DE69929295T2

DE69929295T2 - Pedalwegbegrenzung in elektrohydraulischen Bremsanlagen

Info

Publication number: DE69929295T2
Application number: DE69929295T
Authority: DE
Inventors: Alan Leslie Balsall Common Harris; Karl-Friedrich Worsdorfer
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: EP1004492A2; US6345871B1; EP1004492A3; GB2344143B; GB9825890D0; GB2344143A; EP1004492B1; DE69929295D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Begrenzung von Bremspedalbewegung im Zusammenhang von elektrohydraulischen (EHB) Bremssystemen während ABS-Bremsen.
Ein typisches EHB-System für ein Fahrzeug umfasst ein Bremspedal, jeweilige mit den Fahrzeugrädern verbundene Bremseinrichtungen, die in Kommunikation mit elektronisch gesteuerten proportionalen Steuerventilen gebracht werden können, um Hydraulikflüssigkeit unter Druck an die Bremseinrichtungen anzulegen, eine durch einen Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe, und einen Hochdruck-Hydraulikdruckspeicher, der durch die genannte Pumpe für die Bereitstellung von Hydraulikflüssigkeit unter Druck gespeist wird, welcher an die Bremseinrichtungen über die proportionalen Steuerventile weitergeleitet werden kann, um Hydraulikflüssigkeit unter Druck an die Bremseinrichtungen in einer sogenannten "elektrischen Brems-" Betriebsart in Proportion zu der Bremsanforderung des Fahrers anzulegen, wie sie am Bremspedal abgetastet wird. Das EHB-System wird durch eine elektronische Steuerung (ECU) gesteuert.
Um das EHB-System wie ein konventionelles Bremssystem in einer sogenannten "Durchdrück-" Betriebsart im Fall von Versagen der elektrischen Bremsbetriebsart "fühlen" zu lassen, ist auch ein Fahrtsimulator vorgesehen, der hydraulisch mit einem an das Bremspedal gekoppelten Hauptzylinder verbunden ist, und der durch Erhöhen des Volumens unter Druck Niederdrücken des Bremspedals in einem Ausmaß ermöglicht, das mit dem konventioneller Systeme vergleichbar ist. In einigen bekannten Systemen kann der Fahrtsimulator während dieser Betriebsart durch das Schließen eines elektrisch betätigten Ventils isoliert werden, um die zum Anlegen des gewünschten Bremsdrucks benötigte Pedalbewegung zu reduzieren.
Bekannte Systeme weisen das Problem auf, dass bei nicht betriebsfähigem elektrischem Bremsen aufgrund von Versagen, wenn die Steuerung des an die Radbremsen angelegten Drucks als eine Funktion von Hauptzylinderdruck und Pedalbewegung endet, d. h. wenn fahrzeugdynamische Intervention wie zum Beispiel ABS aktiv ist, der Fahrer weiterhin das Bremspedal über den Punkt hinaus niederdrücken kann, an dem Bewegung und Hauptzylinderdruck dem angelegten Bremsdruck entsprechen. Die gestaltet es schwierig für den Fahrer, die Bremsanforderung um die Höhe herum zu modulieren, bei der ABS aktiviert wird.
Wenn sich außerdem Straßenbedingungen ändern und Haftung verbessert wird, so dass ABS nicht mehr benötigt wird, kehrt der angelegte Bremsdruck zu seiner Abhängigkeit von Hauptzylinderdruck und Pedalbewegung zurück, welche im schlechtesten Fall an ihrer Grenze sein können, aufgrund des Wunsches des Fahrers, bei einer größeren Rate zu verzögern. Der plötzlich Anstieg der Anforderung führt zu übermäßiger Verzögerung und weiterer Schwierigkeit beim gleichmäßigen Modulieren von Bremsdruck.
