DE102019130071A1

DE102019130071A1 - System und Verfahren zum Korrigieren des Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019130071A1
Application number: DE102019130071.1A
Authority: DE
Inventors: Sang Hyup Lee; Dong Hoon Kang; Hyeong Uk JANG
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-10-22
Also published as: KR20200122440A; US11511725B2; KR102529522B1; US20200331447A1

Abstract

System und Verfahren zum Korrigieren des Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug, welche einen Bremsfaktor abschätzen können (S201), welcher einen Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags umfasst, und ultimativ den Bremsfaktor korrigieren können durch Berechnung und Aktualisierung eines Bremsfaktor-Offsets (S204) basierend auf dem abgeschätzten Bremsfaktor, um dadurch die Bremslinearität eines elektrischen Bremssystems zu verbessern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung/Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug, und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug, welche ultimativ einen Reibungskoeffizient-Offset des Bremsbelags korrigieren können, dadurch die Bremslinearität eines elektrischen Bremssystems verbessernd.
Hintergrund
Da ein umweltfreundliches Fahrzeug, wie ein Hybridfahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug, keinen Vakuum-Booster anwenden kann, der von einem Verbrennungsmotor-Unterdruck betrieben ist, wie bei einem Verbrennungsmotorfahrzeug, wird ein elektrisches Bremssystem mit einem Aktiv-Hydraulik-Booster (AHB), welcher eine Art elektrischer Booster ist, angebracht.
Das elektrische Bremssystem mit dem aktiven hydraulischen Booster stellt einem Fahrer nur ein Bremspedalgefühl bereit, und erzeugt separat einen substantiellen Bremshydraulikdruck, der auf einen Radzylinder jedes Rads übertragbar ist, um ein Bremsen durchzuführen.
Nachfolgend wird ein Bremsprozess durch ein konventionelles elektrisches Bremssystem beschrieben.
1 ist ein Flussdiagramm, das einen Bremsprozess durch ein konventionelles Bremssystem illustriert.
Als erstes, wenn der Fahrer ein Bremspedal drückt, erfasst ein Huberfassungssensor einen Bremspedalhub S101.
Als nächstes wird der Fahreranforderung-Bremshydraulikdruck korrespondierend zu dem erfassten Bremspedalhub von einer Bremssteuervorrichtung 10 bestimmt S102.
Der Fahreranforderung-Bremshydraulikdruck wird ermittelt aus einer Kennfeldtabelle, die in der Bremssteuervorrichtung 10 gespeichert ist, wie im linken Schaubild von 1, als ein fester Abstimmungswert gemäß dem Pedalhub.
Nachfolgend berechnet die Bremssteuervorrichtung 10 ein Fahreranforderung-Bremsdrehmoment S103.
Das Fahreranforderung-Bremsdrehmoment wird berechnet durch Multiplizieren des Fahreranforderung-Bremshydraulikdrucks, der im Schritt S102 bestimmt wurde, mit einem vorbestimmten Drehmomentfaktor.
Als nächstes erhält die Bremssteuervorrichtung 10 die regeneratives-Bremsdrehmoment-Information von einer Ober-Hybrid-Steuereinheit (HCU) 20, um das Hydraulikbremsdrehmoment Th für das aktuelle hydraulische Bremsen zu berechnen S104.
Da das regenerative Bremsdrehmoment aufgrund des Elektromotors auf die Bremskraft reflektiert wird zur Zeit des Bremsens des umweltfreundlichen Fahrzeugs (Hybrid-Fahrzeugs, elektrischen Fahrzeugs, etc.), wird das hydraulische Bremsdrehmoment Th bestimmt durch Subtrahieren des regenerativen Bremsdrehmoments Tregen von einem Gesamtbremsdrehmoment Ttotal, welches das Fahreranforderung-Bremsdrehmoment ist, das im Schritt S103 berechnet wurde.
Dann berechnet die Bremssteuervorrichtung 10 einen Zielbremshydraulikdruck Ptarget für das aktuelle hydraulische Bremsen S105.
Der Zielbremshydraulikdruck Ptarget wird bestimmt durch einen Wert, der erlangt ist durch Dividieren des hydraulischen Bremsdrehmoments Th, das im Schritt S104 berechnet wurde, durch einen vorbestimmten Drehmomentfaktor.
Schließlich wird die Hydraulikdrucksteuerung durchgeführt, sodass der Zielbremshydraulikdruck Ptarget, wie oben beschrieben, auf den Radzylinder jedes Rads aufgebracht wird S106.
Daher setzt sich das Bremsen des umweltfreundlichen Fahrzeugs zusammen aus der Summe der hydraulischen Bremskraft und der regenerativen Bremskraft durch Durchführung der hydraulischen Drucksteuerung.
Ferner ist der ein Bremsfaktor genannte Drehmomentfaktor ein konstanter Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines Reibungskoeffizienten des Bremsbelags, einer Kolbenfläche einer den Bremsbelag begrenzenden Bremszange und eines effektiven Radius, welcher eine Distanz von einer Radmitte aus bis zu dem Punkt ist, wo der Bremsbelag eine Scheibe kontaktiert, wie gemäß der folgenden Gleichung 1, und kann definiert werden als ein Bremsdrehmoment, das pro 1 bar des hydraulischen Drucks generiert ist.
