugbetriebs ausfällt oder nicht aktiviert werden kann. Diese Störung kann durch eine Software in dem Bremssystem oder durch andere Systeme detektiert werden, und eine geeignete Maßnahme kann ergriffen werden. Die vorliegende Erfindung sieht eine Lösung in der Form eines Bremssystem-Ansprechens auf eine detektierte Bremssystemstörung vor, das herangezogen werden kann, wenn die Störung detektiert wird, um den Fahrer vor einem Zustand zu warnen, der mit der Zeit zu einem nicht kraftverstärkten Bremszustand führen könnte.
Wenn eine Bremspumpenstörung auftritt, ist es möglich, dass die Störung beseitigt wird, und dass das Bremssystem den normalen Betrieb wieder aufnimmt. Wenn eine Pumpenstörung nicht beseitigt wird, kann das Fahrzeug gefahren werden und das Bremssystem kann normal arbeiten, bis die Druckspeichervorrichtung erschöpft ist, wobei das System zu diesem Zeitpunkt in einen nicht kraftverstärkten Zustand eintreten wird. Der Übergang von einem kraftverstärkten in einen nicht kraftverstärkten Zustand kann abrupt und für den Fahrer unerwünscht stattfinden, da er zu einem starken Anstieg der Bremskraft führen kann, die erforderlich ist, um eine gegebene Fahrzeugverzögerung zu erzeugen.
Fahrzeuge umfassen oft Störungsalarmierungsvorrichtungen, um einen Fahrer elektronisch vor einer Fahrzeugstörung zu alarmieren, wie z. B. ein Fahrerinformationszentrum, das Fehlerzustände als Textmitteilungen auf einem Anzeigeschirm anzeigt, und auch über Störungsanzeigelampen, die im Sichtbereich des Armaturenbretts für den Fahrer vorhanden sind. Wenn Fahrerinformationszentren (FIZ) vorgesehen sind, zeigt das FIZ oft viele verschiedene Mitteilungen an wie z. B. „Scheinwerfer einschalten" oder „Waschflüssigkeitsstand niedrig" und so kann es sein, dass der Fahrer die Bremssystem-Störungsmitteilung ignoriert, wenn eine Bremssystemstörung auftritt. Es ist daher wünschenswert, dem Fahrer eine gewisse taktile Rückmeldung zu geben, dass eine Störung aufgetreten ist, bevor das Bremssystem zu einem nicht kraftverstärkten Zustand zurückkehrt.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Mittel und ein Verfahren zum Warnen des Fahrzeugfahrers durch Erhöhungen der erforderlichen Bremspedalkraft und/oder des erforderlichen Bremspedalwegs im Fall einer Störung, wie z. B. einer Pumpenmotorstörung, vor, um eine zusätzliche Rückmeldung an den Fahrer bereitzustellen, dass eine Störung tatsächlich aufgetreten ist. Sollte die Bremssystem-Druckspeichervorrichtung erschöpft werden, wird das Fahrzeug in einen nicht kraftverstärkten Bremssystem-Zustand eintreten. Die Pedalkraft wird in dem nicht kraftverstärkten Zustand wieder ansteigen und geeignete Armaturenbrettanzeigen oder Fahrer-Informationszentrums-Mitteilungen werden zu solch einem Zeitpunkt leuchten.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung alarmiert die für den Fahrer offenkundige allmähliche Bremssystemverschlechterung den Fah rer vor einer schwerwiegenden Bremssystemstörung, indem sie eine taktile Rückmeldung an den Fahrer in der Form einer Erhöhung der Bremspedalkraft bereitstellt, die erforderlich ist, um das Fahrzeug zu verzögern oder anzuhalten. Die vorliegende Erfindung bringt eine allmähliche Abnahme der Bremssystemleistung mit der Zeit mit sich und keinen abrupten Abfall der Bremssystemleistung, der auftreten würde, wenn das Bremskraftverstärkungssystem nicht mehr in der Lage ist, den Fahrer beim Anhalten des Fahrzeugs zu unterstützen, wie es ohne die vorliegende Erfindung geschehen würde. Diese allmähliche Abnahme der Bremsleistung ahmt das Ansprechen auf eine Störung in einem mechanischen Bremssystem nach, das ein Fahrer logisch mit einem Fahrzeug-Bremssystemproblem in Zusammenhang bringen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Fall einer Bremssystemstörung, wie z. B. einer Pumpenmotorstörung, ein Multiplikator (auch als Reduktionskalibrierung bekannt) auf das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment angewendet, der das gesamte angeforderte Fahrer-Bremsmoment (wie von der aufgebrachten Bremspedalkraft und/oder dem aufgebrachten Bremspedalweg erfasst) um einen kalibrierten Prozentsatz reduzieren wird. Es ist wichtig, dass die kalibrierte prozentuelle Reduktion zulässt, dass das Fahrzeug während der Störung die FMVSS-135-Richtlinien weiterhin erfüllt. Der Fahrer wird vor der detektierten Störung durch den resultierenden Effekt gewarnt, dass dann eine etwas höhere Bremspedalkraft erforderlich ist, um eine gegebene Verzögerung zu erzielen.
