DE102017005167A1

DE102017005167A1 - Elektronisches feststellbremsensystem für ein fahrzeug und antriebsverfahren davon

Info

Publication number: DE102017005167A1
Application number: DE102017005167.4A
Authority: DE
Inventors: Kwang Hyun Ryu
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2037-05-31
Also published as: KR102544381B1; US20170349154A1; CN107458360B; CN107458360A; DE102017005167B4; US10661771B2; KR20170137430A

Abstract

Es werden hier ein elektronisches Feststellbremsensystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Antreiben des Systems offenbart, die in der Lage sind, das Fahrzeug anzuhalten, wenn die Betätigung einer Fahrzeugbetriebsbremse während des Fahrens des Fahrzeugs nicht möglich ist. Das elektronische Feststellbremsensystem für das Fahrzeug weist einen Controller, der einen Steuerwert einer Feststellbremse für das Verzögern des Fahrzeugs auf eine Zielverzögerung speichert und einen Bremsbefehl, der den Steuerwert der Feststellbremse einschließt, ausgibt, und eine elektronische Feststellbremse auf, die eine Klemmkraft auf der Grundlage eines von dem Controller eingegebenen Bremsbefehls erzeugt.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0069571 , die am 03. Juni 2016 eingereicht wurde und deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme darauf in ihrer Gesamtheit zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein elektronisches Feststellbremsensystem für ein Fahrzeug und insbesondere auf ein elektronisches Feststellbremsensystem für ein Fahrzeug und auf ein Verfahren zum Antreiben des Systems, die in der Lage sind, das Fahrzeug anzuhalten, wenn die Betätigung einer Fahrzeugbetriebsbremse während des Fahrens des Fahrzeugs nicht möglich ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein elektronisches Feststellbremsensystem, das ein Feststellbremsensystem vom Seiltyp oder Drahttyp verbessert, ist bis heute verwendet worden. Das elektronische Feststellbremsensystem ermittelt die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, die Drehung eines Motors und die Betätigung einer Bremse durch ein elektronisches Steuergerät (ECU; Electronic Control Unit), wenn das Fahrzeug anhält, wodurch bewirkt wird, dass die Bremse angetrieben wird. Infolgedessen gibt es, selbst wenn ein Fahrer die Bremse nicht betätigt, während das Fahrzeug anhält, keine Möglichkeit, dass die Bremse gelöst wird. In der Zwischenzeit wird dann, wenn das Fahrzeug beginnt zu fahren, die Bremse automatisch aus einem arretierten Zustand bloß durch das Drücken auf ein Gaspedal gelöst. Dadurch wird das Fahrzeug nicht rückwärts gerichtet verschoben, selbst wenn das Fahrzeug auf einer Schräge anfährt. Des Weiteren bewegt sich das Fahrzeug selbst dann, wenn ein heftiger Verkehrsstau vorliegt, nur dann vorwärts, wenn ein Fahrer die Geschwindigkeit erhöht. Folglich ist es nicht notwendig, dass der Fahrer häufig auf das Gaspedal drückt. Während des Fahrens des Fahrzeugs erfasst das ECU die Fahrzeuggeschwindigkeit und erkennt, dass sich das Fahrzeug gerade bewegt, so dass das elektronische Feststellbremsensystem nicht arbeitet, während das Fahrzeug fährt. Aber die elektronische Feststellbremse sollte die Funktion des Anhaltens des Fahrzeugs, das gerade fährt, für den Fall haben, dass die Betätigung der Betriebsbremse nicht möglich ist. Ein solches herkömmliches elektronisches Feststellbremsensystem ist insoweit problematisch, als ein Steuerwert durch wiederholte Experimente eingestellt wird, so dass viel Zeit und Geld benötigt werden, um den Steuerwert einzustellen.
[Dokument aus dem Stand der Technik]
[Patentdokument]

(Patentdokument 1) Koreanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 10-2010-0039641 (Electronic parking brake system and method of controlling the same; Elektronisches Feststellbremsensystem und Verfahren zum Steuern desselben)

