DE102017202361A1 - Method for operating a brake system and brake system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Fahrerbremswunscherfassung (PSoll) in einer Bremsanlage, welche umfasst
• wenigstens zwei elektrisch betätigbare Radbremsen (42-48);
• einen Simulator (14) zur Simulation eines konventionellen Bremspedalgefühls;
• ein Bremspedal (6) zur Betätigung des Simulators (14);
• einen Pedalwegsensor zur Messung des Pedalweges (XPedal) des Bremspedals (6), wobei zur Erfassung des Fahrerbremswunsches (PSoll) der Pedalweg (XPedal) verwendet wird, und wobei die Pedalfußkraft (FPedal) gemessen wird und bei der Erfassung des Fahrerbremswunsches (PSoll, FSP) verwendet wird, und wobei die Fahrerbremswunscherfassung die Bestimmung einer Fahrerbremsanforderung (PSoll, FWE) umfasst, wobei die Fahrerbremswunscherfassung gegeben ist durch das Maximum der Fahrerbremsanforderung (PSoll, FWE) und wenigstens einer Zusatzbremsanforderung (PSoll,F_func1, PSoll,F_func2).
Method for driver brake request detection (P setpoint ) in a brake system, which comprises
• at least two electrically actuated wheel brakes (42-48);
A simulator (14) for simulating a conventional brake pedal feel;
• a brake pedal (6) for operating the simulator (14);
A pedal travel sensor for measuring the pedal travel (X pedal ) of the brake pedal (6), wherein the pedal travel (X pedal ) is used to detect the driver braking request (P target ), and the pedal foot force (F pedal ) is measured and when detecting the Driver braking request (P Soll , F SP ) is used, and wherein the driver brake request detection comprises the determination of a driver brake request (P Soll, FWE ), wherein the driver brake request detection is given by the maximum of the driver brake request (P Soll, FWE ) and at least one additional brake request (P Soll , F_func1 , P setpoint, F_func2 ).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerbremswunscherfassung in einer Bremsanlage, welche umfasst wenigstens zwei elektrisch betätigbare Radbremsen, einen Simulator zur Simulation eines konventionellen Bremspedalgefühls, ein Bremspedal zur Betätigung des Simulators, einen Pedalwegsensor zur Messung des Pedalweges des Bremspedals, wobei zur Erfassung des Fahrerbremswunsches der Pedalweg verwendet wird, und wobei die Pedalfußkraft gemessen wird und bei der Erfassung des Fahrerbremswunsches verwendet wird, und wobei die Fahrerbremswunscherfassung die Bestimmung einer Fahrerbremsanforderung umfasst. Sie betrifft weiterhin eine Bremsanlage.The invention relates to a method for driver braking request detection in a brake system, which comprises at least two electrically actuated wheel brakes, a simulator for simulating a conventional brake pedal feeling, a brake pedal for operating the simulator, a pedal travel sensor for measuring the pedal travel of the brake pedal, wherein for detecting the driver's brake request of the pedal travel and wherein the pedal foot force is measured and used in detecting the driver brake request, and wherein the driver brake request detection comprises determining a driver brake request. It also relates to a brake system.
In der Kraftfahrzeugtechnik finden „Brake-by-Wire“-Bremsanlagen eine immer größere Verbreitung. Derartige Bremsanlagen umfassen oftmals neben einem durch den Fahrzeugführer betätigbaren Hauptbremszylinder eine elektrisch („by-Wire“) ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, mittels welcher in der Betriebsart „Brake-by-Wire“ eine Betätigung der Radbremsen stattfindet.In automotive engineering, brake-by-wire brake systems are becoming increasingly widespread. Such brake systems often comprise, in addition to an actuatable by the driver master cylinder an electrically ("by-wire") controllable pressure supply device by means of which in the operating mode "brake-by-wire" takes place an actuation of the wheel brakes.
Bei diesen Bremssystemen, insbesondere elektrohydraulischen Bremssystemen mit der Betriebsart „Brake-by-Wire“, ist der Fahrer von dem direkten Zugriff auf die Bremsen entkoppelt. Bei Betätigung des Pedals werden gewöhnlich eine Pedalentkopplungseinheit und ein Simulator betätigt, wobei durch eine Sensorik der Bremswunsch des Fahrers erfasst wird. Der Pedalsimulator dient dazu, dem Fahrer ein möglichst vertrautes Bremspedalgefühl zu vermitteln. Der erfasste Bremswunsch führt zu der Bestimmung eines Sollbremsmomentes, woraus dann der Sollbremsdruck für die Bremsen ermittelt wird. Der Bremsdruck wird dann aktiv von einer Druckbereitstellungseinrichtung in den Bremsen aufgebaut.In these brake systems, in particular electro-hydraulic brake systems with the "brake-by-wire" mode, the driver is decoupled from the direct access to the brakes. Upon actuation of the pedal usually a pedal decoupling unit and a simulator are operated, which is detected by a sensor, the braking request of the driver. The pedal simulator serves to give the driver as familiar a brake pedal feel as possible. The detected braking request leads to the determination of a desired braking torque, from which then the target brake pressure for the brakes is determined. The brake pressure is then actively built up by a pressure-providing device in the brakes.