Es ist möglich, dass eine Bremssystemstörung, wie z. B. eine Pumpenmotorstörung, sich selbst beseitigen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Bremsstörung beseitigt ist, das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment in den Normalzustand zurückkehren, wobei das Bremssystem im Wesentlichen zu einer normalen kraftverstärkten Bremsverstärkung zurückkehren wird, allerdings nur dann, wenn der Fahrer das Bremspedal nicht niederdrückt, sodass während eines Anhaltens niemals eine Erhöhung der Pedalverstärkung (und des resultierenden Bremsmoments) vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Mittel vor, um den Fahrer vor einem bevorstehenden Verlust eines kraftverstärkten Bremsbetriebs zu warnen, während sie zulässt, dass sich der Fahrer auf eine sich allmählich verschlechternde Bremssystem-Leistung einstellt. Es kann in Verbindung mit weiteren Fahrzeugwarnlicht- oder Fahrermitteilungsstrategien verwendet werden oder für sich gestellt als das einzige Verfahren zum Warnen des Fahrers sein.
Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten, die Erfindung auszuführen, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs, das mit einem Bremssimulator ausgestattet ist, der ein Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert;
2 ist ein qualitativer Graph einer erforderlichen Bremspedalkraft zum Erzielen eines gegebenen Fahrzeug-Bremsmoments während eines Normalbetriebs, einer Bremssystemstörung und später in einem nicht kraftverstärkten Bremszustand gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein qualitativer Graph einer erforderlichen Bremspedalkraft F zum Erzielen eines gegebenen Fahrzeug-Bremsmoments während eines Normalbetriebs, gefolgt von einem Bremssystemstörungszustand gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Flussdiagramm eines Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahrens für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Hybrid- oder Elektrofahrzeuge mit einem kraftverstärkten hydraulischen Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und
5 ist ein Flussdiagramm eines Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahrens für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Hybrid- oder Elektrofahrzeuge mit einem beliebigen allgemeinen Typ von kraftverstärktem oder hilfskraftunterstütztem Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs 12, das mit einem Steuergerät oder Bremssimulator 10 ausgestattet ist, das/der ein Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert. Das Hybridfahrzeug 12 wird mechanisch durch entweder die Maschine 14 oder den Motor/Generator 16 angetrieben. Die Steuerung 22 für den elektrischen Antrieb regelt den Betrieb des Motor/Generators 16 und steuert den Betriebsmodus des Mo tor/Generators 16. Wenn der Motor/Generator 16 arbeitet, um das Hybridfahrzeug 12 elektrisch anzutreiben, entnimmt der Motor/Generator 16 elektrische Leistung aus der Batterie 20 über die Steuerung 22 für den elektrischen Antrieb. Alternativ kann der Motor/Generator 16 als ein Generator arbeiten, um ein Nutzbremsmoment bereitzustellen, um das Hybridfahrzeug 12 zu verzögern, indem er einen Teil der kinetischen Energie auf Grund der Rollbewegung des Fahrzeugs 12 in elektrische Energie umwandelt, die über die Steuerung 22 für den elektrischen Antrieb in der Batterie 20 gespeichert wird. Das Hybridfahrzeug 12 umfasst einen Bremssimulator 10 und ein hydraulisches Bremssystem 24. Das Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Verwendung mit einem hydraulischen Bremssystem beschränkt, sondern ist stattdessen für die Verwendung mit anderen Bremssystemen einschließlich (z. B.) elektrischen Bremssystemen und elektronischen Bremssystemen geeignet. Das Bremssystem 24 umfasst eine Hydraulikpumpe 26, die von einem Pumpenmotor 28 angetrieben wird, eine Speichervorrichtung 56 zum Speichern von unter Druck stehendem Hydraulikbremsfluid und einen Bremskraftverstärkungs-Störungssensor 54. Das Bremssystem 24 ist funktionell mit Bremselementen wie z. B. Bremsecken 30 an jedem der Fahrzeugräder 18 verbunden, um selektiv ein Bremsmoment auf das Fahrzeug 12 über die an den Bremsecken 30 aufgebrachte Reibungsbremsung aufzubringen. Ein von einem Fahrer bedienbares Bremspedal 32 umfasst zumindest einen Bremspedalsensor 34, der ausgebildet ist, um ein Signal 36 an den Bremssimulator 10 zu übertragen, das die Bremspedalkraft und/oder den Bremspedalweg umfassen kann.