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Feststellbremsensystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das elektronische Feststellbremsensystem einen Controller, der einen Bremsbefehl, der einen Steuerwert einer Feststellbremse einschließt, für das Verzögern des Fahrzeugs auf eine Zielverzögerung ausgibt; und eine elektronische Feststellbremse aufweist, die eine Klemmkraft auf der Grundlage des von dem Controller eingegebenen Bremsbefehls erzeugt, wobei der Controller eine Befehlsübertragungszeit steuert bzw. regelt, die benötigt wird, um den Bremsbefehl zu übertragen, wodurch die Klemmkraft bestimmt wird.
Die Befehlsübertragungszeit kann eine Zeit sein, während der der Bremsbefehl aufrecht erhalten werden kann, bis eine Fahrzeugverzögerung identisch zu der Zielverzögerung werden kann.
Die Befehlsübertragungszeit kann ermittelt werden, indem ein Differenzwert zwischen der Zielverzögerung und der Fahrzeugverzögerung und der Steuerwert multipliziert werden.
Eine Variation der Klemmkraft kann proportional zu der Befehlsübertragungszeit sein.
Der Steuerwert der elektronischen Feststellbremse kann unter Verwendung eines effektiven Radius einer Bremsscheibe, eines Radius eines Rads, eines Reibungskoeffizienten zwischen einem Bremsbelag und der Bremsscheibe und eines Reibungskoeffizienten zwischen einem Reifen und einer Straße erzeugt werden, und der Steuerwert der elektronischen Feststellbremse kann in dem Controller gespeichert werden.
Der Bremsbefehl, der von dem Controller ausgegeben wird, kann eines von einem Betätigen der Bremse, einem Lösen der Bremse und einem Stoppen der Bremse umfassen.
In dem Fall des Betätigens der Bremse kann eine Variation der Klemmkraft in einer positiven Richtung zunehmen, während die Befehlsübertragungszeit zunehmen kann, und in dem Fall des Lösens der Bremse kann eine Variation der Klemmkraft in einer negativen Richtung zunehmen, während die Befehlstübertragungszeit zunehmen kann.
Der Controller kann das Betätigen der Bremse anwenden, wenn das Fahrzeug auf die Zielverzögerung verzögert werden kann, er kann das Lösen der Bremse anwenden, wenn die Fahrzeugverzögerung reduziert werden kann, und er kann das Stoppen der Bremse anwenden, wenn die Fahrzeugverzögerung identisch zu der Zielverzögerung sein kann.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Antreiben eines elektronischen Feststellbremsensystems für ein Fahrzeug bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: das Erlangen eines Steuerwerts einer Feststellbremse für das Verzögern des Fahrzeugs auf eine Zielverzögerung; das Ermitteln eines Typs eines Bremsbefehls und einer Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls unter Verwendung eines Differenzwerts zwischen einer Fahrzeugverzögerung und der Zielverzögerung und des Steuerwerts; das Ausgeben des Bremsbefehls entsprechend dem Typ des Bremsbefehls und der Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls, die ermittelt worden sind; und das Erzeugen einer Klemmkraft in einer elektronischen Feststellbremse auf der Grundlage des Bremsbefehls.
Das Verfahren kann des Weiteren das Ausgeben des Bremsbefehls an die elektronische Feststellbremse umfassen, bis die Fahrzeugverzögerung durch das Steuern bzw. Regeln der Befehlsübertragungszeit identisch zu der Zielverzögerung werden kann.
Bei dem Ermitteln des Typs des Bremsbefehls kann dann, wenn die Zielverzögerung kleiner als die Fahrzeugverzögerung ist, dies als ein Befehl zum Lösen der Bremse ermittelt werden, und kann dann, wenn die Zielverzögerung größer als die Fahrzeugverzögerung ist, dies als ein Befehl zum Betätigen der Bremse ermittelt werden.
Bei dem Ermitteln der Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls kann die Zielverzögerung ermittelt werden, indem der Differenzwert der Fahrzeugverzögerung und der experimentell erhaltene Steuerwert multipliziert werden.
Das elektronische Feststellbremsensystem für das Fahrzeug und das Verfahren zum Antreiben des Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlauben es, dass der Steuerwert der elektronischen Feststellbremse in Abhängigkeit von den Charakteristiken des Fahrzeugs festgesetzt werden kann.
Des Weiteren erlauben es das elektronische Feststellbremsensystem für das Fahrzeug und das Verfahren zum Antreiben des Systems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass die Zeit und die Kosten, die für das Einstellen des Steuerwerts der elektronischen Feststellbremse benötigt werden, reduziert werden können.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Befehlsübertragungszeit durch einen Steuerwert, der die Charakteristiken des Fahrzeugs darstellt, und einen Differenzwert zwischen einer Zielverzögerung und einer Fahrzeugverzögerung zu erhalten. Die Fahrzeugverzögerung und die Zielverzögerung werden kontinuierlich über die Befehlsübertragungszeit kontrolliert, so dass die Fahrzeugverzögerung und die Zielverzögerung zu einer Zeit gemessen werden, an der ein Steuervorgang gestartet wird, ohne dass die Notwendigkeit besteht, eine Klemmkraft anzupassen, wodurch die elektronische Feststellbremse so gesteuert wird, dass die Zielverzögerung identisch zu der Fahrzeugverzögerung ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, klarer verstanden werden, wobei in den Zeichnungen:
1 eine Ansicht ist, die die Erzeugung einer Bremskraft durch eine elektronische Feststellbremse veranschaulicht;
2 eine Ansicht ist, die ein elektronisches Feststellbremsensystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 eine Ansicht ist, die experimentelle Daten bei einem realen Fahrzeug für das Ermitteln der Zeit veranschaulicht, die benötigt wird, um eine gewünschte Reduktion der Geschwindigkeit zu erzielen, indem eine Reibung zwischen einem Bremsbelag und einer Bremsscheibe bewirkt wird;
4 eine Ansicht ist, die Ergebnisse von dynamischen Bremsexperimenten unter Verwendung des elektronischen Feststellbremsensystems in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
5 eine Ansicht ist, die ein Verfahren zum Antreiben eines elektronischen Feststellbremsensystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
