DE102018202737A1 - Bremssystem mit einstellbarer Bremspedalcharakteristik - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einer elektronischen Steuereinheit und mit einem Bremspedal, dessen Pedalweg und/oder Pedalkraft von der Steuereinheit erfassbar ist, wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass abhängig von manuell oder automatisch erzeugten Parametern eine Bremspedalcharakteristik von mehreren vorgegebenen Bremspedalcharakteristiken aktivierbar ist, wobei die Bremspedalcharakteristiken über Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinien vorgebbar sind und zumindest in definierten Abschnitten zwischen einem ersten Extremum mit vergleichsweise kurzem Pedalweg bei vergleichsweise hoher Verzögerung und einem zweiten Extremum mit vergleichsweise langem Pedalweg bei vergleichsweise niedriger Verzögerung definiert sind.
Description
- Stand der Technik
- In aktuellen Fahrzeugen sind Systeme bekannt, die auf einen Fahrerwunsch hin die Fahrzeugcharakteristik anpassen können. Ein solches System ist in der Offenlegungsschrift
DE 10335057 A1 dargestellt. Diese beschreibt verschiedene Fahrzeugkomponenten, über welche die gefühlte Fahrzeugcharakteristik variiert werden kann. Dafür ausschlaggebend sind vor allem die Komponenten des Fahrwerkes und des Antriebsstranges. Im Bereich des Fahrwerkes kann beispielsweise die Charakteristik der Stoßdämpfer, der Wankstabilisierung und der Lenkung beeinflusst werden. Im Bereich des Antriebsstrangs werden insbesondere die Kennlinie des Fahrpedals und die Schaltcharakteristik von Automatik-Getrieben variiert. Dabei soll jede dieser Komponenten verschiedene Charakteristika (z. B. sportlich oder ökonomisch) haben, um eine quasi stufenlose Variation darstellen zu können. Die Ansteuerung der Systeme wird dabei über den Fahrer selbst umgesetzt. Dafür hat der Fahrer die Möglichkeit verschiedene Komponenten in einem Art „Equalizer“ anzusteuern und diese auf den individuellen Fahrerwunsch anzupassen. - Ein ähnliches System wird in der Offenlegungsschrift
EP 1355209 A1 beschrieben. Bei diesem System erfolgt eine Anpassung verschiedener Subsysteme auf Basis der aktuellen Fahrsituation. Zu diesen Subsystemen zählen unter anderen das Feder-Dämpfersystem, die Lenkung und das Bremssystem. Die Definition der aktuellen Fahrsituation erfolgt über den Fahrer selbst. Dafür werden zwei Bedienelemente vorgesehen. Über das erste Bedienelement wird die aktuell befahrene Fahrbahnoberfläche definiert. Eine Unterteilung erfolgt dabei z.B. zwischen verschiedenen Modi wie Autobahn, Landstraße, Stadtfahrt, Schnee/Eis, Gras oder Sand. Über das zweite Bedienelement kann der Fahrmodus eingestellt werden, welcher die aktuelle Art der Nutzung definiert. Dabei kann beispielhaft eine Unterteilung zwischen „Normal“, „Sport“ und „Economy“ vorgenommen werden. Abhängig von der jeweiligen Einstellungsauswahl werden die Charakteristika der oben genannten Subsysteme beeinflusst. So kann z.B. die vom Fahrer aufzubringende Bremskraft durch einen Bremskraftverstärker variiert werden. Dabei wird unterschieden zwischen einer höheren Bremspedalkraft mit linearem Verzögerungsaufbau, welche z.B. bei einer komfortbetonten Stadtfahrt gewünscht ist, und einer geringen Bremspedalkraft mit einem dynamischen Einsprungverhalten, wie sie auf kurvenreichen Landstraßen vorteilhaft ist. Würde zusätzlich dazu eine sportliche Fahrweise eingestellt werden, kann die nötige Bremspedalkraft mit einem noch weiter ausgeprägten Einsprungverhalten kombiniert werden. - Die Offenlegungsschrift
