DE102019108620B4 - Method and control unit for controlling a steering brake function for a vehicle and braking system for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren (300) zum Steuern einer Lenkbremsfunktion für ein Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (300) folgende Schritte aufweist:Beaufschlagen (310) eines ersten Drucksteuerventils (152) und eines zweiten Drucksteuerventils (154) mit Druckluft mit einem Vorsteuerdruck (P1; P4) mittels eines ersten Bremsensteuergeräts (130), wobei das erste Drucksteuerventil (152) einer ersten Radbremse (162) für ein erstes Rad (172) einer lenkbaren Achse (170) des Fahrzeugs (100) zugeordnet ist, wobei das zweite Drucksteuerventil (154) einer zweiten Radbremse (164) für ein zweites Rad (174) der lenkbaren Achse (170) des Fahrzeugs (100) zugeordnet ist, wobei der Vorsteuerdruck (P1; P4) geringer als ein Vorratsdruck eines Druckluftvorrats (112) des Fahrzeugs (100) ist; undAnsteuern (320) des ersten Drucksteuerventils (152) und des zweiten Drucksteuerventils (154) abhängig von einem Lenkanforderungssignal mittels eines zweiten Bremsensteuergeräts (140), um die erste Radbremse (162) mit einem ersten Bremsdruck (P2; P5) und die zweite Radbremse (164) mit einem von dem ersten Bremsdruck (P2; P5) unterschiedlichen, zweiten Bremsdruck (P3; P6) zu beaufschlagen, wobei das Lenkanforderungssignal einen angeforderten Lenkwinkel der lenkbaren Achse (170) repräsentiert, wobei der erste Bremsdruck (P2; P5) und der zweite Bremsdruck (P3; P6) kleiner oder gleich dem Vorsteuerdruck (P1; P4) sind,wobei im Schritt (310) des Beaufschlagens das erste Drucksteuerventil (152) und das zweite Drucksteuerventil (154) mit einem Vorsteuerdruck (P1; P4) beaufschlagt werden, der weniger als zwei Drittel oder die Hälfte des Vorratsdrucks beträgt, und/oder im Schritt (320) des Ansteuerns das erste Drucksteuerventil (152) und das zweite Drucksteuerventil (154) so angesteuert werden, dass eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Bremsdruck (P2; P5) und dem zweiten Bremsdruck (P3; P6) höchstens 5 bar bis höchstens 1 bar beträgt.Method (300) for controlling a steering brake function for a vehicle (100), the method (300) having the following steps: applying (310) a first pressure control valve (152) and a second pressure control valve (154) with compressed air with a pilot control pressure (P1; P4) by means of a first brake control device (130), the first pressure control valve (152) being assigned to a first wheel brake (162) for a first wheel (172) of a steerable axle (170) of the vehicle (100), the second pressure control valve (154 ) is assigned to a second wheel brake (164) for a second wheel (174) of the steerable axle (170) of the vehicle (100), the pilot control pressure (P1; P4) being less than a supply pressure of a compressed air supply (112) of the vehicle (100) is; and actuating (320) the first pressure control valve (152) and the second pressure control valve (154) depending on a steering request signal by means of a second brake control device (140) in order to provide the first wheel brake (162) with a first brake pressure (P2; P5) and the second wheel brake ( 164) to apply a second brake pressure (P3; P6) that is different from the first brake pressure (P2; P5), the steering request signal representing a requested steering angle of the steerable axle (170), the first brake pressure (P2; P5) and the second brake pressure (P3; P6) is less than or equal to the pilot control pressure (P1; P4), the first pressure control valve (152) and the second pressure control valve (154) being subjected to a pilot control pressure (P1; P4) in step (310) of applying , which is less than two thirds or half of the supply pressure, and / or in step (320) of driving, the first pressure control valve (152) and the second pressure control valve (154) are controlled so that a pressure difference between the first brake pressure (P2; P5) and the second brake pressure (P3; P6) is a maximum of 5 bar to a maximum of 1 bar.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Lenkbremsfunktion für ein Fahrzeug, auf eine entsprechende Steuereinheit und auf ein Bremssystem für ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for controlling a steering brake function for a vehicle, to a corresponding control unit and to a braking system for a vehicle.
