DE102011100169A1

DE102011100169A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems

Info

Publication number: DE102011100169A1
Application number: DE102011100169A
Authority: DE
Inventors: Eric E. Krueger; Kevin S. Kidston
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2011-11-10
Also published as: US8645040B2; US20110276245A1

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems während eines Radschlupfzustands. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Empfangen eines angeforderten Bremsmoments, das Überwachen des Radschlupfs und dann, wenn kein Radschlupf detektiert wird, das Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend dem angeforderten Bremsmoment. Jedoch dann, wenn Radschlupf detektiert wird, kann das Verfahren das Fahrzeugbremssystem entsprechend einem modifizierten Bremsmoment betreiben, das kleiner als das angeforderte Bremsmoment ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Fahrzeugbremssystem und insbesondere auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems während Radschlupfzuständen.
HINTERGRUND
Antiblockiersysteme (ABS) sind entwickelt und in Fahrzeugen eingesetzt worden, um den Reifenkraftschluss zu erhöhen, das Radschlupfen zu verringern und allgemein das Bremsverhalten des Fahrzeugs auf rutschigen oder anderen schwierigen Straßenbelägen zu verbessern. Wenn ein ABS aktiv ist, kann der Betrag des von dem Fahrer angeforderten Bremsmoments (d. h. die Bremsabsicht des Fahrers) viel höher sein als das Bremsmoment, das durch das ABS wirklich auf die Räder ausgeübt wird. Eine starke Diskrepanz zwischen dem angeforderten Bremsmoment und dem wirklichen Bremsmoment kann dementsprechend einen starken Druckabfall oder eine große Druckdifferenz an einem oder mehreren Ventilen in dem ABS oder einem anderen Teil des Fahrzeugbremssystems hervorrufen. Dies wiederum kann es erschweren, das Fahrzeugbremssystem in einer optimalen Weise zu betreiben.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems geschaffen, das die folgenden Schritte umfasst:
(a) Empfangen eines angeforderten Bremsmoments, (b) Überwachen des Radschlupfs und (c) dann, wenn kein Radschlupf detektiert wird, Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend dem angeforderten Bremsmoment und dann, wenn Radschlupf detektiert wird, Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend einem modifizierten Bremsmoment, das kleiner als das angeforderte Bremsmoment ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems, das ein Brake-by-Wire-System ist und ein Antiblockiersystem (ABS) besitzt, geschaffen, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Empfangen eines angeforderten Bremsmoments von einem Bremspedalsensor, (b) Einschätzen eines Straßenbelagszustands, (c) Überwachen des Radschlupfs und dann, wenn Radschlupf detektiert wird, Bestimmen des Gesamtbremsmoments, das zum Zeitpunkt des Radschlupfs ausgeübt wird, (d) Verwenden des eingeschätzten Straßenbelagszustands aus Schritt (b) und des Gesamtbremsmoments bei Radschlupf aus Schritt (c), um ein modifiziertes Bremsmoment zu bestimmen, das kleiner als das angeforderte Bremsmoment ist, und (e) Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend dem modifizierten Bremsmoment, derart, dass die Differenz zwischen dem modifizierten Bremsmoment und einem Zielbremsmoment von dem ABS kleiner ist als die Differenz zwischen dem angeforderten Bremsmoment und dem Zielbremsmoment.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin:
1 ein Blockschaltplan eines beispielhaften Fahrzeugbremssystems ist;
2 ein Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens ist, das verwendet werden kann, um das Fahrzeugbremssystem aus 1 zu betreiben; und
3A eine graphische Darstellung einer herkömmlichen Antiblockiersystem-(ABS)-Bremsantwort bzw. Bremsreaktion ist, während 3B eine graphische Darstellung einer beispielhaften ABS-Bremsantwort ist, die durch das Verfahren aus 2 erzeugt werden kann.
GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wenn Radschlupf detektiert wird, modifiziert oder begrenzt das hier beschriebene Verfahren das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment, um das Verhalten des Fahrzeugbremssystems zu verbessern. Durch Begrenzen des angeforderten Bremsmoments während Radschlupfsituationen kann das vorliegende Verfahren imstande sein, die Verzögerung des Fahrzeugs zu verbessern, das Geräusch und die Vibration, die von dem Fahrzeugbremssystem herrühren, zu reduzieren und/oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu erhöhen. Obwohl dieses Verfahren besonders gut zur Verwendung mit einem elektrohydraulischen Bremssystem (EHB-System) mit Antiblockierbremsen wie etwa jenem, das in 1 beispielhalber gezeigt ist, geeignet ist, kann es mit irgendeiner Anzahl anderer Bremssysteme verwendet werden und ist nicht auf die hier gezeigte spezielle Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das vorliegende Verfahren mit irgendeinem Typ von Brake-by-Wire-System, bei dem irgendeine Art Entkopplung zwischen dem Bremspedal und den Fahrzeugbremsen vorhanden ist, verwendet werden. Dies umfasst regenerative und nicht regenerative Bremssysteme sowie andere Bremstechnologien wie etwa Trommelbremsen usw., ist jedoch gewiss nicht darauf beschränkt. Diese sind nur einige der Möglichkeiten, da das vorliegende Verfahren ebenso mit anderen Fahrzeugbremssystemen verwendet werden könnte.
In 1 ist ein Blockschaltplan eines beispielhaften Fahrzeugbremssystems 10 gezeigt, das ein elektrohydraulisches Bremssystem (EHB-System) ist und im Allgemeinen ein Bremspedal 12, einen Bremspedalsensor 14, weitere Fahrzeugsensoren 16, ein Elektronikmodul 18, ein Antiblockiersystem-(ABS)-Modul 20, eine Hydraulikeinheit 22 und eine Scheibenbremseneinheit 24 umfasst. Das Fahrzeugbremssystem 10 kann eventuell Teil eines Hybridfahrzeugs sein, das eine Kombination aus Reibbremskraft und regenerativer Bremskraft verwendet, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Bei einer hybriden Anordnung können in herkömmlicher Weise Reibbremskräfte erzeugt werden, die der Vorwärtsbewegungsenergie durch Reibung, die durch Scheibenbremsen, Trommelbremsen usw. erzeugt wird, entgegen wirken. Regenerative Bremskräfte können erzeugt werden, indem ein Elektromotor in Rückwärtsrichtung betrieben wird, so dass er als Generator wirkt, der wiederum ein elektromagnetisch hergeleitetes Drehmoment erzeugt, das der Vorwärtsbewegungsenergie des Fahrzeugs entgegenwirkt (dieser Prozess lädt außerdem eine Batterie auf, die später dazu verwendet werden kann, das Hybridfahrzeug anzutreiben).
Das Bremspedal 12 ist ein Pedal oder Hebel, der durch den Fahrer betätigt wird und gemäß dieser speziellen Ausführungsform durch einen Bremspedalsensor 14 überwacht wird. In einer Brake-by-Wire-Anwendung wie dem hier gezeigten beispielhaften EHB-System kann das Bremspedal 12 über einen Federmechanismus oder dergleichen mit einem Bremspedalsimulator oder -emulator gekoppelt sein, um dem Fahrer das erwartete mechanische Gefühl zu vermitteln. Der Bremspedalsimulator kann außerdem weitere mechanische und/oder elektronische Komponenten einschließlich Sensoren usw. umfassen. Fachleute werden erkennen, dass das Bremspedal 12 auch mit einem Hauptzylinder mechanisch gekoppelt sein kann, der beispielsweise im Fall, dass das Brake-by-Wire-System irgendeine Störung erfährt, als mechanische Sicherung wirkt.
