DE10336047A1

DE10336047A1 - Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines Kraftfahrzeugs bei Regen

Info

Publication number: DE10336047A1
Application number: DE10336047A
Authority: DE
Inventors: Ralph Gronau; Hans Dziedo; Thomas Corell; Rüdiger MAHLO; Christian Kebbel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2023-08-02
Also published as: DE10336047B4

Abstract

Zum Verbessern des Bremsverhaltens eines mit Scheibenbremsen ausgerüsteten Kraftfahrzeugs bei Regen wird ein Verfahren aufgezeigt, bei dem die Bremsscheiben durch Bremsenaktivierung abgewischt werden. Das Verfahren ist für Kraftfahrzeuge geeignet, die ein geregeltes hydraulisches Bremsensystem, wie ein Antriebsschlupf- oder ein Fahrstabilitätsregelungssystem (ASR, ESP), aufweisen, das einen Hauptzylinder (1), eine elektronisch angetriebene Hydraulikpumpe (7) und Bremsdrucksteuerrventile (4, 5, 6, 8, 9, 11) besitzt, über die der Druckmittelfluss in dem Bremsensystem steuerbar ist. DOLLAR A Das Besondere des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei Regenerkennung, Nichtbetätigung der Bremse und Betätigung des Fahrpedals - diese Bedingungen müssen gleichzeitig erfüllt sein - durch Ansteuern der Hydraulikpumpe (7), DOLLAR A durch Öffnen oder Offenhalten des Druckmittelweges, der von dem Hauptzylinder (1) zu den Radbremsen (2, 3) führt, und durch Öffnen oder Offenhalten eines Druckmittelweges zur Saugseite der Hydraulikpumpe (7) in dem Bremsensystem zumindest kurzzeitig ein Staudruck hervorgerufen wird, der zum Abwischen der Bremsscheiben ausreicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das zum Verbessern des Bremsverhaltens eines mit Scheibenbremsen ausgerüsteten Kraftfahrzeugs bei Regen dient und bei dem die Bremsscheiben durch Bremsenaktivierung abgewischt werden. Das Verfahren ist für Kraftfahrzeuge geeignet, die ein geregeltes hydraulisches Bremsensystem, wie ein Antriebsschlupfoder ein Fahrstabilitätsregelungssystem (ASR, ESP), aufweisen, das einen Hauptzylinder, eine elektrisch oder elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe und Bremsdrucksteuerventile besitzt, über die der Druckmittelfluss in dem Bremsensystem steuerbar ist.
Es ist bereits bekannt, die Bremsscheiben eines Kraftfahrzeugs durch zyklisches Anlegen der Bremsbeläge abzuwischen, um das Ansprechverhalten der Kraftfahrzeugbremse bei Nässe zu verbessern.
Der Erfindung liegt, die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren dieser Art zu entwickeln, das sich unter anderem durch die Berücksichtigung von bestimmten Sicherheitsaspekten auszeichnet. So sollte z.B. ein ungehindertes Einbremsen in jeder Phase, also auch während der Vorbereitung und während des Ablaufs eines Wischvorgangs gewährleistet sein, um eine unter ungünstigen Umständen zu befürchtende Bremswegverlängerung infolge der Sonderregelung, die das Abwischen der Bremsscheibe bewirkt, auszuschließen.
Es hat sich herausgestellt, dass diese Aufgabe mit dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, dass bei Regenerkennung, Nichtbetätigung der Bremse und Betätigung des Fahrpedals – wenn diese drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind – durch Ansteuern der Hydraulikpumpe, durch Öffnen oder Offenhalten des Druckmittelweges, der von dem Hauptzylinder zu den Radbremsen führt, und durch Öffnen oder Offenhalten eines Druckmittelweges zur Saugseite der Pumpe zumindest kurzzeitig ein Staudruck in dem Bremsensystem hervorgerufen wird, der zum Abwischen der Bremsscheiben (gerade) ausreicht.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Auslegung der Sonderregelung, die das Abwischen der Bremsscheiben bewirkt, ist sichergestellt, dass bei einer Bremsenbetätigung während einer aktiven Sonderregelung keine Behinderung oder Verzögerung des Bremsdruckaufbaus in den Radbremsen stattfinden kann. Durch den Einsatz von Staudruck zum Erzeugen des für das Abwischen der Bremsscheiben benötigten Bremsdruckes wird erreicht, dass der Druckmittelweg von dem Hauptzylinder zu den Radbremsen während der Sonderregelung offen bleibt, mit der Folge, dass ein, ungehindertes Einbremsen jederzeit möglich ist.
Einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben. So hat es sich als zweckmäßig erwiesen, durch das Ansteuern der Hydraulikpumpe einen Staudruck in der Größenordnung von 1 bis 10 bar, vorzugsweise von etwa 2 bis 6 bar, hervorzurufen.
In vielen Fällen reicht es aus, die Bremsen jeweils für eine kurze Zeitspanne von 1 bis 5 Sekunden, insbesondere für etwa 2 Sekunden, mit dem Staudruck zu beaufschlagen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Ansteuerung der Hydraulikpumpe zur Erzeugung des Staudrucks in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit variiert. Dabei hat es sich in einigen Fällen als besonders zweckmäßig erwiesen, die Einschaltdauer der Hydraulikpumpe in der Staudruck-Erzeugungsphase mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit linear, d.h. zumindest annähernd linear, oder in vorgegebenen Stufen anzuheben.
Zur Regenerkennung wird zweckmäßig ein mit Hilfe eines Regensensors gewonnenes und/oder ein von einer Scheibenwischerbetätigung abgeleitetes Signal verwendet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, dass die Bremsenaktivierung zum Abwischen der Bremsscheiben in Abhängigkeit von einem regelmäßig wiederkehrenden Ereignis, z.B. nach Zurücklegen einer vorgegebenen Fahrdistanz in einer Größenordnung von 1 km bis 10 km, z.B. nach dem Zurücklegen von 3 km, zugelassen wird.
Die Bremsenaktivierung zum Abwischen der Bremsscheiben wird zweckmäßiger Weise bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit von 30 bis 80 km/h, z.B. von etwa 50 km/h, unterbunden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Einzelheiten an Hand der beigefügten Abbildung hervor, die in schematisch vereinfachter Teildarstellung wesentliche Komponenten und die hydraulische Schaltung einer geregelten Bremsanlage wiedergibt, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Nach der beigefügten Abbildung sind an einem Tandem-Hauptzylinder 1 eines geregelten Bremsensystems die Radbremsen 2, 3 einer Fahrzeugdiagonalen angeschlossen. Der Einfachheit halber ist der zweite Diagonalkreis, der grundsätzlich von gleicher Struktur ist, nicht dargestellt. Es handelt sich hier speziell um ein ESP-System.
In den Druckmittelwegen, die von dem Hauptzylinder 1 zu den Radbremsen 2, 3 führen, sind elektrisch oder elektromagnetisch steuerbare Bremsdrucksteuerventile eingefügt. Vor jeder Radbremse 2, 3 sitzt ein stromlos offenes Einlassventil 4, 5. Ein gemeinsames Trennventil 6, das ebenfalls stromlos offen ist, wird in bestimmten Regelungssituationen benötigt, um einen Druckmittelfluss oder Rückfluss von den Einlassventilen 9, 5 oder von einer Hydraulikpumpe 7 zu dem Hauptzylinder 1 zu unterbinden.
An jeder Radbremse 2, 3 ist außerdem ein stromlos geschlossenes Auslassventil 8, 9 angeschlossen, über das in den Druckmittelablassphasen der Regelung Bremsdruck abgebaut werden kann. Das Druckmittel wird über einen Niederdruckspeicher 10 zu der Saugseite der Hydraulikpumpe 7 geleitet.
Die Hydraulikpumpe 7 ist Bestandteil eines Motor-Pumpen-Aggregates MPA, das bekanntlich in bestimmten Regelungssituationen zur Druckmittelförderung oder Druckmittelrückförderung benötigt wird.
Die Saugseite der Hydraulikpumpe 7 ist außerdem über ein sogenanntes Pumpen-Ansaugventil 11 mit dem jeweiligen Bremskreis des Hauptzylinders 1 verbunden. Das Pumpen-Ansaugventil 11 ist stromlos geschlossen, damit das zum Bremsdruckabbau aus den Radbremsen 2, 3 über die Auslassventile 8, 9 abgeleitete Druckmittel mit Hilfe der Pumpe 7 in den Bremskreis zurückgefördert wird. In bestimmten Regelungssituationen und Regelungsphasen (ASR, EPS etc.) wird Druckmittel aus dem Hautzylinder über das Pumpen-Ansaugventil 11 zur Saugseite der Hydraulikpumpe geleitet.
