DE102015223050A1 - Method for vehicle-stabilizing pressure modulation of brake pressures and brake system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur fahrzeugstabilisierenden Druckmodulation von Bremsdrücken in einem zweikreisig ausgebildeten Bremssystem mit einem Hauptbremszylinder (4) und mit diagonaler Bremskreisaufteilung, wobei jedem der beiden Bremskreise (I, II) jeweils eine Vorderradbremse (9a, 9c) und eine am Fahrzeug diagonal angeordnete Hinterradbremse (9b, 9d) zugeordnet sind, und wobei wenigstens ein Fahrdynamikregler (16, 17, 18) bedarfsweise Aufbau von Radbremsdruck in wenigstens einer Radbremse (9a, 9b, 9c, 9d) anfordert, wobei ein von dem wenigstens einen Fahrdynamikregler (16, 17, 18) in mindestens einer Vorderradbremse (9a, 9c) angeforderter Radbremsdruck durch Überströmregelung eines Ventils in dem dieser Vorderradbremse (9a, 9c) zugeordneten Bremskreis (I, II) realisiert wird.A method for vehicle-stabilizing pressure modulation of brake pressures in a dual-circuit brake system with a master brake cylinder (4) and with diagonal brake circuit split, each of the two brake circuits (I, II) each having a front wheel brake (9a, 9c) and a rear wheel brake (9b, 9c) arranged diagonally on the vehicle. 9d) are assigned, and wherein at least one vehicle dynamics controller (16, 17, 18), if necessary, requires construction of wheel brake pressure in at least one wheel brake (9a, 9b, 9c, 9d), one of the at least one driving dynamics controller (16, 17, 18) in at least one front wheel brake (9a, 9c) requested wheel brake pressure by overflow control of a valve in which this front wheel brake (9a, 9c) associated brake circuit (I, II) is realized.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fahrzeugstabilisierenden Druckmodulation von Bremsdrücken in einem zweikreisig ausgebildeten Bremssystem mit einem Hauptbremszylinder und mit diagonaler Bremskreisaufteilung, wobei jedem der beiden Bremskreise jeweils eine Vorderradbremse und eine am Fahrzeug diagonal angeordnete Hinterradbremse zugeordnet sind, und wobei wenigstens ein Fahrdynamikregler bedarfsweise Aufbau von Radbremsdruck in wenigstens einer Radbremse anfordert. Sie betrifft weiterhin eine entsprechende Bremsanlage.The invention relates to a method for vehicle-stabilizing pressure modulation of brake pressures in a dual-circuit brake system with a master cylinder and diagonal brake circuit split, each of the two brake circuits each having a front brake and a rear wheel brake diagonally arranged on the vehicle are assigned, and wherein at least one vehicle dynamics control as needed construction of Radbremsdruck in at least one wheel brake requests. It also relates to a corresponding brake system.
Aus der
Moderne Bremssysteme bzw. Bremsanlagen umfassen Fahrassistenz- bzw. Fahrsicherheitssysteme, die den Fahrer in kritischen bzw. schwer beherrschbaren Situation wie starken Bremsungen, Schleudern oder Fahren auf glattem Untergrund unterstützen. Dazu führen Sie Regeleingriffe durch, bei denen aktiv, das heißt ohne Zutun des Fahrers, Bremsdrücke in einzelnen Radbremsen auf- und abgebaut werden. Das Electronic Stability Control (ESC) System, welches ein derartiges Fahrassistenz- bzw. Fahrsicherheitssystem darstellt, umfasst gewöhnlich eine Anzahl von Fahrdynamikreglern. Durch einen Gierratenregler kann beispielsweise ein Ausbrechen oder Schleudern des Fahrzeuges verhindert werden. Die Fahrdynamikregler berechnen für die jeweils durchzuführende Korrektur die jeweils erforderlichen Radbremsdrücke und stellen Anforderungen zum Einstellen dieser Drücke.Modern brake systems or brake systems include driver assistance or driving safety systems that support the driver in critical or difficult to control situation such as heavy braking, skidding or driving on a smooth surface. For this purpose, you carry out control interventions, in which active, that is without the driver's intervention, brake pressures in individual wheel brakes and dismantled. The Electronic Stability Control (ESC) system, which constitutes such a driver assistance system, usually includes a number of vehicle dynamics controllers. By a yaw rate controller, for example, a breaking or spinning of the vehicle can be prevented. The vehicle dynamics controllers calculate the respectively required wheel brake pressures for the respective correction to be carried out and make requirements for setting these pressures.
