WO2012016617A1 - TECHNIK ZUM BETREIBEN EINER BREMSANLAGE IN EINER μ-SPLIT-SITUATION - Google Patents

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WO2012016617A1
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wheel brakes
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brake
slip control
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PCT/EP2011/003336
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Josef Knechtges
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ZF Active Safety GmbH
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Lucas Automotive GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1764—Regulation during travel on surface with different coefficients of friction, e.g. between left and right sides, mu-split or between front and rear

Definitions

  • the invention relates generally to the field of brake systems. More specifically, the invention relates to the operation of a motor vehicle brake system in a braking situation in which prevail on opposite sides of the vehicle different road friction coefficients (" ⁇ -split situation"), or in comparable braking situations.
  • Fig. 1 illustrates this yawing in the context of a motor vehicle 10, the left wheels 12, 14 run on ice and the right wheels 16, 18 on dry asphalt.
  • the yawing illustrated in FIG. 1 occurs so slowly that it is controlled by a driver when the slip control is activated by countersteering can be compensated sufficiently quickly.
  • additional measures must be taken to assist the driver when braking in a ⁇ -split situation.
  • One way to counteract the build-up of a yaw moment in a ⁇ -split situation is to implement a so-called "select-low" control in the ABS control software, in the case of a detected ⁇ -split situation Braking force on the wheels of the rear axle is set according to the ABS-regulated braking force on the low friction value side. While in the "select-low" control, yawing can be largely avoided and therefore the controllability of the vehicle is well preserved, there is a strong under-braking of the Wheels on the high friction side. This under braking leads to an unacceptable extension of the braking distance.
  • the ramp-like increase in braking force differences is illustrated in combination with a "select-low" control in a braking force / time diagram according to LM Ho et al. It is assumed in Fig. 2 that (as shown in FIG 1), the left side of the vehicle is the low friction value side, and the right side of the vehicle is the high friction side, and accordingly, only small braking forces can be generated at the left front and rear wheels (VL / HL in Fig. 2 and reference numerals 12 and 14 in Fig. 1) , while significantly higher braking forces can be built up on the right front and rear wheels (VR / HR in Fig. 2 and reference numerals 16 and 18 in Fig. 1) .Overall, the braking distance can be compared to a "pure""select-low". At the same time the driver is still given enough time to respond to a possible onset of yawing by countersteering.
  • ABS slip control valves which are arranged between a hydraulic pressure generator (for example the master cylinder) on the one hand and the wheel brakes detected by the brake force control on the other hand, are closed.
  • a hydraulic pressure generator for example the master cylinder
  • the closing of the slip control valves in a "hard" pedal reaction behaves noticeable, since no hydraulic fluid can be displaced from the master cylinder to the wheel brakes.
  • a pressure sensor for detecting the master cylinder pressure can be provided.
  • An increase in the master cylinder pressure detected by this pressure sensor in the case of closed slip control valves indicates that the driver is "stepping on" the brake pedal and can be appropriately taken into account in the context of ABS control operation.
  • the invention is based on the object, the operation of a hydraulic motor vehicle brake system in a braking situation, the formation of a Hydraulik horrdif- Reference to opposite wheel brakes of a vehicle axle requires (ie, for example, in a ⁇ -split situation) to improve.
  • each wheel brake including first slip control valve means for decoupling the respective wheel brake from a hydraulic pressure generator and a second slip control valve means are associated for a hydraulic pressure reduction at the respective wheel brake.
  • the method includes the steps of establishing a hydraulic pressure on the opposing wheel brakes in a braking operation, detecting a need to form a hydraulic pressure differential across the opposing wheel brakes, driving one or more of the slip control valve means associated with the opposing wheel brakes to form the hydraulic pressure differential the hydraulic pressures different at the opposite wheel brakes are adjusted, and, in response to a driver request, increasing the hydraulic pressure at the opposite wheel brakes including the wheel brake at which a lower hydraulic pressure is to be adjusted while maintaining the hydraulic pressure difference by hydraulic fluid transfer from the hydraulic pressure generator via the first slip control Valve devices to the opposite wheel brakes.