Das tatsächliche Bremsen erfolgt also durch aktiven Druckaufbau in den Bremskreisen mit Hilfe einer Druckbereitstellungseinrichtung, die von einer Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird. Durch die hydraulische Entkopplung der Bremspedalbetätigung von dem Druckaufbau lassen sich in derartigen Bremssystemen viele Funktionalitäten wie ABS, ESC, TCS, Hanganfahrhilfe etc. für den Fahrer komfortabel verwirklichen.The actual braking thus takes place by active pressure build-up in the brake circuits with the aid of a pressure supply device, which is controlled by a control and regulation unit. As a result of the hydraulic decoupling of the brake pedal actuation from the pressure build-up, many functionalities such as ABS, ESC, TCS, hill-start assist etc. can be comfortably realized for the driver in such brake systems.
Die Druckbereitstellungseinrichtung in oben beschriebenen Bremssystemen wird auch als Aktuator bzw. hydraulischer Aktuator bezeichnet. Insbesondere werden Aktuatoren als Linearaktuatoren ausgebildet, bei denen zum Druckaufbau ein Kolben axial in einen hydraulischen Druckraum verschoben wird, der in Reihe mit einem Rotations-Translationsgetriebe gebaut ist. Der Winkel der Motorwelle eines Elektromotors wird durch das Rotations-Translationsgetriebe in eine axiale Verschiebung des Kolbens umgewandelt.The pressure-providing device in brake systems described above is also referred to as an actuator or hydraulic actuator. In particular, actuators are designed as linear actuators in which a piston is axially displaced into a hydraulic pressure chamber to build up pressure, which is built in series with a rotational-translation gear. The angle of the motor shaft of an electric motor is converted by the rotation-translation gear in an axial displacement of the piston.
Aus der
In derartigen Bremssystemen ist gewöhnlich eine mechanische bzw. hydraulische Rückfallebene vorgesehen, durch die der Fahrer durch Muskelkraft bei Betätigung des Bremspedals das Fahrzeug abbremsen bzw. zum Stehen bringen kann, wenn die „By-Wire“-Betriebsart ausfällt oder gestört ist. Während im Normalbetrieb durch eine Pedalentkopplungseinheit die oben beschriebene hydraulische Entkopplung zwischen Bremspedalbetätigung und Bremsdruckaufbau erfolgt, wird in der Rückfallebene diese Entkopplung aufgehoben, so dass der Fahrer direkt Bremsmittel in die Bremskreise verschieben kann. In die Rückfallebene wird geschaltet, wenn mit Hilfe der Druckbereitstellungseinrichtung kein Druckaufbau mehr möglich ist.In such brake systems, a mechanical or hydraulic fallback stage is usually provided, by means of which the driver can decelerate or stop the vehicle by muscular force when the brake pedal is actuated, if the "by-wire" mode of operation fails or is disturbed. While in normal operation by a pedal decoupling unit, the above-described hydraulic decoupling between brake pedal operation and brake pressure build-up, this decoupling is canceled in the fallback so that the driver can move brake means directly into the brake circuits. In the fallback level is switched when with the help of the pressure supply device no pressure build-up is possible.
Im Normalbetrieb betätigt bei einer derartigen Fremdkraftbremsanlage der Fahrer einen Pedalsimulator, wobei diese Pedalbetätigung durch Pedalsensoren erfasst wird und ein entsprechender Drucksollwert für den Linearaktuator zu Betätigung der Radbremsen ermittelt wird. Eine Bewegung des Linearaktuators aus seiner Ruhelage nach vorn in den Druckraum hinein verschiebt Bremsflüssigkeitsvolumen vom Linearaktuator über die geöffneten Ventile in die Radbremsen und bewirkt somit einen Druckaufbau. Im umgekehrten Fall führt die Bewegung des Linearaktuators zurück in Richtung seiner Ruhelage zu einem Druckabbau in den Radbremsen. Die Einstellung eines geforderten Systemdruckes erfolgt mit Hilfe eines geeigneten Druckreglers bzw. eines geeigneten Druckregelsystems, bei dem beispielsweise dem Druckregler ein Drehzahlregler unterlagert ist. Zur bedarfsweisen und präzisen Einstellung der geforderten Drücke ist im Bremssystem eine Druck-Volumen-Kennlinie hinterlegt, die das Verhältnis von Volumen und Druck abbildet, so dass zu jedem Volumen der zugehörige Druck ermittelt werden kann und umgekehrt.In normal operation, the driver actuates a pedal simulator in such an external power brake system, wherein this pedal operation is detected by pedal sensors and a corresponding pressure setpoint for the linear actuator is determined to actuate the wheel brakes. A movement of the linear actuator from its rest position forward into the pressure chamber displaces brake fluid volume from the linear actuator via the open valves in the wheel brakes and thus causes a pressure build-up. In the opposite case, the movement of the linear actuator back in the direction of its rest position leads to a pressure reduction in the wheel brakes. The setting of a required system pressure is carried out with the aid of a suitable pressure regulator or a suitable pressure control system in which, for example, a speed controller is subordinate to the pressure regulator. To demand and precise adjustment of the required pressures in the brake system is a Pressure-volume curve deposited, which represents the ratio of volume and pressure, so that for each volume of the associated pressure can be determined and vice versa.
