DE102011001365A1

DE102011001365A1 - Bremsvorrichtung und Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011001365A1
Application number: DE102011001365A
Authority: DE
Inventors: Thomas Garbe
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-20
Also published as: FR2972698A1; US20120310502A1; GB2489086A; US8655566B2; GB2489086B; JP2012192915A; FR2972698B1; GB201203999D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremsvorrichtung und ein Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug mit: einer Bremspedaleinrichtung (12), welche von einem Fahrer mit einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL) bedienbar ist, einer Bremseinrichtung (20) zum Bremsen des Kraftfahrzeuges mit einer Bremswirkung entsprechend eines Grades einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung (12) und entsprechend der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL), einer Speichereinrichtung (16) mit einem gespeicherten Kennfeld (KFL) von möglichen Krafung (14), die zum Auswählen der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL) aus dem Kennfeld (KFL) der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung und ein Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug.
Bei hydraulischen Bremsvorrichtungen ist allgemein bekannt, dass durch die geometrischen Dimensionen der Bremsvorrichtung die Kraft-Weg-Kennlinie mit beeinflusst wird.
Ferner beeinflussen auch äußere Einflüsse wie etwa nasse Bremsscheiben, Änderungen an den Bremsbelägen, Anhängerbetrieb und Fading die durch die Pedalbetätigung erreichbare Fahrzeugverzögerung.
Bei Bremssystemen mit Pedalsimulator wird eine Kraft-Weg-Kennlinie elektronisch durch ein Steuergerät erzeugt. Dabei tritt häufig eine fehlende Kopplung zu den bereits erwähnten äußeren Einflüssen auf.
Die EP 1 138 564 A2 beschreibt eine elektromechanische Fahrzeug-Bremsanlage mit elektronischer Übertragung eines mittels eines Bremspedals ausgelösten Bremsvorganges auf eine bevorzugt am Fahrzeugrad vorgesehene Bremse sowie mit einer Schlupfregelfunktion, die bei Auftreten von Radschlupf eine von der Bremspedalbetätigung abweichende Bremsen-Betätigung hervorruft, wobei bei Aktivierung einer derartigen Schlupfregelfunktion am Bremspedal ein Reaktionsverhalten erzeugbar ist, wie es ansonsten bei einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage üblich ist.
Bei der beschriebenen elektromechanischen Fahrzeug-Bremsanlage ist dieses Reaktionsverhalten in einem sogenannten Pedalsimulator erzeugbar, und zwar mittels eines Vibrators oder eines Piezoelementes. Dabei kann die Generierung des Reaktionsverhaltens wahlweise unterbunden werden und das einer aktiven Schlupfregelfunktion bei einer hydraulischen Bremsanlage entsprechende Reaktionsverhalten im Vergleich hierzu verstärkt oder abgeschwächt werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bremsvorrichtung und ein Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche dem Fahrer ein natürliches Bremspedalgefühl vermitteln und eine Kopplung zwischen Kraft-Weg-Kennlinie der Bremsvorrichtung und vorherrschenden Umgebungseinflüssen erlauben.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Bremsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
Demgemäß wird erfindungsgemäß eine Bremsvorrichtung und ein Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Bremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug eine Bremspedaleinrichtung, welche von einem Fahrer mit einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie bedienbar ist, und eine Bremseinrichtung zum Bremsen des Kraftfahrzeuges mit einer Bremswirkung entsprechend eines Grades einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung und entsprechend der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie aufweist.
Ferner weist die Bremsvorrichtung eine Speichereinrichtung mit einem gespeicherten Kennfeld von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien und eine Steuereinrichtung auf, die zum Auswählen der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie aus dem Kennfeld der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien vorgesehen ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist:
Beschränken eines in einer Speichereinrichtung einer Bremsvorrichtung gespeicherten Kennfeldes von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien einer Bremspedaleinrichtung;
Auswählen einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie aus dem Kennfeld der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien durch die Steuereinrichtung; und
Bremsen des Kraftfahrzeuges mit einer Bremswirkung entsprechend eines Grades einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung und entsprechend der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie.
