DE102021205364A1 - Method for power actuation of an electrohydraulic power brake system - Google Patents
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Abstract
Zu einer Stromeinsparung in einem Stromsparmodus einer elektrohydraulischen Fremdkraft-Fahrzeugbremsanlage (1) schlägt die Erfindung vor, einen Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger (3) nur zu bestromen, wenn eine Änderung eines Sollwerts (pSoll) größer als eine vorgegebene Abweichung (Δp) ist.In order to save electricity in a power-saving mode of an electrohydraulic vehicle brake system (1), the invention proposes only energizing a brake pressure generator (3) if a change in a setpoint (pSoll) is greater than a specified deviation (Δp).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Fremdkraftbetätigung einer elektrohydraulischen Fremdkraft-Bremsanlagefür ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for external power actuation of an electrohydraulic power brake system for a motor vehicle with the features of the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Die Patentanmeldung
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zu einer Fremdkraftbetätigung einer elektrohydraulischen Fremdkraft-Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug in einem Stromsparmodus mit den Merkmalen des Anspruchs 1. „Fremdkraftbetätigung“ bedeutet eine Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks zur Betätigung einer oder mehrerer, an die Bremsanlage angeschlossener hydraulischer Radbremsen mit einem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger weist einen elektromechanischen Antrieb mit insbesondere einem Elektromotor auf. Mit „Stromsparmodus“ ist eine elektrische Energie sparende Betriebsart der Bremsanlage gemeint.The invention relates to a method for external power actuation of an electro-hydraulic power brake system for a motor vehicle in a power-saving mode with the features of
Um in dem Stromsparmodus elektrische Energie zu sparen, sieht die Erfindung vor, den elektromechanischen Antrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers nur zu bestromen, wenn sich ein Sollwert für den Bremsdruck um mehr als eine vorgegebene Abweichung ändert. Ändert sich der Sollwert für den Bremsdruck um weniger als die vorgegebene Abweichung, wird der elektromechanische Antrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers nicht bestromt, wodurch Strom gespart wird.In order to save electrical energy in the power-saving mode, the invention provides for the electromechanical drive of the externally-powered brake pressure generator to be energized only when a setpoint value for the brake pressure changes by more than a predetermined deviation. If the setpoint for the brake pressure changes by less than the specified deviation, the electromechanical drive of the externally powered brake pressure generator is not energized, which saves electricity.
Der Sollwert für den Bremsdruck wird insbesondere von einem mit Muskelkraft betätigbaren Hauptbremszylinder, einem Fußbremspedal oder einem Handbremsehebel erzeugt, den ein Fahrzeugführer betätigt. Als Sollwert wird beispielsweise ein im Hauptbremszylinder erzeugter, hydraulischer Druck gemessen oder es wird ein Hauptbremszylinderkolbenweg, Fußbremspedalweg oder Handbremshebelweg gemessen und aus dem Messwert der Sollwert für den Bremsdruck bestimmt. Allgemein ausgedrückt wird der Sollwert von dem Fahrzeugführer insbesondere durch die Betätigung des Hauptbremszylinders oder eine Bewegung des Fußbremspedals oder des Handbremsehebels eingestellt, wobei andere Sollwertgeber ebenfalls möglich sind.The target value for the brake pressure is generated in particular by a master brake cylinder that can be actuated with muscle power, a foot brake pedal or a hand brake lever that is actuated by a vehicle driver. For example, a hydraulic pressure generated in the master brake cylinder is measured as a desired value, or a master brake cylinder piston travel, foot brake pedal travel or handbrake lever travel is measured and the desired value for the brake pressure is determined from the measured value. Expressed in general terms, the setpoint is set by the driver of the vehicle in particular by actuating the master brake cylinder or by moving the foot brake pedal or the hand brake lever, with other setpoint generators also being possible.
Vergrößert oder verkleinert der Fahrzeugführer den Sollwert für den Bremsdruck, das heißt der Fahrzeugführer möchte die Bremskraft erhöhen oder verringern, wird erfindungsgemäß im Stromsparmodus der elektromechanische Antrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers nicht sofort bestromt, sondern erst, wenn der Sollwert um mehr als die vorgegebene Abweichung geändert wird. Ändert der Fahrzeugführer den Sollwert - auch mehrfach - um weniger als die vorgegebene Abweichung, wird der elektromechanische Antrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers nicht bestromt und dadurch elektrische Energie gespart. Dabei wird allerdings auch der Bremsdruck und damit die Bremskraft nicht geändert.If the vehicle driver increases or decreases the setpoint for the brake pressure, i.e. the vehicle driver would like to increase or decrease the braking force, according to the invention, in the power-saving mode, the electromechanical drive of the externally powered brake pressure generator is not energized immediately, but only when the setpoint has changed by more than the specified deviation becomes. If the vehicle driver changes the target value - even several times - by less than the specified deviation, the electromechanical drive of the externally powered brake pressure generator is not energized and electrical energy is saved as a result. However, the braking pressure and thus the braking force are not changed.
