DE102013222281A1

DE102013222281A1 - Verfahren zur haptischen Information eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs und Bremsanlage

Info

Publication number: DE102013222281A1
Application number: DE102013222281.5A
Authority: DE
Inventors: Marco Besier; Matthias Muntu; Georg Roll; Jens Jäger
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2014-11-06
Also published as: US20160152219A1; KR20160003780A; CN105163987B; EP2991864A1; US9845085B2; CN105163987A; WO2014177307A1

Abstract

Verfahren zur haptischen Information eines Fahrers eines mit einer „Brake-by-wire“-Bremsanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeugs über einen Betriebszustand der Bremsanlage, wobei die Bremsanlage einen mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren Hauptbremszylinder (2) mit zumindest einem Druckraum (17, 18), welcher mit zumindest einer Radbremse (8, 9; 10, 11) verbunden oder verbindbar ist, und eine mit dem Hauptbremszylinder (2) zusammenwirkende Simulationseinrichtung (3), welche dem Fahrer in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart ein Bremspedalgefühl vermittelt, umfasst, wobei bei Vorliegen eines vorgegebenen Betriebszustandes, insbesondere in der „Brake-by-wire“-Betriebsart, mittels eines mit dem Druckraum (17) des Hauptbremszylinders (2) verbundenen Freigabeventils (32, 32‘), mittels welchem die Wirkung der Simulationseinrichtung (3) an- und abschaltbar ist, eine Bremspedalrückwirkung, insbesondere eine Änderung der vom Fahrer gefühlten Steifigkeit des Bremspedals (1), durchgeführt wird, sowie Bremsanlage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Es sind hydraulische Fahrzeugbremsanlagen bekannt, welche als Fremdkraftbremsanlagen ausgebildet sind und neben einem muskelkraftbetätigbaren Hauptbremszylinder, an den Radbremsen hydraulisch angeschlossen sind und der Druck und Volumen zum Betätigen von Radbremsen bereitstellt, eine weitere, elektrisch steuerbare Druck- und Volumenbereitstellungseinrichtung umfassen, die in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart die Radbremsen ansteuert. Bei Ausfall der elektrisch steuerbaren Druck- und Volumenbereitstellungseinrichtung erfolgt eine Betätigung der Radbremsen allein durch die Muskelkraft des Fahrzeugführers.
Aus der WO 2011/029812 A1 ist eine elektrohydraulische Bremsanlage mit einem bremspedalbetätigbaren Hauptbremszylinder, einem Wegsimulator und einer Druckbereitstellungseinrichtung bekannt. Die Radbremsen werden in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart durch die Druckbereitstellungseinrichtung mit Druck beaufschlagt. Der Hauptbremszylinder und damit der Fahrzeugführer sind über geschlossene Trennventile von den Radbremsen getrennt. Der Fahrer erhält daher im Falle einer Antiblockierregelung in der „Brake-by-wire“-Betriebsart keine Bremspedalrückwirkung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Bremsanlage vorzuschlagen, das bzw. die, insbesondere mit einfachen elektronischen Mitteln, einen haptischen Informationskanal zur Verfügung stellt, über welchen dem Fahrer, insbesondere während einer Bremsung in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart, elektronisch gesteuert Informationen mitteilbar sind, ohne dass der Eindruck eines Defekts entsteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Bremsanlage gemäß Anspruch 9 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur haptischen Information des Fahrers ein mit dem Druckraum des Hauptbremszylinders verbundenes Freigabeventil heranzuziehen, mittels welchem die Simulationseinrichtung, oder anders ausgedrückt die Wirkung der Simulationseinrichtung, an- und abschaltbar ist. Es wird also bei Vorliegen eines vorgegebenen Betriebszustandes mittels des Freigabeventils eine Bremspedalrückwirkung durchgeführt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, ein häufig in „Brake-by-wire“-Bremsanlage mit Bremspedalgefühl-Simulator vorhandenes Simulatorfreigabeventil zur haptischen Information des Fahrers einzusetzen. Dies ermöglicht einen kostengünstigen haptischen Informationskanal an den Fahrer.
