DE102022114897A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle (10) eines Bremselements (1) einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements (1) bestimmt, mit einem Steuergerät (2) zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse, bei welchem zunächst ein kontinuierliches Erfassen des Betätigungsweges des Bremselements (1) mittels eines Wegsensors (3) und ein händisches Betätigen des Bremselements (1) erfolgt, bei welchem eine vorbestimmte konstante Betätigungskraft festgelegt oder eine Betätigungskraft mittels eines Sensors (7) kontinuierlich ermittelt wird. Ferner wird ein Ermitteln einer Kennlinie (5) anhand zumindest des erfassten Betätigungsweges und der Betätigungskraft mittels des Steuergeräts (2) und ein Ermitteln einer charakteristischen Eigenschaft, insbesondere eines Maximums einer zweiten Ableitung, der Kennlinie (5) mittels des Steuergeräts (2) durchgeführt. Anschließend erfolgt ein Festlegen eines Druckpunktes (6), welcher einem Betätigungsweg bei der charakteristischen Eigenschaft, insbesondere dem Maximum der zweiten Ableitung, der Kennlinie (5) entspricht, mittels des Steuergeräts (2) und daraufhin eine Adaption der Betätigungsschwelle (10) des Bremselements (1) auf den Druckpunkt (6) oder auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt (6) entspricht, mittels des Steuergeräts (2).Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Adaption einer Betätigungsschwelle (10) eines Bremselements (1) einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements (1) bestimmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements bestimmt.
  • Gegenstand derzeitiger Entwicklungen sind „trockene“, d.h. ohne Bremsflüssigkeit, by-Wire Bremsbetätigungen. Bei diesen wird die Gegenkraft, welche der Fahrer bei der Betätigung der Bremsbetätigung spürt, in der Regel durch eine Feder-Gummi-Konstruktion erzeugt. Diese Konstruktion kann den Kraft-Weg-Verlauf einer hydraulischen Bremsbetätigung nach Stand der Technik gut simulieren und erzeugt daher ein sehr ähnliches Betätigungsgefühl.
  • Der Bremswunsch kann mittels eines Kraftsensors, der die Betätigungskraft misst, oder mittels eines Wegsensors, der den Betätigungsweg misst, erfasst werden. In der Regel kommt ein Wegsensor zum Einsatz, da Kraftsensoren mit der notwendigen Messgenauigkeit und Ausfallsicherheit vergleichsweise teuer sind. Ein Bremsmoment wird dann ab dem Überschreiten einer gewissen Schwelle des Betätigungsweges aufgebaut. Für ein optimales Bremsgefühl sollte diese Schwelle möglichst nahe an einem Druckpunkt der Bremsbetätigung liegen.
  • Ein großer Nachteil der Bremswunscherfassung mittels Wegsensor ist die Anfälligkeit auf eine Verschiebung des Druckpunkts. Der Druckpunkt kann sich z.B. verschieben, wenn sich die Feder-Gummi-Konstruktion setzt oder aufgrund eines Temperatureinflusses ausdehnt. Je nachdem in welche Richtung sich der Druckpunkt verschiebt, wird bei einer rein wegbasierten Bremswunscherfassung bereits vor dem Erreichen des Druckpunkts Bremsmoment aufgebaut, oder es wird trotz Überschreiten des Druckpunkts noch kein Bremsmoment aufgebaut. Beide Fälle können den Fahrer während der Fahrt irritieren, wodurch Gefahrsituationen entstehen können.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welche/s eine Adaption der Betätigungsschwelle optimiert und kostengünstig bereitgestellt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements bestimmt, mit einem Steuergerät zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse vorgeschlagen, bei welchem zunächst ein kontinuierliches Erfassen des Betätigungsweges des Bremselements mittels eines Wegsensors und ein händisches Betätigen des Bremselements erfolgt, bei welchem eine vorbestimmte konstante Betätigungskraft festgelegt oder eine Betätigungskraft mittels eines Sensors kontinuierlich ermittelt wird. Ferner wird ein Ermitteln einer Kennlinie anhand zumindest des erfassten Betätigungsweges und der Betätigungskraft mittels des Steuergeräts und ein Ermitteln einer charakteristischen Eigenschaft, insbesondere eines Maximums einer zweiten Ableitung, der Kennlinie mittels des Steuergeräts durchgeführt. Anschließend erfolgt ein Festlegen eines Druckpunktes, welcher einem Betätigungsweg bei der charakteristischen Eigenschaft, insbesondere dem Maximum der zweiten Ableitung der Kennlinie entspricht, mittels des Steuergeräts und daraufhin eine Adaption der Betätigungsschwelle des Bremselements auf den Druckpunkt oder auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt entspricht, mittels des Steuergeräts.
