DE102016007397A1 - Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung - Google Patents

Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung Download PDF

Info

Publication number
DE102016007397A1
DE102016007397A1 DE102016007397.7A DE102016007397A DE102016007397A1 DE 102016007397 A1 DE102016007397 A1 DE 102016007397A1 DE 102016007397 A DE102016007397 A DE 102016007397A DE 102016007397 A1 DE102016007397 A1 DE 102016007397A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
force
vehicle deceleration
setpoint
vehicle
actuating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102016007397.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Kirchner
Klaus Augsburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Ilmenau
Original Assignee
Technische Universitaet Ilmenau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Ilmenau filed Critical Technische Universitaet Ilmenau
Priority to DE102016007397.7A priority Critical patent/DE102016007397A1/de
Publication of DE102016007397A1 publication Critical patent/DE102016007397A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/02Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/12Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/12Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being liquid
    • B60T13/14Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being liquid using accumulators or reservoirs fed by pumps
    • B60T13/142Systems with master cylinder
    • B60T13/145Master cylinder integrated or hydraulically coupled with booster
    • B60T13/146Part of the system directly actuated by booster pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/662Electrical control in fluid-pressure brake systems characterised by specified functions of the control system components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/68Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves
    • B60T13/686Electrical control in fluid-pressure brake systems by electrically-controlled valves in hydraulic systems or parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine im Normalbetrieb feststehende kraftsensitive Betätigungseinrichtung bereitgestellt werden, welche insbesondere an energetisch entkoppelte elektrohydraulische Fremdkraftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen angeschlossen werden kann und dabei eine Notfallebene integriert, wobei in Abhängigkeit vom Fahrzeugführer die Pedalkraft-Verzögerungssollwert-Kennlinie variabel einstellbar ist. Weiterhin wird mit der vorliegenden Erfindung ein dazugehöriges Verfahren zur Ermittlung des Sollwertes für eine Fahrzeugverzögerung bereitgestellt. Eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für den Normal- und Notfallbetrieb einer Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung umfasst ein erstes Bedienelement (10), wobei im Normalbetrieb das erste Bedienelement (10) feststehend und kraftsensitiv ausgeführt und energetisch von der Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung entkoppelt ist und im Notfallbetrieb das erste Bedienelement (10) beweglich und wegsensitiv ausgeführt und energetisch mit der Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung gekoppelt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine im Normalbetrieb feststehende kraftsensitive Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Verzögerung von Kraftfahrzeugen mit einer Fremdkraftbremsanlage und ein Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung, wobei eine vom Fahrzeugführer variabel einstellbare Pedalkraft-Verzögerungssollwert-Kennlinie verwendet wird.
  • Eine solche kraftsensitive Betätigungseinrichtung insbesondere zur Steuerung von Gas und Bremse ist bereits aus der DE 102 29 759 B4 bekannt, wobei ein Sensor die auf das Bedienelement einwirkenden Kräfte in unterschiedlichen Richtungen erfasst und ein abgeleiteter Sollwert in Abhängigkeit aller erfassten Kräfte ermittelt wird. Dieser Sollwert dient der Steuerung der Längsdynamik des Fahrzeugs. Weiterhin behandeln die DE 103 47 838 A1 und die DE 103 47 845 A1 kraftsensitive Betätigungseinrichtungen, welche in ihrer Position motorisch längsverstellbar sind.
  • Derartige Betätigungseinrichtungen sind in ihrer Aufgabenerfüllung der Steuerung der Längsdynamik des Fahrzeugs auf eine energetische Entkopplung zwischen Betätigungseinrichtung und Wirkeinrichtung angewiesen. Im Falle der Steuerung der Bremsaufgabe ist eine solche energetische Entkopplung bereits aus der DE 10 2004 012 225 A1 und der DE 103 60 984 B4 bekannt. Letztere besitzen jedoch keine kraftsensitive Betätigungseinrichtung, sondern eine wegsensitive, welche mittels Pedalkraftsimulator eine Kraft-Weg-Rückwirkung auf den Fahrer simulieren.
  • Bei standardmäßigen Hilfskraftbremsanlagen, welche eine Schlupfregeleinrichtung aufweisen, wie zum Beispiel in DE 199 40 263 A1 offenbart, oder in bekannten energetisch entkoppelten Bremsanlagen, wie zum Beispiel in DE 10 2004 012 225 A1 , werden bereits Verfahren verwendet, die einen der Betätigungskraft entsprechenden hydraulischen Druck mittels Sensor am Hauptbremszylinder erfassen.
