DE102016209781A1 - Method for operating a hydraulic brake system, hydraulic brake system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) ein Bremspedal (2), einen mit dem Bremspedal (2) gekoppelten Hauptbremszylinder (3) und zumindest einen wenigstens eine Radbremse (9) aufweisenden Bremskreis (4) aufweist, wobei eine Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung automatisiert eingestellt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Bremskraftverstärkung zumindest durch einen ansteuerbaren Druckerzeuger (12) im Bremskreis (4) in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung einerseits und von einem hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder (3) oder in der Radbremse (9) andererseits erzeugt wird.The invention relates to a method for operating a hydraulic brake system (1) of a motor vehicle, wherein the brake system (1) has a brake pedal (2), a brake master cylinder (2) coupled to the brake pedal (2) and at least one wheel brake (9) Brake circuit (4), wherein a brake booster is adjusted automatically in response to a brake pedal operation. It is provided that the brake booster at least by a controllable pressure generator (12) in the brake circuit (4) in response to a brake pedal actuation on the one hand and by a hydraulic pressure in the master cylinder (3) or in the wheel brake (9) on the other hand is generated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem ein Bremspedal, einen mit dem Bremspedal gekoppelten Hauptbremszylinder und zumindest einen wenigstens eine Radbremse aufweisenden Bremskreis aufweist, wobei eine Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung automatisiert eingestellt wird. The invention relates to a method for operating a hydraulic brake system of a motor vehicle, wherein the brake system comprises a brake pedal, a brake master cylinder coupled to the brake cylinder and at least one at least one wheel brake circuit, wherein a brake booster is set automatically in dependence on a brake pedal operation.
Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes hydraulisches Bremssystem, das zumindest eine Bremskraftverstärkungseinrichtung aufweist, mittels welcher eine Bremskraftverstärkung einstellbar ist. Furthermore, the invention relates to a corresponding hydraulic brake system having at least one brake booster device, by means of which a brake booster can be adjusted.
Stand der TechnikState of the art
Verfahren und Bremssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Kraftfahrzeuge sind in der Regel mit einem hydraulischen Bremssystem ausgestattet, das es erlaubt, auch radindividuell eine Bremskraft zu erzeugen, wenn ein Fahrer des Kraftfahrzeugs das Bremspedal betätigt. Üblicherweise ist dem Hauptbremszylinder dabei ein Bremskraftverstärker zugeordnet, der normalerweise als Vakuumbremskraftverstärker ausgebildet ist und die von dem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübte Kraft verstärkt in das hydraulische Bremssystem beziehungsweise in den Hydraulikkreis einbringt, sodass beispielsweise die gesetzlich geforderte Betriebsbremswirkung erreicht wird. Der Bremskraftverstärker stellt somit die notwendige Unterstützungskraft bereit und erzeugt gleichzeitig das für den Fahrer gewohnte Bremspedalgefühl mit einer ausgeprägten Gegenkraft-Kennlinie. Diese Kennlinie weist üblicherweise eine durch die mechanische Konstruktion des Vakuumbremskraftverstärkers bedingte Verzögerung auf, bevor dem Fahrer eine spürbar erhöhte Gegenkraft entgegenwirkt. Der Zeitpunkt, zu welchem die Gegenkraft sich entsprechend erhöht, wird auch als der JumpIn-Zeitpunkt oder -Effekt bezeichnet. Methods and braking systems of the type mentioned are known from the prior art. Motor vehicles are usually equipped with a hydraulic brake system that allows to generate a wheel individually brake power when a driver of the motor vehicle actuates the brake pedal. Typically, the master cylinder is associated with a brake booster, which is normally designed as a vacuum brake booster and the force exerted by the driver on the brake pedal force in the hydraulic brake system or in the hydraulic circuit brings, so that, for example, the legally required service braking effect is achieved. The brake booster thus provides the necessary support force and at the same time generates the driver's usual brake pedal feel with a pronounced counterforce characteristic. This characteristic usually has a delay caused by the mechanical construction of the vacuum brake booster before the driver counteracts a noticeably increased counterforce. The time at which the drag increases accordingly is also referred to as the JumpIn time or effect.