Bevorzugt wird das Verfahren, insbesondere die mittels des mit dem Druckraum des Hauptbremszylinders verbundenen Freigabeventils durchgeführte Bremspedalrückwirkung, in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart durchgeführt, in welcher der Fahrer von den Radbremsen der Bremsanlage hydraulisch entkoppelt bzw. getrennt ist.
Die Bremspedalrückwirkung wird bevorzugt in Form einer Änderung der vom Fahrer gefühlten Steifigkeit des Bremspedals durchgeführt.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bremspedalrückwirkung mittels des Freigabeventils zu Beginn einer Antiblockierregelung oder einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktion durchgeführt, so dass dem Fahrer das Einsetzen der Regelung bzw. der Funktion mitgeteilt wird. Besonders bevorzugt wird die Bremspedalrückwirkung unmittelbar zu Beginn einer Antiblockierregelung oder einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktion, d.h. bei einem Eintritt in die Antiblockierregelung oder Bremskraftverteilungsfunktion, durchgeführt, damit der Fahrer unmittelbar, z.B. über die Blockiergrenze des oder der Räder, informiert wird.
Bevorzugt wird die Bremspedalrückwirkung mittels des Freigabeventils durchgeführt, wenn in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart ein Einlassventil einer Radbremse geschlossen wird. Besonders bevorzugt wird direkt das erstmalige Schließen des Einlassventils über das Bremspedal rückgemeldet. Die Bremspedalrückwirkung mittels des Freigabeventils wird besonders bevorzugt durchgeführt, wenn in der „Brake-by-wire“-Betriebsart während einer Bremspedalbetätigung das Einlassventil geschlossen wird. Vorteilhafterweise wird eine Bremspedalrückwirkung bei Schließen eines Einlassventils durch eine Bremsfunktion (z.B. ABS (Antiblockierregelung) oder EBV (elektronische Bremskraftverteilung)) der Bremsanlage durchgeführt.
Die Erfindung betrifft bevorzugt ein Verfahren zur Einstellung einer geeigneten Bremspedalrückmeldung für den Fahrer während einer ABS-Regelung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erzeugt die Simulationseinrichtung eine Basis-Bremspedalcharakteristik mittels einer passiven Simulatorfeder, die einer gegebenen Pedalkraft in unverändert gleich bleibender Relation einen Pedalweg zuordnet.
Zur Bremspedalrückwirkung wird das Freigabeventil bevorzugt teilweise und/oder zeitweise geschlossen. Hierdurch wird in einfacher Weise die Steifigkeit im Bremspedal erhöht.
Bevorzugt wird zur Bremspedalrückwirkung der Durchflusswiderstand des Freigabeventils variiert.
Besonders bevorzugt ist in der „Brake-by-wire“-Betriebsart der Hauptbremszylinder von dem/den Bremskreis(en), z.B. mittels eines oder mehrerer Trennventile, getrennt.
Bevorzugt ist der Druckraum des Hauptbremszylinders über das Freigabeventil mit der Simulationseinrichtung hydraulisch verbunden oder verbindbar.
Alternativ ist es bevorzugt, dass der Druckraum des Hauptbremszylinders über das Freigabeventil mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter hydraulisch verbunden oder verbindbar ist.
Bevorzugt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, die in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart sowohl vom Fahrzeugführer als auch unabhängig vom Fahrzeugführer ansteuerbar ist, vorzugsweise in der „Brake-by-wire“-Betriebsart betrieben wird und in mindestens einer Rückfallbetriebsart betrieben werden kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Bremsanlage, in der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos offenes, Einlassventil je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage weiterhin ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos geschlossenes, Auslassventil je Radbremse zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage einen Hauptbremszylinder mit einem Gehäuse und zwei Kolben, die in dem Gehäuse zwei Druckräume begrenzen, an welche jeweils ein Bremskreis mit Radbremsen anschließbar oder angeschlossen ist.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, welche mit dem, insbesondere jedem, Bremskreis verbunden oder verbindbar ist.