Der Bremspedalsensor 14 überwacht die Stellung, die Bewegung, die ausgeübte Kraft und/oder die Stellung des Bremspedals 12 und beliefert das Fahrzeugbremssystem 10 mit einem Eingangssignal, das das angeforderte Bremsmoment (auch als Bremsabsicht des Fahrers bekannt) repräsentiert. Es kann irgendeine Anzahl verschiedener Typen von Bremspedalsensoren verwendet werden; diese umfassen berührungslose Sensoren (z. B. optische Sensoren, elektromagnetische Sensoren usw.), Sensoren des Kontakttyps (z. B. Potentiometer, Kontaktschalter usw.) sowie solche, die die Kraft, die von dem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübt wird, messen, um einige wenige zu benennen.
Die Fahrzeugsensoren 16 können irgendeine Kombination von Komponenten, Vorrichtungen, Modulen, Systemen usw. umfassen, die Folgendes messen: die Radgeschwindigkeit, die Radbeschleunigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, das Reibbremsmoment, das regenerative Bremsmoment, den Reifendruck, die Fahrzeugmasse, die Giergeschwindigkeit, den Lenkwinkel, die Straßenneigung, Wetterbedingungen oder irgendwelche anderen Fahrzeugbetriebsparameter, die für das Verfahren 100 nützlich sind. Einer oder mehrere der oben erwähnten Fahrzeugsensoren 16 können in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination davon konkretisiert und über eine direkte elektronische Verbindung (wie sie in 1 angedeutet ist), über andere elektronische Komponenten wie etwa andere Vorrichtungen, Module, Systeme usw., über einen Fahrzeugkommunikationsbus oder ein Fahrzeugkommunikationsnetz oder über irgendeine andere auf dem Fachgebiet bekannte Verbindung elektronisch mit dem Elektronikmodul 18 gekoppelt sein.
Das Elektronikmodul 18 ist eine elektronische Vorrichtung oder Einheit, die sich in dem Fahrzeug befindet und eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung 30 und eine elektronische Speichervorrichtung 32 umfasst. Die elektronische Verarbeitungsvorrichtung 30 kann bestimmte funktionale Aspekte des Fahrzeugbremssystems 10 steuern, indem sie verschiedene elektronische Anweisungen einschließlich jener des vorliegenden Verfahrens ausführt. Einige Beispiele geeigneter elektronischer Verarbeitungsvorrichtungen umfassen digitale und analoge Mikroprozessoren, Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder irgendeine andere auf dem Fachgebiet bekannte Verarbeitungsvorrichtung. Die elektronische Speichervorrichtung 32 kann irgendeinen Typs elektronischer Speichervorrichtungsmittel umfassen und dazu verwendet werden, irgendwelche der elektronischen Anweisungen, die das vorliegende Verfahren ausmachen, sowie Sensormesswerte, Verweistabellen und irgendwelche anderen Datenstrukturen zu speichern, die Daten umfassen können, die durch das hier beschriebene Verfahren verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform ist das Elektronikmodul 18 ein elektronisches Bremsensteuermodul (EBCM), das Signale von dem Bremspedalsensor 14 und dem Antiblockiersystem-(ABS)-Modul 20 verarbeitet, Modifikationen an dem angeforderten Bremsmoment vornimmt, falls notwendig, und entsprechende Befehlssignale zu der Hydraulikeinheit 22 sendet. Das elektronische Bremsensteuermodul (EBCM) 18 kann ein getrenntes oder eigenständiges Elektronikmodul (wie hier gezeigt) sein oder in ein anderes Modul, eine andere Vorrichtung oder ein anderes System wie etwa ein Antriebsschlupfregelungssystem oder das ABS-Modul 20 integriert sein, um zwei Möglichkeiten anzuführen.
Das Antiblockiersystem-(ABS)-Modul 20 arbeitet mit dem Fahrzeugbremssystem, wenn es bestimmte Radschlupfumgebungen detektiert. In einer Ausführungsform überwacht das ABS-Modul 20 die Verzögerungsraten der verschiedenen Fahrzeugräder, wobei dann, wenn ein Radschlupfzustand detektiert wird, das ABS-Modul momentan den Hydraulikdruck für jenes Rad oder jene Ecke, die den Radschlupf erfährt, reduziert. Sobald die Rate der Verzögerung für das betreffende Rad (z. B. durch Wiedergewinnung des Kraftschlusses) wieder mit den anderen übereinstimmt, kann der normale Hydraulikdruck wiederhergestellt werden, so dass sich das normale Bremsen fortsetzt. Eine Art und Weise, wie das ABS-Modul 20 dies vollbringt, geschieht durch Steuern elektrisch betätigter Magnetventile, die den Hydraulikdruck für die verschiedenen Scheibenbremseneinheiten halten, verringern und wieder beaufschlagen; das Modulieren des Hydraulikdrucks in dieser Weise führt häufig zu einem Pulsiereffekt, der von dem Fahrer gespürt werden kann. Fachleute werden erkennen, dass es verschiedenartige ABS-Systeme und -Typen gibt, die verwendet werden können, einschließlich jener mit verschiedener Anzahl von Kanälen und/oder Sensoren. Obwohl das ABS-Modul 20 in 1 schematisch so gezeigt ist, dass es mit dem EBCM 18 und der Hydraulikeinheit 22 verbunden ist, ist es gewiss möglich, das ABS-Modul entsprechend anderen Anordnungen vorzusehen und mit anderen geeigneten Vorrichtungen in dem Fahrzeug zu verbinden. Das ABS-Modul 20 kann ein getrenntes oder eigenständiges Elektronikmodul (wie in 1 gezeigt ist) oder in ein anderes Modul, eine andere Vorrichtung oder ein anderes System wie etwa ein Antriebsschlupfregelungssystem oder das EBCM 19 oder die Hydraulikeinheit 22 integriert sein, um einige Möglichkeiten anzuführen.
Die Hydraulikeinheit 22 ist in dem Fahrzeug angebracht und Teil eines Hydrauliksystems, das Bremskolben antreiben kann, die sich an jedem der Fahrzeugräder oder an jeder der Fahrzeugecken befinden. Obwohl die Hydraulikeinheit 22 schematisch so gezeigt ist, dass sie eine getrennte Hydrauliksteuereinheit 40, einen Druckspeicher 42, einen Hauptzylinder 44 und einen oder mehrere Aktoren 46, die gemeinsam miteinander angeordnet sind, besitzt, könnte wohlgemerkt stattdessen gemäß irgendeiner anderen auf dem Fachgebiet bekannten Anordnung irgendeine Kombination dieser und/oder anderer Vorrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise könnte die Hydrauliksteuereinheit 40 in das EBCM 18 oder irgendein anderes Modul integriert und über elektrische Verbindungen mit den ein oder mehreren Aktoren 46 verbunden sein. Die Hydrauliksteuereinheit 40 kann mit dem EBCM 18 und/oder dem ABS-Modul 20 in Wechselwirkung stehen und als ein Mittler oder Treiber für die verschiedenen elektromechanischen Ventile, Aktoren und/oder anderen Vorrichtungen der Hydraulikeinheit 22 wirken. In einem Beispiel empfängt die Hydrauliksteuereinheit 40 Befehlssignale von dem EBCM 18, verarbeitet jene Signale und verwendet sie, um die ein oder mehreren Aktoren 46 zu betreiben. Fachleute werden erkennen, dass die Hydrauliksteuereinheit 40 irgendeine Anzahl verschiedener Aufgaben erfüllen und eine Vielzahl verschiedener Anweisungen einschließlich jener des vorliegenden Verfahrens ausführen kann.
