DE102022101632A1

DE102022101632A1 - Bremssystem für ein Fahrzeug fähig zum regenerativen und hydraulischen Bremsen und Verfahren zum Steuern desselben

Info

Publication number: DE102022101632A1
Application number: DE102022101632.3A
Authority: DE
Inventors: Ji Weon Ko
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2022-07-28
Also published as: CN114789715A; US12109986B2; US20220234562A1; KR20220107435A; CN114789715B

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt in mindestens einer Ausführungsform ein Bremssystem bereit, das aufweist: eine Pedal-Haupteinheit; eine elektrische Verstärkungseinheit; eine Reaktionsscheibe, die eine Pedalkraft erzeugt, wenn sie durch die Betätigungsstange und/oder den Motorkolben zusammengedrückt wird; und eine Steuerung, die beim Empfang eines Unterbrechungssignals für das regenerative Bremsen während des kooperativen Bremsens des Fahrzeugs eine Druckänderung in dem Hauptzylinder erfasst und eine Verschiebung des Motorkolbens um einen der Druckänderung entsprechenden Betrag kompensiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Bremssystem eines Fahrzeugs, das fähig ist zum regenerativen und hydraulischen bremsen, und ein Verfahren zur Steuerung desselben.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen zu der vorliegenden Offenbarung und stellen nicht unbedingt einen verwandten Stand der Technik dar.
Das regenerative Bremsen ist eine Art des Bremsens, bei der ein Motor als ein Generator betrieben wird, der die Antriebsträgheit eines Fahrzeugs nutzt und einen durch Antrieb des Motors erzeugten Widerstand als eine Bremskraft einsetzt.
Im Falle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) arbeiten eine regenerative Bremseinheit und eine hydraulische Bremseinheit zusammen, um das Fahrzeug abzubremsen (im Folgenden „kooperatives Bremsen“), wodurch eine stabile Bremskraft an dem Fahrzeug bereitgestellt wird.
Das Fahrzeug weist ferner eine elektrische Verstärkungseinheit auf, um eine Pedalkraft des Fahrers zu erhöhen. Die elektrische Verstärkungseinheit nutzt ein Drehmoment eines Elektromotors, der in der elektrischen Verstärkungseinheit vorgesehen ist, um eine Kraft zu verstärken, die von einer Betätigungsstange auf die Innenseite eines Hauptzylinders ausgeübt wird. Bei der Erzeugung einer Pedalkraft ist die elektrische Verstärkungseinheit konfiguriert, dem Fahrer ein gewünschtes Pedalgefühl zu vermitteln. Insbesondere ist die elektrische Verstärkungseinheit konfiguriert, einen geeigneten Betrag an Pedalkraft zu erzeugen, der einem Pedalhub entspricht, wenn eine Reaktionsscheibe durch die elektrische Verstärkungseinheit zusammengedrückt wird.
Wenn ein Fahrzeug mit einer herkömmlichen kooperativen Bremsfunktion eine regenerative Bremsung durchführt, wird die elektronische Stabilitätskontrolle (ESC) eingesetzt, um einen hydraulischen Druck um einen Betrag zu reduzieren, der durch die regenerative Bremsung beim regenerativen Bremsen kompensiert wird. Zu diesem Zweck benötigen herkömmliche Fahrzeuge ESC mit einer Spezifikation, die eine kooperative Steuerung von regenerativer Bremsung und hydraulischer Bremsung ermöglicht. Konkret erfordert ESP eine Druckreduziereinrichtung wie einen Druckspeicher, um Hydraulikdruck zu reduzieren, was eine höhere Spezifikation für das ESP erfordert. Dies kann zu einem Kostenanstieg führen.
Wenn regeneratives Bremsen deaktiviert ist, während ein Fahrzeug mit einer konventionellen kooperativen Bremsfunktion eine kooperative Bremsung durchführt, wird die Menge von Hydrauliköl in dem Bremssystem unter Verwendung von ESC erhöht, um die Bremskraft der hydraulischen Bremsung zu steigern. Eine Pumpe wird aktiviert, um Öl aus dem Hauptzylinder anzusaugen, um die Menge des Hydrauliköls in dem Bremssystem zu erhöhen. Infolgedessen wird der in dem Hauptzylinder erzeugte Druck verringert, und der Fahrer hat ein unnatürliches Gefühl, dass die Pedalkraft verringert ist.
ZUSAMMENFASSUNG
In Anbetracht der obigen Ausführungen zielt die vorliegende Offenlegung darauf ab, das unnatürliche Gefühl des Fahrers auf der Bremse zu minimieren, wenn regeneratives Bremsen während des kooperativen Bremsens deaktiviert ist.
Die in der vorliegenden Offenbarung zu lösenden Probleme beschränken sich nicht auf die vorgenannten Probleme, und andere, hier nicht erwähnte Probleme würden von einem Fachmann aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
Wie oben erläutert, gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht es das Bremssystem, dass sich ein Motorkolben rückwärts bewegt, während der Hydraulikdruck in dem Hauptzylinder vorübergehend reduziert wird, wenn regeneratives Bremsen während des kooperativen Bremsens deaktiviert ist, wodurch das unnatürliche Gefühl des Fahrers auf der Bremse minimiert wird.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn das Bremssystem das Fahrzeug in einem kooperativen Bremsmodus bremst.