Bevorzugt umfasst die Bremsanlage ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos geschlossenes, Zuschaltventil je Bremskreis zur hydraulischen Verbindung der Druckbereitstellungseinrichtung mit dem Bremskreis.
Bevorzugt ist die Simulationseinrichtung mit zumindest einem Druckraum des Hauptbremszylinders hydraulisch verbunden oder verbindbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist der Druckraum des Hauptbremszylinders über das Freigabeventil mit der Simulationseinrichtung hydraulisch verbunden oder verbindbar.
Alternativ ist es bevorzugt, dass die Simulationseinrichtung mit einer ringförmigen, hydraulischen Kammer des Hauptbremszylinders verbunden oder verbindbar ist, wobei eine Druckbeaufschlagung der Kammer eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung auf den Bremspedalbetätigten Kolben des Hauptbremszylinders bewirkt.
Der Druckraum des Hauptbremszylinders ist bevorzugt über das Freigabeventil mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter hydraulisch verbunden oder verbindbar.
Die elektronische Steuer- und Regeleinheit der Bremsanlage ist bevorzugt zur Ansteuerung des Freigabeventils ausgeführt. Vorteilhafterweise ist die elektronische Steuer- und Regeleinheit zusätzlich zur Ansteuerung der Druckbereitstellungseinrichtung, der Trennventile, der Zuschaltventile und des Ventils ausgeführt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigt schematisch
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3 einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist eine erste beispielsgemäße Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die Bremsanlage umfasst im Wesentlichen eine mittels eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 1 betätigbare hydraulische Betätigungseinheit 2, einen mit der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zusammen wirkenden Wegsimulator bzw. Simulationseinrichtung 3, einen der hydraulischen Betätigungseinheit 2 zugeordneten, unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 4, eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 und eine elektrisch steuerbare Druckmodulationseinrichtung zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke. Weiterhin umfasst die Bremsanlage eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 12.
Die nicht näher bezeichnete Druckmodulationseinrichtung umfasst beispielsgemäß je Radbremse 8, 9, 10, 11 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges ein Einlassventil 6a–6d und ein Auslassventil 7a–7d, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraulisch zusammengeschaltet und an die Radbremsen 8, 9, 10, 11 angeschlossen sind. Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 6a–6d werden mittels Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b mit Drücken versorgt, die in einer „Brake-by-Wire“-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an einen Druckraum 37 der elektrisch steuerbaren Druckbereitstellungseinrichtung 5 angeschlossenen Systemdruckleitung 38 vorliegt. Den Einlassventilen 6a–6d ist jeweils ein zu den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b hin öffnendes Rückschlagventil 50a–50d parallel geschaltet, damit der Druck in einem Radbremskreis 43 im Normalbetrieb nie höher ist als der Druck in dem Druckraum 37. In einer unverstärkten Rückfallbetriebsart werden die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b über hydraulische Leitungen 22a, 22b mit den Drücken der Druckräume 17, 18 der Betätigungseinheit 2 beaufschlagt. Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 7a–7d sind über eine Rücklaufleitung 14a mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 verbunden. Zum Erfassen des in der Systemdruckleitung 38 herrschenden Systemdruckes ist ein vorzugsweise redundant ausgeführter Drucksensor 19 vorgesehen.