Bei einem Fahrzeug kann beispielsweise ein Bremsen einzelner Räder als eine Redundanzebene für eine Querführung des Fahrzeugs eingesetzt werden. Insbesondere bei Bremssystemen ohne pneumatischen Drucksensor zwischen einem Ventil zur Traktionssteuerung bzw. Antriebsschlupfregelung und Bremszylinder kann eine exakte Einstellung erforderlicher Radbremsdrücke erschwert sein. Herkömmlicherweise kann versucht werden, dies durch eine Druckschätzung zu umgehen, welche mit einem festen Vorsteuerdruck rechnet, der sich aus einem Betriebsdruck eines Vorratsspeichers ergibt. Eine Auflösung kleiner Druckmodulationen im Bremszylinder eines einzelnen Rades kann hierbei vom Vorratsdruck bzw. einer Regelung des Ventil zur Traktionssteuerung bzw. Antriebsschlupfregelung und einer minimalen Ansteuerzeit von Drucksteuerventil für die einzelnen Räder abhängen.In a vehicle, for example, braking of individual wheels can be used as a redundancy level for lateral guidance of the vehicle. Particularly in brake systems without a pneumatic pressure sensor between a valve for traction control or traction control and the brake cylinder, exact setting of the required wheel brake pressures can be difficult. Conventionally, an attempt can be made to circumvent this through a pressure estimate, which calculates with a fixed pilot pressure that results from an operating pressure of a storage tank. A resolution of small pressure modulations in the brake cylinder of an individual wheel can depend on the supply pressure or a regulation of the valve for traction control or traction control and a minimum activation time of the pressure control valve for the individual wheels.
Die
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Steuern einer Lenkbremsfunktion für ein Fahrzeug, eine verbesserte Steuereinheit, ein verbessertes Bremssystem für ein Fahrzeug und ein verbessertes Computerprogramm zu schaffen.Against this background, the object of the present invention is to provide an improved method for controlling a steering brake function for a vehicle, an improved control unit, an improved braking system for a vehicle and an improved computer program.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern einer Lenkbremsfunktion für ein Fahrzeug, durch ein entsprechendes Steuergerät, durch ein Bremssystem für ein Fahrzeug und durch ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen gelöst.This task is solved by a method for controlling a steering brake function for a vehicle, by a corresponding control device, by a braking system for a vehicle and by a corresponding computer program according to the main claims.
Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine vorteilhafte Druckeinsteuerung für eine Lenkbremsfunktion bzw. sogenannte Steer-By-Brake-Funktion (SBB-Funktion) für eine Lenkungsredundanz in redundanten Systemen realisiert werden. Der physikalische Effekt der Lenkbremsfunktion besteht darin, dass das Bremsen eines einzelnen Rades einer lenkbaren Achse ein Lenkmoment erzeugen kann, was in Verbindung mit einem positiven Lenkrollradius zu einem Einlenken der Räder führen kann. Das kann auch dann genutzt werden, wenn beide Räder der lenkbaren Achse bereits gebremst werden, wobei ein Differenzdruck zwischen den Rädern aufgebaut werden kann, der denselben Effekt bewirken kann wie rein einseitiges Bremsen. Gemäß Ausführungsformen kann bei einem Fahrzeug, das mindestens zwei Bremssysteme für die Darstellung einer Redundanz aufweist, ein erstes Bremssystem, das einen Bremsdruck zumindest kreisweise oder achsweise messen kann, beispielsweise ein elektronisches Bremssystem, mit einem zweiten Bremssystem, beispielsweise einem Antiblockiersystem, verschaltet sein, das ohne Drucksensoren eine Ventilansteuerung radweise durchführen kann.According to embodiments, in particular an advantageous pressure control for a steering brake function or so-called steer-by-brake function (SBB function) can be implemented for steering redundancy in redundant systems. The physical effect of the steering brake function is that braking a single wheel of a steerable axle can generate a steering torque, which, in conjunction with a positive steering roll radius, can lead to the wheels turning. This can also be used if both wheels of the steerable axle are already braked, whereby a differential pressure can be built up between the wheels, which can have the same effect as purely one-sided braking. According to embodiments, in a vehicle that has at least two brake systems to represent redundancy, a first brake system that can measure a brake pressure at least in circles or axles, for example an electronic brake system, can be connected to a second brake system, for example an anti-lock braking system can carry out valve control on a wheel-by-wheel basis without pressure sensors.