DE 102011001365 A1 beschreibt ein Bremssystem mit einer veränderbaren Kraft-Weg-Pedalkennlinie. Die Veränderung dieser Kennlinie erfolgt durch eine Steuereinrichtung, welche vom Fahrer betätigt wird. Mit Hilfe dieser Einrichtung, wird die gewünschte Kennlinie aus einer Menge an gespeicherten Kennlinien, abhängig von der Art der Bremsbetätigung, automatisch ausgewählt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den genannten und bekannten Systemen ein noch weiter gesteigertes Fahrerlebnis zu schaffen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, während in den abhängigen Ansprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
- Die Erfindung betrifft ein Bremssystem mit einer elektronischen Steuereinheit bzw. eine elektronische Steuereinheit für ein Bremssystem und ein Software-Funktionsmodul für eine elektronische Steuereinheit für ein Bremssystem. Das erfindungsgemäße Bremssystem umfasst ein Bremspedal, dessen Pedalweg und/oder Pedalkraft von der Steuereinheit erfassbar ist. Die Steuereinheit ist derart ausgestaltet, dass manuell oder automatisch eine Bremspedalcharakteristik von mehreren vorgegebenen Bremspedalcharakteristiken aktivierbar ist. Diese Bremspedalcharakteristiken sind über Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinien vorgebbar und zumindest in definierten Abschnitten zwischen einem ersten Extremum mit vergleichsweise kurzem Pedalweg bei vergleichsweise hoher Verzögerung und einem zweiten Extremum mit vergleichsweise langem Pedalweg bei vergleichsweise niedriger Verzögerung definiert.
- Erfindungsgemäß wird ein Bremspedal eingesetzt, welches ein individuell einstellbares Bremspedalgefühl darstellen kann. Die Anpassung der Bremspedalcharakteristik erfolgt dabei vorrangig über eine Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinie oder/und analog eine Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalkraft-Kennlinie. Bei der Anpassung der Bremspedalkennlinien wird grundsätzlich zwischen den beiden Extrema kurzer Pedalweg und hohe Verzögerung sowie langer Pedalweg und niedrige Verzögerung unterschieden. Zusätzlich kann insbesondere bei brake-by-wire Bremssystemen die Zuordnung Pedalkraft zu Pedalweg variiert werden. Analog zur Fahrzeugverzögerung kann beispielsweise auch der Radbremsdruck bzw. der Bremsleitungsdruck oder irgendeine andere dazu proportionale Größe verwendet werden.
- Wird ein vergleichsweise kurzer Pedalweg mit vergleichsweise hoher Pedalkraft und/oder Verzögerung eingestellt, ergibt sich ein vergleichsweise sportliches Bremspedalgefühl. Definierend für dieses Bremspedalgefühl bzw. für diese Bremspedalcharakteristik sind insbesondere folgende Parameter:
- - ausgeprägter Druckpunkt
- - vorwiegend kraftdosiert
- - vergleichsweise kurzer Ansprechweg
- - ausgeprägter Einsprung
- - vergleichsweise hohe Dynamik
- Wird ein vergleichsweise langer Pedalweg mit vergleichsweise niedriger Pedalkraft und/oder Verzögerung eingestellt, ergibt sich ein vergleichsweise komfortables Bremspedalgefühl. Definierend für dieses Bremspedalgefühl bzw. für diese Bremspedalcharakteristik sind insbesondere folgende Parameter:
- - weicher Druckpunkt
- - vorwiegend wegdosiert
- - bessere Dosierbarkeit im niedrigen Verzögerungsbereich
- - geringere Akustik
- - vergleichsweise gedämpftes Ansprechen
- Als Druckpunkt ist bei Fahrzeugbremsen die Stelle des Pedalwegs definiert, an der die Pedalposition mit dem Verzögerungswunsch des Fahrers korreliert.