Bei einem normalen Fahrzeugbetrieb isoliert der Bremspedalsimulator 10 den Fahrer (nicht gezeigt) des Fahrzeugs physikalisch von dem Fahrzeug-Reibungsbremssystem 24 und den Bremsecken 30. Dies ist notwendig, da ein Bremsmoment sowohl von der Nutzbremsung über den Motor/Generator 16 als auch von der Reibungsbremsung an den Bremsecken 30 verfügbar ist. Wenn der Fahrer (nicht gezeigt) des Fahrzeugs das Bremspedal 32 niederdrückt, kommuniziert der Bremspedalsensor 34 den Bremspedalweg und/oder die Bremspedalkraft als ein Signal 36 an den Bremssimulator 10. Der Bremspedalsimulator 10 wandelt das Signal 36 in ein von dem Fahrer beabsichtigtes Bremsmoment um. Der Bremssimulator 10 erhält einen Wert des verfügbaren Nutzbremsmoments als ein Signal 38 von der Steuerung 22 für den elektrischen Antrieb. In Hybrid- und Elektrofahrzeugen wird es typischerweise bevorzugt, wann immer es möglich ist, eine Nutzbremsung zu verwenden, und infolge dessen kann der Bremssimulator 10 das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment in einen Reibungsbremsmomentbefehl 40, der an das Reibungsbremssystem 24 gesendet wird, und einen Nutzbremsmomentbefehl 42 aufzuteilen, der an die Steuerung 22 für den elektrischen Antrieb gesendet wird.
In dem Hybridfahrzeug 12 werden durch den Bremssimulator 10 Modifikationen an der Zuteilung zwischen dem Nutzbremsmoment und dem Reibungsbremsmoment vorgenommen, wenn das Fahrzeug 12 zu einem Anhalten verlangsamt wird. Diese Modifikationen der Zuteilung müssen für den Fahrer (nicht gezeigt) des Fahrzeugs transparent bleiben. Die Bremsecken 30 sind hydraulisch betrieben und das Reibungsbremssystem 24 umfasst einen Pumpenmotor 28, der funktionell zum Antreiben einer Hydraulikpumpe 26 verbunden ist, um eine Quelle von unter Druck stehendem Hydraulikfluid zum Betreiben der Bremsecken 30 vorzusehen. Das unter Druck stehende Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe 26 wird in einer Speichervorrichtung 56 gespeichert, die ein bereitstehendes Reservoir von unter Druck stehendem Hydraulikfluid als eine gespeicherte Energiequelle zum Betreiben der Bremsecken 30 und damit zum Verzögern des Fahrzeugs 12 bereitstellt. Es ist möglich, dass die Hydraulik pumpe 26 und der Pumpenmotor 28 gestört sind oder sich nicht aktivieren lassen, wenn es erforderlich ist, was zu einem Defekt des Bremskraftverstärkungssystems führt. Der Defekt des Bremskraftverstärkungssystems wird von einem Bremskraftverstärkungs-Störungssensor 54 detektiert und das Störungssignal wird von dem Bremssimulator 10 über die Bremskraftverstärkungs-Störsignalverbindung 58 empfangen. Wenn die Hydraulikpumpe 26 oder der Pumpenmotor 28 gestört sind, kann das Fahrzeug 12 normal gefahren und das Reibungsbremssystem 24 normal betrieben werden, bis die Speichervorrichtung 56 erschöpft ist, wobei zu diesem Zeitpunkt das Reibungsbremssystem 24 in einen nicht kraftverstärkten Zustand eintreten wird. In dem nicht kraftverstärkten Zustand kann das Bremspedal 32 bedient werden, um Hydraulikfluid von dem Reibungsbremssystem 24 mechanisch über eine mechanische oder andere Verbindung 44 zu den Bremsecken 30 zu drängen. Wenn der Bremssystem-Kraftverstärker (die Hydraulikpumpe 26) nicht arbeitet, wird die erforderliche Bremspedalkraft F zum Anhalten des Fahrzeugs 12 in einigen Fällen um bis zu 10:1 zunehmen. Der Übergang zwischen einem normalen/kraftverstärkten Bremszustand und einem nicht kraftverstärkten Zustand kann abrupt und für den Fahrer unerwünscht stattfinden, da dann eine größere Bremspedalkraft F erforderlich ist, um eine gegebene Fahrzeugverzögerung zu erreichen.