  • Allerdings weisen die in DE 102 29 759 B4 , DE 103 47 838 A1 und DE 103 47 845 A1 beschriebenen kraftsensitiven Betätigungseinrichtungen, insbesondere für die Umsetzung der Bremsaufgabe, keine Notfallebene aus, sodass im Notfall keine energetische Kopplung zwischen Betätigungseinrichtung und Wirkeinrichtung hergestellt werden kann. Weiterhin benötigen die in DE 10 2004 012 225 A1 und DE 103 60 984 B4 beschriebenen Systeme Zusatzkomponenten in Form eines Pedalkraftsimulators und eines zusätzlichen Sensors zur Ermittlung des bei Betätigung durch den Fahrzeugführer überwundenen Pedalweges.
  • Die in DE 103 47 838 A1 oder DE 103 43 136 A1 vorgeschlagenen Lösungen, erlauben dem Fahrzeugführer zwar teilweise eine geometrische Variabilität der Betätigungseinrichtung, um die Bedienergonomie optimal an die entsprechenden persönlichen Gegebenheiten des Fahrzeugführers anpassen zu können, jedoch kann mit keiner dieser Lösungen die Anpassung des Zusammenhangs zwischen Betätigung und abgeleitetem Sollwert für die Fahrzeugverzögerung durch den Fahrer zur Berücksichtigung persönlicher Präferenzen realisiert werden. Bei wegsensitiven Betätigungseinrichtungen bekannter Art, ist dies für den Fahrzeugführer auf Grund der Abhängigkeit dreier physikalischer Größen zu komplex, als dass dieser Zusammenhang vom Fahrzeugführer variabel eingestellt werden kann.
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden werden und eine verbesserte und kostengünstige Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung bereitgestellt werden, welche beispielsweise an energetisch entkoppelte elektrohydraulische Fremdkraftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen angeschlossen werden kann und dabei eine Notfallebene integriert, wobei in Abhängigkeit vom Fahrzeugführer die Pedalkraft-Verzögerungssollwert-Kennlinie variabel einstellbar ist. Weiterhin wird mit der vorliegenden Erfindung ein dazugehöriges Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung bereitgestellt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des ersten und siebenten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung weist ein Bedienelement auf. Ein Sensor erfasst die Betätigung des Bedienelements. Es ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die aus der Betätigung des Bedienelements einen Sollwert für die Fahrzeugverzögerung ableitet. Der Sensor erfasst dabei eine der auf das Bedienelement eingeleiteten Betätigungskraft äquivalente physikalische Größe. Gemäß der Erfindung erfasst der Sensor nur die physikalische Größe, die dem technisch wirksamen Anteil der auf das Bedienelement eingeleiteten Kraft äquivalent ist. Die Auswerteeinheit leitet den Sollwert für die Fahrzeugverzögerung nur in Abhängigkeit dieses technisch wirksamen Anteils ab. Durch die Ausbildung der Betätigungseinrichtung mit einem Sensor, der nur den technisch wirksamen Anteil der der Betätigungskraft äquivalenten physikalischen Größe erfasst, wird die Betätigungseinrichtung unempfindlicher gegenüber überlagerten Störkräften und ist somit intuitiver und sicherer zu bedienen.
  • Die Erfindung sieht vor, dass die Betätigungseinrichtung zum Beispiel an energetisch entkoppelte elektrohydraulische Bremsanlagen angeschlossen werden kann, und für diese einen Sollwert für die Fahrzeugverzögerung aus der eingeleiteten Betätigungskraft ableitet. Erfindungsgemäß wird dabei kein zusätzlicher Sensor zur Erfassung einer der eingeleiteten Betätigungskraft äquivalenten physikalischen Größe eingesetzt. Vielmehr werden in derartigen elektrohydraulischen Bremsanlagen standardmäßig existierende Sensoren genutzt. Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung umfasst außerdem keinen zusätzlichen Pedalkraftsimulator. Somit können Bauraum und Kosten reduziert werden.
  • Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung ist im Normalbetrieb energetisch von der elektrohydraulischen Bremsanlage entkoppelt, jedoch im Notfallbetrieb energetisch mit dieser verbunden. Folglich bildet die Notfallebene eine reine Muskelkraftbremsanlage.
  • Das Bedienelement ist im Normalbetrieb feststehend ausgeführt. Im Sinn der Erfindung wird also während einer Betätigung weder seine Position noch seine Ausrichtung gegenüber einem Halteteil maßgebend verändert. Dieses feststehende Bedienelement, an dem die für die Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung erforderliche Betätigungskraft eingeleitet wird, vereinfacht es für den Fahrzeugführer die Kennlinie zwischen Pedalkraft und Verzögerungssollwert variabel einzustellen, da der Freiheitsgrad des Betätigungswegs eliminiert wird. Dagegen kann in der Notfallebene eine Veränderung der Position und Lage des Bedienelements erfolgen. Des Weiteren darf in keinem Fall – weder im Normalbetrieb, noch in der Notfallebene – bei nicht betätigtem Bedienelement die Bremsanlage Druck aufweisen, sodass für einen Druck- und Volumenausgleich der Bremsflüssigkeit gesorgt werden muss.