Gleichung 1: Drehmomentfaktor = Reibungskoeffizient x Bremszangenkolbenfläche x effektiver Radius
Wenn der Reibungskoeffizient sich ändert, wenn der Drehmomentfaktor, das heißt der Bremsfaktor als ein fixer konstanter Wert verwendet wird, dann ändert sich auch der Zielbremshydraulikdruck, der erlangt wird durch Dividieren des Hydraulikbremsdrehmoments Th durch den Drehmomentfaktor, und als ein Ergebnis kann die Bremskraft und das Bremsgefühl des Fahrzeugs geändert sein/werden.
2 ist ein Schaubild zum Erklären der Reibungskoeffizient-Änderung der Bremsbeläge und des dadurch verursachten Bremslinearitätsproblems.
Mit Bezug auf das linke Schaubild von 2 hat der Reibungskoeffizient des Bremsbelags eine Abweichung gemäß der Bremstemperatur und der saisonalen (bzw. jahreszeitlichen) Temperatur.
Zum Beispiel ist der Reibungskoeffizient des Bremsbelags kleiner, wenn die Bremstemperatur kleiner ist, wohingegen er höher ist, wenn die Bremstemperatur höher ist, und zusätzlich hat er eine Abweichung gemäß dem warmen und feuchten Sommer und dem kalten und trockenen Winter.
Daher, wenn sich der Reibungskoeffizient des Bremsbelags ändert, ändert sich der Bremsfaktor, und das Bremsgefühl kann sich beim Bremsen ebenfalls ändern.
Da der Bremsfaktor ein konstanter Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren des Reibungskoeffizienten des Bremsbelags, der Kolbenfläche der Bremszange und des effektiven Radius, welcher die Distanz ist von der Radmitte aus zu dem Punkt, wo der Bremsbelag die Scheibe kontaktiert, ändert sich der Bremsfaktor, wenn sich der Reibungskoeffizient des Bremsbelags ändert, wodurch die Bremsgefühlvariation beeinflusst wird.
Mit Bezug auf das rechte Schaubild von 2 gibt es ein Problem dahingehend, dass, wenn sich der Reibungskoeffizient des Bremsbelags ändert, sich der Bremsfaktor zum Berechnen des Zielbremshydraulikdrucks Ptarget ändert, so dass Streuen auftritt im Bremsgefühl, wodurch die Bremslinearität ungleichmäßig wird gemäß der Verzögerung, und als ein Ergebnis fühlt der Fahrer ein Gefühl an Heterogenität beim Bremsen.
Die obigen Informationen in diesem Hintergrund-Abschnitt dienen nur der Erleichterung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung/Offenbarung und müssen keine Informationen darstellen, die den dem Fachmann bekannten Stand der Technik bilden.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung/Offenbarung zielt darauf ab, das oben beschriebene konventionelle Problem zu lösen, und es eine Aufgabe der Erfindung ist, ein System und ein Verfahren zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug (z.B. für ein Kraftfahrzeug) bereitzustellen, welche einen Bremsfaktor, der einen Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags umfasst, abschätzen (z.B. berechnen) können, und den Bremsfaktor ultimativ korrigieren können durch die Berechnung und die Aktualisierung (den Update) eines Bremsfaktor-Offsets basierend auf dem abgeschätzten (z.B. berechneten) Bremsfaktor, um dadurch die Bremslinearität eines elektrischen Bremssystems zu verbessern.
Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung weist auf eine Bremssteuervorrichtung, einen G-Sensor zum Eingeben eines Verzögerungssignals (z.B. Fahrzeugverzögerungssignals) in die Bremssteuervorrichtung, einen Raddrehzahlsensor zum Eingeben eines Raddrehzahlsignals in die Bremssteuervorrichtung, einen Raddrucksensor (z.B. Radbremsdrucksensor) zum Eingeben eines Raddrucksignals (z.B. Radbremsdrucksignals) in die Bremssteuervorrichtung beim Bremsen, und eine Oberes-Niveau-Steuervorrichtung zum Eingeben eines regenerativen Bremsdrehmoments und eines Schubbetrieb-Bremsdrehmomentsignals (bzw. Schubbetriebfahren-Bremsdrehmomentsignals) in die Bremssteuervorrichtung.
Die Bremssteuervorrichtung ist konfiguriert, um: eine Aktivierungsbedingung zum/für das Abschätzen (z.B. zum/für das Berechnen) eines Bremsfaktors zu ermitteln, den Bremsfaktor abzuschätzen (z.B. zu berechnen), wenn die Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingung erfüllt ist, einen Bremsfaktor-Offset zu berechnen durch Anwenden einer Differenz zwischen dem abgeschätzten (z.B. berechneten) Bremsfaktor und einem vorausgehenden Bremsfaktor, und den berechneten Bremsfaktor-Offset zu aktualisieren (zu updaten).
Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung weist ein Verfahren zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug auf: Ermitteln, durch eine Bremssteuervorrichtung, einer Aktivierungsbedingung zum Abschätzen (z.B. Berechnen) eines Bremsfaktors, Abschätzen (z.B. Berechnen), durch die Bremssteuervorrichtung, des Bremsfaktors, wenn die Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingung (z.B. die Bremsfaktorberechnungs-Aktivierungsbedingung) erfüllt ist, Berechnen, durch die Bremssteuervorrichtung, eines Bremsfaktor-Offsets durch Anwenden einer Differenz zwischen dem abgeschätzten (z.B. berechneten) Bremsfaktor und einem vorhergehenden Bremsfaktor, Aktualisieren (Updaten), durch die Bremssteuervorrichtung, des berechneten Bremsfaktor-Offsets, und Korrigieren, durch die Bremssteuervorrichtung, des Reibungskoeffizienten des Bremsbelags basierend auf dem aktualisierten (upgedateten) Bremsfaktor-Offset.
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung stellt durch die oben beschriebene Konfiguration die folgenden Effekte bereit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Bremsfaktor-Offset, das heißt den Bremskoeffizient-Offset des Bremsbelags, zu korrigieren, um dadurch die Bremslinearität konstant zu halten und zusammen damit das Streuen eines Bremsgefühls und das Gefühl einer Heterogenität beim Bremsen zu verhindern, anders als beim konventionellen Problem, wonach Streuen im Bremsgefühl auftritt, wenn sich der Bremsfaktor ändert, und die Bremslinearität bei der Verzögerung nicht konstant wird, wodurch das Gefühl von Heterogenität beim Bremsen auftritt.
Es ist zu verstehen, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck wie hier verwendet umfasst Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie Personenkraftfahrzeuge, einschließlich Sportnutzfahrzeuge (SUVs), Busse, Laster, diverse kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und der dergleichen, und auch umfasst Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff getriebene Fahrzeuge und andere Alternativkraftstoff-Fahrzeuge (z.B. fahrend mit Kraftstoffen, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen). Wie hierin in Bezug genommen ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, dass zwei oder mehr Leistungsquellen hat, z.B. Benzin- und Elektro-getriebene Fahrzeuge.
Die obigen und andere Merkmale der Erfindung werden im Weiteren nachfolgend erläutert.
Figurenliste
Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung/Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf einige exemplarische Ausführungsformen beschrieben, die in den begleitenden Figuren dargestellt sind, welche nur zu Zwecken der Illustration vorliegen und für die Erfindung nicht als einschränkend gelten sollen. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Flussdiagramm, das einen Bremsprozess durch ein konventionelles elektrisches Bremssystem illustriert,
2 einen Graphen zum Erläutern der Reibungskoeffizient-Änderung (Reibungskoeffizient-Variation) eines Bremsbelags und des dadurch verursachten Bremslinearitätsproblems,
3 ein Blockdiagramm, das ein System zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten des Bremsbelags gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung darstellt, und
4 ein Flussablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Korrigieren des Reibungskoeffizienten des Bremsbelags gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung/Offenbarung illustriert.

Es sollte verstanden werden, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine mitunter vereinfachte Darstellung der diversen, bevorzugten Merkmale zeigen, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die spezifischen Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich z.B. spezifischen Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Gestaltungen ergeben sich unter anderem auch durch die speziell vorgesehene Verwendung und Verwendungsumgebung.
In den Zeichnungen und der Beschreibung werden durchgängig für gleiche oder gleichartige Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Detailbeschreibung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung mit Bezug auf die angehängten Figuren erläutert.
Wie oben beschrieben ist ein Bremsfaktor ein konstanter Wert der berechnet wird durch Multiplizieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags, einer Kolbenfläche einer den Bremsbelag begrenzenden Bremszange und eines effektiven Radius, welcher die Distanz von der Radmitte aus zu dem Punkt ist, wo der Bremsbelag eine Scheibe (Bremsscheibe) kontaktiert, und ist definiert als ein Bremsdrehmoment, das erzeugt ist/wird per 1 bar Hydraulikdruck.
Die Kolbenfläche der Bremszange und der effektive Radius sind sich nicht ändernde Werte, aber es ist zu sehen, dass, da der Reibungskoeffizient des Bremsbelags sich ändern kann gemäß der Bremsentemperatur und der saisonalen (bzw. jahreszeitlichen) Temperatur, die Abschätzung (z.B. Berechnung) des Bremsfaktors, wie es nachfolgend beschrieben wird, die gleiche sein kann wie die Abschätzung (z.B. Berechnung) des Reibungskoeffizienten des Bremsbelags.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein System zum Abschätzen (z.B. Berechnen) eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung darstellt, und 4 ist ein Flussablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Abschätzen (z.B. Berechnen) eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags gemäß der vorliegenden Erfindung/Offenbarung darstellt.
Wie in 3 dargestellt kann eine Bremssteuervorrichtung 10 aufweisen einen Prozessor (z.B. einen Computer, einen Mikroprozessor, eine CPU, einen ASIC, einen Schaltkreis, Logikschalkreis, etc.). Der Prozessor der Bremssteuervorrichtung 10 kann einen (ihm) zugeordneten, nichtflüchtigen Speicher haben, der Software-Instruktionen speichert, welche, wenn von dem Prozessor ausgeführt, Funktionalitäten eines Sensorsignalverarbeitungsmoduls 11, einer Bremsfaktorabschätzeinheit (z.B. Bremsfaktorberechnungseinheit) 12, eines Bremsfaktor-Offset-Berechnungsmoduls 13 und eines Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmoduls 14 bereitstellen.