Es gibt mehrere Warnungen oder Alarme, die auftreten können, um den Fahrer zu alarmieren, dass die Hydraulikpumpe 26 oder der Pumpenmotor 28 gestört sind, wobei diese Warnlichter und Störungswarnmitteilungen umfassen, die auf einem Fahrzeugmitteilungszentrum, wie in 1 schematisch gezeigt, über Fahrerwarnungen 46 angezeigt werden können. Einige dieser Warnungen können durch den Bremssimulator 10 auf Grund seiner Kenntnis des Auftretens eines Bremskraftverstärkungsdefekts, wie von dem Bremskraftverstärkungs-Störungssensor 54 gelesen, eingeleitet werden. Es ist möglich, dass Fahrerwarnungen 46 von dem Fahrer des Fahrzeugs nicht bemerkt oder ignoriert werden, wenn das Reibungsbremssystem 24 keine weitere bestätigende Anzeige vorsieht, dass eine Störung aufgetreten ist. Es ist daher wünschenswert, dem Fahrer über das Bremspedal 32 eine gewisse taktile Rückmeldung zur Verfügung zu stellen, dass eine Bremssystemstörung aufgetreten ist. Im Fall einer Bremssystemstörung, wie z. B. einer Störung der Hydraulikpumpe 26 oder des Pumpenmotors 28, wird der Bremssimulator 10 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Multiplikator oder eine Reduktionskalibrierung zu dem von dem Fahrer geforderten Bremsmoment (das von dem Bremspedalsensor 34 bestimmt wird, wie oben erläutert) hinzufügen, welches das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment um einen kalibrierten Prozentsatz reduziert. Die Reduktionskalibrierung wird derart gewählt, dass sie es zulässt, dass das Fahrzeug 12 während des Störungszustands noch immer die FMVSS-135-Richtlinien erfüllt. Der Effekt für den Fahrer besteht darin, dass der Fahrer eine etwas höhere Pedalkraft F bereitstellen muss, um eine gegebene Fahrzeugverzögerung zu erzielen. Diese etwas höhere Pedalkraft F sorgt für eine taktile Rückmeldung an den Fahrer, dass die Störung aufgetreten ist, und bestätigt die Warnlichter und -mitteilungen der Fahrerwarnung 46, falls vorgesehen. Während eines fortgesetzten Betriebs des Fahrzeugs 12 während eines Störungszustands wird die Zufuhr von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit in dem Reibungsbremssystem 24 schließlich erschöpft und das Fahrzeug 12 wird in einen nicht kraftverstärkten Bremssystemzustand eintreten. Das Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren der vorliegenden Erfindung sieht vorteilhafterweise eine inkrementelle Erhöhung der erforderlichen Bremspedalkraft F vor, bevor der nicht verstärkte Bremssystemzustand erreicht ist.
Nunmehr wird auf 2 Bezug genommen. 2 ist ein qualitativer Graph einer erforderlichen Bremspedalkraft F zum Erzielen eines gegebenen Fahrzeug-Bremsmoments während eines Normalbetriebs, eines Bremssystemstörungszustands und später in einem nicht kraftverstärkten Bremszustand. 2 veranschaulicht, dass das Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren der vorliegenden Erfindung einen frühen taktilen Rückmeldungsalarm für den Fahrer über eine Erhöhung der Bremspedalkraft F bereitstellt, während der Bremssystem-Störungszustand 50 vorliegt. Ohne die vorliegende Erfindung kann die erforderliche Bremspedalkraft ohne die frühe Alarmwarnung und die durch die Störzustand-Pedalkraft 50 vorgesehene kleinere inkrementelle Kraftanpassung abrupt von der normalen Pedalkraft 48 in den nicht kraftverstärkten Zustand 52 ansteigen.