Bremsanlagennach dem Stand der Technik, die zur Durchführung solcher Regeleingriffe ausgelegt sind, enthalten Drucksensoren zur Messung des hydraulischen Drucks in mindestens einem der beiden hydraulischen Bremskreise. Üblich dabei ist die Anbindung eines Drucksensors oberhalb des Trennventils auf der Seite des Hauptbremszylinders bzw. Tandemhauptbremszylinders (THZ), so dass auch bei aktiver Druckmodulation der Fahrerbremswunsch quantitativ erfasst werden kann. Bei aktiver ESC Regelung wird der Druck in den Radbremsen gemäß des durch den Drucksensor erfassten Fahrerbremswunsches nachgeführt.Prior art brake systems designed to perform such control interventions include pressure sensors for measuring the hydraulic pressure in at least one of the two hydraulic brake circuits. Common here is the connection of a pressure sensor above the isolation valve on the side of the master cylinder or tandem master cylinder (THZ), so that even with active pressure modulation of the driver's braking request can be detected quantitatively. When ESC control is active, the pressure in the wheel brakes is tracked in accordance with the driver's braking request detected by the pressure sensor.
Zur Reduzierung von Kosten wird die Realisierung von ESCfähigen Bremsanlagen ohne derartige Drucksensoren angestrebt, so dass der Druck im Hauptbremszylinder nicht bekannt ist und dem ESC System nicht zur Verfügung steht, wodurch eine zielgerichtete Bremsung und fahrdynamische Korrektur des Fahrzeuges erschwert wird.In order to reduce costs, the realization of ESC-capable brake systems without such pressure sensors is sought, so that the pressure in the master cylinder is not known and the ESC system is not available, whereby a targeted braking and dynamic correction of the vehicle is difficult.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur fahrzeugstabilisierenden Druckmodulation bereitzustellen, welches ohne quantitative Erfassung des Fahrerbremswunsches und dementsprechend ohne aktive Nachführung der Drücke in den Radbremsen im Überlagerungsfall einer ESC-Regelung mit einer Fahrerbremsung das Fahrzeug gleichzeitig stabilisieren und bremsen kann. Weiterhin soll eine entsprechende Bremsanlage bereitgestellt werden.The invention is therefore based on the object to provide a method for vehicle-stabilizing pressure modulation, which can simultaneously stabilize and brake the vehicle without quantitative tracking of the driver's braking request and without active tracking of the pressures in the wheel brakes in the overlay case of an ESC control with a driver's braking. Furthermore, a corresponding brake system is to be provided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Bremsanlage nach Anspruch 12 gelöst.This object is achieved by a method according to
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass auch bei Bremssystemen, die keinen Drucksensor zur Erfassung des Fahrerbremswunsches aufweisen, gleichzeitig eine dem Fahrerbremswunsch entsprechende Bremsung und ein fahrzeugstabilisierender Eingriff, beispielsweise im Rahmen einer Gierratenregelung, ermöglicht werden müssen, um modernen Sicherheitsanforderungen genügen zu können. Die einzelnen Fahrdynamikregler berechnen aufgrund der aktuellen fahrdynamischen Situation jeweils diese Situation korrigierende Radbremsdrücke, welche einen gegebenenfalls vorhandenen Fahrerbremswunsch nicht beinhalten. Aufgrund der fehlenden Information des Drucksensors kann der Fahrerbremswunsch nicht erfasst werden und der dazu korrespondierende Bremsdruck kann nicht nachgeführt werden.The invention is based on the consideration that, even with brake systems which have no pressure sensor for detecting the driver's braking request, at the same time corresponding to the driver's brake request braking and a vehicle stabilizing intervention, for example in the context of a yaw rate control, must be made to meet modern safety requirements. The individual vehicle dynamics controllers calculate due to the current dynamic situation in each case this situation correcting wheel brake pressures, which do not include an optional driver brake request. Due to the lack of information of the pressure sensor, the driver's brake request can not be detected and the corresponding brake pressure can not be tracked.