Zusätzlich erhält das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 der Bremssteuervorrichtung 10 ein Verzögerungssignal von einem G (Schwerkraft)-Sensor 1, der in einem Elektronische-Stabilitäts-Steuerung (ESC)-System umfasst ist, ein Drehzahlsignal von einem Raddrehzahlsensor 2, ein Radbremsdrucksignal beim Bremsen eines Raddrucksensors (z.B. Radbremsdrucksensors) 4 und Fahrzustandssignale, wie z.B.
Steuersignale von einem Anti-Blockier-Bremssystem (ABS), einem Traktions-SteuerSystem (TCS) und einer Fahrzeug-Dynamik-Steuerung (VDC), die mit einem Fahrzeugbremsen und einer Lagesteuerung zusammenhängen.
Zusätzlich erhält das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 der Bremssteuervorrichtung 10 ein Regenerativ-Bremsdrehmoment-Signal und ein Schubbetriebfahren-Bremsdrehmoment-Signal von einer Oberes-Niveau-Steuervorrichtung (z.B. Ober-Steuervorrichtung) 20 als z.B. Bestandteil des Fahreranforderung-Bremsdrehmoments, das von der Bremssteuervorrichtung 10 berechnet wird. Die Oberes-Niveau-Steuervorrichtung 20 kann aufweisen wenigstens einen Speicher und wenigstens einen Prozessor, der programmiert ist, um solche Funktionen durchzuführen.
Zunächst ermittelt das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 eine Aktivierungsbedingung zum Abschätzen (z.B. Berechnen) eines Bremsfaktors S201.
Zu diesem Zweck führt das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 eine Signalverarbeitung an einem Eingangssignal durch und ermittelt eine Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingung (z.B. eine Bremsfaktorberechnungs-Aktivierungsbedingung) basierend auf dem Obigen.
Bevorzugt führt das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 eine Phasen-Synchronisation für jede Signal-Eingabe (z.B. für jeden Signal-Eingang) in das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 durch, um die Bremsfaktorabschätzungs-Zuverlässigkeit (z.B. Bremsfaktorberechnungs-Zuverlässigkeit) zu verbessern.
Z.B. führt das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 die Synchronisation durch mittels Filterns eines Verzögerungs-Erfassungssignals Ax eines G-Sensors 1, eines Drehzahlsignals von einem Raddrehzahlsensor 2, eines Raddrucksignals (z.B. Radbremsdrucksignals) beim Bremsen von einem Raddrucksensor (z.B. Radbremsdrucksensors) 4, eines Regenerativ-Bremsdrehmoments und eines Schubbetriebfahren-Bremsdrehmoments von der Oberes-Niveau-Steuervorrichtung 20 und des Fahreranforderung-Bremsdrehmoments, das von der Bremssteuervorrichtung 10 berechnet wird/wurde.
Das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 ermittelt, dass die Aktivierungsbedingung zum/für das Abschätzen (z.B. Berechnen) des Bremsfaktors erfüllt ist, wenn das Fahreranforderung-Bremsdrehmoment, die Raddrehzahl, der Raddruck (z.B. Radbremsdruck), das regenerative Bremsdrehmoment (bzw. Regenerativ-Bremsdrehmoment) und der Regenerativ-Bremsdrehmoment-Abfall gleich oder größer als ein Referenzwert sind (z.B. jeweils gleich oder größer als ein jeweiliger Referenzwert sind).
Im Spezielleren, wenn das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 die Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingung ermittelt, wird ermittelt, ob die untenstehenden Aktivierungsbedingungen 1) bis 5) erfüllt sind.

1) Das Fahreranforderung-Bremsdrehmoment ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert zum Aktivieren der Bremsfaktorabschätzung (Fahreranforderung-Bremsdrehmoment >= Referenzwert),
2) Die Raddrehzahl ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert zum Aktivieren der Bremsfaktorabschätzung (Raddrehzahl >= Referenzwert),
3) Der Raddruck (z.B. Radbremsdruck) ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert zum Aktivieren der Bremsfaktorabschätzung (Raddruck (z.B. Radbremsdruck) >= Referenzwert (z.B. 1 bar)),
4) Das regenerative Bremsdrehmoment ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert zum Aktivieren der Bremsfaktorabschätzung (regeneratives Bremsdrehmoment >= Referenzwert),
5) Der Regenerativ-Bremsdrehmoment-Abfall ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Referenzwert zum Aktivieren der Bremsfaktorabschätzung (Regenerativ-Bremsdrehmoment-Abfall >= Referenzwert)

Wenn das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 die Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingung ermittelt, ist der Grund zum Ermitteln, ob die Aktivierungsbedingungen 1) bis 5) erfüllt sind, weil der Bremsfaktor sich ändert aufgrund der Reibungskoeffizient-Änderung, wenn die Aktivierungsbedingungen 1) bis 5) erfüllt sind.
Als nächstens, wenn die Aktivierungsbedingungen 1) bis 5) zum Aktivieren der Bremsfaktor-Abschätzung erfüllt sind, schätzt das Bremsfaktorabschätzmodul (z.B. Bremsfaktorberechnungsmodul) 12 den Bremsfaktor S202 ab (z.B. berechnet diesen).