Wenn bei Ausfall einer elektrisch ansteuerbaren Lenkung des Fahrzeugs durch Steer-By-Brake die Lenkfunktion durch das Bremssystem übernommen werden soll (SBB-Funktion), wird das erste Bremssystem benutzt, um niedrige Drücke hin zu den Ventilen der Radbremszylinder einzustellen, was eine genaue Druckeinsteuerung insbesondere im Vergleich zum Vorratsdruck niedriger Drücke ermöglicht, und wird das zweite Bremssystem benutzt, um je nach radindividueller Druckanforderung die den einzelnen Rädern zugeordneten Ventile zu steuern oder mit vermindertem Vorsteuerdruck einzuregeln.If the steering function is to be taken over by the brake system (SBB function) if the vehicle's electrically controllable steering system fails due to steer-by-brake, the first brake system is used to set low pressures to the valves of the wheel brake cylinders, which ensures precise pressure control Particularly in comparison to the supply pressure, low pressures are made possible, and the second brake system is used to control the valves assigned to the individual wheels or to regulate them with reduced pilot control pressure, depending on the individual wheel pressure requirements.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere eine möglichst genaue Druckeinstellung, insbesondere bei im Vergleich zum Vorratsdruck niedrigen absoluten Druckwerten, für die Lenkbremsfunktion (Steer-by-brake) z. B. als Rückfallebene für eine elektrisch ansteuerbare Lenkung, insbesondere beim hochautomatisierten Fahren, möglichst optimal realisiert werden. Insbesondere bei Bremssystemen ohne pneumatischen Drucksensor zwischen einem Ventil zur Traktionssteuerung bzw. Antriebsschlupfregelung und Bremszylinder kann eine exakte Einstellung erforderlicher Radbremsdrücke so ermöglicht werden. Auf eine Druckschätzung, welche mit einem festen Vorsteuerdruck rechnet, der sich aus einem Betriebsdruck eines Vorratsspeichers ergibt, kann so verzichtet werden. Eine Auflösung kleiner Druckmodulationen im Bremszylinder eines einzelnen Rades kann verbessert werden und vom Vorratsdruck bzw. einer Regelung des Ventil zur Traktionssteuerung bzw. Antriebsschlupfregelung und einer minimalen Ansteuerzeit von Drucksteuerventil für die einzelnen Räder zumindest teilweise unabhängig gemacht werden. Eine solche durch beide Bremsensteuergeräte gemeinsame Steuerung bzw. Regelung der Lenkbremsfunktion über die Verschaltung beider Bremsensteuergeräte und damit bei der Bremssysteme kann kostengünstig realisiert werden bzw. Kostenvorteile bieten.Advantageously, according to embodiments, the most precise pressure setting possible, in particular at absolute pressure values that are low compared to the supply pressure, can be used for the steering brake function (steer-by-brake), e.g. B. as a fallback level for electrically controllable steering, especially in highly automated driving, can be implemented as optimally as possible. Particularly in brake systems without a pneumatic pressure sensor between a valve for traction control or traction control and the brake cylinder, an exact setting of the required wheel brake pressures can be made possible. A pressure estimate, which calculates with a fixed pilot pressure that results from an operating pressure of a storage tank, can thus be dispensed with. A resolution of small pressure modulations in the brake cylinder of an individual wheel can be improved and made at least partially independent of the supply pressure or a regulation of the valve for traction control or traction control and a minimum control time of the pressure control valve for the individual wheels. Such a joint control or regulation of the steering brake function by both brake control devices via the interconnection of both brake control devices and thus the brake systems can be implemented cost-effectively or offer cost advantages.
Es wird ein Verfahren zum Steuern einer Lenkbremsfunktion für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Beaufschlagen eines ersten Drucksteuerventils und eines zweiten Drucksteuerventils mit Druckluft mit einem Vorsteuerdruck mittels eines ersten Bremsensteuergeräts, wobei das erste Drucksteuerventil einer ersten Radbremse für ein erstes Rad einer lenkbaren Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist, wobei das zweite Drucksteuerventil einer zweiten Radbremse für ein zweites Rad der lenkbaren Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist, wobei der Vorsteuerdruck geringer als ein Vorratsdruck eines Druckluftvorrats des Fahrzeugs ist; und
- Applying compressed air to a first pressure control valve and a second pressure control valve with a pilot pressure by means of a first brake control device, wherein the first pressure control valve is assigned to a first wheel brake for a first wheel of a steerable axle of the vehicle, wherein the second pressure control valve is assigned to a second wheel brake for a second wheel of the steerable Axle of the vehicle is assigned, wherein the pilot pressure is less than a supply pressure of a compressed air supply of the vehicle; and
Ansteuern des ersten Drucksteuerventils und des zweiten Drucksteuerventils abhängig von einem Lenkanforderungssignal mittels eines zweiten Bremsensteuergeräts, um die erste Radbremse mit einem ersten Bremsdruck und die zweite Radbremse mit einem von dem ersten Bremsdruck unterschiedlichen, zweiten Bremsdruck zu beaufschlagen, wobei das Lenkanforderungssignal einen angeforderten Lenkwinkel der lenkbaren Achse repräsentiert, wobei der erste Bremsdruck und der zweite Bremsdruck kleiner oder gleich dem Vorsteuerdruck sind.Controlling the first pressure control valve and the second pressure control valve depending on a steering request signal by means of a second brake control device in order to apply a first brake pressure to the first wheel brake and a second brake pressure that is different from the first brake pressure to the second wheel brake, wherein the steering request signal represents a requested steering angle of the steerable Axis represents, whereby the first brake pressure and the second brake pressure are less than or equal to the pilot control pressure.