Vorzugsweise wird die Bremsanlage nur in Ausnahmefällen in dem erfindungsgemäßen Stromsparmodus betrieben, beispielsweise bei einem Betrieb der Bremsanlage mit einer Notstromversorgungseinrichtung bei Ausfall einer Hauptstromversorgungseinrichtung oder bei Ausfall einer von mehreren Stromversorgungseinrichtungen. Bei ordnungsgemäßer Stromversorgung wird die Bremsanlage vorzugsweise in einem Normalmodus betrieben, in dem der elektromechanische Antrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers bei jeder Änderung des Sollwerts so bestromt wird, dass sich der Bremsdruck in der Bremsanlage entsprechend dem Sollwert ändert.The brake system is preferably only operated in the power-saving mode according to the invention in exceptional cases, for example when the brake system is operated with an emergency power supply device if a main power supply device fails or if one of several power supply devices fails. If the power supply is correct, the brake system is preferably operated in a normal mode in which the electromechanical drive of the externally powered brake pressure generator is energized with each change in the setpoint so that the brake pressure in the brake system changes according to the setpoint.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Bremsanlage nur dann im Stromsparmodus betrieben wird, wenn sie bereits betätigt ist und ein Mindestdruck in ihr herrscht. Ist die Bremsanlage nicht betätigt und drucklos, wird bis zum Erreichen oder Überschreiten des Mindestdrucks der elektromechanische Antrieb des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers so bestromt, dass der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger den von dem Fahrzeugführer eingestellten Sollwert des Bremsdrucks erzeugt. Dadurch wird die Bremsanlage bei einem Bremswunsch des Fahrzeugführers unmittelbar mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger betätigt und nicht erst wenn der Sollwert größer als die vorgegebene Abweichung ist.One embodiment of the invention provides that the brake system is only operated in the power-saving mode when it is already actuated and there is a minimum pressure in it. If the brake system is not actuated and pressureless, the electromechanical drive of the externally powered brake pressure generator is energized until the minimum pressure is reached or exceeded in such a way that the externally powered brake pressure generator generates the brake pressure setpoint set by the vehicle driver. As a result, when the vehicle driver requests braking, the brake system is actuated immediately with the externally powered brake pressure generator and not only when the setpoint value is greater than the specified deviation.
Die abhängigen Ansprüche haben Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.The dependent claims relate to developments and advantageous refinements of the invention specified in the independent claim.
Sämtliche in der Beschreibung und der Zeichnung offenbarten Merkmale können einzeln für sich oder in grundsätzlich beliebiger Kombination bei Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle, sondern nur ein oder mehrere Merkmale eines Anspruchs oder einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen, sind grundsätzlich möglich.All of the features disclosed in the description and the drawing can be realized individually or in basically any combination in embodiments of the invention. Embodiments of the invention which do not have all but only one or more features of a claim or an embodiment of the invention are possible in principle.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Schemadarstellung einer elektrohydraulischen Fremdkraft-Bremsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und -
2 ein Druckverlaufsdiagramm eines Bremsdrucks in der Bremsanlage aus1 bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an electrohydraulic power brake system for carrying out the method according to the invention; and -
2 a pressure curve diagram of a brake pressure in thebrake system 1 when carrying out the method according to the invention.
Ausführungsform der Erfindungembodiment of the invention
Die in
Die Radbremsen 5 sind an die Schlupfregeleinheit 4 und die Schlupfregeleinheit 4 ist in jedem Bremskreis durch ein Trennventil 6 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen.The
Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 ist zu einer Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks mit Fremdkraft vorgesehen. Er ist hydraulisch parallel zu dem Hauptbremszylinder 2 in jedem Bremskreis durch ein Fremdkraftventil 7 an die Bremskreise angeschlossen. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 weist eine Kolben-Zylinder-Einheit 8 mit einem Kolben 9, der zur Erzeugung des Bremsdrucks mit Fremdkraft mit einem Elektromotor 10 über ein Schraubgetriebe 11 in einem Zylinder 12 verschiebbar ist, auf. Der Elektromotor 10 und das Schraubgetriebe 11 bilden einen elektromechanischen Antrieb 13 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3. Zwischen dem Elektromotor 10 und dem Schraubgetriebe 11 kann ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe angeordnet sein.External power
Die Schlupfregeleinheit 4 ist durch die Trennventile 6 an den Hauptbremszylinder 2 und durch die Fremdkraftventile 7 an den Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3, genau genommen an den Zylinder 12 der Kolben-Zylinder-Einheit 8 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 angeschlossen.The slip control unit 4 is connected through the
