DE19739152A1

DE19739152A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19739152A1
Application number: DE1997139152
Authority: DE
Inventors: Jochen Wagner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-09-06
Filing date: 1997-09-06
Publication date: 1999-03-11
Also published as: FR2768109B1; JP4259649B2; FR2768109A1; JPH11139277A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Die DE 195 24 939 A beschreibt ein Verfahren und eine Vor richtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs, bei welcher in bestimmten Betriebssituationen Bremskraft über die eigentliche Fahrervorgabe hinaus an den Radbremsen auf gebaut wird. Eine derartige Betriebssituation liegt vor, wenn der Fahrer das Bedienelement zur Bremsensteuerung, das Bremspedal, sehr schnell betätigt. Zu diesem Zweck ist bei der bekannten Vorgehensweise vorgesehen, daß der vom Fahrer durch die Bremspedalbetätigung in der Bremsanlage aufgebaute Vordruck dahingehend überprüft wird, ob die Änderung des Vordrucks eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Ist dies der Fall, wird der Wunsch des Fahrers erkannt, einen automa tischen Bremsvorgang auszulösen. Zur Verbesserung des Auslö sekriteriums ist ferner vorgesehen, den Schwellenwert abhän gig von verschiedenen Betriebsgrößen wie dem Vordruck selbst, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugdrehrate, etc. zu wählen. Die bekannte Vorgehensweise gibt zwar eine befriedigende Lösung zur Bestimmung eines Schwellenwertes an, welcher zum Auslösen eines automatischen Bremsvorgangs dient. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Bestimmung des Schwellenwertes nicht allen Bremsphasen gerecht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe der Auslöseschwellenwert für einen automatischen Bremsvorgang an unterschiedliche Bremsphasen angepaßt werden kann.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.

Vorteile der Erfindung

Es wird eine Bestimmung der Auslöseschwelle für einen auto matischen Bremsvorgang eines Kraftfahrzeugs aufgezeigt, durch welche der Auslöseschwellenwert an unterschiedliche Bremsphasen angepaßt wird.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Auslöseschwellenwert in den jeweiligen Bremsphasen optimal eingestellt werden kann. So kann z. B. der Schwellenwert bei einer schon andauernden Bremsung unabhängig vom Anbremsfall vorgegeben werden, bei dem der Fahrer die Bremsung sehr schnell antritt, beispiels weise bei plötzlichem Umsteigen vom Gaspedal auf das Brems pedal.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Übergang zwischen den Bremsphasen als Schaltfunktion oder gleitend ausgestaltet werden kann.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Vorgehensweise nicht nur bei einem Auslöseschwellenwert für den Vordruck der Bremsanlage, sondern bei Erfassung von Pedalkraft und/oder Pedalweg zur Bestimmung der dort verwendeten Auslöseschwelle angewendet werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung für eine Bremsanlage eines Fahrzeugs. In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches ein Programm eines Mikrocomputers dar stellt, mit dessen Hilfe der Auslöseschwellenwert bestimmt wird. Fig. 3 schließlich zeigt anhand von Zeitdiagrammen den Verlauf des Auslöseschwellenwertes in unterschiedlichen Bremsphasen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In Fig. 1 ist eine elektronische Steuereinheit 10 darge stellt, welche über wenigstens einen Mikrocomputer verfügt und eine wie beispielsweise aus dem Stand der Technik be kannte hydraulische Bremsanlage 12 steuert. Der Steuerein heit 10 werden über verschiedene Eingangsleitungen Betriebs größen des Fahrzeugs zugeführt. Eine Eingangsleitung 14 ver bindet die Steuereinheit 10 mit einem Bremspedalschalter 16, der ein die Pedalbetätigung kennzeichnendes Signal BLS er zeugt. Eine Eingangsleitung 18 verbindet die Steuereinheit 10 mit wenigstens einem Sensor 20 zur Erfassung des Vor drucks Pvor in der Bremsanlage. Alternativ hierzu oder er gänzend erfaßt der Sensor 20 die vom Fahrer auf das Pedal ausgeübte Pedalkraft Fped und/oder ein Maß für die Auslen kung des Bremspedals, das heißt für den Bremspedalweg Sped.