BESCHREIBUNG VON SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Es würde einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet klar sein, dass eine Vielfalt von Äquivalenten und Modifikationen der Ausführungsformen existieren, ohne dass von dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird.
Des Weiteren werden in den Zeichnungen Abschnitte, die sich nicht auf die vorliegende Erfindung beziehen, weggelassen werden, um die vorliegende Erfindung klarer zu erläutern. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sei angemerkt, dass gleiche Bezugszeichen durch die verschiedenen Zeichnungen hindurch verwendet werden, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
Es wird klar sein, dass dann, wenn auf ein Element als mit einem anderen Element „gekoppelt” oder „verbunden” Bezug genommen wird, dieses Element direkt mit dem anderen Element gekoppelt oder verbunden sein kann oder dass dazwischen liegende Elemente zwischen diesen vorhanden sein können. Wenn ein Element außerdem als eine Komponente „aufweisend” oder „einschließend” bezeichnet wird, so schließt dies eine andere Komponente nicht aus, sondern kann des Weiteren die andere Komponente einschließen, es sei denn, der Kontext gibt dies eindeutig anders an.
Es wird klar sein, dass dann, wenn ein Element als „auf” einem anderen Element befindlich bezeichnet wird, dieses sich direkt auf einem anderen Element befinden kann oder dazwischen liegende Elemente zwischen diesen vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu gibt es dann, wenn ein Element als „direkt auf” einem anderen Element befindlich bezeichnet wird, keine dazwischen liegenden Elemente zwischen diesen.
Es wird klar sein, dass, obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter, etc. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten bzw. Bauteile, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschrieben, diese aber nicht darauf beschränkt sind. Diese Begriffe dienen lediglich dazu, ein Element, eine Komponente bzw. ein Bauteil, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Element, einer anderen Komponente bzw. einem anderen Bauteil, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Deshalb könnte ein erstes Element, eine erste Komponente bzw. ein erstes Bauteil, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die unten erörtert werden, auch ein zweites Element, eine zweite Komponente bzw. ein zweites Bauteil, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt genannt werden, ohne dass von den Lehren der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
Die technischen Begriffe, die in der vorliegenden Patentspezifikation verwendet werden, sind so dargelegt, dass sie eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erwähnen, und sie sind nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu definieren. So, wie sie hier verwendet werden, sollen die Singularformen „ein”, ”eine” sowie „der”, „die”, „das” auch die Pluralformen einschließen, es sei denn, der Kontext gibt dies eindeutig anders an. In der vorliegenden Patentspezifikation soll der Begriff „einschließen” spezifische Eigenschaften, Bereiche, ganze Zahlen, Schritte, Vorgänge und Operationen, Elemente und/oder Komponenten bzw. Bauteile verkörpern, aber er soll nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von anderen Eigenschaften, Bereichen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen und Operationen, Elementen, Komponenten bzw. Bauteilen und/oder Gruppen ausschließen.
Räumlich bezogene Begriffe wie etwa „unterhalb”, „oberhalb” und dergleichen können hier zum Zwecke einer leichteren Beschreibung verwendet werden, um eine Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal bzw. zu anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie dies in den Figuren veranschaulicht ist. Es wird klar sein, dass die räumlich bezogenen Begriffe dazu gedacht sind, verschiedene Ausrichtungen der verwendeten oder betätigten Vorrichtung zusätzlich zu der Ausrichtung, die in den Zeichnungen dargestellt ist, einzuschließen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unterhalb” anderer Elemente oder Merkmale beschrieben sind, dann „oberhalb” der anderen Elemente oder Merkmale ausgerichtet sein. Deshalb kann der exemplarische Begriff „unterhalb” sowohl eine Ausrichtung von oberhalb als auch von unterhalb einschließen. Vorrichtungen können im Übrigen um 90 Grad gedreht werden oder sie können mit anderen Winkeln gedreht werden, und die räumlich bezogenen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden.
Soweit dies nicht anders definiert ist, haben alle Begriffe, einschließlich technische und wissenschaftliche Begriffe, die hier verwendet werden, die gleiche Bedeutung wie diese allgemein von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Erfindung gehört, verstanden wird. Es wird des Weiteren klar sein, dass Begriffe, wie etwa diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollen, dass sie eine Bedeutung haben, die konsistent mit ihrer Bedeutung in dem Kontext des relevanten Standes der Technik und der vorliegenden Offenbarung ist, und sie werden nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, es sei denn, dies ist hier ausdrücklich so definiert.
1 ist eine Ansicht, die die Erzeugung einer Bremskraft durch eine elektronische Feststellbremse veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 1 kommt dann, wenn ein elektronisches Feststellbremsensystem bzw. EFB-System angetrieben wird, während ein Fahrzeug gerade fährt, ein Bremsbelag 10 in Kontakt mit einer Bremsscheibe 20, wodurch eine Reibung bewirkt wird und dadurch eine Bremskraft erzeugt wird. Die Bremskraft kann durch eine Klemmkraft F_C, die eine Kraft des Bremsbelags 10 für das Festklemmen der Bremsscheibe 20 bedeutet, und eine Fahrzeugverzögerung α bestimmt werden.
Hier ist das dynamische Bremsen der EFB dazu gedacht, das Fahrzeug zu verzögern (Fahrzeugverzögerung α), indem die Klemmkraft F_C in dem fahrenden Fahrzeug unter Verwendung des EFB-Systems erzeugt wird.
Infolgedessen verwendet die vorliegende Erfindung eine Beziehung zwischen der Klemmkraft F_C und der Fahrzeugverzögerung α und nimmt die folgenden drei Punkte für den Zweck der Verzögerungssteuerung bzw. -regelung auf der Grundlage eines EFB-Modells an.

