DE102014010472A1 - Method for adapting a braking effect to a vehicle load and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Bremswirkung an eine Fahrzeugbeladung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines LKWs mit einem pneumatischen Bremssystem (10), das eine Bremse (26), insbesondere eine durch einen Bremsdruck (18) gesteuerte Bremse (26) und ein Bremspedal (12) aufweist, welches mit einem Fußbremsventil (14) gekoppelt ist, das den Bremsdruck (18) steuert. Erfindungswesentlich ist dabei, dass bei einem Bremsvorgang zusätzlich zu dem von dem Fußbremsventil (14) gesteuerten Bremsdruck (18) ein Ausgleichsbremsdruck (40) an die Bremse (26) angelegt wird, um eine Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung zu reduzieren und/oder aufzuheben. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen LKW, das ein solches Verfahren durchführt, wobei das Kraftfahrzeug ein pneumatisches Bremssystem (10) aufweist, das eine Bremse (26), insbesondere durch einen Bremsdruck (18) gesteuerte Bremse (26) und ein Bremspedal (12) umfasst, welches mit einem Fußbremsventil (14) gekoppelt ist, das den Bremsdruck (18) steuert und mit einer elektronischen Stabilitätsvorrichtung (28), welche eine Steuereinheit (30), einen Beschleunigungssensor (32) und mindestens ein elektrisch ansteuerbares Ventil (34) zur Steuerung des Bremsdrucks (18) aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass beim einem Bremsvorgang zusätzlich zu dem von dem Fußbremsventil (14) gesteuerten Bremsdruck (18) ein von dem elektrischen ansteuerbaren Ventil (34) gesteuerte Ausgleichsbremsdruck (40) an der Bremse (26) anliegt, um die Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung zu reduzieren und/oder aufzuheben.The invention relates to a method for adapting a braking effect to a vehicle load of a motor vehicle, in particular a truck with a pneumatic brake system (10), a brake (26), in particular a brake (26) controlled by a brake pressure (18) and a brake pedal (10). 12) coupled to a foot brake valve (14) controlling the brake pressure (18). It is essential to the invention that during a braking process, in addition to the brake pressure (18) controlled by the foot brake valve (14), a compensation brake pressure (40) is applied to the brake (26) in order to reduce and / or cancel a load dependency of the braking effect. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a truck, which performs such a method, wherein the motor vehicle comprises a pneumatic brake system (10), the brake (26), in particular by a brake pressure (18) controlled brake (26) and a brake pedal (12), which is coupled to a foot brake valve (14), which controls the brake pressure (18) and with an electronic stability device (28), which a control unit (30), an acceleration sensor (32) and at least one electrically controllable valve ( 34) for controlling the brake pressure (18). It is essential to the invention that during a braking operation, in addition to the brake pressure (18) controlled by the foot brake valve (18), a compensating brake pressure (40) controlled by the electrically controllable valve (34) bears against the brake (26) in order to increase the load-dependent braking effect reduce and / or cancel.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Bremswirkung an eine Fahrzeugbeladung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines LKWs, mit einem pneumatischen Bremssystem, das eine Bremse, insbesondere eine durch einen Bremsdruck gesteuerte Bremse, und ein Bremspedal aufweist, welches mit einem Fußbremsventil gekoppelt ist, das den Bremsdruck steuert. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das ein solches Verfahren durchführt.The invention relates to a method for adjusting a braking effect on a vehicle load of a motor vehicle, in particular a truck, with a pneumatic brake system having a brake, in particular a controlled by a brake pressure brake, and a brake pedal, which is coupled to a foot brake valve, the Brake pressure controls. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle that performs such a method.