Die Schlupfregeleinheit 4 weist in jedem Bremskreis eine Hydropumpe 14 auf, die gemeinsam mit einem Elektromotor 15 antreibbar sind und die auch als Rückförderpumpen bezeichnet werden. Des Weiteren weist die Schlupfregeleinheit 4 für jede Radbremse 5 ein Einlassventil 16 und ein Auslassventil 17 für eine radindividuelle Radbremsdruckregelung auf, die in
Eine Betriebsbremsung erfolgt als Fremdkraftbremsung, bei der der Bremsdruck mit Fremdkraft mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 erzeugt und mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 6 und/oder den Einlassventilen 16 und den Auslassventilen 17 der Schlupfregeleinheit 4 geregelt wird. Der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 wird bei der Betriebsbremsung durch Öffnen der Fremdkraftventile 7 mit den Bremskreisen der Bremsanlage 1 verbunden und der Hauptbremszylinder 2 durch Schließen der Trennventile 6 hydraulisch von dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 und von der Schlupfregeleinheit 4 getrennt. Der Hauptbremszylinder 2 dient als Sollwertgeber für den mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 zu erzeugenden Bremsdruck. Zu diesem Zweck ist ein Drucksensor 18 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Zum Zwecke einer Redundanz ist ein Pedalwegsensor 19 an einem Fußbremspedal 20 angeordnet, mit dem der Hauptbremszylinder 2 betätigbar ist. Der Pedalwegsensor 2 bildet ebenfalls einen Sollwertgeber für den mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 zu erzeugenden Bremsdruck.Service braking takes place as power braking, in which the brake pressure is generated with power from the power
Um bei geschlossenen Trennventilen 6 Bremsflüssigkeit aus dem Hauptbremszylinder 2 verdrängen, Hauptbremszylinderkolben im Hauptbremszylinder 2 verschieben und das Fußbremspedal 20 bewegen zu können, ist in einem Bremskreis ein Pedalwegsimulator 21 durch ein Simulatorventil 22 an den Hauptbremszylinder 2 angeschlossen. Der Pedalwegsimulator 21 weist eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem feder- oder gasdruckbeaufschlagten Kolben auf.In order to displace brake fluid from the
Bei Ausfall des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 lässt sich die Bremsanlage 1 durch Muskelkraft mit dem Hauptbremszylinder 2 betätigen. Eine Hilfsbremsung ist mit den Hydropumpen 14 der Schlupfregeleinheit 4 möglich.If the external
Im Ausführungsbeispiel sind die Trennventile 6 und die Einlassventile 16 in ihren stromlosen Grundstellungen offene und die Fremdkraftventile 7 und die Auslassventile 17 in ihren stromlosen Grundstellungen geschlossene 2/2-Wege-Magnetventile.In the exemplary embodiment, the
Zwecks Redundanz weist die Bremsanlage 1 im Ausführungsbeispiel zwei Batterien beziehungsweise Akkumulatoren als Stromversorungseinrichtungen 23, 24 auf, wobei der Elektromotor 10 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 an die eine Stromversorgungseinrichtung 23 und der Elektromotor 15 der Schlupfregeleinheit 4 an die andere Stromversorgungseinrichtung 24 angeschlossen ist und der Elektromotor 10 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 auch mit der Stromversorgungseinrichtung 24 der Schlupfregeleinheit 4 betrieben werden kann.For the purpose of redundancy, the
Fällt die Stromversorgungseinrichtung 23 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 aus, wird der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 mit der Stromversorgungseinrichtung 24 der Schlupfregeleinheit 4 betrieben, das heißt der Elektromotor 10 der Kolben-Zylinder-Einheit 8 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 wird aus der Stromversorgungseinrichtung 24 der Schlupfregeleinheit 4 bestromt, und die Bremsanlage 1 wird in einem erfindungsgemäßen Stromsparmodus betrieben, den das Diagramm in
Wird bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 2 und druckloser Bremsanlage 1 der Hauptbremszylinder 2 durch Niedertreten des Fußbremspedals 20 betätigt, erzeugt der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 den Bremsdruck pFremd in Abhängigkeit vom Sollwert PSoll, der von dem mit dem Drucksensor 18 gemessenen Hauptbremszylinderdruck oder von dem mit dem Pedalwegsensor 19 gemessenen Weg des Fußbremspedals 20 beziehungsweise des Primärkolbens des Hauptbremszylinders 2 abhängig ist.If the
Wird das Fußbremspedal 20 bei betätigtem Hauptbremszylinder 2 nicht bewegt, wird die Bestromung des Elektromotors 10 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 beendet, wenn der mit dem Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 erzeugte Bremsdruck pFremd den Sollwert pSoll erreicht hat. Das ist in
Im Ausführungsbeispiel wird in
Die Stromeinsparung im erfindungsgemäßen Stromsparmodus ist besonders groß, wenn der Sollwert pSoll häufig um nicht mehr als die vorgegebene Abweichung Δp geändert wird.The power saving in the power saving mode according to the invention is particularly large if the setpoint p setpoint is frequently changed by no more than the specified deviation Δp.
Damit, wenn der unbetätigte Hauptbremszylinder 2 betätigt wird, der Fremdkraft-Bremsdruckerzeuger 3 gleich und nicht erst mit einer Verzögerung nach Überschreiten der vorgegebenen Abweichung Δp den Bremsdruck pFremd erzeugt, wird der Elektromotor 10 des Fremdkraft-Bremsdruckerzeugers 3 bei einer Betätigung des Hauptbremszylinders 2 bei druckloser Bremsanlage 1 gleich bestromt und der Stromsparmodus nur verwendet, wenn der Bremsdruck, im Ausführungsbeispiel der Sollwert pSoll größer als ein Mindestdruck pmin ist.So that when the unactuated
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