Bei der Betätigung des Bremspedals zur Anforderung eines Bremsdruckes ist der Fahrer nicht mehr direkt mit der Bremsanlage verbunden, sondern betätigt einen Pedalsimulator, der eine geeignete Pedalcharakteristik aufweist, sodass dem Fahrer eine ausreichend genaue Dosierung des angeforderten Bremswunsches ermöglicht wird. Diese Pedalbetätigung wird durch Pedalsensoren erfasst und hieraus ein dem Bremswunsch des Fahrers entsprechender Drucksollwert für den Linearaktuator zu Betätigung der Radbremsen ermittelt. Erfasst werden hierzu üblicherweise die Pedalposition XPedal sowie der, durch die vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft, im Simulator erzeugte Druck mittels eines Drucksensors (PSimulator), wobei aus Gründen der Sicherheit die Pedalposition und ggf. auch der Simulatordruck redundant ermittelt werden. Somit stehen für die Fahrerwunscherfassung zwei physikalisch voneinander unabhängige Informationen für die, den Fahrerbremswunsch repräsentierende Fahrerbetätigung zur Sollwertgenerierung der erforderlichen Bremskraftverstärkung mittels des Linearaktuators, zur Verfügung. Ergebnis und Ausgangsgröße einer in der Steuer- und Regeleinheit bzw. ECU vorzusehenden Funktionseinheit „Fahrerwunscherfassung“ ist ein aufgrund der Fahrerpedalbetätigung ermittelter Sollwert für den Verstärkungsdruck (Solldruck im Linearaktuator).Upon actuation of the brake pedal to request a brake pressure, the driver is no longer directly connected to the brake system, but operates a pedal simulator having a suitable pedal characteristic, so that the driver is a sufficiently accurate dosage of the requested braking desired. This pedal operation is detected by pedal sensors and determined therefrom a desired braking request of the driver pressure setpoint for the linear actuator to actuate the wheel brakes. For this purpose, the pedal position X pedal and the pressure generated by the driver in the simulator are usually detected by means of a pressure sensor (P simulator ), the pedal position and possibly also the simulator pressure being determined redundantly for reasons of safety. Thus, for the driver request detection, two physically independent information are available for the driver actuation representing the driver brake request for the setpoint generation of the required brake force boost by means of the linear actuator. The result and output variable of a functional unit "driver request acquisition" to be provided in the control unit or ECU is a desired value for the boost pressure (target pressure in the linear actuator) determined on the basis of the driver pedal actuation.
Bei Vorliegen eines Bremswunsches verschiebt eine Bewegung des Linearaktuators aus seiner Ruhelage nach vorn Bremsflüssigkeitsvolumen vom Linearaktuator über die geöffneten Ventile in die Radbremsen und bewirkt somit einen Druckaufbau. Im umgekehrten Fall führt die Bewegung des Linearaktuators zurück in Richtung seiner Ruhelage zu einem Druckabbau in den Radbremsen. Aufgrund der konstruktionsbedingten Trägheit des Linearaktuators muss dieser zur Durchführung dieser Bewegung zunächst beschleunigt werden, so dass sich zwischen dem Stellen einer Druckanforderung aufgrund des erfassten Bremswunsches und deren Einstellung bzw. Umsetzung ein gewisser dynamischer Verzug ergibt. Dieser kann je nach Auslegung des Linearaktuators und Anforderung an die Dynamik des Bremsvorgangs erheblich sein. Insbesondere bei schnellen Pedalbetätigungen und den damit verbundenen hochdynamischen Druckanforderungen ist es daher wichtig, den Fahrerwunsch möglichst frühzeitig zu erfassen.In the presence of a braking request moves a movement of the linear actuator from its rest position forward brake fluid volume from the linear actuator on the open valves in the wheel brakes and thus causes a pressure build-up. In the opposite case, the movement of the linear actuator back in the direction of its rest position leads to a pressure reduction in the wheel brakes. Due to the design-related inertia of the linear actuator, it must first be accelerated to carry out this movement, so that there is a certain dynamic distortion between the placement of a pressure request on the basis of the detected braking request and its setting or implementation. This can be considerable depending on the design of the linear actuator and the demand on the dynamics of the braking process. Especially with fast pedal operations and the associated highly dynamic pressure requirements, it is therefore important to capture the driver's desire as early as possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem der Fahrerbremswunsch möglichst frühzeitig und präzise erfasst wird. Zudem soll eine Bremsanlage angegeben werden, die eine frühzeitige und präzise Fahrerbremswunscherfassung erlaubt.The invention is therefore based on the object of specifying a method with which the driver's braking request is detected as early and precisely as possible. In addition, a brake system should be specified, which allows early and precise driver braking request detection.