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee liegt in der Anpassung der Kraft-Weg-Pedalkennlinie der Bremspedaleinrichtung, wobei einerseits eine tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie entsprechend dem gegenwärtigen Bremsverhalten der Bremseinrichtung den Fahrer Umgebungseinflüsse spüren lassen soll und andererseits eine intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie verwendet wird, mit der die Bremspedaleinrichtung kalibriert ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Bremsvorrichtung ist eine änderbare Einstellung der Steuereinrichtung vorgesehen, wobei durch die änderbare Einstellung das Kennfeld der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien graduell durchlaufbar ist.
Durch die änderbare Einstellung wird die veränderbare Kraft-Weg-Pedalkennlinie aus einer Vielzahl von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien ausgewählt und als Kraft-Weg-Pedalkennlinie der Bremspedaleinrichtung verwendet.
Bei einer Weiterbildung der Bremsvorrichtung ist das Kennfeld von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien durch eine intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie, mit der die Bremspedaleinrichtung kalibriert ist, und durch eine tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie beschränkt, die einem gegenwärtigen Bremsverhalten der Bremseinrichtung entspricht.
Bei einer Weiterbildung der Bremsvorrichtung weist die Bremseinrichtung eine Sensoreinheit zum Erfassen der tatsächlichen Kraft-Weg-Pedalkennlinie und ein Bremssystem zum Erzeugen der Bremswirkung auf.
Bei einer Weiterbildung der Bremsvorrichtung ist die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie durch Änderungen am Bremssystem veränderbar.
Bei einer Weiterbildung der Bremsvorrichtung ist die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie nach mehrmaligem oder längerem Bremsen mit dem Bremssystem veränderbar.
Bei einer Weiterbildung der Bremsvorrichtung weist die intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie eine proportionale Kraft-Weg-Abhängigkeit auf.
Bei einer Weiterbildung der Bremsvorrichtung ist die veränderbare Kraft-Weg-Pedalkennlinie im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges durch die Steuereinrichtung veränderbar. Durch die Steuereinrichtung wird auf einfache Weise eine Einstellung der Kraft-Weg-Pedalkennlinie im Fahrbetrieb ermöglicht.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Bremsverfahrens wird die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie durch Änderungen an der Bremseinrichtung verändert.
Bei einer Weiterbildung des Bremsverfahrens wird die änderbare Einstellung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges verändert.
Bei einer Weiterbildung des Bremsverfahrens wird eine änderbare Einstellung der Steuereinrichtung verwendet und durch die änderbare Einstellung das Kennfeld der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien graduell durchlaufen.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige und geeignete Art und Weise miteinander kombinieren.
Im Weiteren werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm zur Darstellung eines Kennfeldes von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Bremsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Bremsvorrichtung 100 umfasst eine Bremspedaleinrichtung 12, eine Steuereinrichtung 14, eine Speichereinrichtung 16 sowie eine Bremseinrichtung 20.
Dabei ist die Steuereinrichtung 14 jeweils mit der Bremspedaleinrichtung 12, der Speichereinrichtung 16 und der Bremseinrichtung 20 verbunden.
Dabei kann die Steuereinrichtung 14 aus einem in der Speichereinrichtung 16 gespeicherten Kennfeld KFL von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien eine gewünschte, veränderbare Kraft-Weg-Pedalkennlinie V-PKL auswählen, wobei die Auswahl je nach Fahrzustand des Kraftfahrzeuges oder anhand einer durch den Fahrer einstellbaren änderbaren Einstellung AE erfolgt.
Bei der Bremsvorrichtung 100 gemäß dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass insbesondere die Bremseinrichtung 20 ein Bremssystem 22 und eine Sensoreinheit 24 aufweist, die Kraftsensoren und/oder Beschleunigungssensoren zur Messung der Bremsverzögerung und des Bremsverhaltens des Kraftfahrzeuges aufweist.