  • Gemäß der Erfindung kann die Betätigungseinrichtung insbesondere in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Das Bedienelement der Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise vom Fahrzeugführer mit dem Fuß zu betätigen. Es dient insbesondere der Erfassung und Weiterleitung eines von einem Fahrzeugführer vorgegebenen Sollwerts der Fahrzeugverzögerung in Form einer der eingeleiteten Betätigungskraft äquivalenten physikalischen Größe.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, dass aus der der auf ein Bedienelement eingeleiteten Betätigungskraft äquivalenten physikalischen Größe ein Sollwert abgeleitet wird, welcher die Fahrzeugverzögerung Fahrzeuglängsbeschleunigung beschreibt. Als Betätigungskraft gilt erfindungsgemäß nur der technisch wirksame Anteil der auf das Bedienelement einwirkenden Kraft. Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Kennlinie zwischen der eingeleiteten Betätigungskraft und dem abgeleiteten Sollwert vom Fahrzeugführer variabel eingestellt werden kann. Allerdings sollen dabei die maximalen und minimalen Grenzen des Sollwerts für die aus Sicherheitsgründen nicht verändert werden. Vielmehr wird der zugeordnete Betätigungskraftverlauf durch den Fahrzeugführer variabel gestaltet. Dadurch kann der Fahrzeugführer die Funktion der Betätigungseinrichtung an seine körperliche Verfassung und seine Präferenzen anpassen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Betätigungseinrichtung für eine elektrohydraulische Fremdkraftbremsanlage näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 – eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung mit Anbindung an eine energetisch entkoppelte elektrohydraulische Bremsanlage;
  • 2 – eine schematische Darstellung der variablen, durch den Fahrzeugführer einstellbaren, Kennlinie zwischen eingeleiteter Betätigungskraft und abgeleiteten Sollwert für die Fahrzeugverzögerung;
  • 3 – den Kräfteplan zur Ermittlung der Pedalkraft Fp aus dem hydraulischen Druck p;
  • 4 – eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung in der Notfallebene im betätigten Zustand.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung und deren Anbindung an eine energetisch entkoppelte elektrohydraulische Bremsanlage schematisch dargestellt. Die Betätigungseinrichtung besteht dabei im Wesentlichen aus einem Bedienelement (10), welches als Bremspedal ausgeführt ist, einem Hauptbremszylinder (11), der als hydraulischer Betätigungszylinder ausgeführt und aus Sicherheitsgründen in zwei Kreise unterteilt ist, einem Bremsflüssigkeitsreservoir (16), der über ein erstes und ein zweites Trennventil (15a, 15b) als elektrohydraulische Schaltelemente mit dem Hauptbremszylinder (11) verbunden ist, und einem ersten und zweiten Drucksensor (20a, 20b). Bei dem Hauptbremszylinder (11) des dargestellten Ausführungsbeispiels handelt es sich um einen Schnüffelloch-Tandemhauptbremszylinder. Bei den Drucksensoren (20a, 20b) kann es sich um in eine aus dem Stand der Technik bekannte Druckregeleinheit (40) integrierte Drucksensoren handeln. Dadurch entfällt der Einsatz zusätzlicher Sensoren. Die Anbindung der Betätigungseinrichtung an die hier nicht näher spezifizierte Druckregeleinheit (40) der elektrohydraulischen Bremsanlage erfolgt über eine erste und zweite Druckleitung (30a, 30b) und eine Niederdruckverbindungsleitung (31). Am Eingang der Druckregeleinheit (40) befinden sich die beiden Umschaltventile (41a, 41b), welche auch aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Radbremsen (50, 51, 52 und 53) sind hydraulisch an die Druckregeleinheit (40) angeschlossen.
  • Sowohl die Trennventile (15a, 15b) als auch die Umschaltventile (41a, 41b) sind Stromlos-Offen-Ventile. Im Normalbetrieb, beim Einsatz als Betriebsbremsanlage, sind die Trennventile (15a, 15b) sowie die Umschaltventile (41a, 41b) angesteuert, d. h. geschlossen. In der Notfallebene, beim Einsatz als Hilfsbremsanlage, sind die Trennventile (15a, 15b), sowie die Umschaltventile (41a, 41b) nicht angesteuert, d. h. offen.