In Bezug auf das Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fahrerbremswunscherfassung gegeben ist durch das Maximum der Fahrerbremsanforderung und wenigstens einer Zusatzbremsanforderung.With regard to the method, this object is achieved in that the driver brake request detection is given by the maximum of the driver brake request and at least one additional brake request.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass im Brake-by-Wire-Modus die präzise und möglichst frühzeitige Erfassung des Fahrerbremswunsches sehr wichtig ist, um Bremsvorgänge mit aktivem Druckaufbau möglichst gut entsprechend dem Fahrerbremswunsch durchführen zu können. Insbesondere bei Notbremsungen ist eine frühzeitige Erfassung wichtig.The invention is based on the consideration that in brake-by-wire mode the precise and earliest possible detection of the driver's braking request is very important in order to be able to perform braking operations with active pressure build-up as well as possible in accordance with the driver's braking request. Especially with emergency braking early detection is important.
Wie nunmehr erkannt wurde, lässt sich der Fahrerbremswunsch möglichst früh und präzise erfassen, indem gemessen wird, wie stark der Fahrer auf das Bremspedal drückt bzw. wie stark er es betätigt. Das bedeutet, es wird die Fahrerpedalfußkraft gemessen. Insbesondere bei Simulatoren, die so ausgebildet sind, dass sie keine Erfassung eines Fahrer- oder Simulatordrucksignals ermöglichen, wie dies zum Beispiel bei einem mechanischen Pedalsimulator der Fall ist, bietet die Fahrerfußkraft ein nützliches Signal zur Erfassung des Bremswunsches, da ein Drucksignal nicht zur Verfügung steht. Durch die Berücksichtigung von Zusatzbremsanforderungen kann dabei schneller der Fahrerbremswunsch erfasst werden, beispielsweise indem das Ansprechverhalten des Bremspedals bzw. eine Betätigung des Bremspedals, die auf eine Notbremsung hindeuten könnte, durch eine Zusatzbremsanforderung parametrisiert werden. Diese Zusatzbremsanforderungen können auf vorteilhafte Weise der Tatsache Rechnungen tragen, dass die Pedalbetätigung durch den Fahrer zunächst im Signal eines Sensors, der die Pedalfußkraft misst, erkennbar ist.As has now been recognized, the driver's braking request can be detected as early and precisely as possible by measuring how much the driver presses on the brake pedal or how much he presses it. This means that the driver pedal force is measured. Particularly in simulators designed to not allow detection of a driver or simulator pressure signal, as is the case, for example, with a mechanical pedal simulator, the driver's foot force provides a useful signal for detecting the desired braking because a pressure signal is not available , By taking into account additional braking requirements, the driver's braking request can be detected more quickly, for example by parameterizing the response of the brake pedal or actuation of the brake pedal, which could indicate an emergency braking, by means of an additional braking request. These supplemental brake requirements may advantageously bear the fact that the pedal operation by the driver is initially recognizable in the signal of a sensor which measures the pedal foot force.
Eine erste Zusatzbremsanforderung wird bevorzugt auf einen Wert null gesetzt, sofern keine Druckanforderung erkannt wird und wird auf einen konstanten Wert gesetzt, sobald anhand des Pedalkraftsignals eine Pedalbetätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird.A first additional brake request is preferably set to a value of zero, if no pressure request is detected, and is set to a constant value as soon as a pedal actuation by the driver is reliably detected on the basis of the pedal force signal.
Die erste Zusatzbremsanforderung wird bevorzugt auf null gesetzt, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls anhand des Pedalweges keine Pedalbetätigung erkannt wird, eine maximale Anforderungszeit abgelaufen ist oder das Bremspedal wieder gelöst wird. Die Erkennung der Pedalbetätigung erfolgt in diesem Fall, wenn der Pedalweg einen vorgegebenen Pedalwegschwellenwert für eine vorgegebene Anzahl von Abtastschritten überschreitet. The first additional brake request is preferably set to zero if, during a predetermined time interval based on the pedal travel no pedal actuation is detected, a maximum request time has expired or the brake pedal is released again. The pedal operation is detected in this case when the pedal travel exceeds a predetermined pedal travel threshold for a predetermined number of sampling steps.