- Die Bremspedalkennlinie und somit die Bremspedalcharakterisitk kann innerhalb dieser Extrema variiert werden. Durch diese Variation ist eine Anpassung des Bremsgefühls auf verschiedene Fahrzeugklassen sowie Fahrzeugcharakteristika möglich. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass innerhalb einer Fahrzeugklasse eine oder mehrere zusätzliche Ausprägungen anbietbar sind. Ebenso kann die bisher bekannte Funktion des Fahrerlebnisschalters um eine solche Einstellbarkeit oder Wahlmöglichkeit der Bremspedalcharakteristik erweitert werden. Wie im erstgenannten vorveröffentlichten Dokument beschrieben, können verschiedene aktive Systeme im Fahrzeug angepasst werden, um die Fahrzeugcharakteristik zu verändern und somit dem Fahrer verschiedene Fahrerlebnisse zu bieten. Als Erweiterung dieser Systeme soll erfindungsgemäß auch die Bremspedalcharakteristik an den Fahrerwunsch angepasst werden. Die Einstellmöglichkeit der Fahrzeugcharakteristik erfolgt dabei über einen Schalter im Innenraum, welcher vom Fahrer betätigt wird. Bei diesem Schalter kann beispielsweise zwischen einer sportlichen, komfortablen oder ökonomischen Charakteristik unterschieden werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung oder Alternative wird die Bremspedalcharakteristik automatisch abhängig von einer gegebenen Fahrsituation einstellt, z.B. auch abhängig vom Standort, der mittels Navigationssystem bestimmt werden kann.
- Erweiternd kann dabei auch bei Vorliegen einer speziellen Fahrsituation „Offroad“ eine Bremspedalcharakteristik aktivierbar sein. Diese kann durch den Fahrer manuell auswählbar sein oder automatisch abhängig von entsprechenden Sensordaten erkannt und aktivierbar sein. Eine „Offroad“ Bremspedalcharakteristik ermöglicht vorzugsweise ein extrem feinfühliges, besonders weg- und kraftdosiertes Bremsen auf unwegsamem Gelände, insbesondere bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit und geringer Verzögerung. Eine gegebenenfalls automatische Erkennung ist beispielsweise auch über das Navigationssystem durchführbar.
- In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann auch ein sogenannter „Chauffeur“-Modus manuell durch einen Taster oder beispielweises durch Sitzbelegungserkennung bezüglich der Beifahrer- und/oder Fondsitze automatisch aktivierbar sein. Hierbei kann einerseits ein eher sportliches Bremspedalgefühl z.B. bei höheren Verzögerungen vorgegeben werden, wenn der Fahrer alleine unterwegs ist, andererseits ein für Mitfahrer angenehmes ruckfreies Verhalten bei niedrigeren Verzögerungen.
- Schließlich kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein sogenannter „Knarzen“-Verhinderungs-Modus automatisch aktivierbar sein, der zugunsten der Akustik zumindest für eine vorgegebene Anzahl von Bremsungen und/oder bei Außentemperaturen unterhalb einer vorgegebenen, vergleichsweise niedrigen Schwelle (ca. 10°C) und/oder bei einer vergleichsweise langen Standzeit (beispielsweise über 24 Stunden) vorzugsweise bei Stoppbremsungen vor einem Stillstand und/oder bei konstantem Gefälle bei nur geringer Bremspedalkraftänderung eine vergleichsweise hohe Verzögerungsänderung durchführt. Diese Funktion wird vorzugsweise nur in einem unteren Verzögerungsbereich eingesetzt.