1. es tritt kein Schlupf zwischen einem Reifen und einer Straße auf.
2. der Kontakt zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe wird aufrecht erhalten.
3. das Fahrzeug wird gefahren.

2 ist eine Ansicht, die ein elektronisches Feststellbremsensystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 2 weist ein elektronisches Feststellbremsensystem 100 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Controller 110 und eine elektronische Feststellbremse 120 auf.
Der Controller 110 gibt einen Bremsbefehl an die elektronische Feststellbremse 120 über einen vorab festgelegten Zeitraum aus. Die elektronische Feststellbremse 120 erzeugt eine Klemmkraft F_C auf der Grundlage des von dem Controller 110 eingegebenen Bremsbefehls, um ein Fahrzeug 130 zu verzögern bzw. abzubremsen. Informationen über die Verzögerung des Fahrzeugs 130 werden zu dem Controller 110 zurückgeführt. Der Controller 110 hält die Klemmkraft F_C aufrecht, bis das Fahrzeug auf die Zielverzögerung verzögert worden ist.
In diesem Zusammenhang basieren der Bremsbefehl, der in dem Controller 110 erzeugt wird, und die Größe der Klemmkraft F_C auf den folgenden Gleichungen 1 bis 9.

Im Folgenden sind Konstante und Variable, die in den Gleichungen 1 bis 9 beschrieben werden, unter Bezugnahme auf die folgende Tabelle 1 definiert. [Tabelle 1]

F_c	Klemmkraft
F_b	Bremskraft
F_p	Reibungskraft zwischen Belag und Scheibe
R_w	Radradius
R_d	effektiver Radius
μ_p	Reibungskoeffizient zwischen Belag und Scheibe
μ_b	Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Straße
α	Fahrzeugverzögerung

Zuerst wird eine Kraft, die die Bremskraft erzeugt, das heißt eine Reibungskraft F_P zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe, durch die folgende Gleichung 1 dargestellt werden.
[Gleichung 1]

F_p = μ_pF_c

In der Gleichung 1 bezeichnet μ_p den Reibungskoeffizienten zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 20 und steht F_C für die Klemmkraft.
Die Reibungskraft zwischen dem Reifen und der Straße kann durch die folgende Gleichung 2 dargestellt werden.
[Gleichung 2]

F_b = μ_bW

In der Gleichung 2 bezeichnet F_b eine Bremskraft, bezeichnet μ_b einen Reibungskoeffizienten zwischen dem Reifen und der Straße und bezeichnet W eine Kraft, die vertikal auf die Bremsscheibe 20 einwirkt. In diesem Zusammenhang und unter der Annahme, dass es keinen Schlupf zwischen dem Reifen und der Straße gibt, ist die Fahrzeugverzögerung α gleich dem Reibungskoeffizienten μ_b zwischen dem Reifen und der Straße (α = μ_b), so dass die Bremskraft F_b durch die folgende Gleichung 3 dargestellt werden kann.
[Gleichung 3]

F_b = αW

In der Gleichung 3 steht α für die Fahrzeugverzögerung. Des Weiteren kann die Bildung eines Moments M_o in der Mitte des Reifens durch die folgenden Gleichungen 4 und 5 dargestellt werden.
[Gleichung 4]

ΣM_o = F_bR_w – F_pR_d

[Gleichung 5]