Die hydraulische Betätigungseinheit 2 weist in einem Gehäuse 21 zwei hintereinander angeordnete Kolben 15, 16 auf, die hydraulische Kammern bzw. Druckräume 17, 18 begrenzen, die zusammen mit den Kolben 15, 16 einen zweikreisigen Hauptbremszylinder bzw. einen Tandemhauptzylinder bilden. Die Druckräume 17, 18 stehen einerseits über in den Kolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung der Kolben 15, 16 im Gehäuse 21 absperrbar sind, und andererseits mittels der hydraulischen Leitungen 22a, 22b mit den bereits genannten Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b in Verbindung. Dabei ist in der Druckausgleichsleitung 41a eine Parallelschaltung eines stromlos offenen (SO-)Diagnoseventils 28 mit einem zum Druckmittelvorratsbehälter 4 hin schließenden Rückschlagventil 27 enthalten. Die Druckräume 17, 18 nehmen nicht näher bezeichnete Rückstellfedern auf, die die Kolben 15, 16 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 in einer Ausgangslage positionieren. Eine Kolbenstange 24 koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 1 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des ersten (Hauptbremszylinder-)Kolbens 15, dessen Betätigungsweg von einem, vorzugsweise redundant ausgeführten, Wegsensor 25 erfasst wird. Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel. Es repräsentiert einen Bremswunsch eines Fahrzeugführers.
In den an die Druckräume 17, 18 angeschlossenen Leitungsabschnitten 22a, 22b ist je ein Trennventil 23a, 23b angeordnet, welches beispielsgemäß als ein elektrisch betätigbares, vorzugsweise stromlos offenes (SO-), 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Durch die Trennventile 23a, 23b kann die hydraulische Verbindung zwischen den Druckräumen 17, 18 und den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b abgesperrt werden. Ein an den Leitungsabschnitt 22b angeschlossener Drucksensor 20 erfasst den im Druckraum 18 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 16 aufgebauten Druck. In einer Normalbremsfunktion der Bremsanlage („Brake-by-wire“-Betriebsart) ist der Fahrer durch die Trennventile 23a, 23b von den Bremskreisen 13a, 13b abgetrennt.
Simulationseinrichtung 3 ist beispielsgemäß hydraulisch an den Hauptbremszylinder 2 angekoppelt und besteht im Wesentlichen aus einer Simulatorkammer 29, einer Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in Simulatorfederkammer 30 angeordnetes elastisches Element (z.B. eine Feder), welches vorteilhafterweise vorgespannt ist, am Gehäuse 21 ab. Die Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß mittels eines elektrisch betätigbaren, vorteilhafterweise stromlos geschlossenen, (Simulator) Freigabeventils 32 mit dem ersten Druckraum 17 des Tandemhauptbremszylinders 2 verbindbar. Bei Vorgabe einer Pedalkraft und aktiviertem (Simulator) Freigabeventil 32 strömt Druckmittel vom Hauptbremszylinder-Druckraum 17 in die Simulatorkammer 29. Ein hydraulisch antiparallel zum Freigabeventil 32 angeordnetes Rückschlagventil 34 ermöglicht unabhängig vom Schaltzustand des Freigabeventils 32 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 29 zum Hauptbremszylinder-Druckraum 17. Simulationseinrichtung 3 ist also mittels des Freigabeventils 32 zu- und abschaltbar.
Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 5 ist als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet, dessen Kolben 36 von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 35 unter Zwischenschaltung eines ebenfalls schematisch dargestellten Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist. Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 35 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor zum Sensieren der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden. Der Kolben 36 begrenzt einen Druckraum 37.
Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 36 auf das im Druckraum 37 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 38 eingespeist und mit dem Systemdrucksensor 19 erfasst. In der „Brake-by-Wire“-Betriebsart wird die Systemdruckleitung 38 über die Zuschaltventile 26a, 26b mit den Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b verbunden. Auf diesem Weg erfolgt bei einer Normalbremsung ein Radbremsdruckauf- und -abbau für alle Radbremsen 8, 9, 10, 11. Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 37 des Aktuators 5 in die Radbremsen 8, 9, 10, 11 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 37 des Aktuators 5 zurück. Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unterschiedlich, mit Hilfe der Modulationsventile 6a–6d, 7a–7d geregelten Radbremsdrücken der über die Auslassventile 7a–7d abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorratsbehälter 4. Ein Nachsaugen von Druckmittel in den Druckraum 37 ist durch ein Zurückfahren des Kolbens 36 bei geschlossenen Zuschaltventilen 26a, 26b möglich, indem Druckmittel aus dem Behälter 4 über ein als in Strömungsrichtung zum Aktuator öffnendes Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaugventil 52 in den Akuatordruckraum 37 strömen kann.