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug zur Beförderung von Personen und/oder Waren handeln, insbesondere um einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Die Lenkbremsfunktion kann auch als eine Steer-By-Brake-Funktion (SBB-Funktion) bezeichnet werden. Die Lenkbremsfunktion kann als ein redundantes Lenksystem oder Lenkunterstützungssystem bei einer Störung einer elektrisch an steuerbaren Lenkung des Fahrzeugs fungieren. Das erste Bremsensteuergerät und zusätzlich oder alternativ das zweite Bremsensteuergerät können mit dem Druckluftvorrat pneumatisch verbindbar oder verbunden sein. Das erste Bremsensteuergerät kann pneumatisch und/oder signalübertragungsfähig mit dem ersten Drucksteuerventil und dem zweiten Drucksteuerventil verbindbar oder verbunden sein. Das zweite Bremsensteuergerät kann pneumatisch und/oder signalübertragungsfähig mit dem ersten Drucksteuerventil und dem zweiten Drucksteuerventil verbindbar oder verbunden sein. Die erste Radbremse kann einen ersten Bremszylinder aufweisen, der pneumatisch mit dem ersten Drucksteuerventil verbindbar oder verbunden ist. Die zweite Radbremse kann einen zweiten Bremszylinder aufweisen, der pneumatisch mit dem zweiten Drucksteuerventil verbindbar oder verbunden ist.The vehicle can be a motor vehicle for transporting people and/or goods, in particular a passenger car, truck or other commercial vehicle. The steering brake function can also be referred to as a steer-by-brake function (SBB function). The steering brake function can function as a redundant steering system or steering support system in the event of a malfunction in an electrically controllable steering system of the vehicle. The first brake control device and additionally or alternatively the second brake control device can be pneumatically connected or connected to the compressed air supply. The first brake control device can be pneumatically and/or capable of transmitting signals or can be connected to the first pressure control valve and the second pressure control valve. The second brake control device can be pneumatically and/or capable of transmitting signals or can be connected to the first pressure control valve and the second pressure control valve. The first wheel brake may have a first brake cylinder that is pneumatically connectable or connected to the first pressure control valve. The second wheel brake may have a second brake cylinder that is pneumatically connectable or connected to the second pressure control valve.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Ansteuerns das erste Drucksteuerventil mittels einer Pulsweitenmodulation oder einer der Pulsweitenmodulation ähnlichen Modulation angesteuert werden, um die erste Radbremse mit dem ersten Bremsdruck zu beaufschlagen. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Ansteuerns das zweite Drucksteuerventil mittels einer Pulsweitenmodulation angesteuert werden, um die zweite Radbremse mit dem zweiten Bremsdruck zu beaufschlagen. Jedes der Drucksteuerventile kann ausgebildet sein, um Druck zu der jeweiligen Radbremse einzulassen, von der jeweiligen Radbremse auszulassen und die jeweilige Radbremse pneumatisch zu sperren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Bremsdrücke für die Räder der lenkbaren Achse individuell, genau und zuverlässig eingestellt werden können.According to one embodiment, in the actuation step, the first pressure control valve can be actuated by means of pulse width modulation or a modulation similar to pulse width modulation in order to apply the first brake pressure to the first wheel brake. Additionally or alternatively, in the actuation step, the second pressure control valve can be actuated by means of pulse width modulation in order to apply the second brake pressure to the second wheel brake. Each of the pressure control valves may be configured to admit pressure to the respective wheel brake, to exhaust pressure from the respective wheel brake, and to pneumatically lock the respective wheel brake. Such an embodiment offers the advantage that brake pressures for the wheels of the steerable axle can be adjusted individually, precisely and reliably.
Auch können im Schritt des Beaufschlagens das erste Drucksteuerventil und das zweite Drucksteuerventil mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagt werden, der weniger als zwei Drittel oder die Hälfte des Vorratsdrucks beträgt. Zusätzlich oder alternativ können im Schritt des Ansteuerns das erste Drucksteuerventil und das zweite Drucksteuerventil so angesteuert werden, dass eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Bremsdruck und dem zweiten Bremsdruck höchstens 5 bar bis höchstens 1 bar beträgt. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch den verglichen mit dem Vorratsdruck reduzierten Vorsteuerdruck eine genaue Einstellung der Bremsdrücke ermöglicht wird und zusätzlich oder alternativ auch geringe Unterschiede zwischen den Bremsdrücken für die unterschiedlichen Räder zuverlässig und exakt eingestellt werden können.Also, in the actuation step, the first pressure control valve and the second pressure control valve can be acted upon with a pilot pressure that is less than two-thirds or half of the supply pressure. Additionally or alternatively, in the actuation step, the first pressure control valve and the second pressure control valve can be actuated such that a pressure difference between the first brake pressure and the second brake pressure is at most 5 bar to at most 1 bar. Such an embodiment offers the advantage that the pilot control pressure, which is reduced compared to the supply pressure, enables precise adjustment of the brake pressures and, additionally or alternatively, small differences between the brake pressures for the different wheels can be set reliably and precisely.