F_b = F_p × R_w/R_d

In den Gleichungen 4 und 5 bezeichnet R_d den effektiven Radius der Bremsscheibe 20, bezeichnet R_w den Radradius, bezeichnet F_b die Bremskraft und bezeichnet F_p die Reibungskraft zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 20.
Wenn die Gleichung 3 durch die Gleichung 5 ersetzt wird, kann die Klemmkraft F_C wie in der folgenden Gleichung 6, nämlich der Gleichung für die Verzögerung, ausgedrückt werden. [Gleichung 6]
Da das Fahrzeug 130 durch die Klemmkraft F_C verzögert wird, ist die Eingabe die Klemmkraft F_C and und ist die Ausgabe die Verzögerung in Bezug auf das Fahrzeug 130. Hier kann der Bremsbefehl ein Betätigen der Bremse, ein Lösen der Bremse und ein Stoppen der Bremse umfassen, und der Bremsbefehl wird in die Klemmkraft F_C umgewandelt. Da eine Variation der Klemmkraft F_C proportional zu der Befehlsübertragungszeit t des Bremsbefehls ist, kann diese durch die folgende Gleichung 7 dargestellt werden.
[Gleichung 7]

ΔF_c = K_tt

Wenn die oben erwähnte Gleichung 6 in die folgende Gleichung 8 umgewandelt wird und die Gleichung 7 durch die Gleichung 8 ersetzt wird, können Gleichungen für den Bremsbefehl und die Verzögerung wie in der folgenden Gleichung 9 erhalten werden. [Gleichung 8]
[Gleichung 9]
In den Gleichungen 8 und 9 bezeichnet R_d den effektiven Radius der Bremsscheibe 20, bezeichnet R_w den Radradius, bezeichnet μ_p den Reibungskoeffizienten zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 20 und steht Kt für eine proportionale Konstante. In der vorliegenden Erfindung wird das elektronische Feststellbremsen-(EFB)-Modell für das dynamische Bremsen unter Verwendung der Gleichung 9 geschaffen, die eine Beziehung zwischen dem Bremsbefehl und der Verzögerung definiert.
Um die Befehlsübertragungszeit t zu berechnen, wenn der Bremsbefehl in dem elektronischen Feststellbremsen-(EFB)-Modell übertragen wird, sollten ein Gewicht, das auf das Rad des Fahrzeugs 130 einwirkt, die Reibungskraft F_p zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 20 und Faktoren (z. B. der Luftwiderstand), die in den Gleichungen 1 bis 9 nicht reflektiert sind, berücksichtigt werden. Aber da es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Beschränkung dahingehend gibt, praktisch alle Faktoren zu reflektieren, werden Konstante, die an das elektronische Feststellbremsen-(EFB)-Modell angelegt werden, auf der Grundlage von Gleichungen berechnet.
In der oben erwähnten Gleichung 9 ist folglich
die Konstante. Diese wird durch die Konstante K_e ersetzt, und dann kann der Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse durch die Gleichung 10 dargestellt werden.
[Gleichung 10]

t = K_eΔα

In der oben erwähnten Gleichung 10 ist der Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse ein Wert, der in die Konstante umgewandelt wird, die den effektiven Radius Rd der Bremsscheibe 20, den Radradius Rw, den Reibungskoeffizienten μp zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 20, den Reibungskoeffizienten μb zwischen dem Reifen und der Straße und die proportionale Konstante Kt berücksichtigt. Das heißt, der Steuerwert K_e kann ein konstanter Wert sein, der die Charakteristiken des Fahrzeugs repräsentiert. Aber der Steuerwert K_e kann durch Experimente ohne Informationen über das Fahrzeug erhalten werden. Des Weiteren ist Δα ein Wert, der durch das Subtrahieren der Fahrzeugverzögerung von der Zielverzögerung erhalten wird, und die Zielverzögerung steht für die Verzögerung, die erreicht werden soll, um das Fahrzeug zu bremsen. Die Befehlsübertragungszeit t kann die Dauer des Bremsbefehls bedeuten, die benötigt wird, bis die Fahrzeugverzögerung identisch zu der Zielverzögerung ist. Die Befehlsübertragungszeit t kann durch das Multiplizieren des Differenzwerts Δα zwischen der Zielverzögerung und der Fahrzeugverzögerung und des Steuerwerts K_e ermittelt werden.
3 ist eine Ansicht, die experimentelle Daten bei einem realen Fahrzeug für das Ermitteln der Zeit veranschaulicht, die benötigt wird, um eine Zielverzögerung zu erreichen, indem eine Reibung zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe bewirkt wird.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 werden in dem Bremsbefehl der elektronischen Feststellbremse EFB die folgenden Gleichungen erfüllt: Betätigen(t) = +K_eΔα und Lösen(t) = –K_eΔα. Infolgedessen kann man sehen, dass die Übertragungszeit des Bremsbefehls, der den Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse einschließt, proportional zu der Verzögerung des Fahrzeugs 130 ist
[Gleichung 11]