3 ist ein qualitativer Graph einer erforderlichen Bremspedalkraft F zum Erzielen eines gegebenen Fahrzeug-Bremsmoments während eines Normalbetriebs, gefolgt von einem Bremssystemstörungszustand. Der Fahrer muss zu der Zeit = TB eine Bremspedalkraft F1 aufbringen, um ein gewünschtes Fahrzeug-Bremsmoment zu erzielen. Während der Bremsung wird eine Bremssystemstörung zu der Zeit = TF detektiert und die erforderliche Bremspedalkraft F steigt auf F2 an. Während weiter gebremst wird, wird die Bremssystemstörung zu der Zeit = TC beseitigt; allerdings kehrt die erforderliche Bremspedalkraft nicht zu F1 zurück, bis das Bremspedal (32 in 1) freigegeben wird. Während der anschließenden Bremsanwendung zu der Zeit = TB2 kehrt die erforderliche Bremspedalkraft F zu F1 zurück, da die Bremssystemstörung zuvor zu der Zeit = TC beseitigt wurde und das Bremssystem in den normalen Betrieb zurückgekehrt ist.
4 ist ein Flussdiagramm eines Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahrens für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Hybrid- oder Elektrofahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt bei 402, wobei das Fahrzeug voll kraftverstärkte aktive Bremsen aufweist. Bei dem Block 404 erfolgt ein Zustandstest auf einen Bremshydraulikpumpenmotor-Störungszustand. Wenn der Pumpenmotorstörungstest für keine detektierte Störung „nein" ergibt, geht die Steuerung zu dem Block 406 über, bei dem das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment (wie von der Bremspedalkraft und/oder dem Bremspedalweg hergeleitet, wie oben stehend erläutert) in dem Bremssimulator ohne eine Reduktionskalibrierung verwendet wird, und das Verfahren endet bei 408. Wenn bei dem Block 404 die Pumpenmotorstörung „ja" ergibt, was anzeigt, dass eine Pumpenmotorstörung detektiert wurde, geht die Steuerung zu dem Block 410 über, bei dem ein Test vorgenommen wird, um zu ermitteln, ob der hydraulische Bremssystem-Vorratsbehälterdruck kleiner ist als der hydraulische Bremsdruck, der erforderlich ist, um dem Reibungsbremsmomentbefehl nachzukommen (wobei das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment = Nutzbremsmoment + Reibungsbremsmoment, und die Verhältnisse durch den Bremssimulator ermittelt werden, wie oben erläutert). Wenn der Test in Block 410 „ja" ergibt, was anzeigt, dass der Vorratsbehälterdruck nicht ausreicht, um dem erforderlichen hydraulischen Bremsdruck von dem Bremssimulator (oder -emulator) nachzukommen, schreitet die Steuerung zu dem Block 412 weiter, wobei das Bremssystem in einen nicht kraftverstärkten Bremsmodus eintritt und das Verfahren bei dem Block 412 endet. Wenn der Test in Block 410 „nein" ergibt, was anzeigt, dass der Vorratsbehälterdruck ausreicht, um dem erforderlichen hydraulischen Bremsdruck von dem Bremssimulator nachzukommen, geht die Steuerung zu dem Block 414 über, bei dem das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment um eine Reduktionskalibrierung reduziert wird und in dem Bremssimulator auf das reduzierte beab sichtigte Bremsmoment eingewirkt wird, um zu dem Reibungsbremsmomentbefehl und dem Nutzbremsmomentbefehl zu gelangen, wie in 1 erläutert. Die Reduktionskalibrierung führt zu einer Erhöhung der erforderlichen Bremspedalkraft, um eine gegebene Fahrzeugverzögerung zu erzielen, wie zuvor erläutert, wobei die erhöhte Bremspedalkraft auch dazu dient, den Fahrer vor einem beeinträchtigten Bremssystem zu alarmieren, bevor es zu dem Verlust eines kraftverstärkten Bremsbetriebs kommt. Nach dem Block 414 geht die Steuerung zu dem Block 416 über, bei dem ein Test vorgenommen wird, um zu ermitteln, ob die Hydraulikpumpenstörung beseitigt ist. Wenn das Ergebnis des Tests in Block 416 „ja" lautet, was anzeigt, dass die Hydraulikpumpenstörung beseitigt wurde, schreitet die Steuerung zu dem Block 418 weiter. Wenn das Ergebnis des Tests in Block 416 „nein" lautet, was anzeigt, dass die Hydraulikpumpenstörung nicht beseitigt wurde, zweigt die Steuerung zu dem Block 410 zurück ab. Bei dem Block 418 wird ein Test vorgenommen, um zu ermitteln, ob der Fahrer das Bremspedal freigegeben hat. Wenn das Ergebnis des Tests „ja" lautet, was anzeigt, dass der Fahrer das Bremspedal freigegeben hat, geht die Steuerung zu dem Block 402 über, wobei das Fahrzeug voll kraftverstärkte aktive Bremsen aufweist. Wenn das Ergebnis des Tests bei dem Block 418 „nein" lautet, was anzeigt, dass der Fahrer das Bremspedal nicht freigegeben hat, geht die Steuerung zu dem Block 414 über, um das um die Reduktionskalibrierung modifizierte von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment weiterhin weiterzuleiten.