3a und 3b sind eine Querschnittsansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn ein Unterbrechungssignal für regeneratives Bremsen in dem kooperativen Bremsmodus des Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung empfangen wird.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Das in den 1 bis 3 dargestellte konzeptionelle Diagramm des Bremssystems 1 ist eine vereinfachte Darstellung der Funktionsweise des Bremssystems 1, um das Verständnis zu erleichtern, und es sollte beachtet werden, dass es Unterschiede zu einer konkreten Form eines tatsächlichen Bremssystems 1 geben kann.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bezugnehmend auf 1 weist ein Bremssystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ganz oder teilweise eine Pedal-Haupteinheit 10, eine elektrische Verstärkungseinheit 20, ein Gehäuse 30, eine Pedalgefühl-Erzeugungseinheit 40 und eine elektrische Steuereinheit 50 (z. B. ein Steuergerät) auf.
Die Pedal-Haupteinheit 10 ist konfiguriert, eine Pedalkraft auf einen Hauptzylinder 14 zu übertragen, wenn ein Pedal 11 durch den Fahrer betätigt wird. Die Pedal-Haupteinheit 10 weist ganz oder teilweise das Pedal 11, eine Betätigungsstange 12, eine Schubstange 13, den Hauptzylinder 14 und eine Rückholfeder 15 auf.
Das Pedal 11 ist ein Teil, auf das der Fahrer drückt, um das Fahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten. Wenn der Fahrer das Pedal 11 drückt, um eine bestimmte Druckmenge oder mehr auf ein Ende der Betätigungsstange 12 auszuüben, drückt das andere Ende der Betätigungsstange 12 die Reaktionsscheibe 32 zusammen. In diesem Fall wird ein Hub des Pedals 11 durch einen Pedalwegsensor (nicht dargestellt) erfasst, der separat vorgesehen ist. Das eine Ende der Betätigungsstange 12 kann angeordnet sein, an einem zentralen Teil der Reaktionsscheibe 420 anzuliegen.
Die Betätigungsstange 12 ist ein Medium, über das die Pedalkraft des Fahrers auf die Reaktionsscheibe 420 übertragen wird. Das eine Ende der Betätigungsstange 12 ist mit dem Pedal 11 verbunden. Der auf die Reaktionsscheibe 420 übertragene Pedalkraftaufwand F_RD wird über die Betätigungsstange 12 an den Hauptzylinder 14 weitergeleitet. In einem Anfangszustand, in dem das Pedal 11 beginnt, betätigt zu werden, kann das andere Ende der Betätigungsstange 12 von der Reaktionsscheibe 420 getrennt sein. Wenn das Pedal 11 betätigt wird, bewegt sich das andere Ende der Betätigungsstange 12 nach vorne zu der Reaktionsscheibe 420.
Zumindest ein Teil der Schubstange 13 ist in den Hauptzylinder 14 eingeführt. Die Schubstange 13 bewegt sich in Längsrichtung des Hauptzylinders 14 innerhalb des Hauptzylinders 14 hin und her, und wenn sich die Schubstange 13 vorwärts bewegt, kann sie eine in dem Hauptzylinder 14 gespeicherte Bremsflüssigkeit unter Druck setzen.
Der Hauptzylinder 14 ist konfiguriert, eine Bremsflüssigkeit darin zu halten. Die Bremsflüssigkeit in dem Hauptzylinder 14 wird unter Druck gesetzt, und es wird ein Hydraulikdruck zum Bremsen erzeugt. Der erzeugte Hydraulikdruck wird auf eine Vielzahl von Radbremsen (nicht dargestellt) übertragen.
Die Rückholfeder 15 ist im Inneren des Hauptzylinders 14 angeordnet und zieht sich durch die Hin- und Herbewegung der Schubstange 13 zusammen oder dehnt sich aus. Vorzugsweise kann die Rückholfeder 15 eine Schraubenfeder sein. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und die Rückholfeder 15 kann eine Tellerfeder sein oder aus einem elastischen Material wie Gummi bestehen. Die Rückholfeder 15 kann auch innerhalb eines Gehäuses der elektrischen Verstärkungseinheit 20 angeordnet sein, obwohl dies in dieser Offenbarung nicht gezeigt wird. Die Rückholfeder 15 kann im Inneren des Hauptzylinders 14 oder im Inneren der elektrischen Verstärkungseinheit 20 angeordnet sein, so dass sie durch teilweise eine von der Betätigungsstange 12 und/oder der elektrischen Verstärkungseinheit 20 übertragene Kraft zusammengedrückt wird.
Die elektrische Verstärkungseinheit 20 ist konfiguriert, die Pedalkraft des Fahrers zu verstärken. Die elektrische Verstärkungseinheit 20 weist ganz oder teilweise einen Motor 22, eine Getriebeeinrichtung 24, eine Schraubenwelle 26 und einen Motorkolben 28 auf.