Wie nunmehr erkannt wurde, lassen sich auch bei derartigen Systemen Radbremsdrücke in den Radbremsen einstellen, die sowohl die fahrzeugstabilisierenden Komponenten als auch die Bremskomponenten umfassen, indem zu ihrer Einstellung eine Überströmregelung verwendet wird. Unter einer Überströmregelung wird eine Regelung eines Ventils verstanden derart, dass das Ventil sich öffnet, wenn die Differenz zwischen der auf der ersten Seite herrschenden Druck und dem auf der zweiten Seite herrschenden Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet und sich schließt, wenn die Differenz geringer ist. Dadurch wird die Druckdifferenz immer dann verringert, wenn sie über dem vorgegebenen Wert liegt.As has now been recognized, even in such systems, wheel brake pressures can be adjusted in the wheel brakes, which include both the vehicle-stabilizing components and the brake components, by using an overflow control to adjust them. Overflow control is understood to mean a control of a valve such that the valve opens when the difference between the pressure prevailing on the first side and the pressure prevailing on the second side exceeds a predetermined value and closes when the difference is smaller. As a result, the pressure difference is always reduced if it is above the predetermined value.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren zur fahrzeugstabilisierenden Druckmodulation von Bremsdrücken in einem zweikreisig ausgebildeten Bremssystem mit einem Hauptbremszylinder und mit diagonaler Bremskreisaufteilung durchgeführt. Jedem der beiden Bremskreise sind jeweils eine Vorderradbremse und eine am Fahrzeug diagonal angeordnete Hinterradbremse zugeordnet. Wenigstens ein Fahrdynamikregler fordert bedarfsweise Aufbau von Radbremsdruck in wenigstens einer Radbremse an.According to the invention, the method is implemented for vehicle-stabilizing pressure modulation of brake pressures in a dual-circuit brake system with a master brake cylinder and with diagonal brake circuit distribution. Each of the two brake circuits are each assigned a front wheel brake and a rear wheel brake arranged diagonally on the vehicle. At least a driving dynamics controller requests, if necessary, construction of wheel brake pressure in at least one wheel brake.
Bevorzugt enthält jeder Bremskreis radindividuelle Einlassund Auslassventile, sowie ein analog regelbares Trennventil, welches zwischen dem Hauptbremszylinder und den Einlassventilen angeordnet ist und ein Abtrennen der hydraulischen Verbindung des Bremskreises mit dem Hauptbremszylinder erlaubt. Besonders bevorzugt enthält jeder Bremskreis einen Niederdruckspeicher zur Aufnahme des durch die Auslassventile abgeleiteten Druckmittels und ein elektronisches Umschaltventil zur Verbindung des Niederdruckspeichers mit dem Hauptbremszylinder. Preferably, each brake circuit contains wheel-specific intake and exhaust valves, and an analog controllable isolation valve, which is arranged between the master cylinder and the intake valves and allows separation of the hydraulic connection of the brake circuit to the master cylinder. Particularly preferably, each brake circuit includes a low-pressure accumulator for receiving the pressure fluid discharged through the exhaust valves and an electronic switching valve for connecting the low-pressure accumulator to the master brake cylinder.
Vorteilhafterweise wird die Überströmregelung in der jeweiligen Vorderradbremse mittels wenigstens eines, analog regelbaren, Trennventils durchgeführt, welches den Bremskreis, in dem sich die jeweilige Vorderradbremse befindet, von dem Hauptbremszylinder trennt. Ein Trennventil eignet sich für die Überströmregelung besonders gut, da im Rahmen der Überströmregelung abgeströmtes Hydraulikfluid somit direkt zum Hauptzylinder zurückgeführt wird. Advantageously, the overflow control is carried out in the respective front brake by means of at least one, analog controllable, separating valve which separates the brake circuit in which the respective front brake is located from the master cylinder. An isolating valve is particularly well suited for the overflow control, as hydraulic fluid that has flowed out as part of the overflow control is thus returned directly to the master cylinder.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Hinterradbremse des betroffenen Bremskreises ein aktiver Druckaufbau durch Schließen des zugeordneten Einlassventils verhindert, d. h. der vorhandene Bremsdruck konstant gehalten. Bei Auftreten von Bremsschlupf an diesem Hinterrad kann weiterhin ein Druckabbau in den Niederdruckspeicher durch Öffnen des zugeordneten Auslassventils erfolgen.In a preferred embodiment of the invention, an active pressure build-up is prevented in the rear brake of the affected brake circuit by closing the associated intake valve, d. H. the existing brake pressure kept constant. When brake slip occurs at this rear wheel, pressure reduction into the low-pressure accumulator can continue to take place by opening the associated exhaust valve.