Nunmehr wird auf 5 Bezug genommen. 5 ist ein Flussdiagramm eines Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahrens für mit einem Bremspedalsimulator ausgestattete Hybrid- oder Elektrofahrzeuge mit einem beliebigen allgemeinen Typ von kraftverstärktem oder hilfskraftunterstütztem Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt bei dem Block 502, indem ein Hybrid- oder Elekt rofahrzeug vorgesehen wird, das den mit dem kraftverstärkten Bremssystem funktionell verbundenen Bremssimulator aufweist. Bei Block 504 wird eine Bremssystemkraftverstärkerstörung detektiert. Bei Block 506 wird ein Versuch unternommen, den Fahrer über die Störung zu informieren, wie z. B. über ein Störungswarnlicht auf dem Fahrzeugarmaturenbrett oder eine Störungstextmitteilung auf einem Fahrerinformationsdisplay. Bei Block 508 drückt der Fahrer das Bremspedal nieder, um das Fahrzeug zu verzögern. Bei Block 510 wird das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment aus der Bremspedalkraft und/oder dem Bremspedalweg ermittelt. Dann wird bei Block 512 das verfügbare Nutzmoment ermittelt. Dann wird das Reibungsbremsmoment als die Differenz zwischen dem von dem Fahrer beabsichtigten Bremsmoment und dem verfügbaren Nutzbremsmoment ermittelt. Bei Block 514 wird das erforderliche Bremskraftverstärkungsniveau zum Erzielen des Reibungsbremsmoments ermittelt. Bei Bock 516, wenn die verfügbare Bremskraftverstärkung kleiner ist als die verfügbare Bremskraftverstärkung ist, geht die Steuerung zu dem Block 518 über, bei dem das Fahrzeugbremssystem in einen nicht kraftverstärkten Bremsbetrieb eintritt, und das Verfahren endet. Wenn bei dem Block 516 die erforderliche Basis-Kraftverstärkung nicht kleiner ist als die gemessene verfügbare Bremskraftverstärkung, geht die Steuerung zu dem Block 520 über, bei dem eine Reduktionskalibrierung auf das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment angewendet wird, um dadurch das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment zu reduzieren. Bei dem Block 522 wird/werden das Nutzbremsmoment und/oder das Reibungsbremsmoment in Übereinstimmung mit dem reduzierten, von dem Fahrer beabsichtigten Bremsmoment angepasst. Bei dem Block 524 werden das Nutzbremsmoment und das Reibungsbremsmoment an Fahrzeugsysteme weitergeleitet. Bei dem Block 526 wird ein Test vorgenommen, um zu ermitteln, ob die Bremskraftverstärkerstörung beseitigt wurde. Wenn die Störung nicht beseitigt wurde, geht die Steuerung zu dem Block 510 über, andernfalls geht die Steuerung zu dem Block 528 über. Bei dem Block 528 wird ein Test vorgenommen, um zu ermitteln, ob das Bremspedal freigegeben wurde. Wenn das Bremspedal nicht freigegeben wurde, geht die Steuerung zu dem Block 510 über, andernfalls endet das Verfahren.
Während die besten Arten, die Erfindung auszuführen, im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche auszuführen.