- Durch die Erfindung findet eine verstärkte Wahrnehmung der Fahrzeugcharakteristik durch das einstellbare Bremspedalgefühl statt.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, die im Folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt
-
1 schematisch eine Gesamtübersicht über die wichtigsten Komponenten des erfindungsgemäßen Bremssystems, -
2 eine Schar möglicher erster Bremspedalkennlinien (K1 ) in Form von Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinien (Verzögerung ist direkt proportional zum Bremsdruck) und -
3 eine Schar möglicher zweiter Bremspedalkennlinien (K2 ) in Form von Bremspedalkraft-Bremspedalweg-Kennlinien. - Die verschiedenen Bremspedalkennlinien
K1 undK2 können alternativ oder sich überlagernd zur Bestimmung des Bremspedalgefühls (Ci, hier mit i=1, 2, 3, 4, 5) verwendet werden. - In
1 ist schematisch eine elektronische Steuereinheit1 eines nicht näher dargestellten konventionellen oder brake-by-wire Bremssystems dargestellt. Die Steuereinheit1 kann mit einer vom Fahrer einstellbaren Anzeige-Bedieneinheit2 verbunden sein. Über diese Anzeige-Bedieneinheit2 oder auch über manuell zu betätigende Taster kann der Fahrer eine in der Steuereinheit1 vorgesehene Bremspedalcharakteristik auswählen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies: - C1: ein Komfort-Modus
- C2: ein Sport-Modus
- C3: ein Chauffeur-Modus und
- C4: ein Offroad-Modus
- Diese vier Modi könnten von der Steuereinheit
1 auch automatisch abhängig von erfassten Eingangsdaten aktivierbar sein. Hinzu kommt eine vorzugsweise nur automatisch aktivierbare BremspedalcharakteristikC5 , hier ein „Knarzen“-Verhinderungs-Modus. Dieser soll insbesondere akustische Störungen verhindern, die abhängig von verschiedenen Parametern wie Art der Felgen und Feuchtigkeit, Stillstandzeit, Außentemperatur sowie niedrige Geschwindigkeit, auftreten können. Der ModusC5 wird automatisch zumindest dann aktiviert, wenn Feuchtigkeit zu erwarten ist. Die Feuchtigkeit kann vermutet werden, wenn die Stillstandszeit eines abgestellten Fahrzeuges größer einer ersten vorgegebenen Schwelle ist und die Außentemperatur unterhalb einer zweiten vorgegebenen vergleichsweise niedrigen Schwelle liegt. In diesem Fall kann der ModusC5 , zumindest für eine bestimmte Anzahl von Bremsungen, aktiviert werden. - Die Modi
C1 bisC5 werden jeweils über eine Bremspedalkennlinie aus der Schar der BremspedalkennlinienK1 gemäß2 und/oder über eine Bremspedalkennlinie aus der Schar der BremspedalkennlinienK2 gemäß3 bestimmt. -
2 zeigt eine Schar von BremspedalkennlinienK1 zur Bestimmung eines entsprechenden Bremsgefühls bzw. einer entsprechenden Bremspedalcharakteristik für die hier auswählbaren und aktivierbaren ChrakteristikaC1 bisC5 in Form von Verzögerungs- (bzw. Radbremsdruck-) Bremspedalweg-Kennlinien. Auf der x-Achse ist der Bremspedalweg sPedal und auf der y-Achse ist der Radbremsdruck pB, der proportional zur Verzögerung a ist, aufgetragen. - Die Kennlinie zu Modus
C1 aus K1 ist durch einen vergleichsweise mittellangen Bremspedalweg sPedal bei mittlerer Verzögerung a charakterisiert. - Die Kennlinie zu Modus
C2 ausK1 ist durch einen vergleichsweise kurzen Bremspedalweg sPedal bei hoher Verzögerung a charakterisiert. - Die Kennlinie zu Modus
C3 ausK1 ist durch einen vergleichsweise langen Bremspedalweg sPedal im unteren Verzögerungsbereich und durch einen mittellangen Bremspedalweg sPedal im oberen Verzögerungsbereich charakterisiert. - Die Kennlinie zu Modus
C4 ausK1 ist durch einen vergleichsweise langen Bremspedalweg sPedal im unteren Verzögerungsbereich charakterisiert. Im Offroad-Betrieb wird keine große Verzögerung a angenommen, hier ist eher eine sehr genaue Dosierbarkeit erforderlich. - Die Kennlinie zu Modus