Betätigen(t) = +K_eΔα
Lösen(t) = –K_eΔα

Deshalb kann der Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse, wie in der folgenden Gleichung 12, durch die Übertragungszeit des Bremsbefehls für eine Zunahme oder eine Reduzierung der Verzögerung dargestellt werden. Das heißt, um die Zielverzögerung zu erlangen, kann, nachdem der Controller 110 den Bremsbefehl erzeugt, ermittelt werden, wie lange der erzeugte Bremsbefehl zu der elektronischen Feststellbremse 120 übertragen wird. In diesem Zusammenhang wird der Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse entsprechend jedem von Fahrzeugen erzeugt, die in Massen hergestellt werden, und wird dann in dem Controller 110 gespeichert.
[Gleichung 12]

K_e = Betätigen(t) / Δα oder K_e = – Lösen(t) / Δα

Unter Bezugnahme auf 3 kann der Bremsbefehl eines von dem Betätigen der Bremse, dem Lösen der Bremse und dem Stoppen der Bremse umfassen.
Um die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs 130 zu reduzieren, wird das Betätigen der Bremse der EFB angelegt. Im Gegensatz dazu kann man sehen, dass die Fahrtgeschwindigkeit zunimmt, wenn das Lösen der Bremse der EFB angelegt wird. Des Weiteren kann dann, wenn eine Differenz Δα zwischen der Verzögerung des Fahrzeugs 130 und der Zielverzögerung gleich „0” ist, der Bremsvorgang des EFB gestoppt werden. Dies wird durch die Gleichung 13 dargestellt werden.
[Gleichung 13]

wenn (α_d > α), dann [Betätigen(t) = K_e(α_d – α)]
wenn (α_d < α), dann [Lösen(t) = –K_e(α_d – α)]
wenn (α_d = α), dann [Stoppen]