Der bekannte Vakuumbremskraftverstärker stellt weiterhin anhand seines Funktionsprinzips über die Kraftunterstützung sicher, dass trotz sich verändernder Volumenaufnahme der jeweiligen Radbremse für einen Fahrer immer eine Korrelation und Reproduzierbarkeit zwischen Pedalkraft und Bremskraft beziehungsweise Fahrzeugverzögerung gegeben ist. The well-known vacuum brake booster continues to ensure on the basis of its functional principle on the power assistance that despite changing volume of each wheel brake for a driver is always given a correlation and reproducibility between pedal force and braking force or vehicle deceleration.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Bremskraftverstärkung durch eine ansteuerbare Bremskraftverstärkungseinrichtung, also durch eine mechanisch von dem Bremspedal getrennte Bremskraftverstärkungseinrichtung erzeugbar ist, ohne dass sich an dem Bremspedal ein für den Fahrer unerwartetes Gefühl ergibt. Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, dass eine Korrelation zwischen Pedalkraft und Fahrzeugverzögerung sichergestellt ist, sodass der Fahrer stets ein sicheres Gefühl beim Führen des Fahrzeugs erfährt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Bremskraftverstärkung zumindest durch einen ansteuerbaren Druckerzeuger im Bremskreis in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung einerseits und von einem hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder oder in der Radbremse andererseits erzeugt wird. Durch das Ansteuern des Druckerzeugers in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung einerseits und dem Druck im Hauptbremszylinder oder in der Radbremse andererseits wird gewährleistet, dass einerseits das gewünschte Volumen in die jeweilige Radbremse geschoben wird, um die gewünschte Bremskraft zu erzeugen, und dass andererseits der Druck im Hauptbremszylinder derart aufrechterhalten oder eingestellt wird, dass der Fahrer das für ihn bekannte Fahrgefühl erhält. The inventive method with the features of
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremspedalbetätigung mittels eines Pedalwegsensors erfasst wird. Es ist also vorgesehen, dass die Bremspedalbetätigung durch einen Wegsensor erfasst wird. Dabei wird der Pedalweg gemessen und in Abhängigkeit davon der Druckerzeuger angesteuert, insbesondere wird dadurch ein Zieldruck oder Solldruck für den Hauptbremszylinder und damit die Fahrergegenkraft ermittelt. According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the brake pedal operation is detected by means of a pedal travel sensor. It is therefore envisaged that the brake pedal operation is detected by a displacement sensor. In this case, the pedal travel is measured and driven in response to the pressure generator, in particular a target pressure or setpoint pressure for the master cylinder and thus the driver counterforce is determined.
Dazu ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Zieldruck oder die Gegenkraft mittels eines Kennfeldes und/oder einer Kennlinie in Abhängigkeit von der erfassten Bremspedalbetätigung bestimmt wird. For this purpose, it is preferably provided that the target pressure or the counterforce is determined by means of a characteristic map and / or a characteristic as a function of the detected brake pedal actuation.
Weiterhin wird in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung bevorzugt ein Solldruck für die Radbremse bestimmt. Durch die Bremspedalbetätigung beziehungsweise den erfassten Pedalweg wird somit der Solldruck der Radbremse ermittelt. Dies erfolgt insbesondere alternativ oder zusätzlich zu dem Ermitteln beziehungsweise Bestimmen des Solldrucks des Hauptbremszylinders. Der jeweils ermittelte Solldruck wird als Zielgröße bei der Ansteuerung des Druckerzeugers verwendet, sodass insbesondere unter Verwendung nur einer der Zielgrößen, vorzugsweise der Solldruck des Hauptbremszylinders, alternativ dem Solldruck der Radbremse, die Zielgröße geeignet angepasst wird, wenn die andere dann nicht geregelte Zielgröße nicht erreicht oder überschritten wird, sodass eine zueinander korrelierende Variation beider Zielgrößen erreicht wird. Furthermore, a desired pressure for the wheel brake is preferably determined in dependence on the brake pedal operation. The setpoint pressure of the wheel brake is thus determined by the brake pedal actuation or the detected pedal travel. This is done in particular alternatively or in addition to determining or determining the desired pressure of the master cylinder. The respective determined target pressure is used as a target variable in the control of the pressure generator, so that in particular using only one of the target variables, preferably the target pressure of the master cylinder, alternatively the target pressure of the wheel, the target size is suitably adjusted when the other then not controlled target size is reached or is exceeded, so that a mutually correlated variation of both targets is achieved.