Bevorzugt wird eine zweite Zusatzbremsanforderung auf einen Wert null gesetzt, sofern keine Druckanforderung erkannt wird und wird auf einen konstanten Wert gesetzt, sobald anhand des Pedalkraftsignals eine Pedalbetätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird, die schneller ist als ein vorgegebener Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert. Ein sicheres Erkennen der Pedalbetätigung erfolgt bevorzugt dann, wenn während eines vorgegebenen Zeitraums die Pedalkraft größer ist als ein vorgegebener Pedalkraftschwellenwert, wobei dieser Pedalkraftschwellenwert so festgelegt ist, dass er nur bei den schnellen Pedalgeschwindigkeitswerten überschritten werden kann, die schneller als der erwähnte Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert sind.Preferably, a second supplemental brake request is set to a value of zero, unless a pressure request is detected, and is set to a constant value as soon as a pedal actuation by the driver which is faster than a predefined pedal speed threshold is reliably detected on the basis of the pedal force signal. A safe detection of the pedal operation is preferably performed when, during a predetermined period, the pedal force is greater than a predetermined pedal force threshold, said pedal force threshold being set to be exceeded only at the fast pedal speed values faster than the noted pedal speed threshold.
Diese mittels des Pedalkraftschwellenwertes repräsentierte Kraftschwelle wird bevorzugt so hoch gewählt, dass sie nur bei einer schnellen Pedalbetätigung überschritten werden kann, die dann zur Auslösung einer Notbremsung führt.This force threshold represented by means of the pedal force threshold value is preferably selected to be so high that it can only be exceeded in the event of a rapid pedal actuation, which then leads to the initiation of emergency braking.
Die zweite Zusatzbremsanforderungsfunktion wird bevorzugt auf null gesetzt, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls anhand des Pedalweges keine Pedalbetätigung erkannt wird oder eine maximale Anforderungszeit abgelaufen ist.The second additional brake request function is preferably set to zero when no pedal operation is detected or a maximum request time has elapsed during a predetermined time interval based on the pedal travel.
Die Fahrerbremsanforderung ist bevorzugt gegeben durch das Produkt eines Gewichtungsfaktors mit einer ersten Funktion, die abhängt von dem Pedalweg und/oder der Pedalgeschwindigkeit, und einem zweiten Beitrag, der gegeben ist durch das Produkt eines Gewichtungsfaktors mit einer Funktion, die von der Pedalkraft abhängt.The driver brake request is preferably given by the product of a weighting factor having a first function that depends on the pedal travel and / or the pedal speed, and a second contribution given by the product of a weighting factor having a function that depends on the pedaling force.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Bremsanlage elektrohydraulisch ausgebildet, wobei die Radbremsen hydraulisch ausgebildet sind, und wobei eine elektrohydraulische Druckbereitstellungseinrichtung zum Bremsdruckaufbau wenigstens einer Radbremse, bei der mit Hilfe eines Elektromotors ein Druckkolben in einen hydraulischen Druckraum verschiebbar ist.In a first preferred embodiment, the brake system is formed electro-hydraulically, wherein the wheel brakes are formed hydraulically, and wherein an electro-hydraulic pressure supply device for braking pressure buildup of at least one wheel brake, in which by means of an electric motor, a pressure piston in a hydraulic pressure chamber is displaceable.
Vorteilhafterweise weist in diesem Fall der Simulator eine hydraulische Simulatorkammer auf, in die bei Betätigung des Bremspedals Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder gefördert wird.Advantageously, in this case, the simulator on a hydraulic simulator chamber, in which upon actuation of the brake pedal pressure medium is conveyed from the master cylinder.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Bremsanlage elektromechanisch ausgebildet, wobei die Radbremsen als elektromechanische Radbremsen ausgebildet sind.In a further preferred embodiment, the brake system is formed electromechanically, wherein the wheel brakes are designed as electromechanical wheel brakes.
Vorteilhafterweise ist dabei der Simulator mechanisch ausgebildet. Das bedeutet, dass ein Drucksignal zur Erfassung des Fahrerbremswunsches nicht verfügbar ist. Daher stehen zur Erfassung des Fahrerbremswunsches das Pedalwegsignal und das Signal der Pedalfußkraft zur Verfügung.Advantageously, the simulator is mechanically formed. This means that a pressure signal for detecting the driver's braking request is not available. Therefore, the pedal travel signal and the pedal pedal force signal are available for detecting the driver's brake request.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren für eine Bremsanlage, welche sowohl hydraulische als auch elektromechanische Radbremsen umfasst. Beispielsweise kann ein Bremskreis hydraulisch, der andere Bremskreis elektromechanisch ausgebildet sein.The invention also includes a method for a brake system comprising both hydraulic and electromechanical wheel brakes. For example, a brake circuit can be hydraulically designed, the other brake circuit electromechanical.
Der Terminus „elektrisch betätigbare Radbremsen“ bezeichnet dabei bevorzugt, dass von einer Steuer- und Regeleinheit die entsprechende Radbremse zur Einstellung eines gewünschten Radbremsdruckes bzw. Radbremssolldruckes elektrisch angesteuert werden kann. Dies betrifft sowohl hydraulische als auch elektromechanische Radbremsen.The term "electrically actuable wheel brakes" preferably designates that the corresponding wheel brake for setting a desired wheel brake pressure or wheel brake target pressure can be electrically actuated by a control and regulation unit. This applies to both hydraulic and electromechanical wheel brakes.