Aus US-A-5261 730 ist ein Bremssystem mit hydraulischem Doppelkreis für ein Straßenfahrzeug mit Frontachsen/Hinterachsenbremskreisunterteilung bekannt, das sowohl mit einem Antiblockier-Bremssystem (ABS) als auch einer Beschleunigungs-Schleuderregelungseinrichtung (ASR) ausgerüstet ist, welches auf dem Prinzip einer Verlangsamung eines angetriebenen Fahrzeugsrads arbeitet, das die Tendenz hat, durch Aktivierung seiner Radbremse durchzudrehen. Eine Bremsdrucksteuereinrichtung analog zu der Beschleunigungs-Schleuderregelungseinrichtung ist auch für den Bremskreis der nichtangetriebenen Vorderräder des Fahrzeugs vorgesehen. Diese Bremsdrucksteuereinrichtung zusammen mit der Beschleunigungs-Schleuderregelungseinrichtung für die angetriebenen Hinterräder des Fahrzeugs wird in dem Sinne einer automatischen Bremsdrucksteuerung aktiviert, wenn der Fahrer das Bremspedal bei einer Rate betätigt, die größer als ein spezifizierter Schwellenwert ist. Der Bremsdruck wird dann automatisch für optimale Fahrzeugverzögerung gesteuert. Pufferspeicher, die an die Auslassdruckräume der Bremseinheit angeschlossen sind, erreichen während automatischem Bremsen eine Pedalverschiebungssimulation, durch die eine elektronische Steuereinheit die Fahrzeugverzögerung erkennt, die der Fahrer durch die Bremspedalbetätigung auswählen möchte.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bremssystem zu schaffen, das die oben genannten Probleme mit bekannten Systemen abschwächt, ohne wesentlich die Komplexität und/oder die Kosten des Bremssystems zu erhöhen und ohne Sicherheit zu gefährden.
Der vorliegenden Erfindung zufolge ist das Fahrtsimulator-Isolierventil eingerichtet, um geschlossen zu sein, wenn die ABS-Betriebsart aktiv ist.
Während ABS-Aktivität wird es dann nicht möglich sein, das Bremspedal über eine Position hinaus zu schieben, die einem Radblockierdruck entspricht, wodurch es einfacher für den Fahrer gestaltet wird, den Bremsdruck zu modulieren und übermäßige Verzögerung zu vermeiden, wenn sich die Bodenhaftung verbessert.
Vorzugsweise ist das Schließen des Fahrtsimulator-Isolierventils eingerichtet, um verzögert zu werden, bis mindestens zwei der Fahrzeugräder unter ABS-Steuerung sind.
Es ist vorteilhaft eingerichtet, dass, wenn sich das Fahrtsimulator-Isolierventil zuerst schließt, der Hauptzylinderdruck gespeichert wird, wobei der gespeicherte Wert anschließend zum Steuern der Wiederöffnung des Ventils verwendet wird.
Vorzugsweise ist das Ventil eingerichtet, um geschlossen zu bleiben, bis entweder der Hauptzylinderdruck unter den gespeicherten Druck fällt, oder bis weniger als zwei Räder unter ABS-Steuerung bleiben.
Die Erfindung ist im Folgenden weiter nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines elektrohydraulischen Bremssystems ist, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;
2 ein Abfolgeflussdiagramm ist, das eine Routine für den Betrieb einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
3 ein Beispiel einer typischen Kennlinie von Pedalbewegung gegenüber Bremsdruck für drei verschiedene Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten zeigt.
Zuerst bezugnehmend auf 1, weist das dargestellte EHB-System ein Bremspedal 10 mit einem zugehörigen Sensor 12 für die Erfassung der Bremsanforderung eines Fahrers auf. Die Anforderung des Fahrers wird zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 13 übertragen, dort bewertet und als die Quelle zur Erzeugung elektrischer Steuersignale für proportionale Solenoidsteuerventile 14a, 14b, 14c, 14d, eine Hydraulikpumpe 16, Radbremsen 18a, 18b einer Achse, die mit Hydraulikflüssigkeit durch elektrisch betätigte Bremskanäle 20a, 20b versorgt werden, und Radbremsen 18c, 18d der anderen Achse verwendet, die durch elektrisch betätigte Kanäle 20c, 20d versorgt werden. Hydraulikflüssigkeit für das System ist in einem Speicherbehälter 21 gespeichert.