Der Motor 22 ist konfiguriert, sich als Reaktion auf ein Signal von der elektrischen Steuereinheit 50 vorwärts oder rückwärts zu drehen.
Die Getriebeeinrichtung 24 ist so konfiguriert, ein Drehmoment des Motors 22 auf die Schraubenwelle 26 zu übertragen. Die Getriebeeinrichtung 24 weist ganz oder teilweise ein erstes Zahnrad 240, ein zweites Zahnrad 242 und ein drittes Zahnrad 244 auf.
Das erste Zahnrad 240 nimmt das von dem Motor 22 übertragene Drehmoment auf und überträgt es auf das zweite Zahnrad 242. Das zweite Zahnrad 242 überträgt das von dem ersten Zahnrad 240 übertragene Drehmoment auf das dritte Zahnrad 244. Das dritte Zahnrad 244 überträgt das vom zweiten Zahnrad 242 übertragene Drehmoment auf die Schraubenwelle 26. Die Drehzahl kann um einen bestimmten Prozentsatz verringert oder erhöht werden, während das Drehmoment von dem ersten Zahnrad 240 auf das dritte Zahnrad 244 übertragen wird, basierend auf dem Verhältnis der Anzahl von Zähnen unter dem ersten bis dritten Zahnrad 240 bis 244.
Die Schraubenwelle 26 ist konfiguriert, das von der Getriebeeinrichtung 24 übertragene Drehmoment in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Die Schraubenwelle 26 weist ganz oder teilweise eine erste Welle 260 und eine zweite Welle 262 auf.
Die erste Welle 260 dreht sich, während sie durch das dritte Zahnrad 244 zurückgehalten wird. Die zweite Welle 262 ist konfiguriert, die Drehbewegung der ersten Welle 260 in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Vorzugsweise kann die erste Welle 260 ein Ritzel und die zweite Welle 262 eine Zahnstange aufweisen. Ein Ende der zweiten Welle 262 ist mit dem Motorkolben 28 verbunden. Wenn der Motor 22 angetrieben wird, bewegt sich die zweite Welle 262 aufgrund dessen vorwärts in Richtung der Reaktionsscheibe 420 oder rückwärts, d. h. in die entgegengesetzte Richtung.
Der Motorkolben 28 wird in Längsrichtung des Hauptzylinders 14 durch eine Kraft hin- und herbewegt, die durch eine Kombination aus der Getriebewelle 24 und der Schraubenwelle 26 übertragen wird. Der Motorkolben 28 ist derart gestaltet, dass eine Seite durch die zweite Welle 262 und die andere Seite durch die Reaktionsscheibe 420 zusammengedrückt wird.
Der Motorkolben 28 befindet sich in der Nähe der ersten Welle 260, falls das Pedal 11 nicht gedrückt wird, d. h. wenn kein Bremsanforderungssignal vorliegt.
Das Gehäuse 30 ist geformt, zumindest einen Teil der Pedal-Haupteinheit 10, zumindest einen Teil der elektrischen Verstärkungseinheit 20 und zumindest einen Teil der Pedalgefühl-Erzeugungseinheit 40 zu umgeben. Das Gehäuse 30 weist eine Federhalterung 32 auf.
Die Federhalterung 32 ist an dem Gehäuse 30 befestigt, und zumindest ein Teil der Pedalfedereinheit 44 ist an einer Seite der Federhalterung 32 angebracht. Die Federhalterung 32 ist ausgebildet, die Pedalfedereinheit 44 zu stützen, wenn die Pedalfedereinheit 44 durch die Pedalkraft des Fahrers zusammengedrückt wird.
Wenn das Pedal 11 vom Fahrer gedrückt wird, vermittelt die Pedalgefühl-Erzeugungseinheit 40 dem Fahrer ein Pedalgefühl. Die Pedalgefühl-Erzeugungseinheit 40 weist ganz oder teilweise eine Scheibeneinheit 42 und die Pedalfedereinheit 44 auf.
Die Scheibeneinheit 42 ist konfiguriert, durch die Betätigungsstange 12 oder den Motorkolben 28 zusammengedrückt zu werden. Eine von der Scheibeneinheit 42 erzeugte Reaktionskraft auf das Pedalgefühl wird auf die Druckstange 13 übertragen. Da die Druckstange 13 das in dem Hauptzylinder 14 gespeicherte Bremsöl unter Druck setzt und zumindest ein Teil des unter Druck stehenden Bremsöls an eine Vielzahl von Radbremsen (nicht dargestellt) abgegeben wird, kann eine hydraulische Bremskraft F_hyd erzeugt werden.
Die Scheibeneinheit 42 weist eine Reaktionsscheibe 420 und einen Reaktionsscheibenbehälter 422 auf.
Die Reaktionsscheibe 420 ist konfiguriert, von der Betätigungsstange 12 zusammengedrückt zu werden. Wenn ein Ende der Betätigungsstange 12 durch die Kraft, die der Fahrer auf das Pedal 11 ausübt, zusammengedrückt wird, drückt das andere Ende die Reaktionsscheibe 420 zusammen.
