DE102013208674A1 - A control device for a recuperative braking system of a vehicle, a recuperative braking system for a vehicle, and a method of operating a recuperative braking system of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung (10) für ein rekuperatives Bremssystem eines Fahrzeugs welche dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung einer bereitgestellten Ist-Größe (14) bezüglich eines aktuell mittels mindestens eines Elektromotors ausgeübten Generator-Bremsmoments mindestens eine hydraulische Komponente (28) derart anzusteuern, dass ein entsprechendes Bremsflüssigkeitsvolumen zwischen dem mindestens einen Bremskreis (16) und dem Speichervolumen (30) transferierbar ist, und welche zusätzlich dazu ausgelegt ist, die mindestens eine hydraulische Komponente und/oder mindestens eine weitere hydraulische Komponente (50) derart anzusteuern, dass ein Kraftsimulationskammer-Druck in einer Kraftsimulationskammer (18) einstellbar ist, so dass zusätzlich zu einer durch einen Hauptbremszylinder-Druck bewirkten Gegenkraft noch eine durch den Kraftsimulationskammer-Druck bewirkte Simulationskraft auf ein Bremsbetätigungselement (26) des Bremssystems ausübbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein rekuperatives Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines rekuperativen Bremssystems eines Fahrzeugs.The invention relates to a control device (10) for a recuperative braking system of a vehicle, which is designed to control at least one hydraulic component (28) in such a way, taking into account a provided actual variable (14) with regard to a generator braking torque currently exerted by at least one electric motor, that a corresponding volume of brake fluid can be transferred between the at least one brake circuit (16) and the storage volume (30), and which is additionally designed to control the at least one hydraulic component and / or at least one further hydraulic component (50) such that a force simulation chamber -Pressure in a force simulation chamber (18) can be set, so that in addition to a counterforce caused by a master brake cylinder pressure, a simulation force caused by the force simulation chamber pressure can also be exerted on a brake actuating element (26) of the brake system. The invention also relates to a recuperative braking system for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for operating a recuperative braking system of a vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein rekuperatives Bremssystem eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung ein rekuperatives Bremssystem für ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines rekuperativen Bremssystems eines Fahrzeugs.The invention relates to a control device for a recuperative braking system of a vehicle. Likewise, the invention relates to a recuperative braking system for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for operating a recuperative braking system of a vehicle.
Stand der TechnikState of the art
In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein rekuperatives Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein rekuperatives Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und ein Verfahren zum Betreiben eines rekuperativen Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 11.The invention relates to a control device for a recuperative brake system of a vehicle having the features of claim 1, a recuperative brake system for a vehicle having the features of claim 4 and a method for operating a recuperative brake system of a vehicle having the features of claim 11.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch das Verschieben des der ersten Soll-Größe entsprechenden Bremsflüssigkeitsvolumens zwischen dem mindestens einen Bremskreis und dem Speichervolumen ist es möglich, einen Bremsdruck in mindestens einem an dem mindestens einen Bremskreis angebundenen Radbremszylinder so einzustellen, dass trotz eines zeitlichen Variierens des aktuell ausgeübten Generator-Bremsmoments eine von dem Fahrer mittels einer Betätigung des Bremsbetätigungselements vorgegebene Soll-Fahrzeugverzögerung verlässlich einhaltbar ist. Mittels der vorliegenden Erfindung ist damit ein als Volumenverblendung umschreibbarer Vorgang ausführbar. Trotz des in der Regel zeitlich variierenden Generator-Bremsmoments gewährleistet die vorteilhafte Volumenverblendung ein standardgemäßes Abbremsen des mit dem rekuperativen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs. Gleichzeitig gewährleistet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass mittels des gemäß der zweiten Soll-Größe einstellbaren Kraftsimulationskammer-Drucks die auf das Bremsbetätigungselement ausübbare Simulationskraft so einstellbar ist, dass der Fahrer trotz des geänderten Bremsdrucks ein standardgemäßes Bremsbetätigungsgefühl (Pedalgefühl) hat. Die vorliegende Erfindung gewährleistet damit zusätzlich zu der Volumenverblendung eine Kraftverblendung, wodurch eine standardgemäße (vorteilhafte) Kennlinie des Bremsbetätigungselements, beispielsweise eines Bremspedals, weiterhin gewährleistet bleibt.By displacing the brake fluid volume corresponding to the first desired value between the at least one brake circuit and the storage volume, it is possible to set a brake pressure in at least one wheel brake cylinder connected to the at least one brake circuit such that, despite a time-varying of the currently exerted generator brake torque can be reliably maintained by the driver by means of an actuation of the brake actuator predetermined target vehicle deceleration. By means of the present invention, a process that can be rewritten as a volume veneer can thus be carried out. Despite the generally varying generator braking torque over time, the advantageous volume veneering ensures standard deceleration of the vehicle equipped with the recuperative braking system. At the same time, the present invention ensures the advantage that by means of the adjustable according to the second target size Kraftsimulationskammer-pressure exerted on the brake actuator simulation power is adjustable so that the driver despite the changed brake pressure has a standard brake actuation feeling (pedal feel). The present invention thus ensures in addition to the volume veneering a power veneer, whereby a standard (advantageous) characteristic of the brake actuator, such as a brake pedal, continues to be guaranteed.