Über Eingangsleitungen 22 bis 26 werden der Steuereinheit 10 von Meßeinrichtungen 28 bis 32 Signale zugeführt, aus wel chen die Radgeschwindigkeiten Vradi der Räder des Fahrzeugs abgeleitet werden. Darüber hinaus können in einigen Ausfüh rungsbeispielen weitere Eingangsleitungen 34 bis 38 vorgese hen sein, welche von Meßeinrichtungen 40 bis 44 weitere Be triebsgrößen des Fahrzeugs der Steuereinheit 10 zuführen, beispielsweise die Querbeschleunigung, der Lenkwinkel, die Gierrate, das Drehmoment der Antriebseinheit des Fahrzeugs, etc. . Die aus dem Stand der Technik bekannte hydraulische Bremsanlage 12 verfügt über elektrisch steuerbare Ventile 46 bis 50 und Pumpen 52, die von der Steuereinheit 10 über de ren Ausgangsleitungen 54 bis 58 sowie 60 ansteuerbar sind. Durch Betätigen von Pumpen und Ventilen wird in den einzel nen Radbremsen des Fahrzeugs unabhängig vom Fahrer gezielt Druck auf- und abgebaut, insbesondere bei der Durchführung eines automatischen Bremsvorgangs.

Neben einer Antiblockierfunktion und ggf. einer Antriebs schlupf- und/oder Fahrdynamikregelungsfunktion verfügt die Steuereinheit 10 über einen sogenannten Bremsassistenten, welcher auf der Basis der Betätigungssignale für das Brems pedal eine Betriebssituation erkennt, in welcher der Fahrer eine sehr hohe Bremskraft an den Radbremsen wünscht, und bei Vorliegen dieser Situation einen automatischen Bremsvorgang ausführt. Die Erkennung der Betriebssituation erfolgt durch einen Vergleich des wenigstens einen Betätigungssignals des Bremspedals mit einem vorgegebenen Auslöseschwellenwert. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Kriterium für die Auslösung des automatischen Bremsvorgangs, bei welchem an den Radbremsen über die vom Fahrer auf die Bremsanlage 12 ausgeübte Vorgabe Bremskraft aufgebaut wird, die Änderung des Vordrucks, das heißt des am Ausgang des Hauptbremszylin ders in der Bremsanlage anstehenden Drucks gewählt. Alterna tiv dazu oder ergänzend wird in vorteilhaften Ausführungs beispielen als Betätigungssignal die Betätigungskraft des Bremspedals, das auf das Bremspedal ausgeübte Moment oder der vom Bremspedal zurückgelegte Weg herangezogen. Auch bei diesen Ausführungsbeispielen wird die jeweilige Änderung des Betätigungssignals zum Auslösen des automatischen Bremsvor gangs herangezogen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Auslöseschwellenwert für den automatischen Bremsvor gang zusätzlich abhängig vom Betätigungssignal selbst, das heißt vom Vordruck, der Betätigungskraft, des Betätigungsmo ments und/oder des Betätigungsweges, wobei mit zunehmender Größe des Betätigungssignals der Auslöseschwellenwert ab sinkt, das heißt das Auslösen des automatischen Bremsvor gangs empfindlicher wird. Darüber hinaus ist vorgesehen, den Schwellenwert abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, die aus den Radgeschwindigkeiten abgeleitet wird, vorzugeben. Die Bildung des Auslöseschwellenwerts wird am Beispiel eines Schwellenwerts für die Vordruckänderung im Mikrocomputer der Steuereinheit 10 wie folgt berechnet:

DPEIN' = Kp.Kx1.Kx2.. . . . ..Kxn.DPEIN

mit
DPEIN': Auslöseschwellenwert
DPEIN': Auslöseschwellenwert; Grundwert
Kp: Korrekturfaktor abh. vom Betätigungssignal
Kxi: (i=1 . . n) Korrekturfaktoren abh. von Betriebsgrößen.

Speziell für den Einfluß des Vordrucks PVOR selbst (bzw. in den anderen Ausführungsbeispielen der Pedalkraft, des Betä tigungsmomentes oder des Pedalweges) wird eine Kennlinie oder ein entsprechendes Polynom KpKenn (PVOR) definiert, wel ches den vordruckabhängigen Korrekturfaktor Kp bildet:

Kp = KpKenn (PVOR).