Außerdem ist die Reaktionsscheibe 420 konfiguriert, durch den Motorkolben 28 komprimiert zu werden. 1 der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, dass die Reaktionsscheibe 420 und der Motorkolben 28 auch im Ausgangszustand miteinander in Kontakt sind. Wenn jedoch kein Bremsanforderungssignal von der elektrischen Steuereinheit 50 erzeugt wird, kann dies bedeuten, dass der Motorkolben 28 von der Reaktionsscheibe 420 getrennt ist.
Wenn das Pedal 11 gedrückt wird, bewegt sich ein Ende der Betätigungsstange 12 nach vorne in Richtung der Reaktionsscheibe 420 und stößt an diese an der Reaktionsschreibe 420 an. Wenn das Pedal 11 weiter gedrückt wird, wird ein äußerer Umfang der Reaktionsscheibe 420 durch den Motorkolben 28 zusammengedrückt, und der mittlere Teil der Reaktionsscheibe 420 wird durch die Betätigungsstange 12 zusammengedrückt. Zu diesem Zweck kann ein Längsschnitt des Motorkolbens 28 annähernd ringförmig sein, und die Betätigungsstange 12 kann durch einen offenen Mittelteil des Motorkolbens 28 eindringen. In diesem Fall sind die Betätigungsstange 12 und die Reaktionsscheibe 420 koaxial angeordnet. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, jedes Bremssystem mit einer Einrichtung, die in der Lage ist, die Reaktionsscheibe 420 durch Betätigung des Pedals 11 zusammenzudrücken und den Motor 22 anzutreiben, kann in diese Offenbarung einbezogen werden. Beispielsweise kann der äußere Umfang der Reaktionsscheibe 420 durch die Betätigungsstange 12 zusammengedrückt werden, und der mittlere Teil der Reaktionsscheibe 420 kann durch den Motorkolben 28 zusammengedrückt werden. Auch in diesem Fall können die Betätigungsstange 12 und die Reaktionsscheibe 420 koaxial angeordnet sein.
Die Reaktionsscheibe 420 ist aus einem komprimierbaren Material hergestellt. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil der Reaktionsscheibe 420 aus einem Gummimaterial hergestellt sein. Wenn die Reaktionsscheibe 420 durch die Betätigungsstange 12 und/oder den Motorkolben 28 zusammengedrückt wird, wird eine durch die Kompressionskraft erzeugte Reaktionskraft über die Betätigungsstange 12 auf den Fahrer übertragen und bildet einen Teil des Pedalgefühls des Fahrers. Nachfolgend wird die Pedalkraft, die erzeugt wird, während die Reaktionsscheibe 420 durch eine äußere Kraft zusammengedrückt wird, als F_RD bezeichnet.
Der Reaktionsscheibenbehälter 422 ist geformt, zumindest einen Teil der Reaktionsscheibe 420 in einem darin gebildeten Raum aufzunehmen. Wenn eine Seite des Reaktionsscheibenbehälters 422 durch eine oder mehrere der Betätigungsstange 12 und des Motorkolbens 28 zusammengedrückt wird, drückt die andere Seite des Reaktionsscheibenbehälters 422 die Schubstange 13 zusammen.
Eine Seite der Pedalfedereinheit 44 ist mit der Betätigungsstange 12 verbunden, die andere Seite ist mit der Federhalterung 32 verbunden. Die Pedalfedereinheit 44 erzeugt eine Zug- oder Druckkraft, wenn sich der relative Abstand zwischen dem Pedal 11 und der Federhalterung 32 vergrößert oder verkleinert. Eine Reaktionskraft, die durch die Kompression der Pedalfedereinheit 44 erzeugt wird, wird über die Betätigungsstange 12 auf den Fahrer übertragen und ist Teil des Pedalgefühls des Fahrers. Im Folgenden wird die Pedalkraft, die bei dem Zusammendrücken der Reaktionsscheibe 420 durch eine äußere Kraft erzeugt wird, als F_spring bezeichnet.
Die Pedalfedereinheit 44 weist eine Feder 440 und einen Dämpfer 442 auf. In dieser Offenbarung sind die Feder 440 und der Dämpfer 442 als in Reihe geschaltet dargestellt, aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und die Feder 440 und der Dämpfer 442 können parallel geschaltet sein.
Die dem Fahrer bereitgestellte Gesamtpedalkraft F_pedal kann als die Summe der Pedalkraft F_RD, die durch die Reaktionskraft auf die Kompressionskraft der Scheibeneinheit 42 erzeugt wird, und der Pedalkraft F_spring, die durch die Reaktionskraft auf die Kompressionskraft der Pedalfedereinheit 44 erzeugt wird, bestimmt werden.
Die elektrische Steuereinheit 50 erzeugt ein Bremsanforderungssignal auf der Grundlage eines Pedalsignals, das von einem Pedalwegsensor (nicht dargestellt) übertragen wird. Das Bremsanforderungssignal ist ein elektrisches Signal, das es zumindest einem Teil einer Vielzahl von Radbremsen (nicht dargestellt) ermöglicht, eine Bremskraft zu erzeugen.