Das heißt, wenn das Sensorsignalverarbeitungsmodul 11 ermittelt, dass die Aktivierungsbedingungen 1) bis 5) erfüllt sind, um ein Erfüllt-Signal an das Bremsfaktorabschätzmodul 12 zu übermitteln, schätzt das Bremsfaktorabschätzmodul (z.B. das Bremsfaktorberechnungsmodul) 12 den Bremsfaktor durch Verwenden der Raddynamik(en) ab (z.B. berechnet diesen).
Das Bremsfaktorabschätzmodul 12 ist zusammengesetzt aus einem Direkt-Abschätzmodul (z.B. Direkt-Berechnungsmodul) 12-1 zum Abschätzen (z.B. Berechnen) des Bremsfaktors in einer Weise, um die Bremskraft und die Raddynamik(en) invers zu berechnen, und einem Indirekt-Abschätzmodul (z.B. Indirekt-Berechnungsmodul) 12-2 zum Abschätzen (z.B. Berechnen) des Bremsfaktors durch Verwenden eines Kalman-Filters und der Raddynamik(en).
Das Direkt-Abschätzmodul 12-1 schätzt den Bremsfaktor ab durch inverses Berechnen eines Raddynamikfaktors und schätzt den Bremsfaktor ab basierend auf Eingangssignalen, wie der Radverzögerung, die in einem Trägheitsmoment umfasst ist, einem Bremskraftdrehmoment, einem regenerativen Bremsdrehmoment und einem Raddruck (z.B. Radbremsdruck).
D.h., das Direkt-Abschätzmodul 12-1 schätzt ab (z.B. berechnet) den Bremsfaktor basierend auf dem Radverzögerungssignal, das von dem G-Sensor 1 eingegeben wird, dem Bremskraftdrehmoment, das von der Bremssteuervorrichtung 10 berechnet wird, dem regenerativen Bremsdrehmoment, das von der Oberes-Niveau-Steuervorrichtung 20 eingegeben wird, und dem Raddrucksignal (z.B. Radbremsdrucksignal), das von dem Raddrucksensor (z.B. Radbremsdrucksensor) 4 eingegeben wird.
Der Bremsfaktor, der durch inverses Berechnen der Raddynamik(en) bzw. des Raddynamik(en)-Elements im Direkt-Abschätzmodul 12-1 abgeschätzt wird, wird durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt $C_{p} = \frac{- J \cdot \frac{d ω}{d t} + r \times F_{b} - T_{r e g}}{P_{w h e l l}}$
In der Gleichung 1 sind C_p: ein abgeschätzter Bremsfaktor, $- J \cdot \frac{d ω}{d t} :$
das Trägheitsmoment (bzw. Trägheitsdrehmoment), r: der effektive Radius, welcher die Distanz (der Abstand) ist von der Radmitte aus zu dem Punkt (der Stelle), wo der Bremsbelag die Scheibe (z.B. Bremsscheibe) kontaktiert, F_b: das Bremskraftdrehmoment, das erzeugt wird durch den Bremsbelag, der die Scheibe kontaktiert, r × F_b: das Bremskraftdrehmoment, T_reg: das regenerative Bremsdrehmoment und P_wheel: der Raddruck (z.B. Radbremsdruck).
Wenn das Direkt-Abschätzmodul 12-1 den Bremsfaktor abschätzt durch Verwenden der Gleichung 1, sind die Radverzögerung, die im Trägheitsmoment (bzw. Trägheitsdrehmoment) umfasst ist, das regenerative Bremsdrehmoment, der Raddruck (z.B. Radbremsdruck) etc. feste/fixe Werte, wobei aber die Bremskraft ein Abschätzsignal (z.B. Berechnungssignal) ist, das von der Bremssteuervorrichtung berechnet wird/wurde, sodass es möglich ist, die Bremsfaktorabschätzungs-Genauigkeit sicherzustellen, wenn die Bremskraftabschätzungs-Leitung gut ist, wobei es aber möglich ist, die Bremsfaktorabschätzungs-Genauigkeit zu reduzieren, wenn die Bremskraftabschätzung nicht perfekt ist.
Wie oben beschrieben, unter Berücksichtigung des Fakts, dass die Bremskraftabschätzung nicht perfekt sein kann/muss, schätzt ab (z.B. berechnet) das Indirekt-Abschätzmodul 12-2 simultan den Bremsfaktor und die Bremskraft durch Verwenden eines mathematischen Modells, welches einen Kalman-Filter anwendet/verwendet.
Der Kalman-Filter schätzt simultan ab (z.B. berechnet simultan) den Bremsfaktor und die Bremskraft durch Verwenden einer Zustandsgleichung, welche eine Faktoränderungsrate, den Sensorsignal-Ax-Offset des G-Sensors, etc. als Zustandsvariablen hat.
Daher, obwohl es bevorzugt ist, den Bremsfaktor zu verwenden, der durch die Gleichung 1 im Direkt-Abschätzmodul 12-1 des Bremsfaktorabschätzmoduls 12 berechnet wird/wurde, beim/für das Berechnen des Bremsfaktor-Offsets, welches ein nächster ist, ist es noch bevorzugter, den Bremsfaktor zu verwenden, der erlangt ist durch die gewichtete Summe des Bremsfaktors, der abschätzt (z.B. berechnet) wurde durch Verwenden des mathematischen Models, welches den Kalman-Filter verwendet, in dem Indirekt-Abschätzmodul 12-2, und des Bremsfaktors, der abgeschätzt (z.B. berechnet) wurde durch das Direkt-Abschätzmodul 12-1, beim/für das Berechnen des Bremsfaktor-Offsets, welches ein nächster Schritt ist.