Der Druckspeicher 42 verwendet komprimiertes Gas und Hydraulikfluid, um den Fluiddruck für das Hydrauliksystem zu verschaffen, wie es an sich bekannt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Druckspeicher 42 einen Zylinder und einen Freilaufkolben oder eine Neoprenmembran, die ein Gas auf einer Seite des Kolbens – beispielsweise Stickstoff – und Hydraulikfluid auf der anderen Seite trennt. Das kompressible Gas wird durch ein Ventil an einem Ende des Zylinders eingeleitet, während das Hydraulikfluid an dem anderen Ende des Zylinders eintritt. Wenn das Hydraulikfluid in den Zylinder eintritt, zwingt es den Freilaufkolben oder die Neoprenmembran gegen das kompressible Gas und komprimiert dieses dadurch auf einen vorgegebenen Druck. In einer Nicht-Notsituation kann der Druckspeicher 42 auf einen vorgegebenen Druck wie etwa 140–180 bar eingestellt sein; dies wiederum ermöglicht dem Hydrauliksystem, wenn durch die Hydrauliksteuereinheit 40 angefordert, einen bedarfsabhängigen Druck. In einer Notsituation kann der Druckspeicher 42 Energie für eine begrenzte Anzahl von Bremsbetätigungen im Fall, dass die Kraftmaschine aufhört zu laufen, speichern. Es können andere Vorrichtungen und Anordnungen verwendet werden, da ein stickstoffbasierter Druckspeicher bloß ein Beispiel ist.
Der Hauptzylinder 44 ist mit dem Bremspedal 12 mechanisch gekoppelt und kann im Fall einer Störung dazu verwendet werden, das Fahrzeugbremssystem 10 mechanisch zu betätigen. Es gibt viele verschiedene Typen von Hauptzylinderanordnungen, die verwendet werden können, einschließlich jener, die einen oder mehrere Kolben (z. B. Primärkolben, Sekundärkolben usw.) besitzen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Primärkolben (nicht gezeigt) mit einem Bremspedal 12 mechanisch gekoppelt und bewegt sich in Ansprechen auf eine Betätigung durch den Fuß des Fahrers vor und zurück. Falls eine elektronische oder andersartige Störung eintritt, kann der Fahrer noch das Bremspedal 12 niederdrücken, so dass es den Primärkolben vorwärts bewegt und ihn in einen Kontakt mit einem oder mehreren Sekundärkolben zwingt. Eine weitere Betätigung des Bremspedals 12 durch Fahrer bewirkt, dass die Sekundärkolben das Bremsfluid komprimieren und den Fluiddruck an einer oder mehreren Scheibenbremseneinheiten 24 erhöhen, was wiederum bewirkt, dass ein Kolben einen Sattel und einen Bremsbelag gegen eine Rotor treibt und eine Reibungskraft erzeugt, die das Fahrzeug verlangsamt.
Der eine oder die mehreren Aktoren 46 sind elektromechanische Vorrichtungen, die den Fluiddruck in Hydraulikleitungen 48 steuern und werden gemäß dieser speziellen Ausführungsform durch Befehlssignale, die durch das EBCM 18, das ABS-Modul 20, die Steuereinheit 40 und/oder irgendeine andere Vorrichtung geliefert werden, gesteuert. In Abhängigkeit von der speziellen Anordnung können die ein oder mehreren Aktoren 46 irgendeine Kombination von Magnetventilen, Pumpen und anderen Vorrichtungen umfassen, die durch elektronische Befehlssignale gesteuert werden können und den Fluiddruck in dem Hydrauliksystem manipulieren können. In einer Ausführungsform umfassen die ein oder mehreren Aktoren 46: ein Verstärkerventil zum fluidischen Verbinden des Druckspeichers 42 mit der Hydraulikleitungen 48 und Verschaffen eines erhöhten Fluiddrucks in dem Hydrauliksystem, mehrere Absperrventile zum fluidischen Verbinden des Ausgangs des Verstärkerventils mit den Scheibenbremseneinheiten, die sich jeweils an den Fahrzeugrädern befinden, und mehrere Entleerventile zum Verringern des Fluiddrucks in dem Hydrauliksystem, sobald ein Bremsereignis abgeschlossen ist. In dem einen oder den mehreren Aktoren 46 könnten weitere Komponenten und Vorrichtungen aufgenommen sein.
Die Scheibenbremseneinheit 24 umfasst im Allgemeinen einen Rotor 62, einen Sattel 64, einen Kolben 66 und Bremsbeläge (nicht gezeigt) und kann Teil eines elektrohydraulischen Bremssystems (EHB-Systems) oder irgendeines anderen Bremssystems sein, Wie Fachleute wissen, ist eine Reifen-Rad-Anordnung (nicht gezeigt) mit mehreren Radmuttern so an einer Nabe angebracht, dass sich der Reifen, das Rad, die Nabe und der Rotor 62 alle gemeinsam miteinander drehen können. Der Bremssattel 64 überspannt den Rotor 62 und trägt den Bremskolben 66, so dass während eines Bremsereignisses eine Druck- und Reibbremskraft durch Bremsbeläge auf gegenüberliegenden Seiten des Rotors ausgeübt werden kann. Die Reibbremskräfte verlangsamen die Drehung des Rotors 62 und demnach die Drehung der Reifen-Rad-Anordnung und letztlich des Fahrzeugs. Die Bremskolben für jedes der verschiedenen Räder oder jede der verschiedenen Ecken können sein: alle unisono gesteuert, gesteuert auf der Basis ”Rad um Rad”, gesteuert in Gruppen (z. B. werden die Vorderräder getrennt von den Hinterrädern gesteuert) oder gesteuert gemäß irgendeinem anderen herkömmlichen Verfahren. Wohlgemerkt sind das Verfahren und das System, die hier beschrieben werden, nicht auf die Anwendung mit Scheibenbremsensystemen beschränkt, sondern könnten mit anderen Bremssystemen und -Anordnungen einschließlich Trommelbremsensystemen verwendet werden.
Im allgemeinen Betrieb betätigt ein Fahrer ein Bremspedal 12, um das Fahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten. Das Niederdrücken oder Betätigen des Bremspedals 12 wird durch den Bremspedalsensor 14 detektiert, der das System mit einem Eingangssignal beliefert, das im Allgemeinen das angeforderte Bremsmoment oder die Bremsabsicht des Fahrers repräsentiert. In einer Ausführungsform wird das Eingangssignal zu einem EBCM 18 gesendet, das das angeforderte Bremsmoment bei der Ausführung eines oder mehrerer Algorithmen wie etwa dem hier beschriebenen beispielhaften Verfahren verwendet. Anhand dieser Algorithmen oder Verfahren erzeugt das EBCM 18 ein oder mehrere Befehlssignale, die zu der Hydrauliksteuereinheit 40 geliefert und dazu verwendet werden, einen oder mehrere Aktoren 46 wie etwa Verstärker-, Absperr- und Entleerventile zu steuern. Diese Ventile können den Fluiddruck in den Hydraulikleitungen 48, die zu den Vorder- und/oder Hinterrädern denn führen, steuern. Durch Steuern des Fluiddrucks in den Hydraulikleitungen 48 ist das Fahrzeugbremssystem imstande, die Bremskraft und letztlich das durch die Scheibenbremseneinheiten 24 ausübte Bremsmoment zu steuern.