  • Im Normalbetrieb, also beim Einsatz als Betriebsbremsanlage, werden die Trennventile (15a, 15b) geschlossen, um den Hauptbremszylinder (11) an seinen Anschlüssen (18a, 18b) (im ausgeführten Beispiel Schnüffelbohrungen) abzuschließen. Weiterhin werden die Umschaltventile (41a, 41b) geschlossen, um das Bedienelement (10) von der restlichen Bremsanlage energetisch zu entkoppeln. Dabei wird der Hauptbremszylinder (11) auch an seinen Anschlüssen (18c, 18d) abgeschlossen. Bei Aufbringen einer Betätigungskraft durch den Fahrzeugführer über das Bedienelement (10) (Bremspedal), wird diese, verstärkt durch die Hebelübersetzung am Bremspedal (10), über die Fläche eines ersten Druckkolbens (12a) in der ersten Druckkammer (13a) in einen hydraulischen Druck umgewandelt. Diese Druckkraft überträgt sich mit Hilfe des als Schwimmkolben ausgeführten zweiten Druckkolbens (12b) auf die zweite Druckkammer (13b). Da beide Druckkammern (13a, 13b) verschlossen sind, kann keine Bremsflüssigkeit bewegt werden. Somit erfolgt trotz eingeleiteter Betätigungskraft keine maßgebende Positionsänderung des Bedienelements (10). Eine mögliche Bewegung des Bedienelements (10) kann einzig aus der Kompressibilität der Bremsflüssigkeit in den Druckkammern (13a, 13b) hervorgerufen werden. Die in die erste und zweite Druckleitung (30a, 30b) integrierten Drucksensoren (20a, 20b) erfassen jeweils den hydraulischen Druck p aus der ersten und zweiten Druckkammer (13a, 13b). Diesem Druck p wird in einer nicht dargestellten Auswerteeinheit die Pedalkraft Fp am Bedienelement (10) zugeordnet und anschließend daraus der Sollwert b für die Fahrzeugverzögerung abgeleitet.
  • Die 2 zeigt schematisch den variablen Zusammenhang zwischen der Pedalkraft Fp und dem Sollwert b für die Fahrzeugverzögerung. Die Pedalkraft Fp beschreibt dabei den technisch wirksamen Anteil der Betätigungskraft Fb am Bedienelement (10). Vorteil der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ohne maßgebende Positionsänderung des Bedienelements (10) durch die Betätigung ist der alleinige Zusammenhang zwischen der Pedalkraft Fp und dem Sollwert b für die Fahrzeugverzögerung. Erfindungsgemäß kann der Fahrzeugführer mindestens die minimale Pedalkraft F0 und die maximale Pedalkraft F2 über ein zweites, nicht dargestelltes Bedienelement, beispielsweise Tasten, verändern. Jedoch sind die untere und obere Grenze b0 und b2 des Sollwerts b für die Fahrzeugverzögerung in der nicht dargestellten Auswerteeinheit fest vorgegeben und den Pedalkräften F0 und F2 zugeordnet. Im einfachsten Fall ist die so entstehende Kennlinie zwischen Pedalkraft Fp und Sollwert b für die Fahrzeugverzögerung linear (Linie 61). Die Pedalkraft F0 stellt dabei die Initialkraft dar, d. h. solange die Pedalkraft Fp kleiner oder gleich F0 ist, beträgt der Sollwert für die Fahrzeugverzögerung b0. Die Pedalkraft F2 stellt die Pedalkraft dar, welche benötigt wird, um den Sollwert der maximalen Fahrzeugverzögerung b2 zu erreichen. Somit kann mittels Verändern von F0 das Ansprechen der Bremsanlage und mittels F2 deren Sensitivität beeinflusst werden. Für F0 sollten eine untere und eine obere Grenze (62a, 62b) definiert und in der nicht dargestellten Auswerteeinheit hinterlegt werden. Die untere Grenze 62a von F0 sollte wenigstens so groß sein, dass für eine Sollwertvorgabe eine Betätigungskraft auf das Bedienelement (10) einwirken muss. Die obere Grenze 62b von F0 sollte kleiner als die untere Grenze 63a von F2 sein, da andernfalls ein Lösen des Bedienelements (10) für eine Erhöhung des Sollwerts der Fahrzeugverzögerung notwendig wäre. Somit sollte die untere Grenze 63a von F2 größer als die obere Grenze 62b von F0 sein. Die obere Grenze 63b von F2 sollte sich an der Gesetzgebung orientieren.
  • Für den Fall, dass eine nichtlineare Kennlinie zwischen der Pedalkraft Fp und dem Sollwert b für die Fahrzeugverzögerung realisiert werden soll, muss noch mindestens ein weiterer Kennlinien-Stützpunkt (F1; b1) innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte definiert werden. Vom Fahrzeugführer kann dann die gewünschte Pedalkraft F1 variiert werden. Je mehr Kennlinien-Stützpunkte den Zusammenhang zwischen der Pedalkraft Fp und dem Sollwert b für die Fahrzeugverzögerung so definiert werden, desto variabler ist der Kennlinien-Verlauf, wie er beispielhaft durch die gestrichelte Linie 60 in 2 schematisch angedeutet ist.