  • Vorteilhaft daran ist, dass auf die Verwendung eines teuren Kraftsensors zur Bremswunscherfassung bei einer By-Wire-Bremsbetätigung verzichtet werden kann. Stattdessen kann der Bremswunsch mittels eines Wegsensors erfasst werden, ohne Schwierigkeiten mit einem wandernden Druckpunkt zu bekommen. Der Druckpunkt im Sinne der Erfindung ist als der Betätigungsweg des Maximums der zweiten Ableitung der Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie der Bremsbetätigung definiert. Als charakteristische Eigenschaft der Kennlinie sind insbesondere sämtliche geometrische Eigenschaften der Kennlinie, wie zum Beispiel Schnittpunkte mit den Koordinatenachsen, Hoch- und Tiefpunkte, Wendepunkte, gegebenenfalls Sattel- und Flachpunkte, Asymptoten oder beispielsweise ein Verhalten im Unendlichen zu verstehen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass beim händischen Betätigen das Bremselement mit einer konstanten Betätigungskraft betätigt wird. Dadurch kann eine möglichst genaue Bestimmung des Druckpunktes ohne einen Kraftsensor erfolgen.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Ermitteln der Kennlinie eine Betätigungsweg-Zeit-Kennlinie ermittelt wird und beim Ermitteln des Maximums eine Betätigungsbeschleunigung anhand einer zweiten Ableitung des Betätigungsweges mittels des Steuergeräts ermittelt wird. Anhand dieser Daten lässt sich der Druckpunkt möglichst genau bestimmen.
  • In einer alternativen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Bremselement ferner ein Kraftsensor angeordnet ist und beim kontinuierlichen Erfassen eine Betätigungskraft des Bremselements ermittelt wird. Vorteilhaft daran ist, dass der Kraftsensor dabei keine hohe absolute Genauigkeit oder Ausfallsicherheit aufweisen muss, sondern lediglich eine ausreichende relative Genauigkeit besitzen, um den Kraftverlauf während einer Bremsbetätigung qualitativ zu erfassen. Dementsprechend kann auf die Verwendung eines teuren Kraftsensors zur Bremswunscherfassung bei einer By-Wire-Bremsbetätigung verzichtet werden und ein einfacher, kostengünstiger Kraftsensor genutzt werden.
  • Ferner ist eine Ausführung günstig, bei welcher beim Ermitteln der Kennlinie eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie anhand des erfassten Betätigungsweges und der erfassten Betätigungskraft mittels des Steuergeräts ermittelt wird. Dadurch kann der Druckpunkt besonders genau bestimmt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Adaption die Betätigungsschwelle des Bremselements mittels des Steuergeräts kontinuierlich adaptiert wird. Auf diese Weise kann die Messung und die Auswertung in Echtzeit auf einem Steuergerät geschehen und so die Position des Druckpunkts ständig nachjustiert werden, insbesondere auch während einer Fahrt.
  • Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements bestimmt, insbesondere gemäß einem Verfahren nach der vorstehenden Offenbarung, mit einem Steuergerät zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse vorgeschlagen. Dabei ist ein Wegsensor zur Erfassung des Betätigungsweges des Bremselements vorgesehen. Ferner ist eine Kennlinie anhand zumindest des erfassten Betätigungsweges mittels des Steuergeräts und ein Maximum einer zweiten Ableitung der Kennlinie mittels des Steuergeräts ermittelbar. Darüber hinaus ist ein Druckpunkt, welcher einem Betätigungsweg bei dem Maximum der zweiten Ableitung der Kennlinie entspricht, mittels des Steuergeräts festlegbar. Außerdem ist eine Betätigungsschwelle des Bremselements auf den Druckpunkt oder auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt entspricht, mittels des Steuergeräts adaptierbar.