Wohlgemerkt ist die vorhergehende Beschreibung des Fahrzeugbremssystems 10 wiederum beispielhalber und lediglich zur Veranschaulichung vorgetragen. Das hier beschriebene Verfahren kann mit irgendeiner Anzahl verschiedener Fahrzeugbremssysteme verwendet werden und ist nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise sind das EBCM 18, das ABS-Modul 20, die Hydraulikeinheit 22, die Scheibenbremseneinheiten 24 sowie deren Komponenten bloß beispielhaft und könnten durch andere Entwürfe und Ausführungsformen, die Fachleuten bekannt sind, ersetzt sein.
In 2 ist nun ein Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens 100 zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems wie etwa des Fahrzeugbremssystems 10, das eine Brake-by-Wire-System mit Antiblockiermerkmalen ist, gezeigt. Wegen der entkoppelten Art eines Brake-by-Wire-Systems ist das Verfahren 100 imstande, Änderungen oder Modifikationen an einem angeforderten Bremsmoment vorzunehmen, so dass sich das Bremsmoment, das wirklich an den Fahrzeugrädern erfahren wird, von dem von dem Fahrer angeforderten Bremsmoment unterscheidet. In einer Ausführungsform erniedrigt das Verfahren 100 tatsächlich das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment, um das Bremsverhalten des Fahrzeugs zu verbessern. Die folgende Beschreibung beschreibt das Verfahren 100 häufig hinsichtlich des Bremsmoments, jedoch werden Fachleute erkennen, dass diese Beschreibung gleichfalls auf die Bremskraft, den Bremsfluiddruck sowie irgendwelche andere Bremsparameter, die mit dem Bremsmoment zusammenhängen, anwendbar ist. Wiederum kann das Verfahren 100 mit anderen Brake-by-Wire-Systemen verwendet werden und ist nicht auf das beispielhafte elektrohydraulische Bremssystem (EHB-System) 10, das in 1 gezeigt ist, beschränkt.
Um mit dem Schritt 102 zu beginnen, empfängt das Verfahren ein angefordertes Bremsmoment gemäß einer von mehreren verschiedenen Techniken. Beispielsweise kann ein Bremseingangssignal von dem Bremspedalsensor 14 an dem elektronischen Bremsensteuermodul (EBCM) 18 empfangen werden, wobei das Bremseingangssignal Informationen umfasst, die sich auf die Position, die Bewegung, die ausgeübte Kraft und/oder die Stellung des Bremspedals 12 (d. h. den ”Bremsstatus”) beziehen, und im Allgemeinen das angeforderte Bremsmoment repräsentiert. Der Bremsstatus liefert eine Angabe über die Bremsabsicht des Fahrers und kann durch das EBCM 18 auf einer periodischen Basis (z. B. alle 50 ms) aufgenommen werden oder kann durch den Bremspedalsensor 14 auf einer ereignisgesteuerten Basis (z. B. dann, wenn der Fahrer das Bremspedal 12 über einen bestimmten Punkt hinaus niederdrückt) oder gemäß irgendeiner anderen Basis, die auf dem Fachgebiet bekannt ist, geliefert werden. Das EBCM 18 kann eine Vielzahl verschiedener Signalverarbeitungstechniken anwenden, um die ankommenden Bremseingangssignale zu filtern, umzusetzen, auszuwerten, zu analysieren und/oder anderweitig zu verarbeiten und das angeforderte Bremsmoment festzustellen. Stattdessen können andere Techniken und Verfahren angewandt werden, um das angeforderte Bremsmoment zu bestimmen, da die oben erwähnten Beispiele nur einige der Möglichkeiten repräsentieren. Wohlgemerkt können hierin die Ausdrücke ”angefordertes Bremsmoment” und ”Bremsabsicht des Fahrers” austauschbar verwendet werden.
Als Nächstes nimmt der Schritt 104 einen oder mehrere Betriebsparameter aus der Umgebung des Fahrzeugs auf. Diese Betriebsparameter können in nachträglichen Auswertungen verwendet werden und in Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform Folgendes umfassen: die Radgeschwindigkeit, die Radbeschleunigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, das Reibbremsmoment, das regenerative Bremsmoment, den Reifendruck, die Fahrzeugmasse, die Straßenneigung oder äußere Wetterbedingungen, um einige Möglichkeiten anzuführen. In der beispielhaften Ausführungsform nach 1 liefern diskrete Fahrzeugsensoren 16 diese Betriebsparameter, jedoch können sie stattdessen durch verschiedene Komponenten, Module und/oder Systeme, die sich in der Umgebung des Fahrzeugs befinden, geliefert werden. Beispielsweise können Radgeschwindigkeitsmesswerte durch ein Stabilitätsregelungssystem, ein Antiblockiersystem (ABS) oder ein Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) geliefert werden; Fahrzeugbeschleunigungsmesswerte können durch irgendeinen Typ von bordeigenem Beschleunigungsmesser geliefert werden; und Wetterbedingungen können telematisch durch irgendeinen Typ von drahtloser Telematikeinheit geliefert werden, um einige Möglichkeiten zu benennen. Diese Betriebsparameter müssen nicht unbedingt direkt gemessen werden, da sie von anderen Informationen abgeleitet, anhand solcher berechnet oder anderweitig festgestellt werden können. Die Betriebsparameter können gefiltert, umgesetzt und/oder anderweitig verarbeitet werden, bevor sie ausgewertet und nach ihrem Inhalt analysiert werden (z. B. können Radgeschwindigkeitsmesswerte im Zeitbereich erlangt und in den Frequenzbereich umgesetzt werden, oder sie könnten in analoger Form erlangt und in eine digitale Form umgesetzt werden, usw.) Wohlgemerkt repräsentieren die oben erwähnten Betriebsparameter nur einige der möglichen Typen von Informationen und Daten, die im Schritt 104 aufgenommen und verwendet werden können, da gewiss weitere Typen von Betriebsparametern möglich sind. Beispielsweise können anstelle oder zusätzlich zu den hier angeführten beispielhaften Betriebsparametern der Fahrpedalstatus, der Kupplungspedalstatus, die Schalthebelwahl, die Kraftmaschinendrehzahl, das Kraftmaschinendrehmoment, die Drosselklappenstellung und/oder andere geeignete Betriebsparameter verwendet werden.