  • Die 3 zeigt schematisch anhand eines Kräfteplans den Zusammenhang zwischen mittels Drucksensoren (20a, 20b) erfassten hydraulischen Druck p und der Pedalkraft Fp als technisch wirksamen Anteil der Betätigungskraft Fb am Bedienelement (10). Der Fahrzeugführer leitet am Bedienelement (10) eine Betätigungskraft Fb ein. Deren Betrag und Richtung kann zwischen einzelnen Bremsungen, beispielsweise abhängig vom Fahrzeugführer oder überlagerten Kräften, variieren. Relevant für die Ermittlung des Sollwerts b für die Fahrzeugverzögerung ist nur die Pedalkraft Fp als technisch wirksamer Anteil der Betätigungskraft Fb. Die Pedalkraft Fp ist somit der Anteil der Betätigungskraft Fb, welcher mit der Wirklinie 73 orthogonal auf die Verbindungslinie 71 zwischen dem Bedienelementdrehgelenk (10b) und dem Krafteinleitungspunkt am Bedienelement (10a) einwirkt. Mit der Hebelübersetzung zwischen dem Bedienelementdrehgelenk (10b) zu dem Krafteinleitungspunkt am Bedienelement (10a) und dem Bedienelementdrehdrehgelenk (10b) zu dem Koppelgelenk (10c) des Bedienelements wird die Pedalkraft Fp in die Hauptbremszylinderkraft Fhbz unter Berücksichtigung des Winkels 76 übersetzt. Die Hauptbremszylinderkraft Fhbz sorgt über die Flächen des ersten und zweiten Druckkolbens 12a und 12b mit dem Anteil Fhp für den Aufbau eines hydraulischen Drucks p. Dieser hydraulische Druck p in den Druckkammern (13a, 13b) wird mit Hilfe der Drucksensoren (20a, 20b) erfasst. Bereinigt um die Federkräfte Ff der Rückstellfedern (14a, 14b) sowie der Reibkräfte Fr zwischen den Druckkolben (12a, 12b) und der Hauptbremszylinderinnenwand kann aus dem Ausgangssignal der Drucksensoren (20a, 20b) die Pedalkraft Fp ermittelt werden.
  • In 4 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung für eine elektrohydraulische Fremdkraftbremsanlage in der Notfallebene im betätigten Zustand schematisch dargestellt. In der Notfallebene erfolgt eine Umfunktionierung in eine Hilfsbremsanlage in Form einer Muskelkraftbremsanlage und somit eine energetische Kopplung zwischen der Betätigungseinrichtung und den Radbremsen. In der Notfallebene werden die elektrohydraulischen Schaltelemente nicht angesteuert, d. h. die Trennventile (15a, 15b) sowie die Umschaltventile (41a, 41b) befinden sich im geöffneten Zustand. Dadurch besteht eine hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder (11) und dem Bremsflüssigkeitsreservoir (16). Des Weiteren sind die Druckkammern (13a, 13b) des Hauptbremszylinders (11) hydraulisch mit den Radbremen (50...53) verbunden, wobei nicht zwingend alle Radbremsen eines Fahrzeugs mit dem Hauptbremszylinder verbunden sein müssen. Im ausgeführten Beispiel sind dies die Radbremsen (50, 52), welche die Radbremsen an der Vorderachse des Fahrzeugs sind. Der Verlauf der hydraulischen Verbindung innerhalb der Druckregeleinheit (40) zwischen den Umschaltventilen (41a, 41b) und den Radbremsen (50, 52) ist nur schematisch dargestellt. In dem entsprechenden Pfad können sich auch weitere Stromlos-Offen-Ventile befinden. In der Notfallebene sorgt demnach die übersetzte Pedalkraft Fp nach Überwindung des ersten und zweiten Leerwegs (19a, 19b) über die Druckkolben (12a, 12b) für einen hydraulischen Druckaufbau in der ersten und zweiten Druckkammer (13a, 13b) des Hauptbremszylinders (11). Dieser hydraulische Druck liegt auf Grund der offenen Umschaltventile (41a, 41b) entsprechend auch an den Radbremsen (50, 52) an und sorgt so für eine Verzögerung des Fahrzeugs. In der Notfallebene verändert das Bedienelement (10) bei einer Betätigung also seine Position beziehungsweise seine Lage. Wirkt auf das Bedienelement (10) keine oder nur eine entsprechend kleine Pedalkraft Fp, sind die Druckkammern (13a, 13b) auf Grund der offenen Trennventile (15a, 15b) über die Anschlüsse (18a, 18b) drucklos mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir (16) verbunden. Dies sorgt für einen Druckausgleich und erlaubt in jedem Fall ein Lösen der Bremsen. Außerdem ist so ein Volumenausgleich der Bremsflüssigkeit, beispielsweise hervorgerufen durch Bremsbelagverschleiß oder durch Umgebungseinflüsse, möglich.