Als nächstes berechnet das Bremsfaktor-Offset-Berechnungsmodul 13 den Bremsfaktor-Offset durch Vornehmen/Verwenden einer Differenz zwischen dem Bremsfaktor, der von dem Bremsfaktor-Abschätzmodul 12 abgeschätzt wurde in S202 und dem vorhergehenden Bremsfaktor S203.
Als ein Beispiel für das Berechnen des Bremsfaktor-Offsets wird der Bremsfaktor-Offset berechnet basierend auf der Differenz zwischen dem Bremsfaktor, der abgeschätzt wird/wurde durch das Direkt-Abschätzmodul 12-1 des BremsfaktorAbschätzmoduls 12 und des vorhergehenden Bremsfaktors, und, wenn der berechnete Bremsfaktor-Offset in einen bestimmten Bereich fällt für eine gewisse (z.B. vorbestimmte) Zeit, wird es ermittelt, dass die Konvergenz des Bremsfaktor-Offsets komplettiert worden ist, und der zu berechnende Bremsfaktor-Offset wird bestimmt nur wenn der Konvergenz-komplettierte Bremsfaktor-Offset gleich oder größer als ein Referenzwert ist.
Als ein anderes Beispiel für das Berechnen des Bremsfaktor-Offsets wird ein Bewegungsdurchschnittswert berechnet, wenn die Bremsfaktorstreuung, erlangt durch Verwenden des Kalman-Filters, einen lokalen Minimumwert bei einem vorbestimmten Wert oder kleiner hat, und der Bremsfaktor-Offset wird berechnet als eine Differenz zwischen dem Bewegungsdurchschnittswert und dem vorhergehenden Bremsfaktor, und es wird ermittelt, dass die Konvergenz des Bremsfaktor-Offsets komplettiert ist/worden ist, wenn der berechnete Bremsfaktor-Offset in einen bestimmten (z.B. vorbestimmten) Bereich für eine bestimmte (z.B. vorbestimmte) Zeit fällt, und der zu berechnende Bremsfaktor-Offset wird bestimmt nur wenn der Konvergenz-komplettierte Bremsfaktor-Offset gleich oder größer als der Referenzwert ist.
Der Grund für das Bestimmen des zu berechnenden Bremsfaktor-Offsets nur wenn der Konvergenz-komplettierte Bremsfaktor-Offset gleich oder größer als der Referenzwert ist, ist wie oben beschrieben, dass verhindert werden soll, dass der Bremsfaktor-Offset häufig oder merkbar (z.B. spürbar) aktualisiert wird.
Ferner (oder inzwischen) berechnet und ermittelt das Bremsmodul-Offset-Aktualisierungsmodul 14 die Zuverlässigkeit des Bremsfaktor-Offsets, der von dem Bremsfaktor-Offset-Berechnungsmodul 13 berechnet wurde, um den Bremsfaktor-Offset zu aktualisieren S204.
Zum Beispiel kann das Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14 den Bremsfaktor-Offset zur Zeit (z.B. zum Zeitpunkt) des Setzens einer Aktualisierungsanforderung-Variablen (z.B. zur Zeit (z.B. zum Zeitpunkt) des Erhaltens des Signals zum Ermitteln der Konvergenz des Bremsfaktor-Offsets in S203) und unmittelbar vor dem Stoppen des Fahrzeugs (z.B. bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von gleich 3km/h) aktualisieren.
Als ein Beispiel des Verfahrens zum Aktualisieren des Bremsfaktor-Offsets, kann ein Verfahren zum Aktualisieren des Bremsfaktor-Offsets in Echtzeit verwendet werden unter Berücksichtigung des Fakts, dass der Reibungskoeffizient des Bremsbelags sich ändert gemäß der Bremsentemperatur.
Als ein anderes Beispiel des Verfahrens zum Aktualisieren des Bremsfaktor-Offsets, kann ein Verfahren zum Aktualisieren des Bremsfaktor-Offsets durch einen vorbestimmten Zeitraum (Sommer und Winter-Saison) verwendet werden unter Berücksichtigen des Fakts, dass sich der Reibungskoeffizient des Bremsbelags ändert gemäß saisonaler (bzw. jahreszeitlicher) Temperatur.
Z.B. führt das Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14 die Aktualisierung des Bestimmens des finalen Bremsfaktor-Offsets durch mittels Verwendens des Bremsfaktor-Offsets, der berechnet wurde durch das Bremsfaktor-Offset-Berechnungsmodul 13 wie folgt. $\begin{array}{l} Finaler Bremsfaktor-Ofset = vorhergehender finaler Bremsfaktor-Offset \\ + A* (berechneter Bremsfaktor-Offset - vorhergehender finaler Bremsfaktor-Offset) \end{array}$
In der Gleichung ist A: eine Filterkonstante
Wie oben beschrieben kann es gesehen werden, dass der Bremsfaktor-Offset, der final (bzw. letztlich) bestimmt ist/wurde durch das Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14, der gleiche ist wie der der Reibungskoeffizient-Offset des Bremsbelags.