Als Nächstes verwendet der Schritt 106 den (die) in dem vorhergehenden Schritt aufgenommenen Betriebsparameter, um einen oder mehrere Straßenbelagszustände einzuschätzen. Straßenbelagszustände beziehen oder richten sich in diesem speziellen Fall im Allgemeinen auf die reibungsbezogene Umgebung oder Grenzfläche zwischen einem Straßenbelag und einem Fahrzeugreifen und können gemäß irgendeiner Anzahl verschiedener Verfahren, die an sich bekannt sind, bestimmt werden. Den Straßenbelagszustand können verschiedene Faktoren beeinflussen, die die Straßenbelagzusammensetzung und den Straßenbelagsstatus (z. B. Asphaltstraßenbelag gegenüber Kiesstraßenbelag, neuer, schärferer Straßenbelag gegenüber älterem, glatterem Straßenbelag usw.), die Wetterbedingungen (z. B. das Vorhandensein von Schnee, Eis, Regen usw. auf dem Straßenbelag), die Reifenzusammensetzung und den Reifenstatus (z. B. abgenutzter Reifen gegenüber neuem Reifen), die Temperaturen und/oder die Feuchte, die die Straßen/Reifen-Grenzfläche umgibt, umfassen, um einige mögliche Faktoren anzuführen. Der Straßenbelagszustand kann durch Auswertung des Reibungskoeffizienten, der mit dem Straßenbelag und dem Reifen verbunden ist und gewöhnlich als μ bezeichnet wird, eingeschätzt werden. Im Allgemeinen gilt, dass, je niedriger der Reibungskoeffizient für die Straßen/Reifen-Grenzfläche ist, desto schlüpfriger die Straße ist und desto höher die Wahrscheinlichkeit von Radschlupf ist. Beispielsweise kann ein trockener Asphaltstraßenbelag einen Reibungskoeffizienten (μ) von etwa 0,9 besitzen, während eine vereiste Straße einen Reibungskoeffizienten (μ) von etwa 0,1 besitzen kann. In einer Ausführungsform schätzt der Schritt 106 den Straßenbelagszustand ein und weist dem Straßenbelag eine qualitative Reibungsbewertung wie etwa niedrig, mittel oder hoch (μ) zu. Die Anzahl möglicher Bewertungen oder Kategorien wird im Allgemeinen durch den Grad der erforderlichen Genauigkeit erzwungen und kann mehr oder weniger als die drei hier vorgetragenen Bewertungen umfassen. Diese Art qualitativer Einschätzung kann eventuell das Ausführen von Berechnungen des wirklichen Reibungskoeffizienten beinhalten und irgendeine Kombination von Parametern und Faktoren, die für das Verfahren 100 verfügbar sind, verwenden. In einer anderen Ausführungsform schätzt der Schritt 106 den Straßenbelagszustand der Straßen/Reifen-Grenzfläche quantitativ ein und weist der Grenzfläche einen Wert irgendeines Typs wie etwa eine Reibungskoeffizienten-(μ)-Bewertung zu. Hier kann irgendein Typ herkömmlicher Technik für das Detektieren, Auswerten, Analysieren und/oder anderweitige Einschätzen von Straßenbelagszuständen verwendet werden.
Der Schritt 108 überwacht den Radschlupf gemäß einer von mehreren verschiedenen Techniken. In einer Ausführungsform verwendet der Schritt 108 den (die) im Schritt 104 aufgenommenen Betriebsparameter – die Informationen von verschiedenen Radgeschwindigkeitssensoren umfassen können – um zu bestimmen, ob und wann Radschlupf detektiert wird. Diese Radschlupfüberwachung kann auf jedes Rad angewandt werden, unabhängig oder auf Gruppen von Rädern. Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Techniken angewandt werden können, um Radschlupf zu detektieren und zu identifizieren, und dass der Schritt 108 irgendwelche solche Techniken anwenden kann. Beispielsweise kann der Schritt 108 verschiedene Radgeschwindigkeitsmesswerte miteinander vergleichen oder Radgeschwindigkeitsmesswerte mit anderen Betriebsparametern wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit vergleichen, um die Radschlupfsituation aufzuklären. Anstelle einer unabhängigen und direkten Überwachung des Radschlupfs im Schritt 108 kann dieser Schritt Radschlupfinformationen von einer anderen Komponente, einer anderen Vorrichtung, einem anderen Modul, einem anderen System usw. in dem Fahrzeug empfangen. Beispielsweise kann das Antiblockiersystem-(ABS)-Modul 20 das elektronische Bremsensteuermodul (EBCM) 18 mit einem ABS-Eingangssignal versorgen, das angibt, ob das ABS aktiv ist oder nicht; typischerweise behauptet ein aktives ABS, dass ein gewisser Radschlupf detektiert worden ist. Wohlgemerkt ist das ABS-Modul nicht die einzige Komponente, das einzige Modul, das einzige System usw., das solche Informationen liefern kann, da Radschlupfrnformationen von mehreren Quellen in dem Fahrzeug herrühren können. In jedem Fall geht dann, wenn kein Radschlupf detektiert wird, das Verfahren 100 zum Schritt 116 weiter, der das Fahrzeugbremssystem 10 entsprechend dem angeforderten Bremsmoment betreibt. Als ein Beispiel kann von dem EBCM 18 ein Bremsbefehlssignal zu der Hydraulikeinheit 22 gesendet werden, wobei das Bremsbefehlssignal das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment nicht wesentlich verändert – abgesehen von den Schritten des Typs Filterung, Umsetzung und/oder anderer Signalverarbeitung. Wenn Radschlupf detektiert wird, geht das Verfahren 100 zum Schritt 110 weiter, so dass das Fahrzeugbremssystem 10 entsprechend einem modifizierten Bremsmoment betrieben werden kann, das kleiner als das angeforderte Bremsmoment ist, wie noch erläutert wird.
Der Schritt 110 bestimmt das Gesamtbremsmoment, das zum Zeitpunkt des Radschlupfs ausgeübt wird. In einer Ausführungsform nimmt und zeichnet das EBCM 18 das Gesamtbremsmoment auf – das sowohl das Reibbremsmoment als auch das regenerative Bremsmoment umfassen kann – das zum Zeitpunkt, zu dem der Schritt 108 Radschlupf an einem oder mehreren der Räder detektiert, ausgeübt wird. Wenn das Fahrzeugbremssystem 10 nur das herkömmliche Reibungsbremsen anwendet (z. B. bei nicht regenerativen Fahrzeugen), kann der Schritt 110 das Gesamtbremsmoment durch Aufnehmen von Fluiddruckmesswerten von den Hydraulikleitungen 48 und Berechnen daraus des Reibbremsmoments bestimmen. In einer solchen Ausführungsform ist das Gesamtbremsmoment gleich dem Reibbremsmoment. Wenn das Fahrzeugbremssystem 10 sowohl das Reibungsbremsen als auch das regenerative Bremsen anwendet (z. B. bei regenerativen Fahrzeugen), kann der Schritt 110 das Gesamtbremsmoment durch Berechnen des Reibbremsmoments, wie oben beschrieben, bestimmen und das regenerative Bremsmoment schätzen (z. B. können Schätzwerte auf der Radgeschwindigkeit, der Beschleunigung, der Masse, der Straßenneigung, dem Motorstrom, der Motordrehzahl usw. basieren). In dieser Ausführungsform ist das Gesamtbremsmoment gleich der Summe aus dem Reibbremsmoment und dem regenerativen Bremsmoment. Fachleute werden erkennen, dass es mehrere verschiedenen Möglichkeiten zum Bestimmen des Reibbremsmoments und/oder des regenerativen Bremsmoments gibt und dass hier irgendeine geeignete Technik für dieses Vorhaben angewandt werden kann. Der Schritt 110 kann das Gesamtbremsmoment oder Komponenten des Bremsmoments, wie gerade erläutert, unabhängig berechnen oder diese Informationen von irgendeiner anderen Komponente, irgendeiner anderen Vorrichtung, irgendeinem anderen Modul und/oder irgendeinem anderen System in dem Fahrzeug wie etwa dem ABS-Modul 20 erlangen. Wohlgemerkt muss der Schritt 110 seine Gesamtbremsmomentstimmung nicht unbedingt zum exakten und genauen Zeitpunkt, zu dem das Radschlupf anfänglich detektiert wird, vornehmen. Solange das Gesamtbremsmoment zu einer Zeit bestimmt wird, die im Allgemeinen zeitlich mit dem Beginn des Radschlupfens (dem sogenannten Eintrittspunkt des Schlupfs) zusammenfällt, reicht dies aus. Das vorliegende Verfahren fährt fort, das mögliche Radschlupfen und das Bremsmoment im Falle, dass sich eine Erhöhung oder Zunahme des Reibungskoeffizienten (μ) des Straßenbelags ergibt, wie nachstehend beschrieben wird, zu überwachen und auszuwerten.