Vorzugsweise wird der Druckerzeuger in Abhängigkeit von einer erwarteten Volumenaufnahme der Radbremse in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung angesteuert. In Kenntnis der Volumenaufnahme des Bremskreises, insbesondere der Radbremse, wird der Druckerzeuger derart angesteuert, dass das Volumen, das nicht für den Druckaufbau im Hauptbremszylinder benötigt wird, in den Bremskreis beziehungsweise in die jeweilige Radbremse verschoben wird. Dem überlagert es vorzugsweise eine Druckregelung unter Berücksichtigung des Drucks im Hauptbremszylinder, bei welcher sowohl die Ansteuerung des Druckerzeugers wie auch die Ansteuerung eines oder mehrerer Ventile des Bremskreises geeignet anpasst wird, um den Druck im Bremskreis sowie in dem Hauptbremszylinder derart aufrechtzuerhalten beziehungsweise einzustellen, dass die gewünschte Bremspedal-Gegenkraft-Kennlinie bei gewünschtem Raddruck erreicht wird. Die Gegenkraft-Kennlinie beziehungsweise die Solldruck-Kennlinie des Hauptbremszylinders über dem Pedalweg soll dabei derart gestaltet werden, dass der Pedalkraftverlauf eines Vakuum-Bremskraftverstärkers nachgebildet wird, um den Fahrer das bekannte Pedalgefühl zu liefern. Preferably, the pressure generator is controlled as a function of an expected volume intake of the wheel brake as a function of the brake pedal actuation. In knowledge of the volume of the brake circuit, in particular the wheel brake, the pressure generator is controlled such that the volume that is not needed for the pressure build-up in the master cylinder, is moved into the brake circuit or in the respective wheel. The superimposed it preferably a pressure control, taking into account the pressure in the master cylinder, in which both the control of the pressure generator as well as the control of one or more valves of the brake circuit is suitably adapted to maintain or adjust the pressure in the brake circuit and the master cylinder such that the desired brake pedal drag force characteristic is achieved at the desired wheel pressure. The counterforce characteristic curve or the setpoint pressure characteristic of the master brake cylinder over the pedal travel is intended to be designed in such a way that the pedal force characteristic of a vacuum brake booster is reproduced in order to provide the driver with the known pedal feel.
Der Druckerzeuger wird dazu in Abhängigkeit von einer Solldruck- beziehungsweise Zieldruckkennlinie für den Hauptbremszylinder oder die Radbremse angesteuert, welche das entsprechende Pedalgefühl liefert. The pressure generator is driven in response to a target pressure or target pressure characteristic for the master cylinder or the wheel brake, which provides the corresponding pedal feel.