Erfindungsgemäß wird nun zur Erzeugung eines Staudrucks von z.B. 4 bar, der bei Regen zum Abwischen der Nässe von den Bremsscheiben ausreicht, das Pumpen-Ansaugventil 11 auf Durchlass geschaltet und die Hydraulikpumpe 7 kurzzeitig eingeschaltet. Gleichzeitig muss sichergestellt sein, dass die stromlos offenen Einlassventile 4, 5 und das stromlos offene Trennventil 6 in dieser Phase offen bleiben oder – in Sonderfällen – auf Durchlass umgeschaltet werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende Besonderheiten zu berücksichtigen:
Regenerkennung
Die Regenerkennung erfolgt über die Fahrzeugelektrik. Es kann ein Regensensor verwendet werden. Alternativ ist eine Regenerkennung durch Auswertung einer über den Fahrzeugbus gelieferten Scheibenwischerinformation möglich:
Eine Aktivierung der Sonderregelung "Bremsscheiben-Trockenwischen" erfolgt nur bei Regenerkennung. Eine Signalplausibilisierung auf Basis verschiedener Informationen (Regensensorsignal, Scheibenwischer-Einschaltsignal etc.) ist ebenfalls sinnvoll – abhängig vom speziellen Fahrzeugtyp und von den Vorgaben des Fahrzeugherstellers.
Fahrpedal (Gaspedal)
Die Bremsscheiben sollen nur gewischt werden, wenn der Fahrer auf dem Gaspedal steht, da ein Einbremsen bei eingeschalteter Hydraulikpumpe eine deutlich erkennbare Änderung des Pedalgefühls im Vergleich zu einer herkömmlichen Bremsenbetätigung hervorrufen würde.
Eine weitere Bedingung für den Abbruch der Sonderregelung "Trockenwischen" kann aus dem Gradienten der Gaspedalbewegung gewonnen werden. Für die Entwicklung oder Anpassung der Sonderregelung "Trockenwischen" an das spezielle Fahrzeug sollten zweckmäßiger Weise beide Schwellwerte (Gaspedalniveau und Gaspedalgradient) parametrisierbar sein.
Hauptbremszylinderdruck
Für die Erkennung des Fahrerbremswunsches wird zweckmäßiger Weise die Pedalbetätigung oder der Druck im Hauptzylinder 1 überwacht. Wird z.B. ein bestimmter Druck im Hauptbremszylinder erkannt, darf die Sonderregelung "Trockenwischen" nicht aktiviert werden oder muss beendet werden. Diese Überwachung wird somit zur Absicherung des Gaspedalsignals herangezogen und dient außerdem der Erkennung eines Zweifußfahrers.
Höhere Regelfunktionen aktiv
Höhere Regelungsfunktionen (ESP, ASR, etc.) dürfen bei Initialisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Sonderregelung "Trockenwischen" nicht aktiv sein, damit eine Beeinflussung dieser Regelungsfunktionen durch das Trockenwischen der Bremsscheiben in den entsprechenden Fahrsituationen vermieden wird.
Fahrzeuggeschwindigkeit
Der Bremseneingriff für das "Bremsscheiben-Trockenwischen" erfolgt vorzugsweise erst ab einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit von z.B. 50 km/h.
Intervall
Die Sonderregelung "Trockenwischen" soll erst nach einer vorgegebenen Fahrstrecke (abhängig vom speziellen Fahrzeugtyp) nach dem vorangegangenen Bremsvorgang oder nach dem vorangegangenen Eingriff der Sonderregelung wieder zulässig sein. Das Zeitintervall ist somit abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Regelstrategie
Für den Fall, dass sämtliche der oben aufgeführten Bedingungen ein Aktivieren der Sonderregelung "Trockenwischen" zulassen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung folgende Regelstrategie vorgesehen:
Es erfolgt eine sofortiger Abbruch der Sonderregelung, falls entsprechende Situationsänderungen vorliegen.
Der erforderliche Druck in der Bremse wir durch Staudruck der Hydraulikpumpe 7 erzeugt. Hierzu wird das Pumpen-Ansaugventil 11 geöffnet, das Trennventil 6 bleibt offen. Aus Sicherheitsgründen wird vorzugsweise die Sonderregelung "Bremsscheiben-Trockenwischen" für Vorder- und Hinterachse gleichermaßen aktiviert, da somit ein Schließen der Einlassventile an der Hinterachse während des Wischvorgangs vermieden wird. Ein Einbremsen durch den Fahrer bleibt an allen Rädern jederzeit möglich.
Die Ansteuerung der Hydraulikpumpe 7 wird über eine auf den speziellen Fahrzeugtyp anzupassende Kennlinie vorgenommen. Diese Kennlinie beschreibt die Pumpenauslastung über einem Zeitraum von ca. zwei Sekunden. Somit kann die Höhe des Bremsdrucks, die Bremsdauer innerhalb des oben genannten Zeitraums sowie das Ausschalten der Pumpe über eine Rampe komfortabel auf das jeweilige Fahrzeug eingestellt werden.