Es hat sich gezeigt, daß diese Druckabhängigkeit nicht zu gleich für schnell angetretenen Bremsungen, wie beispiels weise beim plötzlichen Umsteigen vom Gaspedal auf das Brems pedal, und für Bremskraftmodulationen innerhalb eines andau ernden Bremsvorgangs zufriedenstellend vorgegeben werden kann. Entsprechendes gilt auch für die Auslöseschwellenwerte für Pedalkraft, Betätigungsmoment und/oder Pedalweg.

So ist vorgesehen, daß der Auslöseschwellenwert für einen automatischen Bremsvorgang abhängig von der vorliegenden Bremsphase, insbesondere schnelles Anbremsen oder Brems kraftmodulation innerhalb eines andauernden Bremsvorgangs, bestimmt wird. Die Abhängigkeit des Auslöseschwellenwertes von wenigstens einer Betriebsgröße wird demnach je nach vor liegender Bremsphase unterschiedlich ausgestaltet.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird bei Betätigen des Bremspedals, wenn das Signal BLS seinen Signalzustand än dert, eine Zeit TBLS gestartet. Diese repräsentiert die Be tätigungszeit des Bremspedals. Ferner wird der Gradient des Betätigungssignals herangezogen, wobei anhand der Betäti gungszeit und des Gradienten des Betätigungssignals die Bremsphase "Anbremsen" von der Bremsphase "laufender Brems vorgang" unterschieden wird. Der betriebsgrößen-, insbeson dere betätigungssignalabhängige Korrekturfaktor für den Aus löseschwellenwert wird dann wie folgt abhängig von einer die Bremsphase repräsentierenden Größe FALLRES berechnet:

KRES = KANBR.FALLRES + Kp.(1-FALLRES)

mit
FALLRES = f(BLS, TBLS, Gradient)
KRES: resultierender Korrekturfaktor
KANBR: Korrekturfaktor für Anbremsphase
Kp: Korrekturfaktor für laufenden Bremsvorgang.

Die die Bremsphase kennzeichnende Größe FALLRES kann dabei im bevorzugten Ausführungsbeispiel den Wert 0 und 1 anneh men, in einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel sich beliebig zwischen 0 und 1 verändern. Dies wird durch eine entsprechende Ausgestaltung der Abhängigkeit der Marke von Betätigungszeit und/oder vom Gradienten erreicht, wobei bei spielsweise eine Kennlinie für die Größe FALLRES abhängig von wenigstens einer der genannten Größen (Betätigungszeit, Gradient) vorgegeben ist.

Die beiden Korrekturfaktoren KANBR und Kp werden dann je weils durch Kennlinien KANBRKenn (p) und KpKenn (p) abhängig vom Betätigungssignal p vorgegeben. Beide Kennlinien werden optimal für die jeweilige Bremsphase eingestellt. Der Schwellenwert berechnet sich also zu:

DPEIN' = KRES.Kx1.Kx2.. . ..Kxn.DPEIN.

Eine bevorzugtes Ausführungsbeispiel am Beispiel einer vor druckabhängigen Auslöseschwelle für den Vordruckgradienten ist anhand des Flußdiagramms in Fig. 2 dargestellt. Dieses zeigt ein Programm des wenigstens einen Mikrocomputers der Steuereinheit, welches mit einem Wechsel des Signals BLS von 0 auf den Wert 1 gestartet wird, d. h. wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt.