  • In dem vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiel ist der Hauptbremszylinder (11) als Schnüffelloch-Tandemhauptbremszylinder ausgeführt. Jedoch kann dieser auch als Zentralventil-Tandemhauptbremszylinder, wie aus dem Stand der Technik bekannt, ausgeführt sein. Die Verbindung zwischen dem Bremsflüssigkeitsreservoir und den Druckkammern erfolgt dementsprechend nicht über die Schnüffelbohrungen sondern durch ein Zentralventil im ersten und ein Zentralventil im zweiten Druckkolben (12a, 12b).
  • Im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht in der Notfallebene eine hydraulische Verbindung zwischen den Druckkammern (13a, 13b) und den Radbremsen (50, 52) an der Vorderachse des Fahrzeugs. Es liegt aber auch im Bereich der Erfindung, dass in der Notfallebene zusätzlich auch hydraulische Verbindungen zu den Radbremsen (51, 53) an der Hinterachse bestehen.
  • Es ist selbstverständlich auch denkbar, die Steuerung eines Fahrzeugantriebs mit einem oben beschriebenen feststehenden Bedienelement zu realisieren, wobei hier der Sollwert für die Fahrzeugbeschleunigung aus der dem technisch wirksamen Anteil der am Bedienelement eingeleiteten äquivalenten Betätigungskraft ermittelt wird. Während einer Betätigung wird weder die Position noch die Ausrichtung des Bedienelements gegenüber einem Halteteil maßgebend verändert. Dieses feststehende Bedienelement vereinfacht es für den Fahrzeugführer, die Kennlinie zwischen Pedalkraft und Beschleunigungssollwert variabel einzustellen, da der Freiheitsgrad des Betätigungswegs eliminiert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Bedienelement
    10a
    Krafteinleitungspunkt am Bedienelement
    10b
    Drehgelenk des Bedienelements
    10c
    Koppelgelenk zwischen Bedienelement und erstem Druckkolben
    11
    Hauptbremszylinder
    12a, b
    erster und zweiter Druckkolben
    13a, b
    erste und zweite Druckkammer
    14a, b
    erste und zweite Rückstellfeder
    15a, b
    erstes und zweites Trennventil (elektrohydraulische Schaltelemente)
    16
    Bremsflüssigkeitsreservoir
    17a, b
    erste und zweite Verbindung des Hauptbremszylinders zum Bremsflüssigkeitsreservoir
    18a, b, c, d
    Anschlüsse des Hauptbremszylinders
    19a, b
    erster und zweiter Leerweg der jeweiligen Druckkolben
    20a, b
    erster und zweiter Drucksensor
    30a, b
    erste und zweite Druckleitung
    31
    Niederdruckverbindungsleitung
    40
    Druckregeleinheit
    41a, b
    Umschaltventile (elektrohydraulische Schaltelemente)
    50...53
    Radbremsen
    62a, b
    unterer und oberer Grenzwert der minimalen Pedalkraft F0
    63a, b
    unterer und oberer Grenzwert der maximalen Pedalkraft F2
    71
    Verbindungslinie zwischen Drehgelenk und Krafteinleitungspunkt
    73
    Wirklinie des technisch wirksamen Anteils der Betätigungskraft Fb
    74
    Mittelachse des ersten Druckkolbens
    76
    Winkel zwischen der Verbindungslinie 71 und der Mittelachse 74
    b
    Sollwert für die Fahrzeugverzögerung
    Fb
    am Bedienelement eingeleitete Betätigungskraft
    Fp
    Pedalkraft, technisch wirksamer Anteil der Betätigungskraft
    Fhbz
    Hauptbremszylinderkraft
    Ff
    Federkraft der Rückstellfedern
    Fr
    Reibkraft zwischen den Druckkolben und der Hauptbremszylinderinnenwand
    Fhp
    durch hydraulischen Druck bewirkte Druckkraft
    p
    hydraulischer Druck
  • 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
    • DE 10229759 B4 [0002, 0005]
    • DE 10347838 A1 [0002, 0005, 0006]
    • DE 10347845 A1 [0002, 0005]
    • DE 102004012225 A1 [0003, 0004, 0005]
    • DE 10360984 B4 [0003, 0005]
    • DE 19940263 A1 [0004]
    • DE 10343136 A1 [0006]

Claims (11)

  1. Betätigungseinrichtung für den Normal- und für den Notfallbetrieb einer Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung umfassend ein erstes Bedienelement (10), wobei im Normalbetrieb das erste Bedienelement (10) feststehend und kraftsensitiv ausgeführt und energetisch von der Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung entkoppelt ist und im Notfallbetrieb das erste Bedienelement (10) beweglich und wegsensitiv ausgeführt und energetisch mit der Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung gekoppelt ist.