Unter normalen Bremsbedingungen wird Bremsdruckmodulation in elektrisch betätigten Bremskanälen 20a, 20b, 20c, 20d in einer bekannten Weise mittels der proportionalen Solenoidsteuerventile 14a, 14b, 14c und 14d bewirkt, wobei der Bremsdruck durch einen Druckspeicher/Behälter 22 geliefert werden, dessen Druck durch die durch einen Elektromotor 18 betätigte Pumpe 16 gehalten wird.
Wenn Straßenbedingungen es erfordern, initiiert die ECU ABS-Bremsen, wobei, in Übereinstimmung mit gut bekannten Prinzipien, die Bremsdrucke an den einzelnen Rädern abhängig unter anderem von dem ermittelten Drehverhalten der Fahrzeugräder gesteuert werden.
Drucksensoren 24a und 24b überwachen den Hydraulikdruck an den Radbremsen 18a, 18b der Frontachse, und Drucksensoren 24c und 24d überwachen den Hydraulikdruck an den Radbremsen 18c, 18d der Hinterachse. Weitere Drucksensoren 26, 28 überwachen den Druck innerhalb der Durchdrückschaltkreise 27a, 27b für die rechten und linken Vorderradbremsen, und ein Drucksensor 30 überwacht den Versorgungsdruck im Schaltkreis der Pumpe 16. Jeweilige Solenoide 29 und 31 ermöglichen Zusammenkopplung der Bremskanäle 20a, 20b und 20c, 20d.
Die Durchdrückschaltkreise 27a, 27b enthalten jeweilige solenoidgesteuerte Ventile 32a, 32b, um Schließen dieser Schaltkreise (im Leerlauf) während normalem elektrischem Bremsbetrieb zu ermöglichen.
Die Durchdrückeinrichtung umfasst einen Hauptzylinder 34, der an das Bremspedal 10 und die Schaltkreise 27a, 27b gekoppelt ist, wobei der Hauptzylinder ermöglicht, dass die Vorderbremsen tatsächlich manuell im Fall von Versagen des elektrischen Bremssystems [Lakune] werden. An den Schaltkreis 27b ist über ein solenoidbetätigtes Ventil 36 ein Fahrtsimulator 38 gekoppelt, der hydraulisch durch Hauptzylinderdruck aktiviert wird, um dem Fahrer "Gefühl" während Durchdrückbetrieb der Bremsen zu geben. Die Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 34 und dem Fahrtsimulator 38 ist durch das elektrisch betätigte Ventil 36 steuerbar, so dass unnötige Pedalbewegung während manueller Betätigung durch Schließen dieses Ventils vermieden werden kann.
Das soweit beschriebene System ist bereits bekannt. Konventionell ist es die Praxis gewesen, einzurichten, dass das Fahrtsimulator-Isolierventil 36 offen ist, wenn ABS arbeitet. Es wird jedoch jetzt vorgeschlagen, dass Schließen des Fahrtsimulator-Isolierventil 36 eingerichtet wird, wenn ABS arbeitet. Während ABS-Aktivität wird das Pedal 10 dann an der dem Radblockierdruck entsprechenden Position bleiben, was es einfacher für den Fahrer gestaltet, den Bremsdruck zu modulieren und übermäßige Verzögerung zu vermeiden, wenn sich die Bodenhaftung verbessert.
Obwohl das Ventil 36 zu dem Zeitpunkt geschlossen werden könnte, wenn ABS zuerst zu arbeiten beginnt, ist es gewöhnlich bevorzugt, das Schließen zu verzögern, bis mindestens zwei Räder unter ABS-Steuerung sind. Wenn das Ventil 36 zuerst schließt, sollte der Hauptzylinderdruck vorzugsweise gespeichert werden, so dass der gespeicherte Wert zum Steuern der Wiederöffnung des Ventils verwendet werden kann. Das Ventil 36 sollte geschlossen bleiben, bis entweder der Hauptzylinderdruck unter den gespeicherten Druck fällt, oder bis weniger als zwei Räder unter ABS-Steuerung bleiben.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Routine für den Betrieb einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Routine wird einmal pro Programmzyklus ausgeführt.
Die Routine von 2 enthält die folgenden Abfolgeschritte:

40: Start
42: Ist Bremse aktiv?
44: Ist Simulatorisolierventil SIV offen?
46: Ist ABS aktiv an mindestens zwei Rädern?
48: Druck 48 des Hauptzylinders MC speichern.
50: SIV schließen.
52: Ist MC-Druck niedriger als gespeicherter MC-Druck?
54: SIV öffnen.
56: Ende

Die Routine von 2 prüft zuerst, ob Bremsen aktiv ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Routine beendet. Wenn Bremsen aktiv ist, wird die Position des Simulatorisolierventils (SIV) 36 geprüft. In dem Fall, dass das SIV offen ist, wird eine Prüfung durchgeführt, zum Feststellen, ob mindestens zwei Räder unter ABS-Steuerung sind. Wenn dies der Fall ist, dann wird der aktuelle Hauptzylinder- (MC) Druck gespeichert und das SIV 36 wird geschlossen. In dem Fall, dass mindestens zwei Räder nicht unter ABS-Steuerung sind, wird das SIV geöffnet und die Routine wird beendet. In dem Fall, dass Bremsen aktiv ist und das DIV nicht offen ist (d. h. es ist geschlossen), wird der aktuelle Hauptzylinderdruck mit dem gespeicherten MC-Druck verglichen. Wenn der aktuelle MC-Druck niedriger als der gespeicherte MC-Druck ist, was bedeutet, dass der Fahrer seine Pedalbetätigung zurückgenommen hat, dann wird das SIV geöffnet und die Routine wird beendet.
In 3 ist die Abhängigkeit der Kennlinien von Pedalbewegung zu Bremsdruck (s/f) von dem Zustand der Straßenoberfläche für drei verschiedene Reibungskoeffizienten (EIS, SCHNEE, UNEBENE STRASSE) gezeigt. Hieraus geht hervor, dass je niedriger der Reibungskoeffizient ist, desto niedriger der Blockierdruck und die entsprechende Pedalbewegung sind, und umgekehrt.

Claims

Elektrohydraulisches Bremssystems des Typs, der in einer elektrischen Bremssteuerbetriebsart, bei der Hydraulikdruck an Bremseinrichtungen (18a, 18b, 18c, 18d) an den Fahrzeugrädern in Proportion zu der Bremsanforderung des Fahrers angelegt wird, wie sie elektronisch an einem Bremspedal (10) abgetastet wird, in einer Durchdrückbetriebsart, bei der Hydraulikdruck an die Bremseinrichtungen (18a, 18b, 18c, 18d) an den Fahrzeugrädern mittels eines Hauptzylinders (34) angelegt wird, der mechanisch mit dem Bremspedal (10) gekoppelt ist, und auch in einer ABS-Betriebsart arbeiten kann, in der die Bremsdrucke an den einzelnen Rädern in Abhängigkeit, unter anderem, von dem ermittelten Drehverhalten der Fahrzeugräder gesteuert werden, und das einen Hydraulikfahrtsimulator (38) einschließt, der hydraulisch mit dem Hauptzylinder (34) mittels eines elektrisch gesteuerten Isolierventils (36) zum Liefern von verbessertem Gefühl für den Fahrer durch das Bremspedal in der Durchdrückbetriebsart verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrtsimulator-Isolierventil (36) eingerichtet ist, um geschlossen zu sein, wenn die ABS-Betriebsart aktiv ist.
System nach Anspruch 1, bei dem Verschluss des Fahrtsimulator-Isolierventils (36) eingerichtet ist, um verzögert zu werden, bis mindestens zwei der Fahrzeugräder unter ABS-Steuerung sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem, wenn sich das Fahrtsimulator-Isolierventil (36) zuerst schließt, der Hauptzylinderdruck gespeichert wird, wobei der gespeicherte Wert anschließend zum Steuern der Wiederöffnung des Ventils verwendet wird.
System nach Anspruch 3, bei dem das Ventil (36) eingerichtet ist, um geschlossen zu bleiben, bis der Hauptzylinderdruck unter den gespeicherten Druck fällt und/oder bis weniger als zwei Räder unter ABS-Steuerung bleiben.