DE102016013103A1

DE102016013103A1 - Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016013103A1
Application number: DE102016013103.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Fuchs; Joachim Jung
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2017-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung (1) eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Bremseinheit (2) und einer hydraulischen Bremseinheit (3), bei dem – das Fahrzeug bei einer Betätigung eines Bremspedals (4) bis zum Erreichen eines maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes mittels der elektrischen Bremseinheit (2) verzögert wird, – das Fahrzeug bei Betätigung des Bremspedals (4) nach Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes mittels der hydraulischen Bremseinheit (3) verzögert wird und – bei Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes bei Betätigung des Bremspedals (4) eine Rückkopplung über das Bremspedal (4) an einen Fahrer des Fahrzeugs haptisch ausgegeben wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückkopplung als ein haptisch erfassbarer Widerstand generiert wird, welcher gegenüber einem Widerstand zur Betätigung des Bremspedals (4) vor dem Erreichen des maximalen Verzögerungswertes erhöht ist, wobei der erhöhte Widerstand mittels eines zumindest teilweisen Schließens mindestens eines in einer Bremsleitung angeordneten Trennventils (3.4.1, 3.4.2) oder mindestens eines in einer weiteren Bremsleitung angeordneten Einlassventils (3.5.1 bis 3.5.4) der hydraulischen Bremseinheit (3) generiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bremsvorrichtung (1) eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs bekannt. Beispielsweise ist in der DE 10 2011 088 478 A1 ein Verfahren zur Rekuperation von Bremsenergie beschrieben, bei dem abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und abhängig von einem weiteren Parameter eine vorgegebene Betätigung einer Bremse mit einer Rekuperationsfunktion für eine gewünschte Rekuperation berechnet wird, wobei die vorgegebenen Betätigung der Bremse an einen Fahrer oder ein Fahrerassistenzsystem ausgegeben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Bremseinheit und einer hydraulischen Bremseinheit wird das Fahrzeug bei einer Betätigung eines Bremspedals bis zum Erreichen eines maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes mittels der elektrischen Bremseinheit verzögert. Bei Betätigung des Bremspedals nach Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes wird das Fahrzeug mittels der hydraulischen Bremseinheit verzögert. Bei Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes wird bei Betätigung des Bremspedals eine Rückkopplung über das Bremspedal an einen Fahrer des Fahrzeugs haptisch ausgegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückkopplung als ein haptisch erfassbarer Widerstand generiert wird, welcher gegenüber einem Widerstand zur Betätigung des Bremspedals vor dem Erreichen des maximalen Verzögerungswertes erhöht ist, wobei der erhöhte Widerstand mittels eines zumindest teilweisen Schließens mindestens eines in einer Bremsleitung angeordneten Trennventils oder mindestens eines in einer weiteren Bremsleitung angeordneten Einlassventils der hydraulischen Bremseinheit generiert wird.
Die haptische Rückkopplung über das Bremspedal ermöglicht es, den Fahrer des Fahrzeugs beim Bremsen auf das Erreichen des aktuell maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes hinzuweisen. Dieser kann anschließend situativ entscheiden, ob eine Überwindung des Widerstands und damit eine stärkere Bremsung, bei der das Fahrzeug mittels der hydraulischen Bremseinheit gebremst wird, erforderlich sind. Da ein derartiges Trennventil und Einlassventil bereits in konventionellen Bremsvorrichtungen vorhanden sind, ist lediglich eine Ansteuerung der Ventile, z. B. mittels eines Aktuators, zusätzlich erforderlich. Somit ist der Betrieb der Bremsvorrichtung für den Fahrer komfortabel sowie energie- und kosteneffizient.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
Die einzige 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Bremsvorrichtung 1 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs.
Die Bremsvorrichtung 1 umfasst eine elektrische Bremseinheit 2 und eine hydraulische Bremseinheit 3 und ist somit als ein elektrohydraulisches Bremssystem ausgebildet. Die Bremseinheiten 2, 3 sind dabei jeweils über ein im Fahrzeug angeordnetes Bremspedal 4 aktivierbar, welches ein Fahrer des Fahrzeugs bei einem Bremswunsch betätigt.