Als Nächstes bestimmt der Schritt 112 ein modifiziertes Bremsmoment, das kleiner ist als das angeforderte Bremsmoment, nach dem der Fahrer ursprünglich verlangt hat. Anders gesagt, anstatt einfach das Fahrzeugbremssystem 10 entsprechend dem angeforderte Bremsmoment zu betreiben, begrenzt der Schritt 112 das Bremsmoment, das das Fahrzeugbremssystem während einer Radschlupfumgebung ausüben kann. Einige der Gründe zum Modifizieren oder Begrenzen des angeforderten Bremsmoments in dieser Weise werden nachstehend angesprochen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet der Schritt 112 eine zweidimensionale Verweistabelle mit dem Straßenbelagszustand aus dem Schritt 106 als eine Eingabe und dem Gesamtbremsmoment bei Radschlupf aus dem Schritt 110 als weitere Eingabe, um das modifizierte Bremsmoment zu bestimmen. Beispielsweise sei die Tabelle I betrachtet, die eine beispielhafte zweidimensionale Verweistabelle ist, die einen Versatzwert als eine Ausgabe liefert.
Tabelle 1
Die qualitativen Reibungsbewertungen aus dem Schritt 106 sind auf der vertikalen Achse gezeigt, während das Gesamtbremsmoment bei Radschlupf aus dem Schritt 110 auf der horizontalen Achse gezeigt ist. In dieser speziellen Ausführungsform ist die Ausgabe der Tabelle 1 ein Versatzwert, der dann zu dem Gesamtbremsmoment bei Radschlupf hinzuaddiert wird, um das modifizierte Bremsmoment zu ergeben; siehe Gleichung 1. Modifiziertes Bremsmoment = Gesamtbremsmoment + Versatzwert (Gleichung 1)
Um die Verwendung der Tabelle I zu veranschaulichen, sei ein Beispiel betrachtet, in dem der Straßenbelag eine Reibungsbewertung mit mittlerem μ zugewiesen worden ist (Schritt 106) und das Gesamtbremsmoment bei Radschlupf 1.500 Nm beträgt (Schritt 110). Unter Verwendung dieser Werte gibt die Tabelle I einen Versatzwert von 750 Nm zurück. Somit beträgt das modifizierte Bremsmoment 2.250 Nm (1.500 Nm + 750 Nm = 2.250 Nm). in einer Situation wie dieser, in der sich das Fahrzeug auf eifern Straßenbelag mit mittlerem μ befindet und die Räder schlupfen, ist es nicht ungewöhnlich, dass ein Fahrer die Bremsen kräftig betätigt (d. h. fest auf die Bremse tritt) und verursacht, dass das angeforderte Bremsmoment wesentlich zunimmt (z. B. so, dass 8.000 Nm oder mehr überschritten werden). Aus Gründen, die nachstehend besprochen werden, kann es nicht vorteilhaft sein, das Fahrzeugbremssystem 10, wenn die Räder bereits schlupfen und das Antiblockiersystem (ABS) aktiv ist, bei einem so hohen zu betreiben. Daher die Notwendigkeit, das angeforderte Bremsmoment zu modifizieren oder zu begrenzen. Hier wird ein angefordertes Bremsmoment von 8.000 Nm auf ein modifiziertes Bremsmoment von 2.250 Nm reduziert, das dann in Form eines Bremsbefehlssignals zu der Hydraulikeinheit 22 geliefert wird. Diese Art von Modifikation oder Unterbrechung der Bremsensteuerstruktur ist in Brake-by-Wire-Systemen, wo eine Entkopplung zwischen dem Bremspedal und den eigentlichen Fahrzeugbremsen vorliegt, verfügbar.
Das vorhergehende Beispiel ist lediglich eine beispielhafte Ausführungsform, da der Schritt 112 mehrere verschiedene Techniken und Verfahren anwenden kann, um ein modifiziertes Bremsmoment zu bestimmen. Beispielsweise kann der Schritt 112 das modifizierte Bremsmoment mathematisch herleiten oder berechnen, anstatt es nachzuschlagen; er kann eine Nachschlag- oder Verweistabelle verwenden, die eine andere Anzahl von Dimensionen oder eine andere Kombination von Eingaben besitzt; oder er kann Datenstrukturen verwenden, die sich von Verweistabellen unterscheiden. Der Schritt kann auch eine oder mehrere Verweistabellen verwenden, um Versatzwerte für jedes Rad oder für Gruppen von Rädern (z. B. Vorderrädern, Hinterrädern usw.) zu erlangen, anstatt einen einzigen Versatzwert für sämtliche Räder zu bestimmen. Die verschiedenen Versatzwerte können während der Entwicklung des Fahrzeugs empirisch hergeleitet werden (z. B. statische Informationen, die sich im Allgemeinen nicht ändern), oder sie können während der Betriebslebensdauer des Fahrzeugs entwickelt werden (z. B. dynamische Informationen, die aktualisiert, modifiziert, verändert usw. werden). Die Versatzwerte können weitere Faktoren berücksichtigen wie etwa: die Fahrzeugmasse (z. B. wenn ein Lastwagen eine wesentliche Last schleppt oder keine solche schleppt), Antriebsstrangtypen (z. B. Vorderradantrieb, Hinterradantrieb, Allradantrieb) und dergleichen. Obwohl die beispielhafte Tabelle 1 alle Versatzwerte als positive Zahlen zeigt, kann ein Versatzwert negativ sein, so dass er in der Gleichung 1 von dem Gesamtbremsmoment subtrahiert wird. Der Schritt 112 kann auch eine Verweistabelle verwenden, die, anstatt einen Versatzwert zu liefern, der dann zu dem Gesamtbremsmoment bei Radschlupf addiert wird, das modifizierte Bremsmoment direkt bereitstellt. Dies sind nur einige der möglichen Abwandlungen und Abänderungen des beispielhaften Schritts 112 und der Tabelle 1, deren Werte hier bloß zur Veranschaulichung vorgetragen sind.
Der Schritt 114 vergleicht das vom Fahrer angeforderte Bremsmoment mit dem modifizierten Bremsmoment. Wenn das angeforderte Bremsmoment gleich oder kleiner als das modifizierte Bremsmoment ist, wird die Steuerung zum Schritt 116 weitergeleitet und das Fahrzeugbremssystem einfach entsprechend dem angeforderten Bremsmoment betrieben. Wenn das angeforderte Bremsmoment größer als das modifizierte Bremsmoment ist – was gewöhnlich dann der Fall ist, wenn der Fahrer, wie in dem Beispiel oben gezeigt, die Bremsen energisch betätigt – geht das Verfahren 100 zum Schritt 118 weiter. Anders gesagt, der Schritt 114 veranlasst, dass das Fahrzeugbremssystem 10 mit dem niedrigeren der zwei Bremsmomentwerte (d. h. des angeforderten und des modifizierten Bremsmomentwerts) betrieben wird, wobei die 3A und 3B dazu gedacht sind, einige der dahinter steckenden Gründe zu veranschaulichen.