  2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Bedienelement (10) dafür ausgebildet ist, die von einem Fahrzeugführer vorgegebene Fahrzeugverzögerung aufzunehmen und weiterzuleiten.
  3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung eine kraftsensitive Fremdkraftbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder (11), einem Bremsflüssigkeitsreservoir (16) und Radbremsen (50...53) ist, wobei mit Hilfe elektrohydraulischer Schaltelemente (15a, 15b) und (41a, 41b) der Hauptbremszylinder (11) im Normalbetrieb von den Radbremsen (50...53) und dem Bremsflüssigkeitsreservoir (16) hydraulisch entkoppelt und für sich hydraulisch geschlossen ist und im Notfallbetrieb mit den Radbremsen (50...53) und dem Bremsflüssigkeitsreservoir (16) hydraulisch gekoppelt ist.
  4. Betätigungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung zumindest einen Drucksensor (20a, 20b) aufweist, der dafür ausgebildet ist, eine dem technisch wirksamen Anteil einer am Bedienelement (10) eingeleiteten Betätigungskraft Fb äquivalente physikalische Größe zu erfassen.
  5. Betätigungseinheit nach Anspruch 3, wobei die elektrohydraulischen Schaltelemente (15a, 15b) und (41a, 41b) stromlos-offen ausgeführt sind.
  6. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Betätigungseinheit ein zweites Bedienelement zur fahrzeugführerspezifischen Einstellung einer Pedalkraft-Verzögerungssollwert-Kennlinie aufweist.
  7. Verfahren zur Ermittlung des Sollwertes der Fahrzeuglängsbeschleunigung im Normalbetrieb mit einer Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, wobei eine physikalische Größe erfasst wird, die äquivalent dem technisch wirksamen Anteil einer am ersten Bedienelement (10) eingeleiteten Betätigungskraft Fb ist, aus dieser erfassten physikalischen Größe eine Pedalkraft Fp abgeleitet wird und mit Hilfe der abgeleiteten Pedalkraft Fp aus einer zuvor definierten Pedalkraft-Beschleunigungssollwert-Kennlinie der Sollwert b der Fahrzeugverzögerung ermittelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, wobei die Pedalkraft Fp der technisch wirksame Anteil der Betätigungskraft Fb ist, der orthogonal zur Verbindungslinie 71 zwischen einer Bedienelementlagerung (10b) und einem Krafteinleitungspunkt (10a) am Bedienelement (10) einwirkt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8 mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der technisch wirksame Anteil der Betätigungskraft Fb mit Hilfe einer Hebelübersetzung in eine Hauptbremszylinderkraft Fhbz übersetzt wird und die von Verlustkräften bereinigte Hauptbremszylinderkraft Fhbz von dem mindestens einen Drucksensor (20a, 20b) erfasst wird und aus der fahrzeugführerspezifisch ausgewählten Pedalkraft-Beschleunigungssollwert-Kennlinie ein Sollwert b für die Fahrzeuglängsbeschleunigung ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der minimale und der maximale Sollwert (b0, b2) für die Fahrzeugverzögerung fest vorgegeben ist und die dazugehörigen Parameter Fp (F0, F2) innerhalb vorgegebener Grenzen eingestellt werden, wobei die obere Grenze von F0 kleiner als die untere Grenze von F2 ist.
  11. Verwendung einer Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei durch Öffnen der elektrohydraulischen Schaltelemente (15a, 15b) und (41a, 41b) ein Druck- und Volumenausgleich zwischen dem Hauptbremszylinder (11) und dem Bremsflüssigkeitsreservoir und den Radbremsen (50...53) realisiert wird.