Claims

Verfahren zum Verbessern des Bremsverhaltens eines mit Scheibenbremsen ausgerüsteten Kraftfahrzeugs bei Regen, bei dem die Bremsscheiben durch Bremsenaktivierung abgewischt werden, für Kraftfahrzeuge, die ein geregeltes hydraulisches Bremsensystem, wie ein Antriebsschlupfoder ein Fahrstabilitätsregelungssystem (ASR, ESP), aufweisen, das einen Hauptzylinder (1), eine elektrisch oder elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe (7) und Bremsdrucksteuerventile (4, 5, 6, 8, 9, 11) besitzt, über die der Druckmittelfluss in dem Bremsensystem steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichzeitiger Regenerkennung, Nichtbetätigung der Bremse und Betätigung des Fahrpedals durch Ansteuern der Hydraulikpumpe (7), durch Öffnen oder Offenhalten des Druckmittelweges, der von dem Hauptzylinder (1) zu den Radbremsen (2, 3) führt, und durch Öffnen oder Offenhalten eines Druckmittelweges zur Saugseite der Hydraulikpumpe (7) in dem Bremsensystem zumindest kurzzeitig ein Staudruck hervorgerufen wird, der zum Abwischen der Bremsscheiben ausreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Ansteuern der Hydraulikpumpe (7) ein Staudruck in der Größenordnung von 1 bis 10 bar, vorzugsweise von etwa 2 bis 6 bar, hervorgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremsen (2, 3) jeweils für eine kurze Zeitspanne von 1 bis 5 Sekunden, insbesondere für etwa 2 Sekunden, mit dem Staudruck beaufschlagt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Hydraulikpumpe (7) zur Erzeugung des Staudrucks in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer der Hydraulikpumpe zur Erzeugung des Staudrucks mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest annähernd linear oder in vorgegebenen Stufen angehoben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regenerkennung ein mit Hilfe eines Regensensors gewonnenes und/oder ein von einer Scheibenwischerbetätigung abgeleitetes Signal verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenaktivierung zum Abwischen der Bremsscheiben in Abhängigkeit von einem regelmäßig wiederkehrenden Ereignis, z.B. nach dem Zurücklegen einer vorgegebenen Fahrdistanz im Bereich zwischen 1 km und 10 km, z.B. nach dem Zurücklegen von etwa 3 km, zugelassen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenaktivierung zum Abwischen der Bremsscheiben bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit im Bereich von 30 bis 80 km/h, z.B. von etwa 50 km/h, unterbunden wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenaktivierung zum Abwischen der Bremsscheiben unterbunden und/oder beendet wird, wenn eine Bremsschlupf- oder Stabilitätsregelung stattfindet.