In einem ersten Schritt 100 wird FALLRES auf den Wert 1 ge setzt, der Betätigungszeitzähler TBLS zurückgesetzt (Wert 0). Im darauffolgenden Schritt 102 wird der Vordruck PVOR und ggf. weitere Betriebsgrößen eingelesen. Daraufhin wird im Schritt 104 der Betätigungszeitzähler TBLS inkrementiert. Im nächsten Schritt 106 wird auf der Basis des erfaßten Vor drucks und eines Vordruckwertes aus einem vorhergehenden Programmdurchlauf (beim ersten Durchlauf 0) der Vordruck gradient DPVOR bestimmt. Dies erfolgt vorzugsweise als zeit liche Ableitung des Vordrucks oder auf der Basis einer Dif ferenzenbildung. Im darauffolgenden Schritt 108 wird über prüft, ob der Vordruckgradient unterhalb eines vorgegebenen Minimalwerts MIN liegt. Ist dies der Fall, wird im Schritt 110 FALLRES auf den Wert 0 gesetzt. Übersteigt gemäß Schritt 108 der Vordruckgradient den vorgegebenen Minimalwert, wird im Schritt 112 überprüft, ob der Betätigungszeitzähler sei nen Maximalwert MAX erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 110 FALLRES auf den Wert 0 gesetzt, ansonsten oh ne Änderung von FALLRES im Programm fortgefahren. Ist FALLRES auf dem Wert 1, so bedeutet dies, daß eine Anbrems phase vorliegt, welche unmittelbar nach Betätigen des Brems pedals bis zu einer bestimmten maximalen Betätigungszeit oder bis der Vordruckgradient einen Minimalwert unterschrei tet, das heißt bis die Betätigung des Bremspedals einen na hezu stationären Wert erreicht hat, vorliegt. Entsprechend befindet sich das System während eines Bremsvorgangs, wenn FALLRES den Wert 0 aufweist. Nach den Schritten 110 bzw. 112 werden im Schritt 114 die vordruckabhängigen Korrekturfakto ren KANBR und Kp sowie die weiteren, ggf. betriebsgrößenab hängigen Korrekturfaktoren Kxi bestimmt. Dies erfolgt vor zugsweise auf der Basis von Kennlinien. Im darauffolgenden Schritt 116 wird der Korrekturfaktor KRES nach der oben an gegebenen Formel auf der Basis der Korrekturfaktoren KANBR und Kp und des Bremsphasenparameters FALLRES bestimmt. Im Schritt 118 wird dann die Auslöseschwelle DPEIN für den Vordruckgradienten aus den verschiedenen Korrekturfaktoren sowie des Grundwertes DPEIN für den Auslöseschwellenwert be stimmt. Im darauffolgenden Abfrageschritt 120 wird dann der Vordruckgradient DPVOR mit dem Auslöseschwellenwert DPEIN verglichen. Überschreitet der Vordruckgradient den Schwel lenwert, wird gemäß Schritt 122 unter Ansteuerung von Pumpe und Ventilen ein automatischer Bremsvorgang durchgeführt. Überschreitet der Vordruckgradient den Auslöseschwellenwert nicht, so wird das Programm mit Schritt 102 zu gegebener Zeit wiederholt. Wird im Schritt 122 ein Beendigungskrite rium für den automatischen Bremsvorgang erfüllt, wenn z. B. der Vordruck einen vorgegebenen Schwellenwert wieder unter schreitet, wird das Programm ebenfalls mit Schritt 102 wie derholt. Löst der Fahrer das Bremspedal, wird das Programm beendet.

In Fig. 3 sind Zeitdiagramme dargestellt, welche das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel weiter verdeutlichen. Fig. 3a zeigt den Verlauf des Bremspedalschaltersignals BLS über der Zeit, Fig. 3b den des Vordrucks PVOR, Fig. 3 den des Bremsphasenparameters FALLRES und Fig. 3d den zeitli chen Verlauf des Auslöseschwellenwertes DPEIN'. Zum Zeit punkt T0 betätigt der Fahrer das Bremspedal, das Bremspedal schaltersignal wechselt von 0 auf den Wert 1 (vgl. Fig. 3a). Entsprechend steigt ab dem Zeitpunkt T0 der Vordruck PVOR (vgl. Fig. 3b). Der Bremsphasenparameter FALLRES be findet sich mit Beginn des Bremsvorgangs auf dem Wert 1 (vgl. Fig. 3c) . Dies führt dazu, daß zum Zeitpunkt T0 der Auslöseschwellenwert DPEIN nach Maßgabe der für den An bremsvorgang vorgesehenen Abhängigkeiten bestimmt wird. Mit steigendem Vordruck fällt der Auslöseschwellenwert DPEIN ab (vgl. Fig. 3d). Zum Zeitpunkt T1 ist die maximale Betäti gungszeit beendet. Dementsprechend wird zum Zeitpunkt T1 der Parameter FALLRES auf den Wert 0 zurückgesetzt (vgl. Fig. 3c), so daß der Auslöseschwellenwert DPEIN' nach Maßgabe der für den laufenden Bremsvorgang geltenden Abhängigkeiten be stimmt wird. Der Auslöseschwellenwert wird also zum Zeit punkt T0 kleiner und sinkt dann weiter mit steigendem Vor druck. Ist ein stationärer Zustand erreicht, bleibt der Aus löseschwellenwert im wesentlichen konstant (vgl. Fig. 3d).