Der Fahrerbremswunsch bzw. Druckanforderungen bezeichnen im Rahmen der Anmeldung bei einer elektrohydraulisch ausgebildeten Bremsanlage jeweils einen Solldruck bzw. eine Druckanforderung für einen Solldruck.The driver's braking request or pressure requirements designate in the context of the application in an electro-hydraulically designed brake system each have a desired pressure or a pressure request for a desired pressure.
Im Falle einer elektromechanisch ausgebildeten Bremsanlage bezeichnen der Fahrerbremswunsch bzw. die Druckanforderung eine Anforderung für die Zuspannkraft, mit der die Bremsbeläge an die Bremsscheibe angedrückt werden. Die Zuspannkraft, die zur Realisierung des Fahrerbremswunsches erforderlich ist, wird bevorzugt für die Vorderachse und die Hinterachse separat bestimmt.In the case of an electromechanically designed brake system, the driver's brake request or the pressure request designate a request for the application force with which the brake pads are pressed against the brake disk. The application force, which is necessary for the realization of the driver's brake request, is preferably determined separately for the front axle and the rear axle.
Dass die Pedalfußkraft verwendet wird umfasst insbesondere ihre Berücksichtigung bei der Berechnung des Fahrerbremswunsches. Sie ist gewissermaßen eine Eingangsgröße in einem Modul, welches den Fahrerbremswunsch berechnet. That the pedal foot force is used includes in particular their consideration in the calculation of the driver's brake request. It is in a sense an input variable in a module which calculates the driver's braking request.
Die Pedalfußkraft wird bevorzugt gemessen mit Hilfe eines Sensors bzw. Kraftelementes, welches beispielsweise an der Kolbenstange des Bremspedalmoduls installiert ist. Hierdurch wird, unter Berücksichtigung der Pedalübersetzung, die Kraft erfasst mit der der Fahrer über das Bremspedal den Pedalsimulator betätigt.The Pedalfußkraft is preferably measured by means of a sensor or force element, which is installed for example on the piston rod of the brake pedal module. As a result, taking into account the pedal ratio, the force is detected with the driver via the brake pedal actuates the pedal simulator.
Die Fahrerbremswunscherfassung umfasst bevorzugt die Bestimmung einer Fahrerbremsanforderung, in welcher der Pedalweg und die Pedalfußkraft verwendet werden.The driver brake request detection preferably includes the determination of a driver brake request in which the pedal travel and the pedal foot force are used.
In Bezug auf die Bremsanlage wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit Mitteln zur Darstellung eines oben beschriebenen Verfahrens. Insbesondere umfasst die Bremsanlage eine Steuer- und Regeleinheit, in der das Verfahren hardware- und/oder softwaremäßig implementiert ist.With regard to the brake system, the abovementioned object is achieved according to the invention by means of a method described above. In particular, the brake system comprises a control and regulation unit, in which the method is implemented in hardware and / or software.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Bremsanlage elektrohydraulisch ausgebildet mit wenigstens zwei, bevorzugt vier hydraulisch ausgebildeten Radbremsen.In a first preferred embodiment, the brake system is formed electro-hydraulically with at least two, preferably four hydraulically designed wheel brakes.
In einer zweiten Ausführungsform ist die Bremsanlage elektromechanisch ausgebildet mit wenigstens zwei elektromechanisch ausgebildeten Radbremsen.In a second embodiment, the brake system is electromechanically formed with at least two electromechanically designed wheel brakes.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch eine frühzeitige und präzise Erfassung des Fahrerbremswunsches im Zusammenhang mit Zusatzbremsanforderungen die Sicherheit des Fahrers erhöht wird.The advantages of the invention are, in particular, that the driver's safety is increased by an early and precise detection of the driver's braking request in connection with additional braking requirements.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
-
1 eine Bremsanlage in einer bevorzugten Ausführungsform; -
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer ersten bevorzugten Ausführungsform; und -
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform.
-
1 a brake system in a preferred embodiment; -
2 a flowchart of a method in a first preferred embodiment; and -
3 a flowchart of a method in a second preferred embodiment.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures.