Die elektrische Steuereinheit 50 berechnet auf der Grundlage des Pedalsignals die zum Abbremsen des Fahrzeugs erforderliche Gesamtbremskraft F_total. Außerdem bestimmt die elektrische Steuereinheit 50, ob regeneratives Bremsen zu verwenden ist oder nicht, und wendet eine regenerative Bremskraft F_reg an und steuert die elektrische Booster-Einheit 20 unterschiedlich, je nachdem, ob regeneratives Bremsen verwendet wird oder nicht. Dabei kann die erforderliche Gesamtbremskraft die Summe aus hydraulischer Bremskraft und regenerativer Bremskraft sein. Es kann eine Vielzahl von Bremsmodi eingestellt werden. Beispielsweise kann die elektrische Steuereinheit 50 das Fahrzeug abbremsen, indem sie einen hydraulischen Bremsmodus, bei dem nur die hydraulische Bremskraft verwendet wird, einen regenerativen Bremsmodus, bei dem nur die regenerative Bremskraft verwendet wird, und einen kooperativen Bremsmodus, bei dem sowohl die hydraulische Bremskraft als auch die regenerative Bremskraft verwendet wird, einstellt.
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn das Bremssystem das Fahrzeug in einem kooperativen Bremsmodus bremst.
Obwohl die elektrische Steuereinheit 50 das Fahrzeug abbremsen kann, indem sie den Bremsmodus auf den hydraulischen Bremsmodus und den regenerativen Bremsmodus einstellt, wie oben erläutert, zeigt 2 nur den kooperativen Bremsmodus.
Nach dem Empfang eines Bremssignals berechnet die elektrische Steuereinheit 50 eine entsprechende erforderliche Gesamtbremskraft. Nach Berechnung der erforderlichen Gesamtbremskraft berechnet die elektrische Steuereinheit 50 die hydraulische Bremskraft und die regenerative Bremskraft, um die erforderliche Gesamtbremskraft zu erreichen, und bremst das Fahrzeug entsprechend ab. Ein Unterbrechungssignal für das regenerative Bremsen wird nach einer bestimmten Bremszeit eingeschaltet ON, und die elektrische Steuereinheit 50 führt eine Steuerung durch, um die regenerative Bremskraft zu verringern und die hydraulische Bremskraft zu erhöhen, und zwar ab einem ersten Zeitpunkt XI, an dem das Unterbrechungssignal für das regenerative Bremsen empfangen wird.
Die hydraulische Bremskraft nimmt zu, während die regenerative Bremskraft zwischen dem ersten Zeitpunkt X1 und einem zweiten Zeitpunkt X2 abnimmt. Der Betrag der hydraulischen Bremskraft zum zweiten Zeitpunkt X2 kann gleich oder ähnlich dem Betrag der erforderlichen Gesamtbremskraft sein. Nach dem zweiten Zeitpunkt X2 wird die Bremsung allein mit der hydraulischen Bremskraft durchgeführt.
2 veranschaulicht einen Vorgang, bei dem die elektrische Steuereinheit 50 während des Bremsens des Fahrzeugs ein Unterbrechungssignal für das regenerative Bremsen empfängt und die regenerative Bremskraft auf 0 verringert und die hydraulische Bremskraft bis zur erforderlichen Gesamtbremskraft erhöht. Selbst wenn die elektrische Steuereinheit 50 die Einstellung von dem kooperativen Bremsmodus zu dem hydraulischen Bremsmodus ändert, kann das Bremssystem 1 weiterhin wie im Diagramm von 2 arbeiten. Auch wenn in 2 dargestellt ist, dass die regenerative Bremskraft größer ist als die hydraulische Bremskraft in dem kooperativen Bremsmodus, ist dies nur ein Beispiel und sie sind nicht auf die Darstellung in 2 beschränkt.
Der Hydraulikdruck im Hauptzylinder 14 fällt aufgrund eines plötzlichen Anstiegs der hydraulischen Bremskraft zwischen dem ersten Zeitpunkt X1 und dem zweiten Zeitpunkt X2 plötzlich ab. In diesem Fall wird auch die Pedalkraft verringert, und der Fahrer kann ein unnatürliches Gefühl für die Bremse bekommen. Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Bremssystem 1 zur Minimierung eines solchen unnatürlichen Gefühls, und ein konkretes Verfahren hierfür wird in der Beschreibung von 3 im Detail beschrieben.
3 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung, wie der Betrieb funktioniert, wenn ein Unterbrechungssignal für das regenerative Bremsen in dem kooperativen Bremsmodus des Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung empfangen wird.
3a ist eine Ansicht, die zeigt, wie das Pedal 10 von dem Fahrer beim Bremsen betätigt wird. Wenn das Pedal 10 vom Fahrer betätigt wird, drückt die Betätigungsstange 12 die Reaktionsscheibe 420 zusammen. Der elektrische Verstärkungseinheit 20 wirkt ebenfalls, um den Pedaleinsatz des Fahrers zu unterstützen, und drückt daher die Reaktionsscheibe 420 zusammen mit dem Motorkolben 28 zusammen.