Das heißt, da der Bremsfaktor berechnet wird durch Multiplizieren des Reibungskoeffizienten des Bremsbelags, der Kolbenfläche der den Bremsbelag begrenzenden Bremszange und des effektiven Radius, welcher die Distanz von der Radmitte aus zu dem Punkt ist, wo der Bremsbelag die Scheibe kontaktiert, die Kolbenfläche der Bremszange und der effektive Radius unveränderliche Werte sind, aber der Reibungskoeffizient des Bremsbelags sich ändern kann gemäß der Bremstemperatur und der saisonalen (bzw. jahreszeitlichen) Temperatur, kann gesehen werden, dass der Bremsfaktor-Offset, der final/letztlich bestimmt wird durch das Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14, der gleiche ist wie der Reibungskoeffizient-Offset des Bremsbelags.
Daher korrigiert die Bremssteuervorrichtung 10 den Bremsfaktor, d.h. den Reibungskoeffizienten des Bremsbelags, basierend auf dem Bremsfaktor-Offset, der final/letztlich von dem Brems-Faktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14 bestimmt wurde S205.
Zum Beispiel ist es möglich, den Bremsfaktor-Offset, der letztlich von dem Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14 bestimmt wurde, zu und/oder von dem vorhergehenden Bremsfaktor hinzuzuaddieren bzw. zu subtrahieren, um den Bremsfaktor, d.h. den Reibungskoeffizienten des Bremsbelags, zu korrigieren, um dadurch die Bremslinearität konstant zu halten.
Das heißt, es ist möglich für die Bremssteuervorrichtung 10, den Bremsfaktor, das heißt den Reibungskoeffizienten des Bremsbelags, zu korrigieren basierend auf dem Bremsfaktor-Offset, der letztlich bestimmt wurde von dem Bremsfaktor-Offset-Aktualisierungsmodul 14, wodurch das herkömmliche Problem gelöst wird, dass ein Streuen auftritt im Bremsgefühl, wenn sich der Bremsfaktor ändert, und dass die Bremslinearität aufgrund der Verzögerung nicht konstant wird, wodurch ein Gefühl der Heterogenität beim Bremsen auftritt.
Wie oben beschrieben, obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung im Detail beschrieben worden sind mit Bezug auf die Zeichnung, ist die vorliegende Erfindung/Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und zahlreiche Modifikationen können gemacht werden, ohne vom wie in den Patentansprüchen definierten Umfang abzuweichen.

Claims

System zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Bremssteuervorrichtung (10), einen G-Sensor (1) zum Eingeben eines Verzögerungssignals in die Bremssteuervorrichtung (10), einen Raddrehzahlsensor (2) zum Eingeben eines Raddrehzahlsignals in die Bremssteuervorrichtung (10), einen Raddrucksensor zum Eingeben eines Brems-Raddrucksignals in die Bremssteuervorrichtung (10), und eine Oberes-Niveau-Steuervorrichtung (20) zum Eingeben eines regenerativen Bremsdrehmoments und eines Schubbetrieb-Bremsdrehmoments in die Bremssteuervorrichtung (10), wobei die Bremssteuervorrichtung (10) konfiguriert ist, um: eine Aktivierungsbedingung für ein Abschätzen eines Bremsfaktors zu ermitteln, den Bremsfaktor abzuschätzen, wenn die Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingung erfüllt ist, einen Bremsfaktor-Offset zu berechnen durch Verwenden einer Differenz zwischen dem abgeschätzten Bremsfaktor und einem vorhergehenden Bremsfaktor, und den berechneten Bremsfaktor-Offset zu aktualisieren.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Bremssteuervorrichtung (10) ermittelt, dass die Aktivierungsbedingung für das Abschätzen des Bremsfaktors erfüllt ist, wenn ein Fahreranforderung-Bremsdrehmoment, eine Raddrehzahl, ein Raddruck, ein regeneratives Bremsdrehmoment und ein Regenerativ-Bremsdrehmoment-Abfall gleich oder größer als ein jeweiliger Referenzwert sind.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bremssteuervorrichtung (10) den Bremsfaktor abschätzt durch inverses Berechnen von Bremskraft und Raddynamiken, oder den Bremsfaktor abschätzt mittels Verwendens eines Kalman-Filters und der Raddynamiken.