C5 ausK1 ist wie oben bereits angedeutet durch eine starke Verzögerung a im unteren Verzögerungsbereich mit vergleichsweise kurzem Bremspedalweg sPedal charakterisiert. -
3 zeigt eine Schar von BremspedalkennlinienK2 zur Bestimmung eines entsprechenden Bremsgefühls bzw. einer entsprechenden Bremspedalcharakteristik für die hier auswählbaren und aktivierbaren ChrakteristikaC1 bisC5 in Form von Bremspedalkraft-Pedalweg-Kennlinien. Auf der x-Achse ist der Bremspedalweg sPedal und auf der y-Achse die Bremspedalkraft FPedal aufgetragen. - Den Modi
C1 ,C3 undC5 kann eine Kennlinie mit eher langem Pedalweg sPedal und niedriger Pedalkraft FPedal zugeordnet werden. Den ModiC2 undC5 kann eine Kennlinie mit eher kurzem Pedalweg sPedal und hoher Pedalkraft FPedal zugeordnet werden. - Die Pedalkraft-Pedalwegkennlinien aus
K2 und die Verzögerungs-Pedalwegkennlinien ausK1 können alternativ oder überlagert angewendet werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10335057 A1 [0001]
- EP 1355209 A1 [0002]
- DE 102011001365 A1 [0003]
Claims (9)
- Bremssystem mit einer elektronischen Steuereinheit (1) und mit einem Bremspedal, dessen Pedalweg (sPedal) und/oder Pedalkraft (FPedal) von der Steuereinheit (1) erfassbar ist, wobei die Steuereinheit (1) derart ausgestaltet ist, dass abhängig von manuell oder automatisch erzeugten Parametern eine Bremspedalcharakteristik von mehreren vorgegebenen Bremspedalcharakteristiken (C1 bis C5) aktivierbar ist, wobei die Bremspedalcharakteristiken (C1 bis C5) über Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinien (K1) vorgebbar sind und zumindest in definierten Abschnitten zwischen einem ersten Extremum mit vergleichsweise kurzem Pedalweg (sPedal) bei vergleichsweise hoher Verzögerung (a) und einem zweiten Extremum mit vergleichsweise langem Pedalweg (sPedal) bei vergleichsweise niedriger Verzögerung (a) definiert sind.
- Bremssystem nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinien (K1) innerhalb dieser Extrema variierbar sind. - Bremssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer speziellen manuell anwählbaren oder automatisch erkennbaren Fahrsituation „Offroad“-Modus eine entsprechende „Offroad“-Bremspedalcharakteristik (C4) aktivierbar ist.
- Bremssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer speziellen manuell anwählbaren oder automatisch über die Sitzbelegung erkennbaren Fahrsituation „Chauffeur“-Modus, bei dem mindestens ein Mitfahrer erkannt wird, eine entsprechende „Chauffeur“-Bremspedalcharakteristik (C3) aktivierbar ist.
- Bremssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer speziellen nur automatisch erkennbaren Fahrsituation „Knarzen“-Modus eine entsprechende „Knarzen-Verhinderung“-Bremspedalcharakteristik (C5) aktivierbar ist, durch die für eine vorgegebene Anzahl von Bremsungen bei Erkennung einer Bremsscheiben-Feuchte-Gefahr nur in einem unteren Verzögerungsbereich bei nur geringer Bremspedalkraftänderung eine vergleichsweise hohe Verzögerungsänderung durchführbar ist.
- Bremssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinie zur „Chauffeur“-Bremspedalcharakteristik (C3) durch einen vergleichsweise langen Bremspedalweg (sPedal) in einem bestimmten unteren Verzögerungsbereich und durch einen vergleichsweise kurzen Bremspedalweg (sPedal) in einem bestimmten oberen Verzögerungsbereich definiert ist.
- Bremssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugverzögerungs-Bremspedalweg-Kennlinien (K1) zur „Offroad“-Bremspedalcharakteristik (C4) durch einen vergleichsweise langen Bremspedalweg (sPedal) in einem bestimmten unteren Verzögerungsbereich definiert ist.
- Elektronische Steuereinheit (1) für ein Bremssystems nach einem der vorangehenden Ansprüche.
- Software-Funktionsmodul für die elektronische Steuereinheit (1) des Bremssystems nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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