Die 3A und 3B zeigen beide Bremsantworten für ein Fahrzeugbremssystem, das ein Antiblockiersystem (ABS) besitzt, einen gewissen Grad an Radschlupf erfährt und ein erhöhtes von dem Fahrer angefordertes Bremsmoment empfängt (z. B. tritt der Fahrer heftig auf die Bremse). In 3A verwendet das Fahrzeugbremssystem kein Verfahren wie das Verfahren 100, während in 3B das Fahrzeugbremssystem ein Verfahren wie das Verfahren 100 anwendet. Fachleute werden erkennen, dass die 3A und 3B einfach bestimmte Attribute und Eigenschaften solcher System schematisch zeigen sollen und nicht als exakte Kurven oder Linienzüge einer wirklichen Bremsantwort auszulegen sind. In 3A repräsentiert die Kurve 302 (unterbrochene Linie) das von dem Fahrer angeforderte Bremsmoment, die Kurve 304 (durchgezogene Linie) das wirkliche an den Rädern erfahrene Bremsmoment (diese Sägezahnkurve wird im Allgemeinen durch das ABS erzwungen) und die Kurve 306 (punktierte Linie) ein Zielbremsmoment, das das Fahrzeugbremssystem und speziell das ABS zu erreichen versucht. Wie gezeigt ist, besteht eine beträchtliche Differenz oder ein beträchtliches Delta 308 zwischen dem angeforderten Bremsmoment 302 (etwa 8.000 Nm in dem Beispiel oben) und dem Zielbremsmoment 306. Diese Differenz 308 führt zu einer wesentlichen Druckdifferenz an einem oder mehreren Ventilen in der Hydraulikeinheit 22 (z. B. einem Absperrventil), wobei dann, wenn solche Ventile öffnen – wenn auch nur für eine minimale Zeitspanne – der Fluiddruck in den Hydraulikleitungen 48 schnell zunimmt, so dass das wirkliche Bremsmoment 304 schnell den Zielbremsmomentpegel 306 übersteigt. Wenn diese großen Druckstufen oder -zunahmen vorkommen, öffnet das ABS ein oder mehrere Ventile in der Hydraulikeinheit 22 (z. B. Entleerventile), um das wirkliche Bremsmoment 304 wieder zu verringern; wiederum versucht das ABS, das wirkliche Bremsmoment 304 bei oder in der Umgebung des Zielbremsmomentpegels aufrechtzuerhalten. Dieses schnelle Pulsierverhalten erzeugt die Sägezahnantwort 304 und führt zu einer Situation, in der sich das wirkliche Bremsmoment nur kurze Zeit in der Nähe des Zielbremsmomentpegels aufhält. Die scharfen Punkte oder Spitzen der Sägezahnkurve 304 zeigen, wie wenig Zeit bei dem Zielbremsmomentpegel 306 oder in der Nähe von diesem verbracht wird, bevor wieder schnell vermindert wird.
Die Bremsantwort aus 33 weist andererseits eine viel kleinere Differenz 318 zwischen einem angeforderten Bremsmoment 312 und einem Zielbremsmoment 316 auf. Dies ist in erster Linie dadurch bedingt, dass das Verfahren 100 ein modifiziertes Bremsmoment liefert, das kleiner – in diesem Fall wesentlich kleiner – als das angeforderte Bremsmoment ist. Weil an dem entsprechenden Ventil in der Hydraulikeinheit 22 eine viel kleinere Druckdifferenz besteht, kann es in einer besser gesteuerten und fein abgestimmten Weise arbeiten. Somit ist das Fahrzeugbremssystem aus 3B imstande, das wirkliche Bremsmoment 314 feiner zu manipulieren und es für eine größere Zeitspanne bei dem Zielbremsmomentpegel 316 oder in der Nähe von diesem halten. Dies erklärt, warum das wirkliche Bremsmoment 314 mehr einem ”Meereswellen-” oder ”Haifischfischprofil” als dem ”Sägezahnprofil” von 3A gleicht. Die Komponente des wirklichen Bremsmoments 314, die sich nahe dem Zielbremsmomentpegel 316 befindet, verschafft eine verbesserte Rad- und Fahrzeugverzögerung. Fachleute werden erkennen, dass es mehrere verschiedene Techniken, Algorithmen, Verfahren usw. zum Steuern eines ABS und Erzeugen der Kurven 314 und 316 gibt und dass irgendeine von diesen hier angewandt werden kann (z. B. Techniken, die bekannte μ/Radschlupf-Beziehungen verwenden). Das Verfahren 100 ist nicht in dem Sinne gedacht, durch das ABS-System verwendete Algorithmen zu ersetzen oder zu verdrängen; vielmehr ist es dazu gedacht, das angeforderte Bremsmoment zu modifizieren, zu begrenzen oder anderweitig zu manipulieren, derart, dass dann, wenn das ABS in ein Bremsereignis eingreift, um das Radblockieren zu verhindern, sich das Bremsverhalten verbessert. Neben dem potentiellen Verbessern des Bremsverhaltens bzw. der Bremsleistung des Fahrzeugbremssystems kann das Verfahren 100 eine sanftere Verzögerung, ein ruhigeres Bremsen und eine bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit bieten (die Hydraulikeinheit 22 verbraucht Energie, um bei dem in 3A gezeigten erhöhten angeforderten Bremsmomentpegel 302 einen hohen Ladedruck aufrechtzuerhalten; dies trifft auch dann zu, wenn der hohe Ladedruck nicht benötigt wird).
Der Schritt 118 betreibt das Fahrzeugbremssystem entsprechend dem modifizierten Bremsmoment, das kleiner ist als das angeforderte Bremsmoment, das von dem Fahrer verlangt wird. In einer beispielhaften Ausführungsform liefert das EBCM 18 ein Bremsbefehlssignal zu der Hydraulikeinheit 22, wobei das Bremsbefehlssignal das modifizierte Bremsmoment umfasst. Wie oben erläutert wurde, kann das modifizierte Bremsmoment gleich der Summe aus einem Gesamtbremsmoment bei Radschlupf und einem Versatzwert sein. Ein möglicher Grund für das Hinzufügen des Versatzwerts ist, dass das Fahrzeugbremssystem 10 im Fall, dass sich eine Erhöhung oder Zunahme des Reibungskoeffizienten μ des Straßenbelags (d. h. ein Übergang von niedrigem zu hohem μ) ergibt, bereit ist. Wenn ein solcher Übergang eintritt, verlangt das modifizierte Bremsmoment bereits ein geringfügig höheres Bremsmoment als erforderlich ist, weshalb es bereit ist, schnell anzusprechen und den besseren Straßenbelagszustand auszunutzen. Fachleute werden erkennen, dass der Ladedruck in der Hydraulikeinheit 22 nicht sofort stark erhöht werden kann, weshalb einen zusätzlichen Ladedruck in Reserve zu haben nützlich sein kann.
In einer anderen Brake-by-Wire-Ausführungsform sendet der Schritt 118 entsprechende Bremsbefehlssignale zu einer Steuereinheit oder einem Treiber in einem elektromechanischen Bremssystem (EMB-System), so dass elektrische Sättel ein Bremsmoment oder eine Bremskraft entsprechend dem modifizierten Bremsmoment steuern. In einer weiteren Ausführungsform wird das modifizierte Bremsmoment nicht sofort und abrupt umgesetzt, sondern durch eine lineare Gleichung oder ein Filter erster Ordnung geglättet, um einige Beispiele zu benennen. Diese sind nur einige der Möglichkeiten, da andere Techniken angewandt werden können, um ein Fahrzeugbremssystem mit geeigneten Bremsbefehlssignalen zu steuern.