3b ist eine Ansicht, die zeigt, wie das Bremssystem 1 arbeitet, wenn der Hydraulikdruck in dem Hauptzylinder 14 zwischen dem ersten Zeitpunkt X1 und dem zweiten Zeitpunkt X2 plötzlich abfällt. Das Bremssystem 1 muss die hydraulische Bremskraft innerhalb einer kurzen Zeit zwischen dem ersten Zeitpunkt X1 und dem zweiten Zeitpunkt X2 erhöhen. Das heißt, es ist notwendig, einer Vielzahl von Radbremsmechanismen Bremsöl zuzuführen, um die hydraulische Bremskraft zu erhöhen. Das Bremsöl wird einer Vielzahl von Radbremsmechanismen über den Hauptzylinder 14 aus einem Vorratsbehälter (nicht dargestellt) zugeführt. An diesem Punkt wird die Menge des Bremsöls in dem Hauptzylinder 14 verringert, und der Hydraulikdruck in dem Hauptzylinder 14 fällt plötzlich ab. Durch den plötzlichen Abfall des Hydraulikdrucks in dem Hauptzylinder 14 wird die Pedalkraft des Fahrers verringert, was zu einem unnatürlichen Pedalgefühl führt. Um ein solches unnatürliches Gefühl zu beseitigen, treibt die elektrische Steuereinheit 50 den Motor 22 an, um den Motorkolben 28 zurückzubewegen.
Die elektrische Steuereinheit 50 berechnet einen ersten Hydraulikdruck in dem Hauptzylinder 14 zu dem ersten Zeitpunkt X1 und berechnet einen zweiten Hydraulikdruck in dem Hauptzylinder 14. Hydraulikdrücke können mit Hilfe einer hydraulischen Messeinrichtung (nicht dargestellt) berechnet werden, die separat im Hauptzylinder 14 angeordnet ist. Die elektrische Steuereinheit 50 kann Daten über den Hydraulikdruck im Hauptzylinder 14 im Verhältnis zu einer Verschiebung des Motorkolbens 28 speichern. In diesem Fall kann die elektrische Steuereinheit 50 die Höhe des Hydraulikdrucks im Hauptzylinder 14 nicht unter Verwendung der hydraulischen Messvorrichtung (nicht dargestellt), sondern unter Verwendung der Verschiebung des Motorkolbens 28 berechnen.
Die elektrische Steuereinheit 50 kann den plötzlichen Abfall des Hydraulikdrucks zwischen dem ersten Zeitpunkt X1 und dem zweiten Zeitpunkt X2 berechnen, indem sie die Differenz zwischen dem ersten Hydraulikdruck und dem zweiten Hydraulikdruck verwendet. Nach der Berechnung des plötzlichen Abfalls des Hydraulikdrucks kann die Verschiebung des Motorkolbens 28 relativ zu diesem plötzlichen Abfall des Hydraulikdrucks berechnet werden. Anschließend treibt die elektrische Steuereinheit 50 den Motor 22 an, um den Motorkolben 28 um die berechnete Verschiebung rückwärts zu bewegen.
Wie oben beschrieben, ist die Reaktionsscheibe 420 aus einem elastischen Material hergestellt und bewirkt dadurch, dass die Betätigungsstange 12 den mittleren Teil der Reaktionsscheibe 420 so zusammendrückt, wie es in (b) von 3 dargestellt ist. Wenn sich der Motorkolben 28 rückwärts bewegt, nimmt die Kraft, die die Reaktionsscheibe 420 zusammendrückt, ab, wodurch die auf die Betätigungsstange 12 ausgeübte Kraft zunimmt. Dementsprechend wird der Fahrer auch bei einem plötzlichen Abfall des Hydraulikdrucks im Hauptzylinder kein unnatürliches Pedalgefühl, indem der Motorkolben 28 zurückbewegt wird.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Bremssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 4 zeigt ein Flussdiagramm des kooperativen Bremsmodus aus dem oben beschriebenen hydraulischen Bremsmodus, regenerativen Bremsmodus und kooperativen Bremsmodus. Ein Verfahren zum Bremsen, wenn die elektrische Steuereinheit 50 den Bremsmodus auf den hydraulischen Bremsmodus oder den regenerativen Bremsmodus einstellt, wird weggelassen, da es für den Fachmann offensichtlich ist.
Die elektrische Steuereinheit 50 bestimmt, ob ein Bremssignal empfangen wird oder nicht (S10). Die elektrische Steuereinheit 50 führt die in 4 gezeigte Steuerung nicht aus, bis sie ein Bremssignal empfängt. Das Bremssignal wird erzeugt, wenn der Fahrer das Pedal 11 betätigt oder wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug beim autonomen Fahren gebremst werden muss.
Wenn festgestellt wird, dass ein Bremssignal empfangen wird, berechnet die elektrische Steuereinheit 50 eine erforderliche Gesamtbremskraft (S20). Die erforderliche Gesamtbremskraft wird auf der Grundlage einer von einem Pedalwegsensor erfassten Hublänge berechnet. Nach der Berechnung der erforderlichen Gesamtbremskraft bestimmt die elektrische Steuereinheit 50, welcher Modus für das Bremsen zu verwenden ist aus dem hydraulischen Bremsmodus, dem regenerativen Bremsmodus und dem kooperativen Bremsmodus. Bei der Beschreibung von 4 wird davon ausgegangen, dass die elektrische Steuereinheit 50 den Bremsmodus auf den kooperativen Bremsmodus einstellt, um eine Bremsung durchzuführen.