Die erfindungsgemäße Lösung ist vorstehend anhand der Druck abhängigkeit des Auslöseschwellenwertes beschrieben. Eine entsprechende Vorgehensweise kann auch auf andere Abhängig keiten, beispielsweise auf die Abhängigkeit von der Fahrge schwindigkeit, angewendet werden. Darüber hinaus wird die gleiche Vorgehensweise gewählt, wenn anstelle des Vordrucks oder ergänzend der Pedalweg, die Pedalkraft oder das Betäti gungsmoment erfaßt und das vorgesehene Auslösekriterium auf der Basis wenigstens einer dieser Größen gebildet wird.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist vorgese hen, daß der Parameter FALLRES entweder den Wert 0 oder den Wert 1 annimmt. In anderen vorteilhaften Ausführungsbeispie len kann vorgesehen sein, daß sich der Parameter beliebig zwischen 0 und 1 ändert. In diesem Fall wird der Korrektur faktor und damit der Schwellenwert aus einer Mischung zwi schen Anbrems- und Bremsvorgangsverhalten bestimmt. Reali siert wird diese Lösung beispielsweise dadurch, daß anstelle der Abfrage 108 und/oder 112 Kennlinien bzw. ein Kennfeld vorgesehen ist, in welchem der Parameter FALLres in Abhän gigkeit des Gradienten und/oder der Betätigungszeit abgelegt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung ist vorstehend anhand einer hy draulischen Bremsanlage beschrieben. Wird anstelle des Vor drucks eine der anderen genannten Betätigungsgrößen einge setzt, wird die geschilderte Vorgehensweise auch bei pneuma tischen Bremsanlagen und Bremsanlagen mit elektromotorischer Zuspannung eingesetzt.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs, wobei wenigstens ein, die Betätigung eines Bremsbedienele ments durch den Fahrer kennzeichnendes Signal erfaßt wird, dieses Signal oder eine daraus abgeleitete Größe mit einem veränderlichen Schwellenwert verglichen wird und ein automa tischer Bremsvorgang ausgelöst wird, wenn das Signal oder die daraus abgeleitete Größe den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöse schwellenwert abhängig von der aktuell vorliegenden Brems phase ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseschwellenwert abhängig davon ist, ob eine An bremsphase oder ein laufender Bremsvorgang vorliegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das die Betätigung kennzeichnende Signal oder die daraus abgeleitete Größe der Gradient des Vordrucks, der Pedalkraft, des Betätigungsmoments oder des Pedalwegs ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein laufender Bremsvorgang vor liegt, wenn eine vorgegebene Zeit nach Betätigen des Brems bedienelements verstrichen ist oder das die Betätigung cha rakterisierende Signal einen vorgegebenen Grenzwert unter schreitet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein Anbremsvorgang erkannt wird, wenn ein vorgegebener Minimalwert für das Signal überschrit ten ist und eine maximale Zeit seit Beginn der Betätigung des Bedienelements nicht überschritten ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß für jede Bremsphase ein betriebs größenabhängige Kennlinie vorgesehen ist, welche einen Kor rekturfaktor für den Auslöseschwellenwert darstellt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße der Vordruck, die Pedalkraft, das Betätigungsmoment, der Pedalweg und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß während eines Anbremsvorgangs der Auslöseschwellenwert nach Maßgabe eines Korrekturfaktors für den Anbremsvorgang bestimmt wird, während eines laufenden Bremsvorgangs der Auslöseschwellenwert nach Maßgabe eines für den laufenden Bremsvorgang vorgesehenen Korrekturfaktors bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß abhängig von der Betätigungszeit und/oder dem Betätigungssignal die Veränderung des Auslöse schwellenwerts nach Maßgabe eines bestimmten Verhältnisses zwischen Anbrems- und Bremsvorgangskorrekturfaktor vorgenom men wird.

10. Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahr zeugs, mit einer Steuereinheit, welche wenigstens ein die Betätigung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements cha rakterisierendes Signal erfaßt, die einen automatischen Bremsvorgang auslöst, wenn das die Betätigung charakterisie rende Signal oder eine daraus abgeleitete Größe einen verän derlichen Schwellenwert überschreitet, dadurch gekennzeich net, daß die Steuereinheit Mittel aufweist, welche den Aus löseschwellenwert abhängig von der aktuell vorliegenden Bremsphase verändern.