Der Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten der Bremsanlage, insbesondere der Ventile 6a–6d, 7a–7d, 23a, 23b, 26a, 26b, 28, 32 und des Elektromotors 35 der Druckbereitstellungseinrichtung 5, dient die elektronische Steuer- und Regeleinheit 12. Die Signale der Sensoren 19, 20, 25 und 44 werden ebenso in der elektronische Steuer- und Regeleinheit 12 verarbeitet.
In einer Normalbremsfunktion der Bremsanlage („Brake-by-wire“-Betriebsart) ist Hauptbremszylinder 2, und damit der Fahrzeugführer, von den Radbremsen 8, 9, 10, 11 durch die geschlossenen Trennventile 23a, 23b entkoppelt und die Bremskreisversorgungsleitungen 13a, 13b sind über die geöffneten Zuschaltventile 26a, 26b mit der Druckbereitstellungseinrichtung 5 verbunden, welche den Systemdruck zur Betätigung der Radbremsen 8, 9, 10, 11 bereitstellt. Simulationseinrichtung 3 ist durch das geöffnete (Simulator) Freigabeventil 32 zugeschaltet, so dass das durch die Betätigung des Bremspedals 1 durch den Fahrer im Hauptbremszylinder 2 verdrängte Druckmittelvolumen durch die Simulationseinrichtung 3 aufgenommen wird und die Simulationseinrichtung 3 dem Fahrzeugführer ein gewohntes Bremspedalgefühl vermittelt. Ein Bremsdruckabbau in den Radbremsen 8, 9, 10, 11 kann erfolgen, indem der Kolben 36 der Druckbereitstellungseinrichtung 5 wieder in Richtung der Ruheposition (nach rechts in 1) gefahren wird. Ein schneller, z.B. radindividueller Bremsdruckabbau, wie er im Falle einer ABS-Regelung benötigt wird, ist aber auch über die Ventile 6a–6d, 7a–7d möglich, indem das entsprechende Einlassventil 6a–6d geschlossen und das zugehörige Auslassventil 7a–7d für eine bestimmte Zeit geöffnet wird. Dann strömt Druckmittel aus der Radbremse durch das Auslassventil über Leitung 14a in den Druckmittelvorratsbehälter 4.
Bei der aktiven Bremsanlage ist der Fahrer im aktiven Betrieb (d.h. in der „Brake-by-wire“-Betriebsart) also durch die Trennventile 23a, 23b von den Radbremskreisen 43 abgetrennt. So erhält der Fahrer auch zu Beginn einer Antiblockierregelung keine haptische Bremspedalrückwirkung aufgrund eines Schließens eines Einlassventils 6a–6d.
Dies ist anders bei konventionellen (nicht „by-wire“) Bremsanlagen mit einem Vakuumbremskraftverstärker und einem bekannten ABS/ESC-System. Hier spürt der Fahrer während einer Bremspedalbetätigung, wenn sich zu Beginn einer ABS-Regelbremsung oder einer EBV-Funktion (EBV: elektronische Bremskraftverteilung) ein oder mehrere Radeinlassventile schließen, eine erhöhte Steifigkeit des Bremssystems am Bremspedal. Die Bremspedalweg/-kraft-Charakteristik wird durch Schließen ein oder mehrerer Radeinlassventile insofern beeinflusst, dass durch Abkoppeln ein oder mehrerer Radbremsen die hydraulische Steifigkeit der Anlage größer wird. Dies ist somit in der konventionellen ABS/ESC-Bremsanlage für den Fahrer im Bremspedal spürbar.