Nach der Berechnung der erforderlichen Gesamtbremskraft berechnet die elektrische Steuereinheit 50 die erforderliche generative Bremskraft und die erforderliche hydraulische Bremskraft (S30). Dabei muss durch Addition der erforderlichen generativen Bremskraft und der erforderlichen hydraulischen Bremskraft eine Bremskraft erzeugt werden, die der erforderlichen Gesamtbremskraft entspricht.
Die elektrische Steuereinheit 50 berechnet eine Verschiebung des Motorkolbens 28, die erforderlich ist, um die berechnete erforderliche hydraulische Bremskraft (S40) zu erzeugen. Die elektrische Steuereinheit 50 kann den Betrag der erzeugten hydraulischen Bremskraft relativ zur Verschiebung des Motorkolbens 28 in Form einer Look-up-Tabelle (LUT) oder ähnlichem speichern.
Nach der Berechnung der Verschiebung des Motorkolbens 28 treibt die elektrische Steuereinheit 50 die elektrische Verstärkungseinheit 20 basierend auf der Verschiebung des Motorkolbens 28 an (S50). Das heißt, die elektrische Steuereinheit 50 sendet ein Antriebssignal an den Motor 22 der elektrischen Verstärkungseinheit 20 und führt eine Steuerung durch, um den Motorkolben 28 um die berechnete Verschiebung vorwärts oder rückwärts zu bewegen. Wenn sich der Motorkolben 28 in Richtung des Hauptzylinders 14 vorwärts bewegt, wird eine Vielzahl von Radbremsen (nicht dargestellt) mit Hydraulikdruck versorgt.
Die elektrische Steuereinheit 50 bestimmt, ob der regenerative Bremsmodus während des Bremsens in dem kooperativen Bremsmodus (S60) ausgeschaltet wird OFF. Das heißt, die elektrische Steuereinheit 50 bestimmt bei Empfang eines Unterbrechungssignals für das regenerative Bremsen, dass der regenerative Bremsmodus ausgeschaltet wird.
Falls der regenerative Bremsmodus ausgeschaltet ist OFF, berechnet die elektrische Steuereinheit 50 einen ersten hydraulischen Druck, der in dem Hauptzylinder 14 zu einem ersten Zeitpunkt X1 angewendet wird, an dem das Unterbrechungssignal für das regenerative Bremsen empfangen wird (S70). Die elektrische Steuereinheit 50 kann den hydraulischen Druck unter Verwendung einer hydraulischen Messvorrichtung (nicht dargestellt) berechnen, die vorgesehen ist, um den hydraulischen Druck im Hauptzylinder 14 zu messen, oder sie kann den hydraulischen Druck unter Verwendung von Daten über den hydraulischen Druck im Hauptzylinder 14 relativ zur Verschiebung des Motorkolbens 28 berechnen, die in einem Speicher der elektrischen Steuereinheit 50 gespeichert sind.
Die elektrische Steuereinheit 50 berechnet einen zweiten hydraulischen Druck, der zu einem zweiten Zeitpunkt X2 nach einem voreingestellten Zeitintervall ab dem ersten Zeitpunkt X1 in dem Hauptzylinder 14 angewendet wird (S80). In diesem Schritt berechnet die elektrische Steuereinheit 50 den hydraulischen Druck im Hauptzylinder 14 unter Verwendung einer hydraulischen Messvorrichtung (nicht dargestellt). Der zweite Zeitpunkt X2 kann ein Zeitpunkt sein, an dem die hydraulische Bremskraft gleich der erforderlichen Gesamtbremskraft wird, ist aber nicht darauf beschränkt.
Nach der Berechnung des ersten Hydraulikdrucks und des zweiten Hydraulikdrucks berechnet die elektrische Steuereinheit 50 die Differenz des berechneten Hydraulikdrucks zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt (S90). Als nächstes berechnet die elektrische Steuereinheit 50 die auszugleichende Verschiebung des Motorkolbens 28 auf der Grundlage der Druckdifferenz, indem sie die Differenz des berechneten Hydraulikdrucks verwendet (S 100). Die auszugleichende Verschiebung auf der Grundlage der Druckdifferenz kann im Voraus durch ein Experiment gemessen und in einem Speicher in Form einer LUT gespeichert werden.
Die elektrische Steuereinheit 50 steuert die elektrische Verstärkungseinheit 20 in Abhängigkeit von der auszugleichenden Verschiebung des Motorkolbens 28 an (S110). Die elektrische Steuereinheit 50 sendet ein Steuersignal an den Motor 22, um den Motorkolben 28 in die entgegengesetzte Richtung des Hauptzylinders 14 zurückzubewegen, so dass der auf die Betätigungsstange 12 ausgeübte Druck über einen Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt konstant gehalten wird.