Durch die Überströmregelung des jeweiligen Trennventils wird vorzugsweise eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Druck im Hauptbremszylinder und den Radbremsen eingestellt. Die vorgegebene Druckdifferenz zwischen Hauptbremszylinder und Radbremsen wird durch den Fahrdynamikregler bestimmt. Durch die Überströmregelung wird eine Überlagerung des vom Fahrer aufgebauten Bremsdruckes und der von der Pumpe aufgrund von Forderungen wenigstens eines Fahrdynamikreglers aufgebauten Bremsdruckes erreicht, ohne dass der vom Fahrer aufgebaute Bremsdruck durch einen Drucksensor gemessen werden muss.By overflow control of the respective isolation valve, a predetermined pressure difference between the pressure in the master cylinder and the wheel brakes is preferably set. The predetermined pressure difference between master cylinder and wheel brakes is determined by the vehicle dynamics controller. Due to the overflow control, a superposition of the brake pressure built up by the driver and the brake pressure built up by the pump due to requirements of at least one vehicle dynamics controller is achieved without the brake pressure built up by the driver having to be measured by a pressure sensor.
Vorzugsweise wird mit wenigstens einem Erfassungselement das Vorhandensein eines Fahrerbremswunsches erfasst, wobei bei Erkennen, das kein Fahrerbremswunsch vorliegt (d. h. insbesondere bei unbetätigtem Bremspedal), zur Stabilisierung des Fahrzeuges Bremsdrücke in einer Vorderradbremse und der seitengleichen, das heißt an der gleichen Fahrzeugseite angeordneten, Hinterradbremse aufgebaut werden. In den jeweils diagonal gegenüberliegenden Radbremsen wird durch Schließen des zugeordneten Einlassventils ein aktiver Druckaufbau verhindert. Diese Radbremsen bleiben also drucklos (z.B. im ungebremsten Zustand) bzw. der vorhandene Druck wird gehalten.Preferably, the presence of a driver's braking request is detected with at least one detection element, wherein upon detection, which is not a driver's brake request (ie in particular unconfirmed brake pedal), built to stabilize the vehicle brake pressures in a front brake and the same side, that is arranged on the same side of the vehicle, rear brake become. In the respective diagonally opposite wheel brakes an active pressure build-up is prevented by closing the associated intake valve. These wheel brakes thus remain without pressure (for example, in the unbraked state) or the existing pressure is maintained.
Vorteilhafterweise wird mit wenigstens einem Erfassungselement das Vorhandensein eines Fahrerbremswunsches erfasst, wobei bei Erkennen eines Fahrerbremswunsches (d. h. insbesondere bei Betätigung des Bremspedals) zur Stabilisierung des Fahrzeuges in einer Vorderradbremse dauerhaft Bremsdruck eingesteuert wird nach Vorgabe des Reglers und in der seitengleichen Hinterradbremse Bremsdruck während einer Hinterradbremsdruckzeitspanne Bremsdruck eingesteuert wird. Unter dauerhafter Einsteuerung des Bremsdrucks wird hierbei verstanden, dass dieser während der Zeit des fahrdynamischen Eingriffes ohne Unterbrechung so aufgebaut, gehalten, oder abgebaut wird, dass er den Vorgaben des Reglers entspricht. Bei gleichzeitigem Auftreten eines Fahrerbremswunsches und eines Regeleingriffes sollte versucht werden, beide Bremsanforderungen so gut wie möglich zu realisieren. Aus diesem Grund wird der von Regler angeforderte Bremsdruck nur für eine begrenzte Zeitspanne in der Hinterradbremse eingesteuert; der Fahrer verliert auch nur für diesen begrenzten Zeitraum Durchgriff auf die diagonal gegenüberliegende Vorderradbremse.Advantageously, the presence of a driver's braking request is detected by detecting a driver's braking request (ie, in particular when the brake pedal is actuated) to stabilize the vehicle in a front brake permanently according to the regulator and brake pressure in the lateral brake pressure during a rear brake pressure period brake pressure is controlled. Under permanent control of the brake pressure is understood here that during the time of the vehicle dynamic intervention without interruption so constructed, held, or dismantled that it complies with the specifications of the controller. When a driver's braking request and a control intervention occur simultaneously, an attempt should be made to realize both brake requirements as well as possible. For this reason, the controller requested brake pressure is only controlled for a limited period in the rear brake; The driver loses even for this limited time penetration on the diagonally opposite front brake.
Die Hinterradbremsdruckzeitspanne wird bevorzugt vorgegeben. Dies kann durch Hinterlegung eines konstanten Wertes geschehen, der vorzugsweise zwischen 200 und 500 ms gewählt wird.The rear brake pressure period is preferably predetermined. This can be done by depositing a constant value, which is preferably chosen between 200 and 500 ms.