Ferner können im Schritt des Beaufschlagens das erste Drucksteuerventil und das zweite Drucksteuerventil mit einem Vorsteuerdruck, der einen von dem Lenkanforderungssignal abhängigen Lenkbremsanteil aufweist, oder mit einem Vorsteuerdruck, der eine Kombination aus dem Lenkbremsanteil und einem von einem Bremsanforderungssignal abhängigen Bremsanteil aufweist, beaufschlagt werden. Der Vorsteuerdruck kann auch ausschließlich den Lenkbremsanteil aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Lenkbremsfunktion unabhängig davon, ob zusätzlich zu einer Lenkanforderung hinsichtlich einer Querführung des Fahrzeugs auch eine Bremsanforderung hinsichtlich einer Längsführung des Fahrzeugs vorliegt, sicher und genau gesteuert werden kann.Furthermore, in the actuation step, the first pressure control valve and the second pressure control valve can be acted upon with a pilot control pressure that has a steering brake component that is dependent on the steering request signal, or with a pilot control pressure that has a combination of the steering brake component and a brake component that is dependent on a brake request signal. The pilot pressure can also exclusively include the steering brake component. Such an embodiment offers the advantage that the steering brake function is independent of whether, in addition to a steering request regarding lateral guidance of the vehicle, there is also a braking request regarding a longitudinal guidance of the vehicle can be controlled safely and precisely.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Schritt des Beaufschlagens mittels eines ersten Bremsensteuergeräts ausgeführt werden, das Teil eines elektronischen Bremssystems des Fahrzeugs ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Ansteuerns mittels eines zweiten Bremsensteuergeräts ausgeführt werden, das Teil eines Antiblockiersystems des Fahrzeugs ist. Das erste Bremsensteuergerät kann als Steuergerät des elektronischen Bremssystems (EBS) ausgeführt sein. Das zweite Bremsensteuergerät kann als Steuergerät des Antiblockiersystems (ABS) ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass bereits in vielen Fahrzeugen vorhandene Systeme zur Darstellung der Lenkbremsfunktion genutzt werden können, wobei durch eine Verschaltung bzw. Vernetzung der Bremsensteuergeräte eine genaue Einstellung von im Vergleich zum Vorwärtsdruck geringen und unterschiedlichen Drücken für die einzelnen Radbremsen ermöglicht wird.According to one embodiment, the step of applying can be carried out by means of a first brake control device, which is part of an electronic braking system of the vehicle. Additionally or alternatively, the actuation step can be carried out using a second brake control unit, which is part of an anti-lock braking system of the vehicle. The first brake control device can be designed as a control device for the electronic brake system (EBS). The second brake control unit can be designed as a control unit for the anti-lock braking system (ABS). Such an embodiment offers the advantage that systems already present in many vehicles can be used to display the steering brake function, with the interconnection or networking of the brake control devices enabling precise setting of pressures for the individual wheel brakes that are small and different compared to the forward pressure.
Zudem kann im Schritt des Ansteuerns ein drittes Drucksteuerventil, das ausgebildet sein kann, um das erste Drucksteuerventil und das zweite Drucksteuerventil mit Druckluft beaufschlagbar zu machen oder von Druckluft abzusperren, mittels des zweiten Bremsensteuergeräts angesteuert werden, um das erste Drucksteuerventil und das zweite Drucksteuerventil mit Druckluft beaufschlagbar zu machen. Das dritte Drucksteuerventil kann als ein Traktionssteuerventil, Antriebsschlupfregelungsventil oder dergleichen fungieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch bei einer Bremssystemarchitektur mit einem solchen Ventil durch Öffnen desselben die Lenkbremsfunktion mit exakt einstellbaren, verglichen mit dem Vorratsdruck geringen Bremsdrücken realisiert werden kann.In addition, in the actuation step, a third pressure control valve, which can be designed to make the first pressure control valve and the second pressure control valve pressurized with compressed air or to shut them off from compressed air, can be controlled by means of the second brake control device in order to supply the first pressure control valve and the second pressure control valve with compressed air to make it impactable. The third pressure control valve may function as a traction control valve, traction control valve, or the like. Such an embodiment offers the advantage that even with a brake system architecture with such a valve, by opening the same, the steering brake function can be implemented with precisely adjustable brake pressures that are low compared to the supply pressure.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen oder Einheiten durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Steuereinheit kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a control unit that is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices or units. This embodiment variant of the invention in the form of a control unit can also solve the problem on which the invention is based quickly and efficiently.
Hierzu kann die Steuereinheit zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor, beispielsweise mindestens einem Ventil, zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the control unit can have at least one computing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator, for example at least one valve, for reading in sensor signals from the sensor or for outputting Control signals to the actuator and / or at least one communication interface for reading or outputting data that is embedded in a communication protocol. The computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, whereby the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit. The communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and/or by wire, wherein a communication interface that can read in or output wired data can, for example, read this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or output it into a corresponding data transmission line.