Bei pneumatischen Bremssystemen wird der auf die Bremszylinder wirkende Druck mit Hilfe des Fußbremsventils erzeugt. Der benötigte Bremsdruck zur Erzielung einer gewünschten Fahrzeugverzögerung ist hauptsächlich von der Masse des Fahrzeugs abhängig. Diese Abhängigkeit führt zu einer Kompromisskennlinie im Fußbremsventil, da der Pedalweg rein mechanisch den Volumenstrom und damit eine entsprechende Druckeinsteuerung im Bremszylinder bewirkt. Diese mechanische Kopplung ist nicht variabel, so dass die Kennlinie sowohl bei einem unbeladenen Fahrzeug ein feines Dosieren als auch bei einem stark beladenen Fahrzeug noch eine Vollbremsung ermöglichen muss. Durch diesen Kompromiss leidet stark die Dosierbarkeit der Bremse, insbesondere bei leicht oder nicht beladenen Fahrzeugen. Zudem muss der Fahrer je nach Beladung unterschiedliche Betätigungswege aufwenden, um die gewünschte Bremswirkung zu erzielen.In pneumatic brake systems, the pressure acting on the brake cylinders is generated by means of the foot brake valve. The required brake pressure to achieve a desired vehicle deceleration is mainly dependent on the mass of the vehicle. This dependence leads to a compromise characteristic in the foot brake valve, since the pedal travel purely mechanically causes the volume flow and thus a corresponding Druckeinsteuerung in the brake cylinder. This mechanical coupling is not variable, so that the characteristic curve must allow for fine dosing in an unloaded vehicle as well as full braking in a heavily laden vehicle. This compromise seriously affects the metering of the brake, especially in light or unladen vehicles. In addition, the driver must spend depending on the load different actuation ways to achieve the desired braking effect.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine beladungsunabhängige Bremswirkung bei einem pneumatischen Bremssystem bereitzustellen.The invention has for its object to provide a load-independent braking effect in a pneumatic brake system.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem pneumatischen Bremssystem eine vorhandene elektronische Stabilitätsvorrichtung (elektronisches Stabilitätsprogramm ESP) zu nutzen, um zusätzlichen Bremsdruck bereitzustellen, der die Beladungsabhängigkeit der Verzögerung reduziert. Zweckmäßig ist es, dass bei einem Bremsvorgang zusätzlich zu oder statt dem von dem Fußbremsventil gesteuerten Bremsdruck ein Ausgleichsbremsdruck an die Bremse angelegt wird, um eine Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung zu reduzieren und/oder aufzuheben. Auf diese Weise kann bei einem bestehenden pneumatischen Bremssystem die Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung reduziert werden, so dass der Kraftfahrzeugfahrer bei jedem Beladungszustand des Fahrzeugs das gleiche Bremsgefühl spürt und somit Komfort und Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Zudem ist diese Lösung äußerst kostengünstig, da im Vergleich zu bestehenden Systemen keine zusätzlichen Bauteile verwendet werden müssen.The invention is based on the general idea of using an existing electronic stability device (electronic stability program ESP) in a pneumatic brake system to provide additional brake pressure which reduces the loading dependency of the deceleration. It is expedient that in a braking operation, in addition to or instead of the brake pressure controlled by the foot brake valve, a compensation brake pressure is applied to the brake in order to reduce and / or cancel a load dependency of the braking effect. In this way, in an existing pneumatic brake system, the loading dependence of the braking effect can be reduced, so that the motor vehicle driver feels the same feeling of braking with each load state of the vehicle and thus comfort and safety of the motor vehicle are increased. In addition, this solution is extremely cost-effective, since no additional components have to be used compared to existing systems.
Günstiger Weise wird das Verfahren von einem Kraftfahrzeug mit einem pneumatischen Bremssystem durchgeführt. Bei einem pneumatischen Bremssystem wird grundsätzlich der Bremsdruck durch mechanische und pneumatische Kopplung des Bremspedals mit einem Relaisventil erzeugt. Pneumatische Bremssysteme sind bei vielen Jahren Standard für Lastkraftwagen und daher ausgereift und somit günstig in der Herstellung.Conveniently, the method is performed by a motor vehicle with a pneumatic braking system. In a pneumatic brake system, the brake pressure is basically generated by mechanical and pneumatic coupling of the brake pedal with a relay valve. Pneumatic brake systems are standard for trucks for many years and therefore mature and therefore inexpensive to manufacture.
Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass anhand einer geschätzten Masse des Kraftfahrzeugs und einer Sollverzögerung der Ausgleichsbremsdruck bestimmt wird. Anhand der geschätzten Masse des Kraftfahrzeugs kann bestimmt werden, wieviel zusätzlicher Bremsdruck notwendig ist um die gewünschte Sollverzögerung zu erzielen. Insbesondere ist durch diese Abschätzung des Ausgleichsbremsdrucks eine sehr gute und verzögerungsarme Anpassung der Bremswirkung möglich.A favorable possibility provides that the compensation brake pressure is determined on the basis of an estimated mass of the motor vehicle and a set deceleration. Based on the estimated mass of the motor vehicle can be determined how much additional brake pressure is necessary to achieve the desired target delay. In particular, a very good and low-delay adjustment of the braking effect is possible by this estimate of the compensation brake pressure.