Zur Messung der Bremsverzögerung und des Bremsverhaltens des Kraftfahrzeuges können beispielsweise als Sensoreinheit 24 auch Sensoren für die Erfassung der Bremsscheibentemperatur verwendet werden.
Beispielsweise ist das Bremssystem 22 als hydraulisches Bremssystem ausgeführt und/oder als rekuperatives Bremssystem.
Die 2 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Kennfeldes von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine die Bremsverzögerung verursachende Kraft über den Pedalweg der Bremspedaleinrichtung 12 aufgetragen wird.
Ausgeprägt ist eine Zunahme der Kraft mit steigendem Pedalweg. Eine solche Kraft-Weg-Pedalkennlinie ist sehr vorteilhaft für die Bremsvorrichtung 100, da sie eine sehr zweckmäßige Bedienbarkeit der Bremsvorrichtung 100 ermöglicht. Als Folge der Betätigung der Bremspedaleinrichtung 12 stellt sich beispielsweise eine proportionale Fahrzeugverzögerung ein, wobei sich der Fahrer an diese Grundzuordnung von Betätigung und Verzögerung gewöhnt.
Ein Kennfeld KFL von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien wird durch eine tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie T-PKL entsprechend dem gegenwärtigen Bremsverhalten der Bremseinrichtung 20 und durch eine intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie F-PKL beschränkt. Die intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie F-PKL stellt diejenige Kraft-Weg-Pedalkennlinie dar, mit der die Bremspedaleinrichtung 12 kalibriert ist.
Die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie T-PKL weist, hervorgerufen durch äußere Einflüsse, z. B. durch nasse Bremsscheiben und Beläge, Anhängerbetrieb, Fading usw., beispielsweise bestimmte Charakteristika in Form von abrupten Änderungen in der Steigung oder sonstigen Eigenheiten auf.
Den Unterschied zwischen der tatsächlichen Kraft-Weg-Pedalkennlinie T-PKL und der intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie F-PKL nimmt der Fahrer als Veränderung am Bremssystem sensibel wahr. Dieser Unterschied informiert den Fahrer stets über den Zustand der Bremse und über Umgebungseinflüsse.
Durch eine änderbare Einstellung AE, beispielsweise variabel von 0 bis 100%, wird nun eine veränderbare Kraft-Weg-Pedalkennlinie V-PKL aus der Vielzahl von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien ausgewählt und als veränderbare Kraft-Weg-Pedalkennlinie V-PKL der Bremspedaleinrichtung 12 verwendet.
Bei einem Wert von 100% für die änderbare Einstellung AE unterscheidet sich das Bremsverhalten des Fahrzeuges nicht von dem Bremsverhalten eines Fahrzeugs mit einem konventionellen Bremssystem und es wird die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie T-PKL entsprechend dem gegenwärtigen Bremsverhalten der Bremseinrichtung 20 verwendet.
Bei einem Wert von 0% für die änderbare Einstellung AE gibt es keinerlei Rückmeldungen aus dem Bremssystem und es wird die intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie der Bremspedaleinrichtung 20 verwendet, mit der die Bremspedaleinrichtung 12 kalibriert ist.
Durch die änderbare Einstellung AE können beispielsweise beliebige Komfortausprägungen der Bremsvorrichtung 100 des Kraftfahrzeuges mit ein- und derselben Hardware dargestellt werden. Ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Komfortausprägungen ist während des Fährbetriebs möglich. Auch kann der Fahrer die änderbare Einstellung AE manuell variieren.