Die Zieldruckkennlinie wird bevorzugt in Abhängigkeit eines Leerwegs, insbesondere eines Lüftspiels und/oder einer Vorbefüllung des Bremskreises, um einen Offsetwert verschoben. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass der Druck im Hauptbremszylinder bis zu dem JumpIn-Zeitpunkt drucklos oder auf 0 bar gehalten wird und erst anschließend die Gegenkraft zunimmt. Hierdurch wird der gewünschte herkömmliche Pedalkraftverlauf für den Fahrer realisiert. Ein Anstieg der Pedalkraft bis zum Erreichen der JumpIn-Kraft wird vorzugsweise durch eine Befederung, die insbesondere dem Bremspedal zugeordnet ist, erfüllt. Der Offsetwert wird insbesondere als Differenz des Wegs von einem vorbestimmten Hydraulikdruck, der speziell am Ende des JumpIn erreicht wird, und dem in der Sollkennlinie hinterlegten Weg bestimmt. Bei dem zu erreichenden Hydraulikdruck muss es sich dabei nicht unbedingt um den Druck am Ende des JumpIn handeln, sondern kann alternativ auch ein beliebiger Hydraulikdruck unterhalb dieses Wertes sein.The target pressure characteristic is preferably shifted by an offset value as a function of an idle travel, in particular a clearance and / or a pre-filling of the brake circuit. In this way, in particular, it is achieved that the pressure in the master brake cylinder is maintained at zero pressure until the jump-in time or at 0 bar, and only then does the counterforce increase. As a result, the desired conventional pedal force curve for the driver is realized. An increase in the pedal force until reaching the JumpIn force is preferably achieved by a feathering, which is assigned in particular to the brake pedal. In particular, the offset value is determined as the difference of the travel from a predetermined hydraulic pressure, which is reached specifically at the end of the JumpIn, and the path stored in the desired characteristic curve. The hydraulic pressure to be achieved does not necessarily have to be the pressure at the end of the JumpIn, but may alternatively be any hydraulic pressure below this value.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zusätzlich zu dem Offsetwert ein Steifigkeitsfaktor des Bremskreises ermittelt und auf die Zieldruckkennlinie angewendet wird. Insbesondere wird dazu die Zieldruckkennlinie um den Offsetwert verschoben, sodass Soll- und Ist-Druck am JumpIn-Zeitpunkt übereinanderliegen. Anschließend wird durch Quotientenbildung insbesondere der Steifigkeitsfaktor ermittelt um mit der Offsetverschiebung zurücktransformiert. Aus dem Steifigkeitsfaktor ergibt sich ein Skalierungsfaktor, der auf die Zieldruckkennlinie angewendet wird, wodurch eine aktuelle Zieldruckkennlinie erhalten wird. Damit ist sichergestellt, dass Pedalkraft und Raddruck/Fahrzeugbewegung wie bei einem konventionellen Fahrzeug mit Vakuumbremskraftverstärker korrelieren und die veränderte Volumenaufnahme und Steifigkeit des Bremssystems nur zu einer Pedalwegveränderung bei gewünschter Verzögerung führt. Furthermore, it is preferably provided that, in addition to the offset value, a stiffness factor of the brake circuit is determined and applied to the target pressure characteristic. In particular, the target pressure characteristic is shifted by the offset value so that the target and actual pressures are superimposed on the jump-in point in time. Subsequently, the stiffness factor in particular is determined by quotient formation and transformed back with the offset shift. The stiffness factor gives a scaling factor which is applied to the target pressure characteristic, thereby obtaining a current target pressure characteristic. This ensures that the pedal force and wheel pressure / vehicle movement correlate with a vacuum brake booster as in a conventional vehicle, and the changed volume absorption and stiffness of the brake system only leads to a pedal travel change with the desired deceleration.
Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich dadurch aus, dass die Bremskraftverstärkungseinrichtung einen ansteuerbaren Druckerzeuger aufweist, der durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät angesteuert wird, das dazu ausgebildet ist, den Druckerzeuger gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anzusteuern. Es ergeben sich hierbei die bereits genannten Vorteile. Vorzugsweise ist dem Bremspedal eine Befederung zugeordnet, welche eine Bremskraft beziehungsweise Gegenkraftzunahme bis zum Erreichen der JumpIn-Kraft gewährleistet. The brake system according to the invention with the features of claim 9 is characterized in that the brake booster comprises a controllable pressure generator which is driven by a specially prepared control unit which is adapted to drive the pressure generator according to the inventive method. This results in the already mentioned advantages. Preferably, the brake pedal is assigned a feathering, which ensures a braking force or counterforce increase until reaching the JumpIn force.