Man kann die mittels der vorliegenden Erfindung realisierbare Kraftverblendung auch so umschreiben, dass eine aufgrund des geänderten Bremsdrucks bewirkte Veränderung einer auf das Bremsbetätigungselement ausgeübten Gegenkraft durch die zusätzlich bewirkbare Simulationskraft zumindest teilweise kompensierbar ist. Der Fahrer nimmt somit die zeitliche Änderung der Gegenkraft während der Betätigung des Bremsbetätigungselements nicht/kaum wahr.It is also possible to rewrite the power veneering that can be realized by means of the present invention in such a way that a change in a drag force exerted on the brake actuating element due to the changed brake pressure can be at least partially compensated for by the additionally enforceable simulation force. The driver thus does not / hardly perceives the time change of the counterforce during the actuation of the brake actuating element.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Steuervorrichtung ist die Ansteuereinrichtung dazu ausgelegt, einen Plunger mit einer ersten Arbeitskammer als dem Speichervolumen, einer zweiten Arbeitskammer und einem zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer angeordneten verstellbaren Kolben, dessen erste Arbeitskammer hydraulisch an dem mindestens einen Bremskreis angebunden ist und dessen zweite Arbeitskammer hydraulisch an die Kraftsimulationskammer angebunden ist, als die mindestens eine hydraulische Komponente derart anzusteuern, dass das der festgelegten Soll-Größe entsprechende Bremsflüssigkeitsvolumen zwischen dem mindestens einen Bremskreis und der ersten Arbeitskammer transferierbar ist und ein entsprechendes Bremsflüssigkeitsvolumen aus der zweiten Arbeitskammer herausdrückbar oder in die zweite Arbeitskammer einsaugbar ist. Das der zweiten Arbeitskammer zugeführte oder entnommene Bremsflüssigkeitsvolumen kann zumindest teilweise dazu genutzt werden, den gewünschten Kraftsimulationskammer-Druck in der Kraftsimulationskammer einzustellen. Die Auslegung der Steuervorrichtung für den hier beschriebenen Plunger gewährleistet eine kostengünstige und energiesparende Ausbildung des Bremssystems, unter dessen Verwendung die vorteilhafte Volumenverblendung gleichzeitig mit der vorteilhaften Kraftverblendung ausführbar ist.In an advantageous embodiment of the control device, the drive device is designed to connect a plunger to a first working chamber as the storage volume, a second working chamber and an adjustable piston arranged between the first working chamber and the second working chamber, the first working chamber of which is hydraulically connected to the at least one brake circuit and whose second working chamber is hydraulically connected to the Kraftsimulationskammer, as the at least one hydraulic component to control such that the set target size corresponding brake fluid volume between the at least one brake circuit and the first working chamber is transferable and a corresponding brake fluid volume herausdrückbar from the second working chamber or is sucked into the second working chamber. The volume of brake fluid supplied to or withdrawn from the second working chamber may be at least partially utilized to adjust the desired force simulation chamber pressure in the force simulation chamber. The design of the control device for the plunger described here ensures a cost-effective and energy-saving design of the brake system, with the use of the advantageous Volume veneer is executable simultaneously with the advantageous power veneer.
Vorzugsweise ist die Ansteuereinrichtung zusätzlich dazu ausgelegt, ein Druckregelventil, über welches die zweite Arbeitskammer hydraulisch an ein Bremsflüssigkeitsreservoir angebunden ist, als die mindestens eine weitere hydraulische Komponente anzusteuern. Das Druckregelventil ist eine kostengünstige Komponente zum Einstellen des gewünschten Kraftsimulationskammer-Drucks in der Kraftsimulationskammer. Preferably, the drive device is additionally designed to control a pressure control valve, via which the second working chamber is hydraulically connected to a brake fluid reservoir, as the at least one further hydraulic component. The pressure control valve is a low cost component for adjusting the desired force simulation chamber pressure in the force simulation chamber.