Vorzugsweise wird die Abschätzung der Masse des Kraftfahrzeugs mit Hilfe von Beschleunigungssensoren beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei Gangwechseln, durchgeführt. Eine solche Abschätzung der Masse des Kraftfahrzeugs wird standardmäßig von einer Steuereinrichtung einer elektronischen Stabilitätsvorrichtung, beispielsweise ESP durchgeführt, so dass zur Ermittlung der Masse des Kraftfahrzeugs kein zusätzlicher Aufwand betrieben werden muss. Die Sollverzögerung des Kraftfahrzeugs wird insbesondere durch die Position des Bremspedals bestimmt. Da das Bremspedal von dem Kraftfahrzeugfahrer betätigt wird, entspricht die Sollverzögerung folglich dem Verzögerungswunsch des Fahrers. Um die Sollverzögerung zu bestimmen wird günstiger Weise die Position des Bremspedals bestimmt und einer Steuereinrichtung, insbesondere in der Steuereinrichtung der elektronischen Stabilitätsvorrichtung übermittelt.The estimation of the mass of the motor vehicle is preferably carried out with the aid of acceleration sensors during acceleration of the motor vehicle, in particular during gear changes. Such an estimate of the mass of the motor vehicle is carried out by default by a control device of an electronic stability device, for example ESP, so that no additional effort has to be made to determine the mass of the motor vehicle. The target deceleration of the motor vehicle is determined in particular by the position of the brake pedal. Since the brake pedal is actuated by the motor vehicle driver, the target deceleration consequently corresponds to the deceleration request of the driver. In order to determine the desired deceleration, the position of the brake pedal is advantageously determined and transmitted to a control device, in particular in the control device of the electronic stability device.
Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass eine Sollverzögerung mit einer Istverzögerung verglichen wird, und dass bei einer Differenz zwischen der Sollverzögerung und der Istverzögerung der Ausgleichsbremsdruck angepasst wird. Auf diese Weise kann, wenn die anfängliche Schätzung des benötigten Ausgleichsbremsdrucks anhand der geschätzten Masse des Kraftfahrzeugs nicht hinreichend gut genug war, der Ausgleichsbremsdruck und somit die Istverzögerung an die gewünschte Sollverzögerung angepasst werden um damit den Verzögerungswunsch des Kraftfahrzeugfahrers umzusetzen.Another favorable possibility provides that a desired deceleration is compared with an actual deceleration, and that, in the case of a difference between the deceleration and the actual deceleration, the compensation brake pressure is adjusted. This way, if the initial estimate the required compensation brake pressure based on the estimated mass of the motor vehicle was not sufficiently good enough, the compensation brake pressure and thus the actual delay to be adjusted to the desired target delay so as to implement the deceleration request of the motor vehicle driver.
Vorteilhafter Weise wird die Istverzögerung durch Beschleunigungssensoren bestimmt, welche beispielsweise von der elektronischen Stabilitätsvorrichtung umfasst sind.Advantageously, the actual deceleration is determined by acceleration sensors, which are included for example by the electronic stability device.
Ferner wird die obengenannte Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen LKW, das ein Verfahren gemäß der vorstehenden Beschreibung durchführt, gelöst, wobei das Kraftfahrzeug ein pneumatisches Bremssystem aufweist, das eine Bremse, insbesondere eine durch einen Bremsdruck gesteuerte Bremse, und ein Bremspedal umfasst, welches mit einem Fußbremsventil gekoppelt ist, das den Bremsdruck steuert und mit einer elektronischen Stabilitätsvorrichtung, welche eine Steuereinrichtung, einen Beschleunigungssensor und mindestens ein elektrisch ansteuerbares Ventil zur Steuerung des Bremsdruckes aufweist, wobei bei einem Bremsvorgang zusätzlich zu oder statt dem von den Fußbremsventil gesteuerten Bremsdruck ein von dem elektrisch ansteuerbaren Ventil gesteuerte Ausgleichsbremsdruck an der Bremse anliegt, um die Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung zu reduzieren und/oder zu verhindern. Somit können die in einem Kraftfahrzeug mit modernem pneumatischem Bremssystem vorhandenen Einrichtungen genutzt werden, um die Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung zu reduzieren und/oder aufzuheben. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige Möglichkeit, um den Fahrkomfort und die Sicherheit des Kraftfahrzeugs zu erhöhen.Furthermore, the above object is achieved by a motor vehicle, in particular a truck, which performs a method according to the above description, wherein the motor vehicle comprises a pneumatic brake system comprising a brake, in particular a brake pressure controlled brake, and a brake pedal, which is coupled to a foot brake valve which controls the brake pressure and with an electronic stability device having a control device, an acceleration sensor and at least one electrically controllable valve for controlling the brake pressure, wherein in a braking operation in addition to or instead of the foot brake valve controlled brake pressure of a the compensating brake pressure controlled by the electrically controllable valve bears against the brake in order to reduce and / or prevent the load-dependency of the braking effect. Thus, the existing in a motor vehicle with modern pneumatic braking system facilities can be used to reduce the loading dependence of the braking effect and / or cancel. This results in a cost-effective way to increase the ride comfort and safety of the motor vehicle.
Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Steuereinrichtung eine Massenabschätzung des Kraftfahrzeugs inkl. der Beladung unabhängig von dem Bremsvorgang durchführt und anhand der geschätzten Masse des Kraftfahrzeugs und einer Sollverzögerung den Ausgleichsbremsdruck bestimmt. Dadurch dass die Steuereinrichtung die Massenabschätzung des Kraftfahrzeugs inkl. der Beladung unabhängig von dem Bremsvorgang durchführt, beispielsweise beim ersten Anfahren und dem Beschleunigen, liegt die Abschätzung der Masse des Kraftfahrzeugs vor, wenn der Kraftfahrzeugfahrer das Bremspedal betätigt, also einen Verzögerungswunsch mitteilt und dadurch eine Bremsung einleitet. Somit wird eine zuverlässige und verzögerungsarme Anpassung der Bremswirkung an eine Fahrzeugbeladung erzielt.An advantageous solution provides that the control device carries out a mass estimation of the motor vehicle including the load independently of the braking process and determines the compensation brake pressure on the basis of the estimated mass of the motor vehicle and a set deceleration. The fact that the control device carries out the mass estimation of the motor vehicle including the load independently of the braking process, for example during the first startup and the acceleration, is the estimate of the mass of the motor vehicle when the motor vehicle driver actuates the brake pedal, thus notifying a deceleration request and thereby braking initiates. Thus, a reliable and low-delay adjustment of the braking effect is achieved on a vehicle load.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Steuereinrichtung eine Sollverzögerung mit einer Istverzögerung vergleicht und dass die Steuereinrichtung bei einer Differenz zwischen der Sollverzögerung und der Istverzögerung den Ausgleichsbremsdruck anpasst. Auf diese Weise kann die Anpassung der Bremswirkung noch verfeinert werden, so dass die Beladungsabhängigkeit der Bremswirkung noch stärker reduziert wird.A particularly advantageous solution provides that the control device compares a setpoint deceleration with an actual deceleration, and that the control device adapts the compensating brake pressure at a difference between the setpoint deceleration and the actual deceleration. In this way, the adjustment of the braking effect can be further refined, so that the loading dependence of the braking effect is reduced even more.
Eine günstige Lösung sieht vor, dass die Steuereinrichtung der elektrischen Stabilitätsvorrichtung das elektrisch ansteuerbare Ventil steuert, um den Ausgleichsbremsdruck zu erzeugen. Der Steuereinrichtung der elektrischen Stabilitätsvorrichtung sind die benötigten Größen, insbesondere die geschätzte Masse des Kraftfahrzeugs als auch die Sollverzögerung, bekannt und zudem ist die Steuereinrichtung bereits mit dem elektrischen ansteuerbaren Ventil gekoppelt, um dieses zu steuern. Folglich kann ohne zusätzliche Komponenten der Ausgleichsdruck erzeugt werden, was eine kostengünstige Lösung zur Anpassung der Bremswirkung bietet.A favorable solution provides that the control device of the electrical stability device controls the electrically controllable valve in order to generate the compensation brake pressure. The control device of the electrical stability device, the required sizes, in particular the estimated mass of the motor vehicle and the target deceleration, known and also the control device is already coupled to the electric controllable valve to control this. Consequently, without additional components of the compensation pressure can be generated, which provides a cost-effective solution for adjusting the braking effect.
Eine besonders günstige Möglichkeit sieht vor, dass eine absolute Höhe des Ausgleichsbremsdrucken durch ein ABS-Ventil geregelt und/oder gesteuert wird. Durch die ohnehin vorhandenen ABS-Ventile kann auf diese Weise besonders einfach und kostengünstig der Bremsdruck angepasst werden.A particularly favorable possibility provides that an absolute level of the compensation brake pressure is regulated and / or controlled by an ABS valve. By already existing ABS valves can be adapted in this way particularly simple and inexpensive brake pressure.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:In each case show schematically:
Ein in
Ferner weist das Kraftfahrzeug eine elektronische Stabilitätsvorrichtung
Im Rahmen des ESP schätzt die Steuereinrichtung
Das Relaisventil
Die Bremsdrücke, welche durch das Relaisventil
Ferner besteht die Möglichkeit, dass beim Bremsen das Magnetventil
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass das Magnetventil
Bei einer Bremsung betätigt der Fahrer des Kraftfahrzeugs das Bremspedal
Zur Bestimmung des Ausgleichsbremsdrucks
Ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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