Unter einer Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale und/oder Anforderungssignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Steuereinheit kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a control unit can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and/or request signals and, depending on this, outputs control and/or data signals. The control unit can have an interface that can be designed in hardware and/or software. In the case of a hardware design, the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC, which contains a wide variety of functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of software training, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
Es wird auch ein Bremssystem für ein Fahrzeug vorgestellt, wobei das Bremssystem folgende Merkmale aufweist:
- eine Ausführungsform der vorstehend genannten Steuereinheit, wobei die Steuereinheit das erste Bremsensteuergerät und das zweite Bremsensteuergerät aufweist; und
- das erste Drucksteuerventil, das der ersten Radbremse für das erste Rad der lenkbaren Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist, und das zweite Drucksteuerventil, das der zweiten Radbremse für das zweite Rad der lenkbaren Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist, wobei das erste Bremsensteuergerät und das zweite Bremsensteuergerät der Steuereinheit signalübertragungsfähig und/oder pneumatisch mit dem ersten Drucksteuerventil und dem zweiten Drucksteuerventil verbunden sind.
- an embodiment of the above-mentioned control unit, the control unit having the first brake control device and the second brake control device; and
- the first pressure control valve, which is assigned to the first wheel brake for the first wheel of the steerable axle of the vehicle, and the second pressure control valve, which is assigned to the second wheel brake for the second wheel of the steerable axle of the vehicle, wherein the first brake control device and the second brake control device Control unit capable of transmitting signals and/or pneumatically connected to the first pressure control valve and the second pressure control valve.
Das Bremssystem kann ausgebildet sein, um die Lenkbremsfunktion bereitzustellen. In Verbindung mit dem Bremssystem kann eine Ausführungsform der vorstehend genannten Steuereinheit vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um die Lenkbremsfunktion des Bremssystems zu steuern. Das erste Bremsensteuergerät kann als ein Teil bzw. Steuergerät eines elektronischen Bremssystems ausgeführt sein. Das zweite Bremsensteuergerät kann als ein Teil bzw. Steuergerät eines Antiblockiersystems ausgeführt sein.The braking system can be designed to provide the steering brake function. In connection with the braking system, an embodiment of the above-mentioned control unit can be advantageously used or used to To control the steering brake function of the braking system. The first brake control device can be designed as a part or control device of an electronic brake system. The second brake control device can be designed as a part or control device of an anti-lock braking system.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Steuereinheit ausgeführt wird.Also advantageous is a computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard drive memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially if the program product or program is executed on a computer or a control unit.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic representation of a vehicle with a braking system according to an exemplary embodiment; -
2 a schematic representation of a vehicle with a braking system according to an exemplary embodiment; and -
3 a flowchart of a method for controlling according to an exemplary embodiment.
Das Bremssystem 110 des Fahrzeugs 100 weist eine Steuereinheit 120 und eine Mehrzahl von Drucksteuerventilen 152, 154 und 156 auf. Das Bremssystem 110 weist ferner eine Mehrzahl von Radbremsen 162 und 164 mit Bremszylindern auf. Gemäß dem in
Ein erstes Drucksteuerventil 152 ist einer ersten Radbremse 162 für das erste Rad 172 der lenkbaren Achse 170 des Fahrzeugs 100 zugeordnet. Ein zweites Drucksteuerventil 154 ist einer zweiten Radbremse 164 für das zweite Rad 174 der lenkbaren Achse 170 des Fahrzeugs 100 zugeordnet. Die Steuereinheit 120 ist signalübertragungsfähig und/oder pneumatisch mit dem ersten Drucksteuerventil 152 und dem zweiten Drucksteuerventil 154 verbunden.A first
Die Steuereinheit 120 ist ausgebildet, um eine Lenkbremsfunktion für das Fahrzeug 100 zu steuern. Dabei kann die Lenkbremsfunktion durch das Bremssystem 110 realisiert werden. Das Bremssystem 110 kann hierbei als eine Redundanzebene für ein elektrisch unterstütztes Lenksystem des Fahrzeugs 100 fungieren. Die Steuereinheit 120 weist ein erstes Bremsensteuergerät 130 und ein zweites Bremsensteuergerät 140 auf. Dabei ist das erste Bremsensteuergerät 130 pneumatisch mit dem ersten Drucksteuerventil 152 und dem zweiten Drucksteuerventil 154 verbunden. Das zweite Bremsensteuergerät 140 ist signalübertragungsfähig und/oder pneumatisch mit dem ersten Drucksteuerventil 152 und dem zweiten Drucksteuerventil 154 verbunden.The
Das erste Bremsensteuergerät 130 ist ausgebildet, um das erste Drucksteuerventil 152 und das zweite Drucksteuerventil 154 mit Druckluft mit einem Vorsteuerdruck P1 zu beaufschlagen. Der Vorsteuerdruck P1 ist geringer als der Vorratsdruck des Druckluftvorrats 112. Das erste Bremsensteuergerät 130 ist gemäß dem in