Ferner kann die Steuereinrichtung 14 beispielsweise in Abhängigkeit einer erbrachten Laufleistung des Kraftfahrzeuges die änderbare Einstellung AE variieren. Die Laufleistung kann dabei nach der Betriebsdauer des Kraftfahrzeuges oder nach dem Kilometerstand des Kraftfahrzeuges ermittelt werden.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 14 über weitere Sensoren auch die Betriebsdauer der Bremseinrichtung 20 oder des Bremssystems 22 erfassen und die änderbare Einstellung AE anpassen, um dem Fahrer eine aktuell vorherrschende Bremswirkung der Bremseinrichtung 20 zu vermitteln.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bremsverfahrens für ein Kraftfahrzeug. Das Bremsverfahren weist die folgenden Schritte auf:
In einem ersten Schritt S1 wird ein in einer Speichereinrichtung 16 einer Bremsvorrichtung 100 gespeichertes Kennfeld KFL von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien einer Bremspedaleinrichtung 12 beschränkt.
In einem nächsten Schritt S2 erfolgt ein Auswählen einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie V-PKL aus dem Kennfeld KFL der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien durch die Steuereinrichtung 14.
In einem nächsten Schritt S3 erfolgt ein Bremsen des Kraftfahrzeuges mit einer Bremswirkung entsprechend eines Grades einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung 12 und entsprechend der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie V-PKL.
Das Verfahren kann durch Bremsvorrichtung 100 gemäß 1 oder Fig. ausgeführt werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1138564 A2 [0005]

Claims

Bremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit: einer Bremspedaleinrichtung (12), welche von einem Fahrer mit einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL) bedienbar ist; einer Bremseinrichtung (20) zum Bremsen des Kraftfahrzeuges mit einer Bremswirkung entsprechend eines Grades einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung (12) und entsprechend der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL); einer Speichereinrichtung (16) mit einem gespeicherten Kennfeld (KFL) von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien; und einer Steuereinrichtung (14), die zum Auswählen der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL) aus dem Kennfeld (KFL) der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien vorgesehen ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine änderbare Einstellung (AE) der Steuereinrichtung (14) vorgesehen ist und durch die änderbare Einstellung (AE) das Kennfeld (KFL) der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien graduell durchlaufbar ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Kennfeld (KFL) von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien durch eine intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie (F-PKL), mit der die Bremspedaleinrichtung (12) kalibriert ist, und durch eine tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie (T-PKL), die einem gegenwärtigen Bremsverhalten der Bremseinrichtung (20) entspricht, beschränkt ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Bremseinrichtung (20) eine Sensoreinheiit (24) zum Erfassen der tatsächlichen Kraft-Weg-Pedalkennlinie (T-PKL) und ein Bremssystem (22) zum Erzeugen der Bremswirkung aufweist.
Bremsvorrichtung einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie (T-PKL) durch Änderungen am Bremssystem (22) veränderbar ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie (T-PKL) nach mehrmaligem oder längerem Bremsen mit dem Bremssystem (22) veränderbar ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die intrinsische Kraft-Weg-Pedalkennlinie (F-PKL) eine proportionale Kraft-Weg-Abhängigkeit aufweist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL) im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges durch die Steuereinrichtung (14) veränderbar ist.
Bremsverfahren für ein Kraftfahrzeug mit den Schritten, Beschränken (S1) eines in einer Speichereinrichtung (16) einer Bremsvorrichtung (100) gespeicherten Kennfeldes (KFL) von möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien einer Bremspedaleinrichtung (12); Auswählen (S2) einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL) aus dem Kennfeld (KFL) der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien durch die Steuereinrichtung (14); und Bremsen (S3) des Kraftfahrzeuges mit einer Bremswirkung entsprechend eines Grades einer Betätigung der Bremspedaleinrichtung (12) und entsprechend der veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie (V-PKL);
Bremsverfahren nach Anspruch 9, wobei eine tatsächliche Kraft-Weg-Pedalkennlinie (T-PKL) durch Änderungen an der Bremseinrichtung (20) verändert wird.
Bremsverfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die änderbare Einstellung (AE) im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges verändert wird.
Bremsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei eine änderbare Einstellung (AE) der Steuereinrichtung (14) verwendet wird und durch die änderbare Einstellung (AE) das Kennfeld (KFL) der möglichen Kraft-Weg-Pedalkennlinien graduell durchlaufen wird.