Die elektrische Bremseinheit 2 umfasst einen mit dem Bremspedal 4 gekoppelten Pedalwegsensor 2.1, welcher einen bei Betätigung des Bremspedals 4 zurückgelegten Pedalweg erfasst und diesen an eine Steuereinheit 2.2 weiterleitet. Die Steuereinheit 2.2 ist dabei mit einem Wechselrichter 2.3 einer Antriebseinheit des Fahrzeugs gekoppelt, welche in nicht dargestellter Weise einen Elektromotor und einen elektrischen Energiespeicher umfasst. Die Steuereinheit 2.2 ist weiterhin mit einem Drucksensor 3.1.1 und einem Ventilblock 3.2 der hydraulischen Bremseinheit 3 gekoppelt, worauf später näher eingegangen wird.
Die elektrische Bremseinheit 2 arbeitet als eine sogenannte Rekuperationsbremse. Hierbei wirkt bei einer Betätigung des Bremspedals 4 vor Erreichen eines maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes, welcher von der Steuereinheit 2.2 in Abhängigkeit bestimmter Kriterien fortlaufend ermittelt wird, der Elektromotor der Antriebseinheit als ein Generator. Der Generator erzeugt dabei ein Schleppmoment, das zur Verzögerung des Fahrzeugs beiträgt. Eine dabei gewonnene Verzögerungsenergie kann dabei als elektrische Energie in anderen Fahrsituationen entweder zum Antrieb des Fahrzeugs oder zur Versorgung elektrischer Verbraucher genutzt werden. Der Wirkungsgrad des Fahrzeugs kann dadurch erheblich verbessert werden.
Eine Bremsleistung, die über den als Generator arbeitenden Elektromotor aufgebracht werden kann, bestimmt sich im Wesentlichen aus einer Raddrehzahl und einem Ladungszustand des elektrischen Energiespeichers. Ist dieser vollständig geladen, so kann mangels Last keine wesentliche Bremswirkung mehr über den Elektromotor aufgebracht werden. Bei geringen Raddrehzahlen ist eine Generatorleistung des Elektromotors gering, so dass auch hier nur eine geringe Abbremsung mittels des Elektromotors und des elektrischen Energiespeichers erzielt wird. Dazu wird fortlaufend der maximal mögliche rekuperative Verzögerungswert ermittelt. Dieser ist ebenfalls abhängig von der erforderlichen oder gewünschten Bremsleistung, wobei diese anhand des Signals des Pedalwegsensors 2.1 und/oder des Drucksensors 3.1.1 ermittelbar ist.
Wenn aufgrund der genannten Kriterien der maximal mögliche rekuperative Verzögerungswert erreicht ist, wird die hydraulische Bremseinheit 3 aktiviert, bei welcher Verzögerungsenergie in Wärme umgewandelt wird. Die hydraulische Bremseinheit 3 umfasst einen mit dem Bremspedal 4 gekoppelten Hauptbremszylinder 3.1, welcher beispielsweise als ein Zweikreisbremsen-Hauptbremszylinder, auch bekannt als Tandem-Hauptbremszylinder, ausgebildet ist und welcher mit dem Drucksensor 3.1.1 gekoppelt ist. Mittels des Drucksensors 3.1.1 wird ein sich im Hauptbremszylinder 3.1 aufbauender Druck erfasst, welcher abhängig von einem Pedalweg bei der Betätigung des Bremspedals 4 ist. Der Hauptbremszylinder 3.1 ist mit dem Bremspedal 4 mechanisch oder hydraulisch gekoppelt.
Der Hauptbremszylinder 3.1 ist über Bremsleitungen 3.3.1, 3.3.2 mit dem Ventilblock 3.2 hydraulisch gekoppelt, wobei in den Bremsleitungen 3.3.1, 3.3.2 jeweils ein Trennventil 3.4.1, 3.4.2 angeordnet ist, die dem Ventilblock 3.2 vorgeschaltet sind. Alternativ können die Trennventile 3.4.1, 3.4.2 auch im Ventilblock 3.2 angeordnet sein. Der Hauptbremszylinder 3.1 ist dabei mittels der Trennventile 3.4.1, 3.4.2 hydraulisch vom Ventilblock 3.2 entkoppelbar, beispielsweise bei Aktivierung einer Antischlupfregelung.