Um dieses für den Fahrer gewohnte Verhalten einer Bremsanlage zu erzielen, wird beispielsgemäß bei Vorliegen eines vorgegebenen Betriebszustandes mittels des mit dem Druckraum des Hauptbremszylinders verbundenen Freigabeventils 32 eine Bremspedalrückwirkung durchgeführt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Vermittlung der Information des, insbesondere erstmaligen, Schließens eines oder mehrerer Einlassventile in der Bremsanlage während einer Bremspedalbetätigung, also z.B. der Beginn einer ABS-Regelbremsung oder einer EBV, das Freigabeventil 32 genutzt und geeignet geschaltet, um eine geeignete Steifigkeitserhöhung am Bremspedal 1 zu erzeugen und somit dem Fahrer eine haptische Rückmeldung zu geben, dass gerade Einlassventile geschlossen wurden. Der Fahrer weiß somit, dass er unmittelbar an der Blockiergrenze der Reifen ist. Diese Information kann fahrdynamisch sehr hilfreich sein.
Bei dem Freigabeventil handelt es sich bevorzugt um ein Ventil, mittels welchem das bei einer Bremspedalbetätigung (insbesondere in der „Brake-by-wire“-Betriebsart) aus einem Druckraum (z.B. Druckraum 17 in 1) des Hauptbremszylinders abfließende Druckmittel verändert bzw. ein Ausflusswiderstand des Hauptbremszylinders variiert werden kann.
Durch zumindest teilweises und/oder zeitweises Schließen des Freigabeventils 32 wird der Durchflusswiderstand des Ventils 32 erhöht bzw. variiert, was zu der Steifigkeitserhöhung am Bremspedal 1 führt.
2 zeigt einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In 2 sind im Wesentlichen der Hauptbremszylinder 2 mit Bremspedal 1, die Simulationseinrichtung 3, der Druckmittelvorratsbehälter 4 und die Trennventile 23a, 23b dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei in der Druckausgleichsleitung 41a jedoch kein Diagnoseventil 28 mit parallel geschaltetem Rückschlagventil 27 vorhanden ist. Auch im zweiten Ausführungsbeispiel ist der erste Druckraum 17 des Hauptbremszylinders 2 mit der Simulatorkammer 29 der Simulationseinrichtung 3 hydraulisch über ein elektrisch betätigbares (Simulator) Freigabeventil 32 mit parallel geschaltetem Rückschlagventil 34 verbunden, so dass Simulationseinrichtung 3 mittels des Freigabeventils 32 zu- und abschaltbar ist.
3 zeigt einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch hier sind im Wesentlichen der Hauptbremszylinder 2 mit Bremspedal 1, die Simulationseinrichtung 3, der Druckmittelvorratsbehälter 4 und die Trennventile 23a, 23b dargestellt.
Hauptbremszylinder 2 weist zwei hintereinander angeordnete hydraulische Hauptbremszylinderkolben 15, 16 auf, die hydraulische Druckräume 17, 18 begrenzen. Die Druckräume 17, 18 stehen einerseits über in den Hauptbremszylinderkolben 15, 16 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichsleitungen 41a, 41b mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 in Verbindung, wobei diese durch eine Relativbewegung der Kolben 15, 16 absperrbar sind, und andererseits mittels hydraulischer Leitungen 22a, 22b mit den Trennventilen 23a, 23b in Verbindung. Der mit dem Bremspedal 1 mechanisch gekoppelte, erste Hauptbremszylinderkolben 15 ist beispielsgemäß als ein Stufenkolben mit einer Kreisfläche 46 und einer Ringfläche 47 ausgebildet, wobei die Kreisfläche 46 den ersten Druckraum 17 und die Ringfläche 47 eine hydraulische Kammer 45 begrenzt. Dabei entspricht eine Druckwirkung in der Kammer 45 einer Kraft, die auf den ersten Hauptbremszylinderkolben 15 entgegen der Betätigungsrichtung wirkt. Der erste Druckraum 17 und die hydraulische Kammer 45 sind gegeneinander hydraulisch abgedichtet.