  • Vorteilhaft daran ist, dass auf die Verwendung eines teuren Kraftsensors zur Bremswunscherfassung bei einer By-Wire-Bremsbetätigung verzichtet werden kann. Stattdessen kann der Bremswunsch mittels eines Wegsensors erfasst werden, ohne Schwierigkeiten mit einem wandernden Druckpunkt zu bekommen.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kennlinie eine Betätigungsweg-Zeit-Kennlinie. Dadurch lässt sich der Druckpunkt möglichst genau bestimmen.
  • In einer bevorzugten alternativen Ausführungsform der Erfindung ist an dem Bremselement ferner ein Kraftsensor zur kontinuierlichen Erfassung einer Betätigungskraft des Bremselements angeordnet. Ferner ist die Kennlinie eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie. Auf diese Weise ist eine Genauigkeit der Bestimmung des Druckpunktes weiter verbessert.
  • Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Adaption einer Betätigungsschwelle eines Bremselements einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs und
    • 2 eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie und eine erste und zweite Ableitung einer Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie mit einem Druckpunkt und einer Betätigungsschwelle.
  • Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
  • In 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Adaption einer Betätigungsschwelle 10 eines Bremselements 1 einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements 1 bestimmt, mit einem Steuergerät 2 zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse dargestellt. Darüber hinaus ist ein Wegsensor 3 zur Erfassung des Betätigungsweges des Bremselements 1 und ein Kraftsensor 7 zur kontinuierlichen Erfassung einer Betätigungskraft des Bremselements 1 an dem Bremselement 1 vorgesehen. Dabei ist eine Kennlinie 5 anhand des erfassten Betätigungsweges und der erfassten Betätigungskraft mittels des Steuergeräts 2 und ein Maximum einer zweiten Ableitung der Kennlinie 5 mittels des Steuergeräts 2 ermittelbar. Die Kennlinie ist eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie. Ferner ist ein Druckpunkt 6, welcher einem Betätigungsweg bei dem Maximum der zweiten Ableitung der Kennlinie 5 entspricht, mittels des Steuergeräts 2 festlegbar. Darüber hinaus ist eine Betätigungsschwelle 10 des Bremselements 1 auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt 6 entspricht, mittels des Steuergeräts 2 adaptierbar ist.
  • Dementsprechend ist die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Adaption einer Betätigungsschwelle 10 eines Bremselements 1 einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements (1) bestimmt, mit einem Steuergerät 2 zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse ausgebildet, bei welchem zunächst ein kontinuierliches Erfassen des Betätigungsweges des Bremselements 1 mittels eines Wegsensors 3 und ein händisches Betätigen des Bremselements 1 erfolgt. Ferner wird ein Ermitteln einer Kennlinie 5 anhand zumindest des erfassten Betätigungsweges mittels des Steuergeräts 2 und ein Ermitteln eines Maximums einer zweiten Ableitung der Kennlinie 5 mittels des Steuergeräts 2 durchgeführt. Anschließend erfolgt ein Festlegen eines Druckpunktes 6, welcher einem Betätigungsweg bei dem Maximum der zweiten Ableitung der Kennlinie 5 entspricht, mittels des Steuergeräts 2 und daraufhin eine Adaption der Betätigungsschwelle 10 des Bremselements 1 auf den Druckpunkt 6 oder auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt 6 entspricht, mittels des Steuergeräts 2.
  • Dabei wird beim kontinuierlichen Erfassen eine Betätigungskraft des Bremselements 1 und beim Ermitteln der Kennlinie 5 eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie anhand des erfassten Betätigungsweges und der erfassten Betätigungskraft mittels des Steuergeräts 2 ermittelt. Ferner wird bei der Adaption die Betätigungsschwelle 10 des Bremselements mittels des Steuergeräts 2 kontinuierlich adaptiert.