In
Die nicht näher bezeichnete Druckmodulationseinrichtung umfasst beispielsgemäß hydraulisch betätigbare Radbremsen
Den Einlassventilen
Der Hauptbremszylinder
In der Druckausgleichsleitung
In den an die Druckräume
Die Simulationseinrichtung
Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung
Der durch die Kraftwirkung des Kolbens
Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum
In einer alternativen Ausführungsform weist das Bremssystem vier Radbremsen auf, bei denen jeweils in einem, bevorzugt schwimmenden, Bremssattel
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann anstelle einer Druckbereitstellungseinrichtung ein elektromechanischer Linearaktuator vorgesehen sein, bei dem die rotarische Bewegung der Motorwelle eines Elektromotors durch ein Rotations-Translationsgetriebe in eine translatorische Bewegung eines Kolbens, der direkt mit einem Bremsbelag verbunden ist, umgewandelt wird. Anstelle eines Bremsdruckes erfolgt bei dieser elektromechanischen Radbremse dann die Betätigung durch das Aufbringen einer vorgegebenen Zuspannkraft mit der die Bremsbeläge an die Bremsscheibe gedrückt werden. Die Bremsanlage umfasst dann bevorzugt zwei, besonders bevorzugt vier elektromechanische Radbremsen der geschilderten Art.In a further alternative embodiment, instead of a pressure supply device, an electromechanical linear actuator may be provided, in which the rotational movement of the motor shaft of an electric motor is converted by a rotational-translation gear into a translational movement of a piston which is directly connected to a brake pad. Instead of a brake pressure in this electromechanical wheel brake then the operation by applying a predetermined application force with the brake pads are pressed against the brake disc. The brake system then preferably comprises two, more preferably four electromechanical wheel brakes of the type described.
In der Steuer- und Regeleinheit
Ein Verfahren in einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist in
In einem Block
Hierbei bedeuten:
- PSoll, X: Pedalwegbasierter Solldruckanteil;
- PSoll, F: Pedalkraftbasierter Solldruckanteil;
- fX: Bremsdruck-Sollwertfunktion berechnet aufgrund von Pedalweg und ggf. Pedalgeschwindigkeit;
- fP: Bremsdruck-Sollwertfunktion berechnet aufgrund der Pedalkraft;
- λX, λP: Gewichtungsfaktoren (= 0...1) für fX bzw. fP
- P desired, X : pedal travel-based target pressure component;
- P target, F : pedal force-based target pressure component;
- f X : Brake pressure setpoint function calculated based on pedal travel and, if applicable, pedal speed;
- f P : Brake pressure setpoint function calculated based on pedal force;
- λ X , λ P : weighting factors (= 0 ... 1) for f X and f P, respectively
Die Gewichtungsfaktoren können beispielsweise dazu genutzt werden, um eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit VKfz abhängige Absenkung der Bremsdruckanforderung bei langsamer Fahrt vorzunehmen. Ein weiterer Anwendungsfall ist die verschieden starke Gewichtung der Solldruckanteile PSoll, X und PSoll, F z. B. in Abhängigkeit des Pedalweges. So kann beispielsweise erreicht werden, dass im Bereich kleiner Pedalwege der Sollbremsdruck PSoll, FWE im Wesentlichen aufgrund des Pedalweges ermittelt wird, während im Bereich großer Pedalwege der Sollbremsdruck PSoll, FWE überwiegend pedalkraftbasiert ermittelt wird. Die spezielle Definition und Parameterwahl für die Bremsdruckanforderung durch den Fahrer ist stark Fahrzeug- und Hersteller- und damit applikationsspezifisch.The weighting factors can be used, for example, to carry out a lowering of the brake pressure requirement at low speeds depending on the vehicle speed V Kfz . Another application is the different weighting of the target pressure components P target, X and P target, F z. B. depending on the pedal travel. Thus, it can be achieved, for example, that in the region of small pedal travel the desired brake pressure P Soll, FWE is determined essentially on the basis of the pedal travel, while in the region of large pedal travel the target brake pressure P Soll, FWE is predominantly determined based on pedaling force. The special definition and parameter selection for the brake pressure requirement by the driver is strongly vehicle and manufacturer-specific and thus application-specific.
Eine durch den Fahrer eingeleiteten Notbremsung durch eine schnelle Pedalbetätigung wird hier wesentlich anhand der Auswertung der Pedalantrittsgeschwindigkeit VPedal erkannt, die in Block
In einem Block
Während bei einer langsamen Betätigung des Bremspedals im Wesentlichen nur die statischen Kräfte der Pedalsimulatoreinheit (Federkraft, Reibungskraft) zu überwinden sind, ist bei einer schnellen Betätigung zusätzlich noch die Kraft zur Beschleunigung der Pedalsimulatoreinheit im Signal FPedal messbar, die sich durch eine je nach Betätigungsgeschwindigkeit stark ausgeprägte Kraftüberhöhung äußert.While in a slow operation of the brake pedal substantially only the static forces of the pedal simulator unit (spring force, frictional force) are overcome, the force for accelerating the pedal simulator unit in the signal F pedal is also measurable at a fast operation, which is characterized by a depending on the operating speed expresses pronounced power increase.