Simulationseinrichtung 3 besteht im Wesentlichen aus einer Simulatorkammer 29, einer Simulatorfederkammer 30 sowie einem die beiden Kammern 29, 30 voneinander trennenden Simulatorkolben 31. Simulatorkolben 31 stützt sich durch ein in Simulatorfederkammer 30 angeordnetes elastisches Element (z.B. eine Feder) am Gehäuse ab. Simulatorkammer 29 ist beispielsgemäß zum einen mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 (bzw. der Druckausgleichsleitung 41a zum Druckmittelvorratsbehälter 4) mittels eines elektrisch betätigbaren, vorteilhafterweise stromlos offenen, Ventils 42 mit einem parallel geschalteten (in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter schließenden) Rückschlagventil 40, und zum anderen mit der ringförmigen Kammer 45 des Hauptbremszylinders 2 verbunden.
Der Druckraum 17 des Hauptbremszylinders 2 ist beispielsgemäß mit dem Druckmittelvorratsbehälter 4 (bzw. der Druckausgleichsleitung 41a zum Druckmittelvorratsbehälter 4) über ein elektrisch betätigbares, vorteilhafterweise stromlos geschlossenes, Freigabeventil 32‘ verbunden. Mittels Freigabeventil 32‘ ist die Simulationseinrichtung 3 an- und abschaltbar. Bei geschlossenem Freigabeventil 32‘ ist der Kolben 15 des Hauptbremszylinders 2 bei einer Bremspedalbetätigung nicht weiter verschiebbar und damit ist die Simulationseinrichtung 3 abgeschaltet. Bei offenem Freigabeventil 32‘ kann der Kolben 15 des Hauptbremszylinders 2 bei einer Bremspedalbetätigung verschoben werden, so dass bei geschlossenem Ventil 42 Druckmittel in die Simulatorkammer 29 der Simulationseinrichtung 3 verschoben wird, wobei das bekannte Bremspedalgefühl vermittelt wird.
Bei der beispielsgemäßen Bremsanlage wird bei Vorliegen eines vorgegebenen Betriebszustandes mittels des mit dem Druckraum des Hauptbremszylinders verbundenen Freigabeventils 32‘ eine Bremspedalrückwirkung durchgeführt.
Bei einer Bremspedalbetätigung (insbesondere in der „Brake-by-wire“-Betriebsart) wird beispielsgemäß das aus dem Druckraum 17 des Hauptbremszylinders 2 abfließende Druckmittel verändert bzw. ein Ausflusswiderstand des Hauptbremszylinders 2 variiert. Durch zumindest teilweises und/oder zeitweises Schließen des Freigabeventils 32‘ wird der Durchflusswiderstand des Ventils 32‘ erhöht bzw. variiert, was zu der Steifigkeitserhöhung am Bremspedal 1 führt.
Beispielsgemäß wird das, vorteilhafterweise erstmalige, Schließen zumindest eines Einlassventils während einer Bremspedalbetätigung, also z.B. der Beginn einer Antiblockierregelung (ABS) oder einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktion (EBV), an den Fahrer rückgemeldet, indem das Freigabeventil 32 genutzt und geeignet geschaltet wird, um eine geeignete Steifigkeitserhöhung am Bremspedal 1 zu erzeugen. Dem Fahrer wird somit eine haptische Rückmeldung gegeben, dass gerade zumindest ein Einlassventil geschlossen wurde.
Ein Vorteil der beschriebenen Erfindung ist es, dass für die haptische Bremspedalrückmeldung keine zusätzliche Aktuatorik, wie z.B. ein Zusatzaktuator in der Pedalsimulatoreinheit oder am Bremspedal, benötigt wird. Die Funktion ist rein über Software umsetzbar.