Die in den vorausgehenden Absätzen beschriebenen Vorteile sind auch durch das rekuperative Bremssystem für ein Fahrzeug gewährleistbar.The advantages described in the preceding paragraphs can also be ensured by the recuperative braking system for a vehicle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des rekuperativen Bremssystems ist der Plunger selbsthemmend ausgebildet. Somit kann auf eine Ausstattung des Bremssystems mit Absperrventilen zum flüssigkeitsdichten Abschließen der Arbeitskammern des Plungers verzichtet werden. Als Alternative zu einer selbsthemmenden Ausbildung des Plungers können jedoch auch Absperrventile in dem rekuperativen Bremssystem eingesetzt werden.In an advantageous embodiment of the recuperative braking system, the plunger is self-locking. Thus, it can be dispensed with an equipment of the brake system with shut-off valves for liquid-tight sealing of the working chambers of the plunger. As an alternative to a self-locking design of the plunger but also shut-off valves can be used in the recuperative braking system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Arbeitskammer zusätzlich über ein Druckregelventil hydraulisch an ein Bremsflüssigkeitsreservoir angebunden. Das Druckregelventil gewährleistet ein verlässliches Einstellen des der zweiten Soll-Größe entsprechenden Simulationskammer-Drucks in der Simulationskammer.In a further advantageous embodiment, the second working chamber is additionally hydraulically connected to a brake fluid reservoir via a pressure regulating valve. The pressure regulating valve ensures a reliable setting of the second nominal size corresponding simulation chamber pressure in the simulation chamber.
Vorteilhafterweise verläuft parallel zu dem Druckregelventil eine Bypassleitung mit einem in einer Richtung von der zweiten Arbeitskammer zu dem Bremsflüssigkeitsreservoir sperrenden Rückschlagventil. Durch ein Überdrücken des Rückschlagventils kann somit ein zusätzliches Bremsflüssigkeitsvolumen aus dem Bremsflüssigkeitsreservoir in die Simulationskammer eingesaugt werden.Advantageously, runs parallel to the pressure control valve, a bypass line with a blocking in one direction from the second working chamber to the brake fluid reservoir check valve. By overpressing the check valve thus an additional volume of brake fluid from the brake fluid reservoir can be sucked into the simulation chamber.
Ebenso kann ein Speicher an die Kraftsimulationskammer hydraulisch angebunden sein. Die Anordnung des Speichers an der Kraftsimulationskammer erleichtert in der Regel das Einstellen des der zweiten Soll-Größe entsprechenden Kraftsimulationskammer-Drucks.Likewise, a memory may be hydraulically connected to the force simulation chamber. The arrangement of the memory on the force simulation chamber usually facilitates the setting of the second target size corresponding Kraftsimulationskammer-pressure.
In vorteilhaften Weiterbildungen umfasst das rekuperative Bremssystem einen Unterdruckbremskraftverstärker und/oder einen hydraulischen Bremskraftverstärker. Durch die mittels des Plungers ausführbare Kraftverblendung kann auf die Verwendung eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers, welcher gemäß dem Stand der Technik häufig zur Kraftverblendung eingesetzt wird, verzichtet werden. Somit können für das vorteilhafte Bremssystem kostengünstigere Bremskraftverstärker eingesetzt werden, welche zusätzlich aufgrund ihrer bereits längeren Verwendung in Fahrzeugen sich einer hohen Beliebtheit erfreuen.In advantageous developments, the recuperative brake system comprises a vacuum brake booster and / or a hydraulic brake booster. By means of the plunger executable Kraftverblendung can be dispensed with the use of an electromechanical brake booster, which is often used according to the prior art for power veneering. Thus, more cost effective brake booster can be used for the advantageous brake system, which also enjoy a high popularity due to their already longer use in vehicles.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das rekuperative Bremssystem eine der oben bereits beschriebenen Steuervorrichtungen. Auch dies gewährleistet die oben bereits ausgeführten Vorteile. In a further advantageous embodiment, the recuperative brake system comprises one of the control devices already described above. This also ensures the benefits already outlined above.