DE102016007397.7A 2016-06-14 2016-06-14 Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung Ceased DE102016007397A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016007397.7A DE102016007397A1 (de) 2016-06-14 2016-06-14 Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016007397.7A DE102016007397A1 (de) 2016-06-14 2016-06-14 Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016007397A1 true DE102016007397A1 (de) 2017-12-14

Family

ID=60419598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016007397.7A Ceased DE102016007397A1 (de) 2016-06-14 2016-06-14 Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016007397A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19940263A1 (de) 1999-08-25 2001-03-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betrieb einer eine Schlupfregeleinrichtung aufweisenden Fahrzeugbremsanlage
DE10239913A1 (de) * 2002-08-30 2004-03-18 Audi Ag Betätigungsmittel zum Beeinflussen einer Anlage zum Bremsen, Kuppeln oder Antrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102004012225A1 (de) 2003-03-13 2004-10-07 Advics Co., Ltd., Kariya Hubsimulator
DE10347838A1 (de) 2003-10-10 2005-03-10 Daimler Chrysler Ag Fußplatte für Kraftwagen
DE10343136A1 (de) 2003-09-18 2005-04-21 Daimler Chrysler Ag Verstellbares Fußhebelwerk
DE10347845A1 (de) 2003-10-10 2005-05-12 Daimler Chrysler Ag Pedalanordnung im Fußraum von Kraftwagen
DE10229759B4 (de) 2002-07-03 2005-06-09 Daimlerchrysler Ag Bedieneinrichtung, Anordnung von Bedienelementen und Verfahren zur Sollwertermittlung aus der Betätigung eines Bedienelements
DE10360984B4 (de) 2002-12-25 2008-04-10 Advics Co., Ltd., Kariya Hydraulikbremsgerät
DE102015117030A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Ford Global Technologies, Llc System und Verfahren für Steuerung des Bremspedal-Gefühls

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19940263A1 (de) 1999-08-25 2001-03-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betrieb einer eine Schlupfregeleinrichtung aufweisenden Fahrzeugbremsanlage
DE10229759B4 (de) 2002-07-03 2005-06-09 Daimlerchrysler Ag Bedieneinrichtung, Anordnung von Bedienelementen und Verfahren zur Sollwertermittlung aus der Betätigung eines Bedienelements
DE10239913A1 (de) * 2002-08-30 2004-03-18 Audi Ag Betätigungsmittel zum Beeinflussen einer Anlage zum Bremsen, Kuppeln oder Antrieb eines Kraftfahrzeuges
DE10360984B4 (de) 2002-12-25 2008-04-10 Advics Co., Ltd., Kariya Hydraulikbremsgerät
DE102004012225A1 (de) 2003-03-13 2004-10-07 Advics Co., Ltd., Kariya Hubsimulator
DE10343136A1 (de) 2003-09-18 2005-04-21 Daimler Chrysler Ag Verstellbares Fußhebelwerk
DE10347838A1 (de) 2003-10-10 2005-03-10 Daimler Chrysler Ag Fußplatte für Kraftwagen
DE10347845A1 (de) 2003-10-10 2005-05-12 Daimler Chrysler Ag Pedalanordnung im Fußraum von Kraftwagen
DE102015117030A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Ford Global Technologies, Llc System und Verfahren für Steuerung des Bremspedal-Gefühls

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3116758B1 (de) Kalibrierverfahren für eine elektrohydraulische kraftfahrzeug-bremsanlage und kalibriervorrichtung hierfür
EP3074285B1 (de) Elektrohydraulische kraftfahrzeug-bremsanlage
DE102015219001A1 (de) Bremssystem und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems
EP3137351B1 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems
WO2005087565A1 (de) Bremskrafterzeuger für eine hydraulische fahrzeugbremsanlage und fahrzeugbremsanlage
WO2005035330A1 (de) Elektrohydraulische bremsanlage
EP1802498B1 (de) Bremssystem vom typ brake-by-wire
DE102006036311A1 (de) Bremskrafterzeuger für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage und Kraftfahrzeugbremsanlage
DE102011117264A1 (de) Bremspedalsimulator
WO2016184609A1 (de) Elektrohydraulische bremskrafterzeugungsvorrichtung für eine elektro-hydraulische kraftfahrzeug-bremsanlage
DE102007016975A1 (de) Betätigungseinrichtung für eine elektrohydraulische Fahrzeug-Bremsanlage mit einem Pedalkraftsimulator
EP1324902B1 (de) Betätigungswegsimulator für eine fahrzeugbetätigungseinrichtung
WO2004054861A1 (de) Pedalsimulationseinrichtung
DE102014102536A1 (de) Bremsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung
EP2814701A1 (de) Bremsgerät für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben eines bremsgeräts eines fahrzeugs
DE102017202361A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage und Bremsanlage
DE102010021935A1 (de) Bremspedalsimulator und Bremssystem
EP3600988B1 (de) Verfahren zum betreiben eines bremssystems und bremssystem
DE102014215379B4 (de) Bremssystem für ein Fahrzeug
WO2020020518A1 (de) Verfahren zum betreiben eines bremssystems sowie bremssystem
DE102016007397A1 (de) Betätigungseinrichtung für eine Einheit zur Steuerung der Fahrzeugverzögerung und Verfahren zur Ermittlung eines Sollwertes für die Fahrzeugverzögerung
WO2008122476A1 (de) Bremsanlage für kraftfahrzeuge
DE102021201998A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, Steuergerät
DE19630218C2 (de) Fluidmechanischer Aktuator
DE10053994A1 (de) Betätigungswegsimulator für eine Fahrzeugbetätigungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final