Claims

Verfahren zum Warnen eines Fahrers eines Fahrzeugs vor einer detektierten Bremssystemstörung vor einem Bremssystem-Kraftverstärkungsdefekt in einem Fahrzeug, das mit einem Bremssystem-Simulator ausgestattet ist, umfassend die Schritte, dass: die Bremssystemstörung detektiert wird; und eine Bremspedalkraft und/oder ein Bremspedalweg, die erforderlich sind, um eine gewünschte Rate an Fahrzeugverzögerung zu erzielen, erhöht wird/werden, um so den Fahrer vor der Störung zu warnen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen der Bremspedalkraft und/oder des Bremspedalwegs ausgeführt wird, indem die Bremspedalkraft über die Zeit steuerbar erhöht wird, um eine letztendliche Erhöhung der erforderlichen Bremspedalkraft zu reduzieren, falls eine Bremskraftverstärkung letztendlich nicht verfügbar wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst, dass: erfasst wird, ob die Bremssystemstörung beseitigt wurde; und die Bremspedalkraft auf einen ersten Wert der Bremspedalkraft und der Bremspedalweg auf einen ersten Wert des Bremspedalwegs zurückgesetzt werden, die vor dem Erhöhen wirksam waren, wenn die Bremssystemstörung beseitigt wurde.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Zurücksetzen nur erfolgt, nachdem das Bremspedal freigegeben wurde.
Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren für ein mit einem Bremspedalsimulator ausgestattetes Elektrofahrzeug oder Hybridelektrofahrzeug, umfassend die Schritte, dass: eine Bremssystem-Kraftverstärkerstörung in einem Fahrzeug detektiert wird, das den funktionell mit einem kraftverstärkten Bremssystem verbundenen Bremssimulator aufweist; ein Niederdrücken eines Fahrzeugbremspedals durch einen Fahrer des Fahrzeugs zum Verzögern des Fahrzeugs erfasst wird; ein von dem Fahrer beabsichtigtes Bremsmoment aus der Bremspedalkraft und/oder dem Bremspedalweg beschafft wird; zu einem nicht kraftverstärkten Bremsbetrieb übergewechselt und das Verfahren beendet wird, wenn die verfügbare Bremskraftverstärkung kleiner ist als eine Bremskraftverstärkung, die erforderlich ist, um das von dem Fahrer beabsichtigte Bremsmoment zu erzielen; eine Reduktionskalibrierung auf das von dem Fahrer vorgesehene Bremsmoment angewendet wird, um ein reduktionskalibriertes beabsichtigte Bremsmoment zu erhalten; das reduktionskalibrierte beabsichtigte Bremsmoment an Fahrzeugbremssysteme weitergeleitet wird; ein von dem Fahrer beabsichtigtes Bremsmoment weiter beschafft wird, wenn die Kraftverstärkerstörung nicht beseitigt wurde; und das Verfahren beendet wird, wenn das Bremspedal freigegeben wird, und andernfalls ein von dem Fahrer beabsichtigtes Bremsmoment weiter beschafft wird.
Bremssystemstörungs-Pedalverstärkungsänderungsverfahren nach Anspruch 5, wobei nach dem Anwenden der Reduktionskalibrierung das Verfahren ferner die Schritte umfasst, dass: das reduktionskalibrierte beabsichtigte Bremsmoment in einen Reibungsbremsmomentbefehl und einen Nutzbremsmomentbefehl proportioniert wird; wobei das Weiterleiten des reduktionskalibrierten beabsichtigten Bremsmoments an die Fahrzeugbremssysteme ausgeführt wird, indem der Reibungsbremsmomentbefehl an das kraftverstärkte Reibungsbremssystem weitergeleitet wird und der Nutzbremsmomentbefehl an eine Steuerung für den elektrischen Antrieb weitergeleitet wird; und wobei die Steuerung für den elektrischen Antrieb ausgebildet ist, um ein Nutzbremsmoment über einen Motor/Generator des Fahrzeugs auf das Fahrzeug aufzubringen.