Die oben erläuterten Vorteile sind auch realisierbar durch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Betreiben eines rekuperativen Bremssystems eines Fahrzeugs. Das Verfahren ist entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen weiterbildbar.The advantages explained above can also be realized by carrying out a corresponding method for operating a recuperative braking system of a vehicle. The method can be further developed according to the embodiments described above.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:Further features and advantages of the present invention will be explained below with reference to the figures. Show it:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die in
Die Steuervorrichtung
Die Ansteuereinrichtung
Die Steuervorrichtung
Außerdem ist die Steuervorrichtung
Der Betrieb des Bremssystems mittels der Steuervorrichtung
Als erste Soll-Größe ist nicht nur ein Volumen festlegbar. Stattdessen kann die erste Soll-Größe auch mindestens eine Größe sein, welche eine Funktion der mindestens einen hydraulischen Komponente und/oder einen Zustand der mindestens einen hydraulischen Komponente angibt. Entsprechend sind als die zweite Soll-Größe ein Soll-Druck, eine gewünschte Funktion der jeweiligen mindestens einen hydraulischen Komponente und/oder ein Soll-Zustand der jeweiligen mindestens einen hydraulischen Komponente festlegbar. The first target size is not just a volume can be determined. Instead, the first setpoint variable may also be at least one variable which indicates a function of the at least one hydraulic component and / or a state of the at least one hydraulic component. Accordingly, a target pressure, a desired function of the respective at least one hydraulic component and / or a desired state of the respective at least one hydraulic component can be defined as the second setpoint variable.
In
In der Ausführungsform der
Die erste Arbeitskammer
Die zweite Arbeitskammer
Der Plunger
Bei dem in
Vorzugsweise verläuft parallel zu dem Druckregelventil
Optionaler Weise ist ein Speicher
In dem Bremssystem der
Das in
Das Bremssystem der
Optionaler Weise kann auch ein Sensor, wie beispielsweise ein Stangenwegsensor und/oder ein Pedalwegsensor, in dem Hauptbremszylinder
Die Steuervorrichtung
Die Bremssystemsteuerung
In
Nachfolgend soll die Funktionsweise des mittels der Steuervorrichtung
Zum Verblenden eines zeitlich zunehmenden Generator-Bremsmoments kann in einer derartigen Situation ein Druckabbau in dem mindestens einen Bremskreis
Solange das Generator-Bremsmoment unverändert bleibt, kann der in dem mindestens einen Bremskreis
Sobald das Generator-Bremsmoment zeitlich abnimmt, kann der in dem mindestens einen Bremskreis
Für ein Abschalten des mittels des Plungers
Tritt der Fahrer in diesem Zustand ins Bremssystem ein, so wird ein Bremsflüssigkeitsvolumen aus der Kraftsimulationskammer
Das Bremssystem gewährleistet auch einen vorteilhaften Backup. Bei einer Ausstattung des Bremssystems mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker
Für eine ABS-Bremsung kann ein Teil oder das ganze Volumen der ersten Arbeitskammer
Das im Weiteren beschriebene Verfahren kann beispielsweise mittels des oben erläuterten Bremssystems ausgeführt werden. Die Ausführbarkeit dieses Verfahrens ist jedoch nicht auf die Verwendung eines derartigen Bremssystems, bzw. auf den Einsatz der oben beschriebenen Steuervorrichtung, limitiert.The method described below can be carried out, for example, by means of the braking system explained above. However, the feasibility of this method is not limited to the use of such a brake system, or to the use of the control device described above.
In einem Verfahrensschritt S1 wird eine erste Soll-Größe bezüglich eines mittels mindestens einer hydraulischen Komponente des Bremssystems zwischen mindestens einem Bremskreis des Bremssystems und einem Speichervolumen zu transferierenden Bremsflüssigkeitsvolumens festgelegt. Das Festlegen der ersten Soll-Größe erfolgt unter Berücksichtigung einer Ist-Größe bezüglich eines aktuell mittels mindestens eines Elektromotors des Bremssystems ausgeübten Generator-Bremsmoments. Beispiele für die Ist-Größe sind oben schon angegeben.In a method step S1, a first setpoint value is defined with respect to a brake fluid volume to be transferred by means of at least one hydraulic component of the brake system between at least one brake circuit of the brake system and a storage volume. The determination of the first setpoint value takes place taking into account an actual variable with respect to a generator braking torque currently exerted by means of at least one electric motor of the brake system. Examples of the actual size are already given above.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird die mindestens eine hydraulische Komponente derart angesteuert, dass das der festgelegten ersten Soll-Größe entsprechende Bremsflüssigkeitsvolumen zwischen dem mindestens einen Bremskreis und dem Speichervolumen transferiert wird. Die Verfahrensschritte S1 und S2 realisieren somit die oben schon beschriebenen Vorteile der Volumenverblendung.In a further method step S2, the at least one hydraulic component is controlled in such a way that the brake fluid volume corresponding to the specified first setpoint quantity is transferred between the at least one brake circuit and the storage volume. The method steps S1 and S2 thus realize the advantages of the volume veneering described above.