Das zweite Bremsensteuergerät 140 ist ausgebildet, um das erste Drucksteuerventil 152 und das zweite Drucksteuerventil 154 abhängig von einem Lenkanforderungssignal anzusteuern, um die erste Radbremse 162 mit einem ersten Bremsdruck P2 und die zweite Radbremse 164 mit einem von dem ersten Bremsdruck P2 unterschiedlichen, zweiten Bremsdruck P3 zu beaufschlagen. Der erste Bremsdruck P2 und der zweite Bremsdruck P3 sind kleiner oder gleich dem Vorsteuerdruck P1. Das Lenkanforderungssignal repräsentiert einen angeforderten Lenkwinkel der lenkbaren Achse 170. Das zweite Bremsensteuergerät 140 ist gemäß dem in
Genauer gesagt ist das erste Bremsensteuergerät 130 gemäß dem in
Das zweite Bremsensteuergerät 140 ist gemäß dem in
Gemäß dem in
Das Bremssystem 110 weist hinsichtlich der ersten weiteren Achse 180 und der zweiten weiteren Achse 190 weitere Radbremsen und Drucksteuerventile auf, die hier jedoch wieder explizit bezeichnet noch beschrieben sind, da sie für die Lenkbremsfunktion unerheblich sind.With regard to the first
Anders ausgedrückt ist mittels des Bremssystems 110 eine sogenannte SteerByBrake-Regelung bzw. Steuerung einer Lenkbremsfunktion ohne überlagertes Bremsen realisierbar, wobei auch der verglichen mit dem Vorratsdruck geringe Vorsteuerdruck P1 bzw. verglichen mit dem Vorratsdruck geringen Bremsdrücke genau eingeregelt werden können, indem das zweite Bremsensteuergerät 140 das dritte Drucksteuerventil 156 öffnet und eines des ersten Drucksteuerventils 152 oder des zweiten Drucksteuerventils 154 absperrt, während das andere des ersten Drucksteuerventils 152 oder des zweiten Drucksteuerventils 154 geöffnet wird, sodass das erste Bremsensteuergerät 130 direkt die Bremsdrücke bzw. den Bremsdruck P2 bzw. P3 in einem der Räder 172 oder 174 einregeln kann.In other words, a so-called SteerByBrake control or control of a steering brake function without superimposed braking can be implemented by means of the
Somit ist gemäß dem in
Ferner ist gemäß dem in
Anders ausgedrückt ist mittels des Bremssystems 110 eine sogenannte Steer-By-Brake-Regelung bzw. Steuerung einer Lenkbremsfunktion mit überlagertem Bremsen realisierbar, z. B. über Verzögerungsregler, wobei eines des ersten Drucksteuerventils 152 und des zweiten Drucksteuerventils 154 geöffnet wird, während das andere des ersten Drucksteuerventils 152 und des zweiten Drucksteuerventils 154 mittels der Pulsweitenmodulation angesteuert wird, um einen der Bremsdrücke, hier den zweiten Bremsdruck P6, auf einen niedrigeren Druck als den Vorsteuerdruck P4 einzuregeln. Hierbei kann der geringere der Bremsdrücke P5 und P6 durch die Pulsweitenmodulation auf einfache Weise exakt moduliert werden, da der Vorsteuerdruck P4 geringer als der Vorratsdruck ist, wobei sich der Vorsteuerdruck P4 lediglich dem angesichts des Lenkanforderungssignals und des Bremsanforderungssignals maximal notwendigen Drucks der Räder 172 und 174 an der lenkbaren Achse 170 entspricht.In other words, a so-called steer-by-brake control or control of a steering brake function with superimposed braking can be implemented by means of the
Anders ausgedrückt ist es bei Betrieb des Bremssystems 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Fahrzeug 100 mit einer gelenkten Vorderachse bzw. lenkbaren Achse 170 vorgesehen, dass die Lenkbremsfunktion, sobald sie aktiviert wird, in einem Druckkoordinator des Bremssystems 110 eine Entscheidung über den angesichts des Lenkanforderungssignals und optional zusätzlich des Bremsanforderungssignals notwendigen Achsdruck bzw. Vorsteuerdruck P4 ermittelt, und dieser Vorsteuerdruck P4 über das erste Bremsensteuergerät 130 eingestellt wird. Zudem berücksichtigt das zweite Bremsensteuergerät 140 über eine angepasste Druckschätzung den errechneten maximalen Druck für die Regelung des ersten Drucksteuerventils 152 und des zweiten Drucksteuerventils 154, während das dritte Drucksteuerventil 156 inaktiv bleibt bzw. geöffnet wird.In other words, when operating the
Das dritte Drucksteuerventil 156 wird von dem ABS-Steuergerät bzw. zweiten Bremsensteuergerät 140 gesteuert. Das EBS-Steuergerät bzw. erste Bremsensteuergerät 130 hat keinen Zugriff auf das dritte Drucksteuerventil 156, sondern weist zwei Ventile mit Drucksensoren auf, welche hier nicht explizit bezeichnet sind. In
Für den Fall, der in
Für den Fall des überlagerten Bremsens, wie in
Bei dem ersten Drucksteuerventil 152 bzw. dem zweiten Drucksteuerventil 154handelt es sich je Radbremse 162 bzw. 164 um ein PCV (Pressure Control Valve), welches zwei Spulen aufweist und somit vier Zustände ermöglicht, von denen gemäß Ausführungsbeispielen drei erlaubt sind, was durch eine Ansteuer-Software in dem zweiten Bremsensteuergerät 140 sichergestellt ist: AUFBAU, ABBAU, HALTEN. Für die Pulsweitenmodulation wird ein durch den AUFBAU- oder ABBAU-Zustand erreichtes Druckniveau durch den HALTEN-Zustand gehalten.The first
Der Lenkeffekt ist an Lenkachsen verstärkt durch den Lenkrollhalbmesser. Für die Lenkbremsfunktion können auch ungelenkte Achsen verwendet werden, bei welchen die Vorteile der kombinierten Druckeinsteuerung durch Verschaltung mehrerer Bremssysteme ebenfalls gegeben sind.The steering effect on steering axles is enhanced by the steering roll radius. Unsteered axles can also be used for the steering brake function, which also offers the advantages of combined pressure control by connecting several brake systems.