In der oben erwähnten Gleichung 13 bezeichnet α_d die Zielverzögerung, bezeichnet α die aktuelle Verzögerung des Fahrzeugs 130. Das heißt, in dem Fall des Anlegens der Zielverzögerung überträgt der Controller 110 den Bremsbefehl, der den Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse einschließt, zu der elektronischen Feststellbremse 120, bis die aktuelle Verzögerung des Fahrzeugs 130 zu der Zielverzögerung wird. Des Weiteren bewirkt die elektronische Feststellbremse 120, dass die Klemmkraft, die auf dem Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse basiert, für eine Zeit (Befehlsübertragungszeit) erzeugt wird, während der der Bremsbefehl eingegeben wird. Das heißt, die elektronische Feststellbremse 120 bewirkt eine Reibung zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 20 und erzeugt eine Klemmkraft derart, dass die Verzögerung des Fahrzeugs 130 die Zielverzögerung erreicht, was zu einer Verzögerung des Fahrzeugs 130 führt. Folglich kann der Controller 110 die Klemmkraft durch das Steuern bzw. Regeln der Befehlsübertragungszeit steuern bzw. regeln, und die Variation der Klemmkraft kann proportional zu der Befehlsübertragungszeit sein.
In dem Fall des Betätigens der Bremse kann, während die Befehlsübertragungszeit t zunimmt, die Variation der Klemmkraft in der positiven Richtung zunehmen. Das heißt, in dem Fall des Betätigens der Bremse kann, während die Befehlsübertragungszeit t zunimmt, die Variation in der Zunahme der Klemmkraft zunehmen. In dem Fall des Lösens der Bremse kann, während die Befehlsübertragungszeit t zunimmt, die Variation der Klemmkraft in der negativen Richtung zunehmen. Das heißt, in dem Fall des Lösens der Bremse kann, während die Befehlsübertragungszeit t zunimmt, die Variation in der Reduktion der Klemmkraft zunehmen.
4 ist eine Ansicht, die Ergebnisse von dynamischen Bremsexperimenten unter Verwendung des elektronischen Feststellbremsensystems in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 2 und 4 wird die elektronische Feststellbremse 120 durch den Controller 110 gesteuert, der auf der Grundlage der Gleichungen 12 und 13 betätigt wird, und die Ergebnisse von dynamischen Bremsexperimenten, die durch die Messung der Verzögerung des Fahrzeugs 130 erhalten worden sind, sind durch die graphische Darstellung gezeigt.
Unter den Bedingungen der dynamischen Bremsexperimente ist die Zielverzögerung auf 0,2 g festgesetzt. In dieser Hinsicht ist an einem Zeitpunkt, an dem das dynamische Bremsen startet, der Bremsbelag 10 von der Bremsscheibe 20 um einen vorbestimmten Abstand beabstandet, wodurch eine Differenz von 0,02 g zwischen der Zielverzögerung (0,2 g) und der durchschnittlichen Verzögerung (0,18 g) verursacht wird.
Die Differenz von 0,02 g zwischen der Zielverzögerung (0,2 g) und der durchschnittlichen Verzögerung (0,18 g) ist für die Leistung des Controllers 110 und der elektronischen Feststellbremse 120 irrelevant. Wie in 4 veranschaulicht ist, beginnt der Bremsbelag 10 an dem Zeitpunkt von etwa 29,6 Sekunden, in Kontakt mit der Bremsscheibe 20 zu kommen, und dann wird die Verzögerung von 0,2 g aufrecht erhalten.
Die Befehlsübertragungszeit und der Verzögerungsdifferenzwert Δa können durch die Experimente gemessen werden, und der Steuerwert K_e kann durch die Gleichung 12 berechnet werden. Das heißt, es ist möglich, den Steuerwert K_e ohne die Notwendigkeit des vorherigen Erkennens der Informationen über das Fahrzeug oder des Erlangens aller Informationen durch Messung zu berechnen. Dadurch ist es möglich, die Zeit und die Kosten zu reduzieren, die benötigt werden, um den Steuerwert der elektronischen Feststellbremse 120 einzustellen.
Das elektronische Feststellbremsensystem für das Fahrzeug und das Antriebsverfahren davon in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können den Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse jedes Fahrzeugs unter Verwendung von Gleichung 12 festsetzen. Somit wird der Steuerwert K_e der elektronischen Feststellbremse, der in Abhängigkeit von den Charakteristiken jedes Fahrzeugs erzeugt wird, in dem Controller 110 gespeichert, so dass es möglich ist, die Zeit und die Kosten, die für das Einstellen des Steuerwerts der elektronischen Feststellbremse 120 jedes Fahrzeugs benötigt werden, zu reduzieren.
Des Weiteren ist es in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, die Befehlsübertragungszeit durch den Steuerwert, der die Charakteristiken des Fahrzeugs darstellt, und den Differenzwert zwischen der Zielverzögerung und der Fahrzeugverzögerung zu erhalten. Die Fahrzeugverzögerung und die Zielverzögerung werden kontinuierlich durch die Befehlsübertragungszeit hindurch kontrolliert. Somit werden die Fahrzeugverzögerung und die Zielverzögerung zu der Zeit gemessen, an der die Steuerung startet, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Klemmkraft anzupassen, so dass es möglich ist, die elektronische Feststellbremse derart zu steuern, dass die Zielverzögerung identisch zu der Fahrzeugverzögerung ist.
5 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Antreiben eines elektronischen Feststellbremsensystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 2 und 5 wird im Schritt S10 festgestellt, ob die Zielverzögerung α_d größer als die Fahrzeugverzögerung α ist (α_d > α). Das heißt, der Controller 110 kann den Typ des Bremsbefehls ermitteln, indem er die Zielverzögerung α_d mit der Fahrzeugverzögerung α vergleicht. Hier kann der Steuerwert K_e in dem Controller 110 gespeichert sein. Des Weiteren kann der Controller 110 die Befehlsübertragungszeit t durch den Differenzwert Δα zwischen der Zielverzögerung α_d und der Fahrzeugverzögerung α und den Steuerwert K_e ermitteln. Wenn im Schritt S10 festgestellt wird, dass die Zielverzögerung α_d größer als die Fahrzeugverzögerung α ist, dann sendet der Controller 110 den Befehl des Betätigens der Bremse an die elektronische Feststellbremse 120 in dem Schritt S20. Der Controller 110 kann den Bremsbefehl zu der Feststellbremse 120 entsprechend dem Typ des Bremsbefehls und der Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls, die ermittelt worden sind, übertragen.
Das Fahrzeug wird in der elektronischen Feststellbremse 120 durch den Befehl des Betätigens der Bremse in dem Schritt S30 gebremst. An diesem Zeitpunkt kann die Bremskraft für 100 ms erzeugt werden.
Wenn andererseits im Schritt S10 festgestellt wird, dass die Zielverzögerung α_d nicht größer als die Fahrzeugverzögerung α ist, dann wird im Schritt S40 ermittelt, dass die Zielverzögerung α_d kleiner als die Fahrzeugverzögerung α ist (α_d < α).
Wenn im Schritt S40 festgestellt wird, dass die Zielverzögerung α_d kleiner als die Fahrzeugverzögerung α ist, dann sendet der Controller 110 den Befehl des Lösens der Bremse an die elektronische Feststellbremse 120 in dem Schritt S50.
Wenn die Zielverzögerung α_d andererseits nicht kleiner als die Fahrzeugverzögerung α ist, dann wird das Fahrzeug in der elektronischen Feststellbremse 120 durch den Befehl des Betätigens der Bremse bei dem Schritt S30 gebremst.
Nachdem der Befehl des Betätigens der Bremse oder der Befehl des Lösens der Bremse übertragen worden ist, wird in dem Schritt S60 festgestellt, ob das Fahrzeug anhält. Wenn das Fahrzeug durch die Zielverzögerung anhält, ist das Antreiben des elektronischen Feststellbremsensystems vollendet. In der Zwischenzeit werden, falls das Fahrzeug nicht angehalten wird, Schritte nach dem Schritt S10 wiederholt durchgeführt, bis das Fahrzeug angehalten bzw. gestoppt wird.
Das elektronische Feststellbremsensystem für das Fahrzeug und das Verfahren zum Antreiben des Systems in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlauben es, dass der Steuerwert der elektronischen Feststellbremse in Abhängigkeit von den Charakteristiken des Fahrzeugs festgesetzt werden kann. Des Weiteren ist es möglich, die Zeit und die Kosten, die für das Einstellen des Steuerwerts der elektronischen Feststellbremse benötigt werden, zu reduzieren.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf die spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abgewichen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2016-0069571 [0001]
KR 10-2010-0039641 [0004]