System gemäß Anspruch 3, wobei die Bremssteuervorrichtung (10) des Bremsfaktor abschätzt durch $C_{p} = \frac{- J \cdot \frac{d ω}{d t} + r \times F_{b} - T_{r e g}}{P_{w h e l l}},$
wobei C_p: der abgeschätzte Bremsfaktor ist, $- J \cdot \frac{d ω}{d t} :$
ein Trägheitsmoment ist, r: ein effektiver Radius ist, welcher die Distanz von der Radmitte aus zu dem Punkt ist, wo der Bremsbelag eine Scheibe kontaktiert, F_b: die Bremskraft ist, die von dem Bremsbelag erzeugt wird, der die Scheibe kontaktiert; r × F_b: das Bremskraftdrehmoment ist, T_reg: das regenerative Bremsdrehmoment ist, und P_wheel: der Raddruck ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Bremssteuervorrichtung (10) den Bremsfaktor-Offset berechnet durch eine Differenz zwischen dem abgeschätzten Bremsfaktor und dem vorhergehenden Bremsfaktor, wobei die Bremssteuervorrichtung (10) ermittelt, dass eine Konvergenz des Bremsfaktor-Offsets komplettiert worden ist, wenn der berechnete Bremsfaktor-Offset in einen bestimmten Bereich für eine bestimmte Zeit fällt, und wobei, wenn der Bremsfaktor-Offset, von dem die Konvergenz komplettiert ist, gleich oder größer als ein Referenzwert ist, die Bremssteuervorrichtung (10) diesen Bremsfaktor-Offset, welcher gleich oder größer als der Referenzwert ist, dazu bestimmt, der zu berechnende Bremsfaktor-Offset zu sein.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Bremssteuervorrichtung (10) den Bremsfaktor-Offset in Echtzeit aktualisiert, berücksichtigend, dass der Reibungskoeffizient des Bremsbelags sich ändert gemäß einer Bremstemperatur, oder den Bremsfaktor-Offset aktualisiert für jede vorbestimmte Zeitspanne, berücksichtigend, dass der Reibungskoeffizient des Bremsbelags eine Abweichung gemäß einer saisonalen Temperatur hat.
Verfahren zum Korrigieren eines Reibungskoeffizienten eines Bremsbelags für ein Fahrzeug, aufweisend die Schritte: Ermitteln, durch eine Bremssteuervorrichtung, einer Aktivierungsbedingung für ein Abschätzen eines Bremsfaktors (S201), Abschätzen, durch die Bremssteuervorrichtung, des Bremsfaktors, wenn die Bremsfaktorabschätzungs-Aktivierungsbedingungen erfüllt ist (S202), Berechnen, durch die Bremssteuervorrichtung, eines Bremsfaktor-Offsets durch Verwenden einer Differenz zwischen dem abgeschätzten Bremsfaktor und einem vorhergehenden Bremsfaktor (S203), Aktualisieren, durch die Steuervorrichtung, des berechneten Bremsfaktor-Offsets (S204), und Korrigieren, durch die Bremssteuervorrichtung, des Reibungskoeffizienten des Bremsbelags basierend auf dem aktualisierten Bremsfaktor-Offset (S205).
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei im Schritt des Ermittelns einer Aktivierungsbedingung (S201) die Bremssteuervorrichtung ermittelt, dass die Aktivierungsbedingung für das Abschätzen des Bremsfaktors erfüllt ist, wenn ein Fahreranforderung-Bremsdrehmoment, eine Raddrehzahl, ein Raddruck, eine regeneratives Bremsdrehmoment und ein Regenerativ-Bremsdrehmoment-Abfall gleich oder größer sind als ein jeweiliger Referenzwert.
Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei im Schritt des Abschätzens eines Bremsfaktors die Bremssteuervorrichtung den Bremsfaktor abschätzt durch inverses Kalkulieren von Bremskraft und Raddynamiken.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-9, wobei im Schritt des Abschätzens eines Bremsfaktors (S202) die Bremssteuervorrichtung den Bremsfaktor abschätzt durch Verwenden eines Kalman-Filters und der Raddynamiken.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Bremssteuervorrichtung den Bremsfaktor abschätzt durch $C_{p} = \frac{- J \cdot \frac{d ω}{d t} + r \times F_{b} - T_{r e g}}{P_{w h e l l}},$
wobei C_p: der abgeschätzte Bremsfaktor ist, $- J \cdot \frac{d ω}{d t} :$
ein Trägheitsmoment ist, r: ein effektiver Radius ist, welcher die Distanz von der Radmitte aus zu dem Punkt ist, wo der Bremsbelag eine Scheibe kontaktiert, F_b: die Bremskraft ist, die von dem Bremsbelag erzeugt wird, der die Scheibe kontaktiert; r × F_b: das Bremskraftdrehmoment ist, T_reg: das regenerative Bremsdrehmoment ist, und P_wheel: der Raddruck ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Bremssteuervorrichtung den Bremsfaktor-Offset berechnet durch eine Differenz zwischen dem abgeschätzten Bremsfaktor und dem vorhergehenden Bremsfaktor, wobei die Bremssteuervorrichtung ermittelt, dass eine Konvergenz des Bremsfaktor-Offsets komplettiert worden ist, wenn der berechnete Bremsfaktor-Offset in einen bestimmten Bereich für eine bestimmte Zeit fällt, und wobei, wenn der Bremsfaktor-Offset, von dem die Konvergenz komplettiert ist, gleich oder größer als ein Referenzwert ist, die Bremssteuervorrichtung (10) diesen Bremsfaktor-Offset, welcher gleich oder größer als der Referenzwert ist, dazu bestimmt, der zu berechnende Bremsfaktor-Offset zu sein.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei im Schritt des Aktualisierens des berechneten Bremsfaktor-Offsets die Bremssteuervorrichtung den Bremsfaktor-Offset in Echtzeit aktualisiert, berücksichtigend, dass der Reibungskoeffizient des Bremsbelags sich ändert gemäß einer Bremstemperatur, oder den Bremsfaktor-Offset aktualisiert für jede vorbestimmte Zeitspanne, berücksichtigend, dass der Reibungskoeffizient des Bremsbelags eine Abweichung gemäß einer saisonalen Temperatur hat.