Bevorzugt wird die Hinterradbremsdruckzeitspanne in Abhängigkeit von der fahrdynamischen Situation, insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, berechnet. So kann beispielsweise bei Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb von ca. 80 km/h ein Wert von 200 ms und bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb von ca. 40 km/h ein Wert von 500 ms gewählt werden, wobei vorzugsweise zwischen diesen Bereichen, insbesondere linear, interpoliert wird.The rear-wheel brake pressure time span is preferably calculated as a function of the driving-dynamic situation, in particular as a function of the vehicle speed. Thus, for example, at vehicle speeds above about 80 km / h, a value of 200 ms and at low vehicle speeds below about 40 km / h, a value of 500 ms are selected, wherein preferably between these areas, in particular linear, is interpolated.
Zur Erkennung des Vorhandenseins eines Fahrerbremswunsches erfasst das wenigstens eine Erfassungselement bevorzugt die Betätigung des Bremspedals und/oder des Hauptbremszylinders.To detect the presence of a driver's braking request, the at least one detection element preferably detects the actuation of the brake pedal and / or of the master brake cylinder.
Das wenigstens eine Erfassungselement ist bevorzugt ein Bremslichtschalter und/oder ein Pedalsensor, insbesondere ein Wegsensor oder ein Sensor zur Erfassung einer Winkelstellung.The at least one detection element is preferably a brake light switch and / or a pedal sensor, in particular a displacement sensor or a sensor for detecting an angular position.
Der wenigstens eine Fahrdynamikregler gehört bevorzugt der Gruppe an: Antiblockiersystem, Antischlupfregler, Gierratenregler.The at least one driving dynamics controller preferably belongs to the group: anti-lock braking system, anti-slip control, yaw rate control.
In Bezug auf die Bremsanlage wird die oben genannte Aufgabe gelöst mit Mitteln zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens. Bevorzugt ist dazu ein ESC-System mit einer Anzahl von Fahrdynamikreglern vorgesehen sowie eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU), welche analog ansteuerbare Trennventile, die die Bremskreise von dem Hauptbremszylinder trennen, ansteuern können und eine Überströmregelung durchführen können. Die elektronische Steuer- und Regeleinheit kann dabei den ESC-Regler umfassen oder mit diesem signaltechnisch in Verbindung stehen. With respect to the brake system, the above object is achieved with means for carrying out a method as described above. For this purpose, an ESC system with a number of vehicle dynamics controllers is preferably provided, as well as an electronic control unit (ECU), which can control analog controllable isolation valves that separate the brake circuits from the master cylinder, and can perform overflow control. The electronic control unit may include the ESC controller or be in communication with this signal.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur in stark schematisierter Darstellung eine Bremsanlage in einer bevorzugten Ausführung.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. In it shows the single figure in a highly schematic representation of a brake system in a preferred embodiment.
Mit der in der Figur dargestellten Bremsanlage ist das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar. Ein von dem Fahrer betätigbares Bremspedal
Die Bremsanlage weist zwei Bremskreise I, II auf, denen (bei einem vierrädrigen Kraftfahrzeug) jeweils zwei Radbremsen zugeordnet sind. Im Folgenden wird nur Bremskreis I ausführlich beschrieben, wobei der Bremskreis II zweckmäßigerweise identisch aufgebaut ist. Die Aufteilung der Bremskreise ist diagonal, d. h. jedem der beiden Bremskreise sind jeweils eine Vorderradbremse und die diagonal gegenüberliegende Hinterradbremse zugeordnet.The brake system has two brake circuits I, II, which (in a four-wheeled motor vehicle) are each assigned two wheel brakes. In the following, only brake circuit I will be described in detail, wherein the brake circuit II is expediently constructed identically. The division of the brake circuits is diagonal, d. H. Each of the two brake circuits are each assigned a front brake and the diagonally opposite rear brake.
Der Hauptbremszylinder
Durch das Schließen eines ersten stromlos offenen Einlassventils
An jedem Rad des Kraftfahrzeuges sind zweckmäßigerweise nicht dargestellte Raddrehzahlsensoren angeordnet, die mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit
Wenn beispielsweise die Raddrehzahl eines Rades während einer Bremsung stark abnimmt, kann eine Bremsschlupfregelung bzw. Antiblockierregelung erfolgen, indem das entsprechende Einlassventil
Die dargestellte Bremsanlage
Die Bremsanlage ist trotz des fehlenden Drucksensors dazu ertüchtigt, bei einem aktiven fahrdynamischen Eingriff durch wenigstens einen Fahrdynamikregler
Dazu wird der von dem jeweiligen Fahrdynamikregler in einer Radbremse geforderte Druck mittels einer Überströmregelung eines Ventils eingestellt. Wird beispielsweise von einem Fahrdynamikregler
Der vom Fahrer durch die Betätigung des Bremspedals
Während der Einstellung des Bremsdruckes an der Vorderradbremse
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