Bei dem mit dem Druckraum 17 verbundenen Freigabeventil 32 bzw. 32‘ handelt es sich um ein Ventil zur An- und Abschaltung der Simulationseinrichtung oder der Bremspedalcharakteristik der Simulationseinrichtung.
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

WO 2011/029812 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur haptischen Information eines Fahrers eines mit einer „Brake-by-wire“-Bremsanlage ausgerüsteten Kraftfahrzeugs über einen Betriebszustand der Bremsanlage, wobei die Bremsanlage einen mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren Hauptbremszylinder (2) mit zumindest einem Druckraum (17, 18), welcher mit zumindest einer Radbremse (8, 9; 10, 11) verbunden oder verbindbar ist, und eine mit dem Hauptbremszylinder (2) zusammenwirkende Simulationseinrichtung (3), welche dem Fahrer in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart ein Bremspedalgefühl vermittelt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines vorgegebenen Betriebszustandes, insbesondere in der „Brake-by-wire“-Betriebsart, mittels eines mit dem Druckraum (17) des Hauptbremszylinders (2) verbundenen Freigabeventils (32, 32‘), mittels welchem die Wirkung der Simulationseinrichtung (3) an- und abschaltbar ist, eine Bremspedalrückwirkung, insbesondere eine Änderung der vom Fahrer gefühlten Steifigkeit des Bremspedals (1), durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremspedalrückwirkung mittels des Freigabeventils (32, 32‘), insbesondere unmittelbar, zu Beginn einer Antiblockierregelung (ABS) oder einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktion (EBV) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremspedalrückwirkung mittels des Freigabeventils (32, 32‘) durchgeführt wird, wenn in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart ein Einlassventil (6a–6d), insbesondere erstmalig, geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremspedalrückwirkung mittels des Freigabeventils (32, 32‘) durchgeführt wird, wenn in der „Brake-by-wire“-Betriebsart während einer Bremspedalbetätigung das Einlassventil (6a–6d), insbesondere durch eine Brems- oder Bremsregelfunktion (ABS, EBV) der Bremsanlage, geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der „Brake-by-wire“-Betriebsart, insbesondere bei geöffnetem Freigabeventil (32, 32‘), die Bremspedalcharakteristik in Form einer funktionalen Relation zwischen Bremspedal-Gegenkraft und Bremspedalweg von der Simulationseinrichtung (3) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationseinrichtung (3) eine Basis-Bremspedalcharakteristik mittels einer passiven Simulatorfeder erzeugt, die einer gegebenen Pedalkraft in unverändert gleich bleibender Relation einen Pedalweg zuordnet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bremspedalrückwirkung das Freigabeventil (32, 32‘) teilweise und/oder zeitweise geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bremspedalrückwirkung der Durchflusswiderstand des Freigabeventils (32, 32‘) variiert, insbesondere erhöht, wird.
Bremsanlage mit einem mittels eines Bremspedals (1) betätigbaren Hauptbremszylinder (2) mit zumindest einem Druckraum (17, 18), welcher mit zumindest einer Radbremse (8, 9; 10, 11) verbunden oder verbindbar ist, einer mit dem Hauptbremszylinder (2) zusammenwirkenden Simulationseinrichtung (3), welche einem Fahrer in einer „Brake-by-wire“-Betriebsart ein Bremspedalgefühl vermittelt, und einem mit dem Druckraum (17) des Hauptbremszylinders (2) verbundenen Freigabeventil (32, 32‘), mittels welchem die Simulationseinrichtung (3) zu- und abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (12) umfasst, in welcher ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchgeführt wird.
Bremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (17) des Hauptbremszylinders (2) über das Freigabeventil (32) mit der Simulationseinrichtung (3) hydraulisch verbunden oder verbindbar ist.
Bremsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (17) des Hauptbremszylinders (2) über das Freigabeventil (32‘) mit einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (4) hydraulisch verbunden oder verbindbar ist.