In dem Ventilblock 3.2 sind in einer gemeinsamen, zentralen Baueinheit Einlassventile 3.5.1 bis 3.5.4 und nicht dargestellte Auslassventile für einzelne Radbremszylinder 3.7.1 bis 3.7.4 angeordnet, mittels derer ein Bremsdruck in den Radbremszylindern 3.7.1 bis 3.7.4 unabhängig voneinander aufgebaut und abgebaut werden kann. Vom Ventilblock 3.2 ausgehend führt zu jedem Radbremszylinder 3.7.1 bis 3.7.4 eine weitere Bremsleitung 3.6.1 bis 3.6.4.
Die hydraulische Bremseinheit 3 wird, wie bereits beschrieben, aktiviert, wenn der maximal mögliche rekuperative Verzögerungswert erreicht ist. Um dies den Fahrer anzuzeigen, wird ein Widerstand bei Betätigung des Bremspedals 4 erzeugt, welcher haptisch erfassbar ist. Dazu wird der Widerstand derart erzeugt, dass dieser höher ist, als ein Widerstand bei Betätigung des Bremspedals 4 vor dem Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswerts. Der Widerstand ist somit deutlich spürbar, jedoch für den Fahrer überwindbar.
Die Erzeugung des Widerstands erfolgt mittels Ansteuerung der Trennventile 3.4.1, 3.4.2 und/oder der Einlassventile 3.5.1 bis 3.5.2, welche jeweils analog ansteuerbar sind. Zur Erzeugung des Widerstands erfolgt ein zumindest teilweises Schließen der Trennventile 3.4.1, 3.4.2 und/oder der Einlassventile 3.5.1, 3.5.2, so dass im Hauptbremszylinder 3.1 ein Druck aufgebaut wird, welcher als zu überwindender Widerstand bei Betätigung des Bremspedals 4 spürbar ist. Dies ermöglicht es dem Fahrer einfach und intuitiv energieeffizient zu bremsen. Dabei wird ein Blick des Fahrers nicht von der Fahrbahn abgelenkt, wie dies beispielsweise bei einer optischen Rückkopplung über ein Kombiinstrument der Fall wäre.
Eine Annäherung an den maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswert ist dann gegeben, wenn ein gewünschter Verzögerungswert zum maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswert geringer als ein einstellbarer Hysterese-Wert ist.
Erreicht der Fahrerbremswunsch den maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswert, ist der Widerstand am Bremspedal 4 maximal. Der Widerstand wird dabei so gewählt, dass dem Fahrer die Annäherung an den maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswert rechtzeitig signalisiert wird. Der Widerstand wird auch dann erzeugt, wenn das Bremspedal 4 nicht betätigt wird. Will der Fahrer situativ bedingt stärker bremsen, so wird dies anhand des Signals des Pedalwegsensors 2.1 und/oder des Drucksensors 3.1.1 erfasst. Die Erzeugung des Widerstands wird daraufhin beendet, so dass der Fahrer das Fahrzeug weitestgehend ungehindert und dosiert verzögern kann.
Löst der Fahrer hingegen das Bremspedal 4 teilweise und verlässt den Grenzbereich, so wird die Erzeugung des Widerstands mit Verlassen der Hysterese-Zone ebenfalls beendet. Betätigt der Fahrer das Bremspedal 4 konstant, so erhöht sich das Rekuperationspotential. D. h., der Bremswunsch des Fahrers ist deutlich geringer als der maximal mögliche rekuperative Verzögerungswert. In diesem Fall wird der Bremswunsch des Fahrers insbesondere mittels des Signals des Pedalwegsensors 2.1 mit erkannt. Verlässt der Bremswunsch des Fahrers die Hysterese-Zone, wird der Widerstand kontinuierlich oder sukzessive verringert. Damit kann eine unerwünschte nachfolgende Betätigung seitens des Fahrers verhindert werden. Mittels eines Teillösens vom Bremspedal 4 reduziert der Fahrer den Bremswunsch soweit, dass das Fahrzeug 2 nur elektrisch verzögert wird. Das Unterschreiten dieser Grenze wird nicht haptisch signalisiert. Nach einem Unterschreiten der Hysterese-Zone ist jedoch eine haptische Rückkopplung für eine nachfolgende Bremswunscherhöhung aktiv geschaltet.