  • 2 zeigt eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie 50 und eine erste 51 und zweite 52 Ableitung einer Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie 51 mit einem Druckpunkt 6 und einer Betätigungsschwelle 10. Darüber hinaus ist eine Betätigungsschwelle 10 des Bremselements 1 auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt 6 entspricht, mittels des Steuergeräts 2 adaptiert.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Adaption einer Betätigungsschwelle (10) eines Bremselements (1) einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements (1) bestimmt, mit einem Steuergerät (2) zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse, welches die Schritte umfasst: a. Kontinuierliches Erfassen des Betätigungsweges des Bremselements (1) mittels eines Wegsensors (3), b. Händisches Betätigen des Bremselements (1), wobei eine vorbestimmte konstante Betätigungskraft festgelegt oder eine Betätigungskraft mittels eines Sensors (7) kontinuierlich ermittelt wird, c. Ermitteln einer Kennlinie (5) anhand zumindest des erfassten Betätigungsweges und der Betätigungskraft mittels des Steuergeräts (2), d. Ermitteln einer charakteristischen Eigenschaft, insbesondere eines Maximums einer zweiten Ableitung, der Kennlinie (5) mittels des Steuergeräts (2), e. Festlegen eines Druckpunktes (6), welcher einem Betätigungsweg bei der charakteristischen Eigenschaft, insbesondere dem Maximum der zweiten Ableitung, der Kennlinie (5) entspricht, mittels des Steuergeräts (2), f. Adaption der Betätigungsschwelle (10) des Bremselements (1) auf den Druckpunkt (6) oder auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt (6) entspricht, mittels des Steuergeräts (2).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim händischen Betätigen das Bremselement (1) mit einer konstanten Betätigungskraft betätigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei beim Ermitteln der Kennlinie (5) eine Betätigungsweg-Zeit-Kennlinie ermittelt wird und beim Ermitteln der charakteristischen Eigenschaft, insbesondere des Maximums der zweiten Ableitung, eine Betätigungsbeschleunigung anhand einer zweiten Ableitung des Betätigungsweges mittels des Steuergeräts (2) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensor (7) ein an dem Bremselement (1) angeordneter Kraftsensor ist und beim händischen Betätigen eine Betätigungskraft des Bremselements (1) ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei beim Ermitteln der Kennlinie (5) eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie anhand des erfassten Betätigungsweges und der erfassten Betätigungskraft mittels des Steuergeräts (2) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei der Adaption die Betätigungsschwelle (10) des Bremselements mittels des Steuergeräts (2) kontinuierlich adaptiert wird.
  7. Vorrichtung zur Adaption einer Betätigungsschwelle (10) eines Bremselements (1) einer Brake-by-Wire-Bremse eines Kraftfahrzeugs, welche ein Auslösen eines Bremsmoments der Brake-by-Wire-Bremse bei einem vorbestimmten Betätigungsweg des Bremselements (1) bestimmt, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Steuergerät (2) zur Regelung der Brake-by-Wire-Bremse, wobei ein Wegsensor (3) zur Erfassung des Betätigungsweges des Bremselements (1) vorgesehen ist, wobei eine Kennlinie (5) anhand zumindest des erfassten Betätigungsweges mittels des Steuergeräts (2) ermittelbar ist, wobei eine charakteristische Eigenschaft, insbesondere ein Maximum einer zweiten Ableitung, der Kennlinie (5) mittels des Steuergeräts (2) ermittelbar ist, wobei ein Druckpunkt (6), welcher einem Betätigungsweg bei der charakteristischen Eigenschaft, insbesondere dem Maximum der zweiten Ableitung, der Kennlinie (5) entspricht, mittels des Steuergeräts (2) festlegbar ist, wobei eine Betätigungsschwelle (10) des Bremselements (1) auf den Druckpunkt (6) oder auf einen Betätigungsweg, welcher einer Summe aus einem vorbestimmten Weg und dem Druckpunkt (6) entspricht, mittels des Steuergeräts (2) adaptierbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Kennlinie eine Betätigungsweg-Zeit-Kennlinie ist.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei an dem Bremselement (1) ferner ein Kraftsensor (7) zur kontinuierlichen Erfassung einer Betätigungskraft des Bremselements (1) angeordnet ist, wobei die Kennlinie eine Betätigungskraft-Betätigungsweg-Kennlinie ist.
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