Vorzugsweise weisen der Hauptbremszylinder und/oder die Radbremse jeweils wenigstens einen Hydraulikdrucksensor auf, um den in dem Hauptbremszylinder oder in der Radbremse vorliegenden Hydraulikdruck zu erfassen. Preferably, the master brake cylinder and / or the wheel brake each have at least one hydraulic pressure sensor in order to detect the hydraulic pressure present in the master brake cylinder or in the wheel brake.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Bremspedal ein Pedalwegsensor zugeordnet ist, sodass eine Bremspedalbetätigung durch das Überwachen der Bremspedalbewegung und insbesondere des von dem Bremspedal zurückgelegten Wegs zu ermitteln. Furthermore, it is preferably provided that the brake pedal is associated with a pedal travel sensor, so that to determine a brake pedal operation by monitoring the brake pedal movement and in particular of the path traveled by the brake pedal.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Bremskreis wenigstens ein betätigbares Umschaltventil zwischen dem Hauptbremszylinder und der Radbremse aufweist. Das Umschaltventil ist insbesondere im stromlosen Zustand offen, sodass durch Pedalbetätigung jederzeit der Bremsdruck an der Radbremse erhöht werden kann. Wird das Umschaltventil bestromt, so schließt es die Verbindung zwischen Bremskreis und Hauptbremszylinder, sodass der Druck aus dem Bremskreis nicht entweichen kann. Das Umschaltventil ist dabei insbesondere druckseitig mit dem Druckerzeuger gekoppelt, sodass wenn dieser angesteuert wird, der in dem Bremskreis erzeugte Druck durch das Umschaltventil in dem Bremskreis gehalten oder erhöht wird. Furthermore, it is preferably provided that the brake circuit has at least one actuatable changeover valve between the master brake cylinder and the wheel brake. The switching valve is open in particular in the de-energized state, so that the brake pressure at the wheel brake can be increased at any time by pedal operation. If the changeover valve is energized, it closes the connection between the brake circuit and the master cylinder so that the pressure from the brake circuit can not escape. The switching valve is in particular coupled on the pressure side with the pressure generator, so that when this is controlled, the pressure generated in the brake circuit is maintained or increased by the switching valve in the brake circuit.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen:Further advantages and preferred features and combinations of features result in particular from the previously described as well as from the Claims. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. To show:
Der Hauptbremszylinder
Im betätigten/bestromten Zustand öffnet das Hochschaltventil
Durch das im Folgenden beschriebene Verfahren, welches von dem Steuergerät
Gemäß der vorliegenden Ausführungsbeispiele fehlt der sonst üblich vorgesehene Vakuumbremskraftverstärker, der zwischen Bremspedal
Das zur Verfügung stehende Bremsflüssigkeitsvolumen des Bremssystems
Durch das im Folgenden beschriebene Verfahren wird die Korrelation zwischen Gegenkraft und Fahrzeugverzögerung sichergestellt, indem unter Verwendung nur einer der vorhandenen Zielgrößen, bevorzugt der Solldruck des Hauptbremszylinders oder alternativ der Solldruck der Radbremse
Dem Bremspedal
Eine Zieldruckkennlinie, die den Zieldruck beziehungsweise Solldruck insbesondere des Hauptbremszylinders über dem Bewegungsweg des Bremspedals
Zunächst wird ermittelt (A), bei welchem Pedalweg s der JumpIn-Effekt (s1) eintritt. Mit dem dazu entsprechenden Wert aus der Solldruckkennlinie wird eine Wegverschiebung Δs berechnet. Um den JumpIn-Effekt korrekt im Druck des Hauptbremszylinders
Bei dem hydraulischen Bremssystem
Vorteilhafterweise wird das beschriebene Verfahren im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs angewendet. Es ist aber auch möglich, gemittelte Langzeitwerte abzuspeichern und gegebenenfalls in Fällen, in welchen eine Onlineanpassung nicht anwendbar ist, die Langzeitwerte beispielsweise als Defaultwerte zu verwenden. Situationen, in denen eine Auswertung nicht möglich ist, sind beispielsweise Notbremsungen oder Bremsungen mit hoher Betätigungsdynamik, bei denen Zeitverzüge und Staudrücke das ermittelte Ergebnis verfälschen könnten. Auch bei extrem niedrigen Temperaturen von beispielsweise T < –30 °C ist aufgrund der Eigenschaften des verwendeten Hydraulikmediums mit vermehrten Staudruckeffekten und einer verringerten Förderleistung des Druckerzeugers
Während vorliegend das Verfahren vorsieht, dass eine Regelung des Drucks des Hauptbremszylinders
Claims (12)
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