Claims

Elektronisches Feststellbremsensystem für ein Fahrzeug, wobei das elektronische Feststellbremsensystem Folgendes aufweist: einen Controller, der dafür konfiguriert ist, einen Bremsbefehl, der einen Steuerwert einer Feststellbremse einschließt, zum Verzögern des Fahrzeugs auf eine Zielverzögerung auszugeben; und eine elektronische Feststellbremse, die dafür konfiguriert ist, eine Klemmkraft auf der Grundlage des von dem Controller eingegebenen Bremsbefehls zu erzeugen, wobei der Controller eine Befehlsübertragungszeit, die benötigt wird, um den Bremsbefehl zu übertragen, steuert bzw. regelt, wodurch er die Klemmkraft bestimmt.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 1, wobei die Befehlsübertragungszeit eine Zeit ist, während der der Bremsbefehl aufrecht erhalten wird, bis eine Fahrzeugverzögerung identisch zu der Zielverzögerung wird.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 1, wobei die Befehlsübertragungszeit durch das Multiplizieren eines Differenzwerts zwischen der Zielverzögerung und der Fahrzeugverzögerung und des Steuerwerts ermittelt wird.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 1, wobei eine Variation der Klemmkraft proportional zu der Befehlsübertragungszeit ist.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 1, wobei der Steuerwert der elektronischen Feststellbremse unter Verwendung eines effektiven Radius einer Bremsscheibe, eines Radius eines Rads, eines Reibungskoeffizienten zwischen einem Bremsbelag und der Bremsscheibe und eines Reibungskoeffizienten zwischen einem Reifen und einer Straße erzeugt wird, und wobei der Steuerwert der elektronischen Feststellbremse in dem Controller gespeichert wird.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 1, wobei der Bremsbefehl, der von dem Controller ausgegeben wird, eines von einem Betätigen der Bremse, einem Lösen der Bremse oder einem Stoppen der Bremse einschließt.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 6, wobei in dem Fall des Betätigens der Bremse eine Variation der Klemmkraft in einer positiven Richtung zunimmt, während die Befehlsübertragungszeit zunimmt, und wobei in dem Fall des Lösens der Bremse eine Variation der Klemmkraft in einer negativen Richtung zunimmt, während die Befehlsübertragungszeit zunimmt.
Elektronisches Feststellbremsensystem nach Anspruch 6, wobei der Controller das Betätigen der Bremse anlegt, wenn das Fahrzeug auf die Zielverzögerung verzögert wird, das Lösen der Bremse anlegt, wenn die Fahrzeugverzögerung reduziert wird, und das Stoppen der Bremse anlegt, wenn die Fahrzeugverzögerung identisch zu der Zielverzögerung ist.
Verfahren zum Antreiben eines elektronischen Feststellbremsensystems für ein Fahrzeug, das die folgenden Schritte umfasst: Erlangen eines Steuerwerts einer Feststellbremse für das Verzögern des Fahrzeugs auf eine Zielverzögerung; Ermitteln eines Typs eines Bremsbefehls und einer Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls unter Verwendung eines Differenzwerts zwischen einer Fahrzeugverzögerung und der Zielverzögerung und des Steuerwerts; Ausgeben des Bremsbefehls entsprechend dem Typ des Bremsbefehls und der Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls, die ermittelt worden sind; und Erzeugen einer Klemmkraft in einer elektronischen Feststellbremse auf der Grundlage des Bremsbefehls.
Verfahren nach Anspruch 9, das des Weiteren den folgenden Schritt umfasst: Ausgeben des Bremsbefehls an die elektronische Feststellbremse, bis durch das Steuern bzw. Regeln der Befehlsübertragungszeit die Fahrzeugverzögerung identisch zu der Zielverzögerung wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei bei dem Ermitteln des Typs des Bremsbefehls dann, wenn die Zielverzögerung kleiner als die Fahrzeugverzögerung ist, dieses als ein Befehl zum Lösen der Bremse ermittelt wird, und dann, wenn die Zielverzögerung größer als die Fahrzeugverzögerung ist, dieses als ein Befehl zum Betätigen der Bremse ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei bei dem Ermitteln der Befehlsübertragungszeit des Bremsbefehls die Zielverzögerung durch das Multiplizieren des Differenzwerts der Fahrzeugverzögerung und des experimentell erhaltenen Steuerwerts ermittelt wird.