Außerdem umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt S3 mit einem Festlegen einer zweiten Soll-Größe bezüglich eines mittels der mindestens einen hydraulischen Komponente und/oder mindestens einer weiteren hydraulischen Komponente des Bremssystems in einer Kraftsimulationskammer einzustellenden Kraftsimulationskammer-Drucks unter Berücksichtigung der Ist-Größe und/oder der ersten Soll-Größe. Der Verfahrensschritt S3 kann vor, während oder nach dem Verfahrensschritt S1 ausgeführt werden. Die Nummerierung der Verfahrensschritte S1 und S3 legt keine zeitliche Reihenfolge zu ihrem Ausführen fest.In addition, the method comprises a method step S3 with a setting of a second desired value with respect to a force simulation chamber pressure to be set by means of the at least one hydraulic component and / or at least one further hydraulic component of the brake system in a force simulation chamber taking into account the actual size and / or the first target size. The method step S3 can be carried out before, during or after the method step S1. The numbering of method steps S1 and S3 does not specify a time sequence for their execution.
In einem weiteren Verfahrensschritt S4 werden die mindestens eine hydraulische Komponente und/oder die mindestens eine weitere hydraulische Komponente des Bremssystems (als die jeweilige mindestens eine hydraulische Komponente) derart angesteuert, dass der Kraftsimulationskammer-Druck in der Kraftsimulationskammer entsprechend der zweiten Soll-Größe eingestellt wird. Auf diese Weise ist sicherstellbar, dass zusätzlich zu einer durch einen in mindestens einer Kammer eines Hauptbremszylinders des Bremssystems vorliegenden Hauptbremszylinder-Druck bewirkten Gegenkraft noch eine durch den Kraftsimulationskammer-Druck in der Kraftsimulationskammer bewirkte Simulationskraft auf ein Bremsbetätigungselement des Bremssystems ausgeübt wird. Auch die vorteilhafte Kraftverblendung ist somit mittels des hier beschriebenen Verfahrens ausführbar.In a further method step S4, the at least one hydraulic component and / or the at least one further hydraulic component of the brake system are controlled (as the respective at least one hydraulic component) in such a way that the force simulation chamber pressure in the force simulation chamber is set in accordance with the second desired value , In this way, it is possible to ensure that, in addition to a counterforce caused by a master brake cylinder pressure present in at least one chamber of a master brake cylinder of the brake system, a simulation force caused by the force simulation chamber pressure in the force simulation chamber is exerted on a brake actuation element of the brake system. The advantageous power veneering can thus be carried out by means of the method described here.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Plunger mit einer ersten Arbeitskammer als dem Speichervolumen, einer zweiten Arbeitskammer und einem zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer angeordneten verstellbaren Kolben, dessen erste Arbeitskammer hydraulisch an dem mindestens einen Bremskreis angebunden ist und dessen zweite Arbeitskammer hydraulisch an die Kraftsimulationskammer angebunden ist, als die mindestens eine hydraulische Komponente angesteuert wird. Dies erfolgt derart, dass das der festgelegten ersten Soll-Größe entsprechende Bremsflüssigkeitsvolumen zwischen dem mindestens einen Bremskreis und der ersten Arbeitskammer transferiert wird und ein entsprechendes Bremsflüssigkeitsvolumen aus der zweiten Arbeitskammer herausgedrückt oder in die zweite Arbeitskammer eingesaugt wird. Somit kann auch zum Ausführen des Verfahrens der kostengünstige und vorteilhafte Plunger eingesetzt werden. In a preferred embodiment of the method, a plunger having a first working chamber as the storage volume, a second working chamber and an adjustable piston arranged between the first working chamber and the second working chamber, the first working chamber is hydraulically connected to the at least one brake circuit and the second working chamber hydraulically is connected to the power simulation chamber, as the at least one hydraulic component is controlled. This is done in such a way that the brake fluid volume corresponding to the predetermined first target quantity is transferred between the at least one brake circuit and the first working chamber and a corresponding brake fluid volume is forced out of the second working chamber or sucked into the second working chamber. Thus, the cost effective and advantageous plunger can also be used to carry out the method.
Auch durch ein Ausführen des Verfahrens können eine Volumenverblendung und eine Kraftverblendung ohne das Verwenden eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers ausgeführt werden. Außerdem ist auch das hier beschriebene Verfahren entsprechend den oberen Ausführungen weiterbildbar.Also, by performing the method, volume blinding and power blending can be performed without using an electro-mechanical brake booster. In addition, the method described here according to the above embodiments can be further developed.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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