Zur Verbesserung des Ansprechverhaltens in der Normalbremsfunktion, insbesondere bei großen Bremsbelaglüftspielen, wird die Zusatzdruckanforderung PSoll, F_func1 vom Wert
Eine aktivierte Druckanforderung PSoll, F_func1 = P1 wird wieder zurückgenommen, wenn nach Ablauf einer Zeit T1 keine Pedalbetätigung im Wegsignal (XPedal > 0) festgestellt werden kann, eine maximale Anforderungszeit T2 abgelaufen ist oder das Bremspedal wieder gelöst wird. Die Festlegung von T2 erfolgt so, dass nach Ablauf dieser Zeit in jedem Fall eine Bremsdruckanforderung PSoll, FWE > 0 erwartet wird. Der bevorzugt konstante Druckwert P1 ist so festgelegt, dass er zu einem Überwinden des Belaglüftspiels und zum Anlegen der Beläge führt. Ein typischer Wert hierfür ist daher P1 = 1...2 bar.An activated pressure request P Soll, F_func1 = P 1 is withdrawn again if after a time T 1 no pedal actuation in the path signal (X pedal > 0) can be determined, a maximum request time T 2 has expired or the brake pedal is released again. The determination of T 2 is made so that after this time in each case a brake pressure request P target, FWE > 0 is expected. The preferably constant pressure value P 1 is set so that it leads to overcoming the pad clearance and applying the pads. A typical value for this is therefore P 1 = 1 ... 2 bar.
Zur Unterstützung und schnelleren Reaktion auf eine vom Fahrer durch eine schnelle Pedalbetätigung eingeleiteten Notbremsung wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Druckanforderung PSoll, F_func2 vom Wert
Eine aktivierte Druckanforderung PSoll, F_func2 = P2 = PSoll, Max wird wieder zurückgenommen, wenn nach Ablauf einer Zeit T3 keine Pedalbetätigung im Wegsignal (XPedal > 0) festgestellt werden kann oder eine maximale Anforderungszeit T4 abgelaufen ist. Die Festlegung von T4 erfolgt hierbei so, dass nach Ablauf dieser Zeit in jedem Fall eine durch Auswertung der Pedalantrittsgeschwindigkeit VPedal erkannte Notbremssituation durch Vorgabe von PSoll, FWE = PSoll, Max behandelt wurde. Nach Ablauf der Zeit T4 ist diese Funktion in jedem Fall inaktiv und erst dann wieder aktivierbar, wenn durch FPedal = 0 und XPedal = 0 der unbetätigte Zustand des Bremspedals festgestellt wurde.An activated pressure request P setpoint, F_func2 = P 2 = P setpoint, Max is withdrawn again if no pedal actuation in the path signal (X pedal > 0) can be ascertained or a maximum request time T 4 has elapsed after a time T 3 has elapsed. The determination of T 4 is carried out here so that after expiration of this time in each case a detected by evaluation of the pedal entry speed V Pedal emergency braking situation by specifying P Soll, FWE = P Soll, Max was treated. After expiration of the time T 4 , this function is in any case inactive and can only be activated again if the unactuated state of the brake pedal has been determined by F Pedal = 0 and X Pedal = 0.
Als weitere Deaktivierungsbedingung kann überwacht werden, ob vor Ablauf der Zeit T4 das Bremspedal wieder gelöst wird. Da aufgrund der oben angegebenen Festlegung der Wert von T4 relativ klein ist, dient diese Bedingung im Wesentlichen dazu, eine beispielsweise aufgrund von Störungen im Kraftsignal verursachte Fehlauslösung durch PSoll, F_func2 = PSoll, Max bereits vor Ablauf von T4 wieder zurückzunehmen.As a further deactivation condition can be monitored whether before the time T 4, the brake pedal is released again. As a result of the above determination of the value of T 4 is relatively small, this condition is essentially used, a false tripping caused, for example, due to disturbances in the power signal by P Soll, F_func2 = P Soll, Max withdraw again before the end of T. 4
Die beiden in
Aufgrund der Verknüpfung dieser drei Druckanforderungen durch eine Maximalwertbildung wirken die beiden Zusatzbremsanforderungen bei mittels des Signals FPedal erkannter Pedalbetätigung nur solange, bis die normale Fahrerwunscherfassung (PSoll, FWE) das für den resultierenden Bremswunsch (PSoll) bestimmende Signal ist. Während die Zusatzbremsanforderungen bei der Pedalbetätigung zu einer früheren Reaktion des Linearaktuators führen und damit zu einer Verbesserung des Ansprechverhaltens beitragen, sind sie beim Lösen des Pedals deaktiviert und haben den Wert
Bei einer Bremsanlage mit elektromechanischen Radbremsen ergibt sich für die jeweilige Radbremse der resultierende Sollwert für die Zuspannkraft FSp, mit der die Bremsbeläge an die Bremsscheibe angedrückt werden, aus dem so berechneten Bremswunsch PSoll (der in diesem Fall eine reine Rechengröße darstellt)durch Multiplikation mit einem Skalierungsfaktor ASC, wobei dieser Faktor ASC von der speziellen Ausführung und/oder Anordnung im Fahrzeug der elektromechanischen Radbremse abhängig ist:
In
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