Claims

Bremssystem, das konfiguriert ist, kooperatives Bremsen, eine Kombination aus regenerativem Bremsen und hydraulischem Bremsen, durchzuführen, wenn ein Fahrzeug gebremst wird, wobei das Bremssystem aufweist: eine Pedal-Haupteinheit, die einen Hauptzylinder und eine Betätigungsstange aufweist, die konfiguriert ist, einen durch Drücken eines Pedals erzeugten Pedalaufwand an den Hauptzylinder zu übertragen; eine elektrische Verstärkungseinheit, die einen Motor, einen Motorkolben, der konfiguriert ist, den Hauptzylinder zusammenzudrücken, und eine Leistungsübertragung aufweist, die konfiguriert ist, eine Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung des Motorkolbens umzuwandeln; eine Reaktionsscheibe, die eine Pedalkraft erzeugt, wenn sie von der Betätigungsstange und/oder dem Motorkolben zusammengedrückt wird; und eine Steuerung, die beim Empfang eines Unterbrechungssignals für das regenerative Bremsen während des kooperativen Bremsens des Fahrzeugs eine Druckänderung in dem Hauptzylinder erfasst und eine Verschiebung des Motorkolbens um einen der Druckänderung entsprechenden Betrag kompensiert.
Bremssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung bei Empfang des Unterbrechungssignals für das regenerative Bremsen einen ersten hydraulischen Druck berechnet, der zu einem ersten Zeitpunkt, an dem das Unterbrechungssignal für das regenerative Bremsen empfangen wird, in dem Hauptzylinder angewendet wird, einen zweiten hydraulischen Druck berechnet, der zu einem zweiten Zeitpunkt nach einem voreingestellten Zeitintervall ab dem ersten Zeitpunkt in dem Hauptzylinder angewendet wird, und die Verschiebung des Motorkolbens auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem ersten hydraulischen Druck und dem zweiten hydraulischen Druck ausgleicht.
Bremssystem nach Anspruch 2, wobei der Betrag der Verschiebung des Motorkolbens proportional zu der Differenz zwischen dem ersten hydraulischen Druck und dem zweiten hydraulischen Druck ist.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Leistungsübertragung aufweist: eine Getriebeeinheit, die das Drehmoment des Motors erhöht; eine Mutter und eine Schraube, die angeordnet sind, das Drehmoment von der Getriebeeinheit aufzunehmen; und einen Bolzen und eine Schraube, die angeordnet sind, eine Drehbewegung der Mutter und der Schraube aufzunehmen und die Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln, um die Verschiebung des Motorkolbens auszugleichen.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein mittlerer Teil der Reaktionsscheibe durch die Betätigungsstange zusammengedrückt wird und ein äußerer Umfang der Reaktionsscheibe durch den Motorkolben zusammengedrückt wird.
Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems, das konfiguriert ist, beim Abbremsen eines Fahrzeugs ein kooperatives Bremsen, eine Kombination aus regenerativem Bremsen und hydraulischem Bremsen, durchzuführen, wobei das Verfahren umfasst: wenn ein Pedal gedrückt wird, Berechnen einer Gesamtbremskraft durch eine Steuerung, die zum Abbremsen des Fahrzeugs erforderlich ist, auf der Grundlage eines von einem Pedalwegsensor gemessenen Hubs des Pedals; Berechnen einer regenerativen Bremskraft und einer hydraulischen Bremskraft durch die Steuerung auf der Grundlage der erforderlichen Gesamtbremskraft und Bestimmen einer Verschiebung eines Motorkolbens zur Erzeugung der hydraulischen Bremskraft; Ansteuern einer elektrischen Verstärkungseinheit durch die Steuerung in Abhängigkeit von der Verschiebung des Motorkolbens; Feststellen durch die Steuerung, ob das regenerative Bremsen beendet ist oder nicht; und wenn festgestellt wird, dass das regenerative Bremsen beendet ist, Berechnen einer Differenz des hydraulischen Drucks in einem Hauptzylinder zwischen einem ersten Zeitpunkt, bei dem das regenerative Bremsen beendet ist, und einem zweiten Zeitpunkt, der nach einem voreingestellten Zeitintervall ab dem ersten Zeitpunkt liegt, wobei das Berechnen einer Verschiebung eines Motorkolbens ein Berechnen der zu kompensierenden Verschiebung des Motorkolbens auf der Grundlage der berechneten Differenz im hydraulischen Druck umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Antreiben der elektrischen Verstärkungseinheit basierend auf der zu kompensierenden Verschiebung des Motorkolbens.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der hydraulische Druck in dem Hauptzylinder zu dem ersten Zeitpunkt und zu dem zweiten Zeitpunkt unter Verwendung einer in dem Hauptzylinder angeordneten hydraulischen Messeinrichtung berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei zu dem ersten Zeitpunkt die Höhe des hydraulischen Drucks in dem Hauptzylinder unter Verwendung gespeicherter Daten über die Höhe des hydraulischen Drucks in dem Hauptzylinder relativ zu der Verschiebung des Motorkolbens bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Betrag der zu kompensierenden Verschiebung des Motorkolbens proportional zur berechneten Differenz im hydraulischen Druck ist.