Während eines so genannten ”Regen Blending” wird kurz vor Stillstand des Fahrzeugs oder aufgrund einer potentiellen Instabilität einer Fahrdynamik das elektrische Bremsmoment durch ein Reibbremsmoment ersetzt. D. h. das Fahrzeug wird mittels der hydraulischen Bremseinheit 3 verzögert. Eine haptische Fahrerinformation wird in diesem Fall aus Sicherheitsgründen unterdrückt. Dies gilt auch für den Fall, wenn der Fahrer bei konstanter Bremsung den maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswert erreicht oder gar überschreitet, weil das Rekuperationspotential abnimmt.
Unter ”Regen Blending” wird dabei vorliegend eine Reduktion eines elektrischen Bremsmoments bei gleichzeitiger Erhöhung eines Reib-Bremsmoments um denselben Betrag, im Extrem bis hin zum vollständigen Ausrampen des elektrischen Bremsmoments, verstanden. Dieser Vorgang findet beispielsweise regelmäßig bei Bremsungen bis zum Stillstand des Fahrzeugs kurz vor Erreichen des Stillstands statt. Ein ”Regen Blending” kann aber auch aufgrund anderer Kriterien, wie beispielsweise einer Fahrstabilität des Fahrzeugs, erfolgen.
Zusammenfassend erfolgt somit bei einer hohen Pedalwinkelgeschwindigkeit keine haptische Rückkopplung über das Bremspedal 4. Des Weiteren kann der Widerstand fahrprogrammabhängig unterschiedlich stark erzeugt werden. Alternativ kann der Widerstand mittels eines elektrischen Bremskraftverstärkers erzeugt werden.
Bezugszeichenliste

1: Bremsvorrichtung
2: elektrische Bremseinheit
2.1: Pedalwegsensor
2.2: Steuereinheit
2.3: Wechselrichter
3: hydraulische Bremseinheit
3.1: Hauptbremszylinder
3.1.1: Drucksensor
3.2: Ventilblock
3.3.1, 3.3.2: Bremsleitung
3.4.1, 3.4.2: Trennventil
3.5.1 bis 3.5.4: Einlassventil
3.6.1 bis 3.6.4: weitere Bremsleitung
3.7.1 bis 3.7.4: Radbremszylinder
4: Bremspedal

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 102011088478 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Bremsvorrichtung (1) eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Bremseinheit (2) und einer hydraulischen Bremseinheit (3), bei dem – das Fahrzeug bei einer Betätigung eines Bremspedals (4) bis zum Erreichen eines maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes mittels der elektrischen Bremseinheit (2) verzögert wird, – das Fahrzeug bei Betätigung des Bremspedals (4) nach Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes mittels der hydraulischen Bremseinheit (3) verzögert wird und – bei Erreichen des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswertes bei Betätigung des Bremspedals (4) eine Rückkopplung über das Bremspedal (4) an einen Fahrer des Fahrzeugs haptisch ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkopplung als ein haptisch erfassbarer Widerstand generiert wird, welcher gegenüber einem Widerstand zur Betätigung des Bremspedals (4) vor dem Erreichen des maximalen Verzögerungswertes erhöht ist, wobei der erhöhte Widerstand mittels eines zumindest teilweisen Schließens mindestens eines in einer Bremsleitung angeordneten Trennventils (3.4.1, 3.4.2) oder mindestens eines in einer weiteren Bremsleitung angeordneten Einlassventils (3.5.1 bis 3.5.4) der hydraulischen Bremseinheit (3) generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung des maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswerts ein Signal eines mit dem Bremspedal (4) gekoppelten Pedalwegsensors (2.1) und/oder ein Signal eines mit einem Hauptbremszylinder (3.1) gekoppeltem Drucksensors (3.1.1) berücksichtigt werden bzw. wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert des Widerstands erhöht wird, wenn sich Abstand zwischen einem gewünschten Verzögerungswert und dem maximal möglichen rekuperativen Verzögerungswert verringert.