Das Verfahren 300 zum Steuern weist einen Schritt 310 des Beaufschlagens und einen Schritt 320 des Ansteuerns auf. Der Schritt 310 des Beaufschlagens und der Schritt 320 des Ansteuerns können gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden. Auch können der Schritt 310 des Beaufschlagens und der Schritt 320 des Ansteuerns kontinuierlich und/oder wiederholt ausgeführt werden.The
In dem Schritt 310 des Beaufschlagens werden ein erstes Drucksteuerventil und ein zweites Drucksteuerventil mittels eines ersten Bremsensteuergeräts mit Druckluft mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagt. Das erste Drucksteuerventil ist einer ersten Radbremse für ein erstes Rad einer lenkbaren Achse des Fahrzeugs zugeordnet. Das zweite Drucksteuerventil ist einer zweiten Radbremse für ein zweites Rad der lenkbaren Achse des Fahrzeugs zugeordnet. Der Vorsteuerdruck ist geringer als ein Vorratsdruck eines Druckluftvorrats des Fahrzeugs.In
In dem Schritt 320 des Ansteuerns werden das erste Drucksteuerventil und das zweite Drucksteuerventil mittels eines zweiten Bremsensteuergeräts abhängig von einem Lenkanforderungssignal angesteuert, um die erste Radbremse mit einem ersten Bremsdruck und die zweite Radbremse mit einem von dem ersten Bremsdruck unterschiedlichen, zweiten Bremsdruck zu beaufschlagen. Der erste Bremsdruck und der zweite Bremsdruck sind jeweils kleiner oder gleich dem Vorsteuerdruck. Das Lenkanforderungssignal repräsentiert einen angeforderten Lenkwinkel der lenkbaren Achse.In
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren 300 zum Steuern auch einen Schritt des Einlesens des Lenkanforderungssignals aufweisen. Hierbei kann der Schritt des Einlesens ausgeführt werden, wenn ein Lenksystem des Fahrzeugs eine Störung aufweist.According to an exemplary embodiment, the
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 100100
- Fahrzeugvehicle
- 110110
- BremssystemBraking system
- 112112
- DruckluftvorratCompressed air supply
- 114114
- FußbremsmodulFoot brake module
- 120120
- SteuereinheitControl unit
- 130130
- erstes Bremsensteuergerätfirst brake control unit
- 140140
- zweites Bremsensteuergerätsecond brake control unit
- 152152
- erstes Drucksteuerventilfirst pressure control valve
- 154154
- zweites Drucksteuerventilsecond pressure control valve
- 156156
- drittes Drucksteuerventilthird pressure control valve
- 162162
- erste Radbremsefirst wheel brake
- 164164
- zweite Radbremsesecond wheel brake
- 170170
- lenkbare Achsesteerable axle
- 172172
- erstes Radfirst wheel
- 174174
- zweites Radsecond wheel
- 180180
- erste weitere Achsefirst additional axis
- 190190
- zweite weitere Achsesecond additional axis
- P1P1
- VorsteuerdruckPilot pressure
- P2P2
- erster Bremsdruckfirst brake pressure
- P3P3
- zweiter Bremsdrucksecond brake pressure
- P4P4
- VorsteuerdruckPilot pressure
- P5P5
- erster Bremsdruckfirst brake pressure
- P6P6
- zweiter Bremsdrucksecond brake pressure
- 300300
- Verfahren zum SteuernProcedure for controlling
- 310310
- Schritt des BeaufschlagensPressing step
- 320320
- Schritt des AnsteuernsControl step
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-
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