Es wird ein Verfahren offenbart zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems, das ein Brake-by-Wire-System ist und ein Antiblockiersystem (ABS) besitzt, wobei es die folgenden Schritte umfasst:

(a) Empfangen eines angeforderten Bremsmoments von einem Bremspedalsensor;
(b) Einschätzen eines Straßenbelagszustands;
(c) Überwachen des Radschlupfs und dann, wenn Radschlupf detektiert wird, Bestimmen des Gesamtbremsmoments, das zum Zeitpunkt des Radschlupfs ausgeübt wird;
(d) Verwenden des eingeschätzten Straßenbelagszustands aus dem Schritt (b) und des Gesamtbremsmoments bei Radschlupf aus dem Schritt (c), um ein modifiziertes Bremsmoment zu bestimmen, das kleiner als das angeforderte Bremsmoment ist; und
(e) Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend dem modifizierten Bremsmoment, derart, dass die Differenz zwischen dem modifizierten Bremsmoment und einem Zielbremsmoment von dem ABS kleiner als die Differenz zwischen dem angeforderten Bremsmoment und dem Zielbremsmoment ist.

Selbstverständlich ist die vorhergehende Beschreibung keine Definition der Erfindung, sondern eine Beschreibung einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die hier offenbarte(n) spezielle(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern vielmehr ausschließlich durch die Ansprüche unten definiert. Ferner beziehen sich die in der vorangehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen auf spezielle Ausführungsformen und sind nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung oder der Definition der in den Ansprüchen verwendeten Begriffen, es sei denn, ein Begriff oder Ausdruck wäre oben ausdrücklich definiert worden. Fachleuten werden verschiedene weitere Ausführungsformen und verschiedene Abänderungen und Abwandlungen an der (den) offenbarten Ausführungsform(en) offenbar. Beispielsweise ist die spezifische Kombination und Reihenfolge von Schritten nur eine Möglichkeit, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten umfassen kann, die weniger, mehr oder andere Schritte als jene, die hier gezeigt sind, besitzen kann. Alle solchen weiteren Ausführungsformen, Abänderungen und Abwandlungen sollen im Umfang der beigefügten Ansprüche liegen.
Wie in dieser Patentbeschreibung und den Ansprüchen verwendet sollen die Begriffe ”beispielsweise”, ”z. B.”, ”zum Beispiel”, ”wie etwa” und ”wie” sowie die Verben ”umfassen”, ”besitzen”, aufweisen” und deren weiteren Verbformen dann, wenn sie in Verbindung mit einer Aufzählung einer oder mehrerer Komponenten oder einem oder mehreren Elementen verwendet werden, jeweils als erweiterbar aufgefasst werden, was bedeutet, dass die Aufzählung nicht als andere, zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließend betrachtet werden soll. Andere Begriffe sollen unter Verwendung ihrer weitesten, vernünftigen Bedeutung ausgelegt werden, sofern sie nicht in einem Zusammenhang verwendet werden, der eine andere Interpretation erfordert.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbremssystems, das die folgenden Schritte umfasst: (a) Empfangen eines angeforderten Bremsmoments; (b) Überwachen des Radschlupfs; und (c) dann, wenn kein Radschlupf detektiert wird, Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend dem angeforderten Bremsmoment und dann, wenn Radschlupf detektiert wird, Betreiben des Fahrzeugbremssystems entsprechend einem modifizierten Bremsmoment, das kleiner als das angeforderte Bremsmoment ist, wobei der Schritt (a) vorzugsweise ferner das Empfangen eines Bremseingangssignals von einem Bremspedalsensor umfasst, wobei das Bremseingangssignal das angeforderte Bremsmoment repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die folgenden Schritte umfasst: (i) Aufnehmen eines oder mehrerer Betriebsparameter aus der Umgebung des Fahrzeugs; (ii) Verwenden der (des) Betriebsparameter(s), um einen Straßenbelagszustand einzuschätzen; und (iii) Verwenden des eingeschätzten Straßenbelagszustands, um im Schritt (c) das modifizierte Bremsmoment zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt (i) ferner das Aufnehmen eines oder mehrerer Betriebsparameter aus der Gruppe umfasst, die besteht aus: Radgeschwindigkeit, Radbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Reibbremsmoment, regenerativem Bremsmoment, Reifendruck, Fahrzeugmasse, Straßenneigung oder äußeren Wetterbedingungen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Schritt (ii) ferner das Verwenden der (des) Betriebsparameter(s), um den Straßenbelagszustand einzuschätzen und dem Straßenbelag eine qualitative Reibungsbewertung zuzuordnen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei der Schritt (iii) ferner das Verwenden des eingeschätzten Straßenbelagszustands und eines Gesamtbremsmoments zum Zeitpunkt des Radschlupfs mit einer Verweistabelle, um das modifizierte Bremsmoment zu bestimmen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die folgenden Schritte umfasst: (i) Aufnehmen eines oder mehrerer Betriebsparameter aus der Umgebung des Fahrzeugs; (ii) Verwenden der (des) Betriebsparameter(s), um den Radschlupf zu überwachen; (iii) dann, wenn Radschlupf detektiert wird, Bestimmen des Gesamtbremsmoments, das zum Zeitpunkt des Radschlupfs ausgeübt wird; und (iv) Verwenden des Gesamtbremsmoments zum Zeitpunkt des Radschlupfs, um im Schritt (c) das modifizierte Bremsmoment zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt (i) ferner das Aufnehmen eines oder mehrerer Betriebsparameter aus der Gruppe umfasst, die besteht aus: Radgeschwindigkeit, Radbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Reibbremsmoment, regenerativem Bremsmoment, Reifendruck, Fahrzeugmasse, Straßenneigung oder äußeren Wetterbedingungen.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Schritt (iii) ferner das Bestimmen des Gesamtbremsmoments zum Zeitpunkt des Radschlupfs, indem ein Reibbremsmoment und ein regeneratives Bremsmoment zusammenaddiert werden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei der Schritt (iv) ferner das Verwenden des Gesamtbremsmoments zum Zeitpunkt des Radschlupfs und eines eingeschätzten Straßenbelagszustands mit einer Verweistabelle, um das modifizierte Bremsmoment zu bestimmen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das modifizierte Bremsmoment gleich der Summe aus einem Versatzwert und einem Gesamtbremsmoment zum Zeitpunkt des Radschlupfs ist und/oder wobei das Fahrzeugbremssystem ein Brake-by-Wire-System ist und einen Bremspedalsensor, der ein Bremseingangssignal liefert, ein Antiblockiersystem-(ABS)-Modul, das ein ABS-Eingangssignal liefert, ein elektronisches Bremsensteuermodul (EBCM), das das Bremseingangssignal und das ABS-Eingangssignal empfangt und sowohl das Bremseingangssignal als auch das ABS-Eingangssignal verwendet, um ein Bremsbefehlssignal zu liefern, und eine Hydraulikeinheit, die das Bremsbefehlssignal empfängt und das Reibbremsmoment des Fahrzeugbremssystems entsprechend dem Bremsbefehlssignal steuert, umfasst.