Bremssystem für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, umfassend: ein Reibungsbremssystem, umfassend: zumindest ein Bremselement, das dazu dient, ein Reibungsbremsmoment auf Räder des Fahrzeugs aufzubringen; ein Bremskraftverstärkungssystem, das Energie bereitstellt, um das Bremselement zu betätigen, wobei das Bremskraftverstärkungssystem ein Energiespeicherelement aufweist; und zumindest einen Bremssystemstörungssensor, um eine Bremskraftverstärkungssystemstörung zu detektieren; ein elektrisches Fahrzeugantriebssystem, umfassend: zumindest einen Motor/Generator, der dazu dient, ein Nutzbremsmoment auf zumindest ein Rad des Fahrzeugs durch Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie aufzubringen; und eine Steuerung für den elektrischen Antrieb, die mit dem zumindest einen Motor/Generator elektrisch gekoppelt ist und den Betrieb des zumindest einen Motor/Generators regelt; einen Bremssimulator, der elektrisch an dem Reibungsbremssystem und der Steuerung für den elektrischen Antrieb angeschlossen ist, wobei der Bremssimulator mit dem Bremssystemstörungssensor elektrisch gekoppelt ist; ein Bremspedal, das ausgebildet ist, um von einem Fahrer des Fahrzeugs bedient zu werden; und einen Bremspedalsensor, der einen Bremspedalkraftsensor und/oder einen Bremspedalwegsensor umfasst, wobei der Sensor mit dem Bremspedal funktionell gekoppelt ist, wobei der Bremspedalsensor Sensormessungen an den Bremssimulator liefert; wobei der Bremssimulator ein beabsichtigtes Fahrerbremsmoment aus den Bremspedalsensormessungen ermittelt; und wobei der Bremssimulator eine Reduktionskalibrierung auf das beabsichtigte Fahrerbremsmoment anwendet, wenn die Bremskraftverstärkungssystemstörung detektiert wird.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das Bremspedal funktionell mit dem Reibungsbremssystem gekoppelt ist, um eine manuelle Aktivierung der Bremselemente zu bewirken, wenn die Bremskraftverstärkungssystemstörung dazu führt, dass das Bremskraftverstärkungssystem nicht genug Energie besitzt, um die Bremselemente zu betätigen.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei der Bremssimulator ausgebildet ist, um einen Wert eines verfügbaren Bremsmoments von dem elektrischen Fahrzeugantriebssystem zu empfangen; wobei der Bremssimulator das beabsichtigte Fahrerbremsmoment in ein Nutzbremsmoment und ein Reibungsbremsmoment teilt; wobei das Nutzbremsmoment als ein Befehl an das elektrische Fahrzeugantriebssystem gesendet wird; und wobei das Reibungsbremsmoment als ein Befehl an das Reibungsbremssystem gesendet wird.
Bremssystem nach Anspruch 9, wobei, nachdem die Bremskraftverstärkungssystemstörung detektiert wurde und wenn die Bremskraftverstärkungssystemstörung später beseitigt wird, der Bremssimulator dann die Reduktionskalibrierung weiter auf das beabsichtigte Fahrerbremsmoment anwendet, bis das Bremspedal freigegeben ist.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei zumindest ein Bremselement zumindest eine Bremsecke ist, die funktionell verbunden ist, um eine Reibungsbremsung auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs aufzubringen.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das Reibungsbremssystem ein hydraulisches Bremssystem ist.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das Bremskraftverstärkungssystem eine Hydraulikpumpe umfasst; und wobei das Energiespeicherelement ein Hydraulikfluid-Vorratsbehälter ist, der von der Hydraulikpumpe gefüllt wird.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das Reibungsbremssystem ein Luftbremssystem ist; wobei das Bremskraftverstärkungssystem einen Luftverdichter umfasst; und wobei das Energiespeicherelement ein Vorratsbehälter ist, der von dem Luftverdichter gefüllt wird.
Bremssystem nach Anspruch 7, wobei das Reibungsbremssystem elektrisch betrieben wird; und wobei das Energiespeicherelement eine Batterie ist, welche die Betätigung des Reibungsbremssystems betreibt.
Elektronisches Bremssystem für ein von einem Fahrer bedientes Fahrzeug, das eine Druckspeichervorrichtung, die einen kraftverstärkten Zustand zum Verzögern des Fahrzeugs bereitstellt, und eine Pumpe zum Herstellen des kraftverstärkten Zustands aufweist, wobei die Pumpe gestört sein kann, um potenziell zu bewirken, dass das Bremssystem in einen nicht kraftverstärkten Zustand zurückkehrt, umfassend: ein berührungsempfindliches Pedal, das auf ein von einem Fahrer angefordertes Bremsmoment anspricht, um die Verzögerung des Fahrzeugs einzuleiten; und ein Steuergerät, das mit dem berührungsempfindlichen Pedal verbunden ist und auf eine Pumpenstörung anspricht und dazu dient, das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment zu reduzieren, um eine ausreichend höhere taktile Rückmeldung an den Fahrer über das berührungsempfindliche Pedal zu bewirken, wodurch der Fahrer vor einem möglichen Verlust des kraftverstärkten Bremsbetriebes gewarnt wird.