  • the hydraulic pressure increase may occur after the initial hydraulic pressure buildup or be part of the initial hydraulic pressure buildup.
  • At least one of the operations of forming and maintaining the hydraulic pressure difference may include the step of effecting an adjustable pressure difference between the hydraulic pressure generator and the wheel brake on that of the opposite wheel brakes to which a lower hydraulic pressure is to be adjusted by means of the first slip control valve means associated with the wheel brake ,
  • the hydraulic pressure in a hydraulic line from the hydraulic pressure generator to an inlet of the first slip-control valve device may be higher by this pressure difference than the hydraulic pressure in a hydraulic pressure line between an outlet of the first slip control valve means and the associated wheel brake.
  • the pressure differential across the first slip control valve means may correspond to or affect (ie, determine) the hydraulic pressure differential across the opposed wheel brakes.
  • each slip control valve device may comprise one or more hydraulic valves and, if necessary, further fluid control components (such as an adjustable check valve connected in parallel with the hydraulic valve).
  • at least each of the first (and optionally also each of the second) slip control valve means is adapted to release fluid communication between the hydraulic pressure generator and the associated wheel brake when a first pressure difference between an inlet and an outlet of the first slip control valve is released.
  • Valve means exceeds a predetermined maximum value, and to interrupt the fluid connection again, when the predetermined maximum value exceeding overpressure between the inlet and the outlet is reduced.
  • the predetermined maximum value of the pressure difference between the inlet and the outlet of the first slip control valve device may determine the hydraulic pressure difference at the opposite wheel brakes. In other words, this maximum value may correspond to the hydraulic pressure difference or at least influence it.
  • At least one of the operations of forming and maintaining the hydraulic pressure difference may include the step of holding the first slip control valve device associated with the wheel brake at the one of the opposite wheel brakes, at which a higher hydraulic pressure is to be adjusted, fully opened. In other words, no (additional cher) pressure drop generated.
  • the predetermined maximum value for the pressure difference between the inlet and the outlet of the first slip control valve device can be set to zero.
  • the slip control valves can be designed as controllable valve devices.
  • the activation of the first slip control valve devices and, if necessary, also of the second slip control valve devices can take place in different ways.
  • drive signals can be generated on the basis of pulse width modulation or current regulation.
  • At least one of the operations of forming and maintaining the hydraulic pressure difference may further include the step of at least partially opening the second slip control valve means associated with that of the opposite wheel brakes to which a lower hydraulic pressure is to be set. In this manner, the hydraulic pressure at the wheel brake associated with this second slip control valve device is thus reduced in order to form the hydraulic pressure difference at the opposite wheel brakes.
  • the hydraulic pressure difference may remain the same throughout the braking situation or may be changed (e.g., according to possibly changing requirements during the braking situation).
  • the hydraulic pressure difference during the increase of the hydraulic pressure may remain approximately the same or may be maintained increased (respectively with respect to the hydraulic pressure difference prevailing before increasing the hydraulic pressure).
  • At least one of the processes of the hydraulic pressure buildup and the hydraulic pressure increase by means of the hydraulic pressure generator may be performed in response to a brake pedal operation by the driver.
  • the hydraulic pressure generator may be a master cylinder coupled to the brake pedal.
  • the hydraulic pressure generator can also be an electrically operated hydraulic pressure generator unit (for example a hydraulic pump).
  • the operating method presented here can also be used in an electro-hydraulic brake system or a regenerative brake system (hybrid brake system).
  • the need to form a hydraulic pressure differential across the opposed wheel brakes can be detected in a variety of ways.
  • the hydraulic pressure difference can be formed upon detection of a wheel speed difference between the wheels associated with the opposite wheel brakes.
  • an onset yaw movement of the motor vehicle can be detected and recognized as a requirement for the formation of the hydraulic pressure difference.
  • the motor vehicle may comprise two or more axles. If the motor vehicle comprises a front axle and a rear axle, the increase of the hydraulic pressure at the opposite wheel brakes can be carried out exclusively on the wheel brakes of one of the two axles (regularly the front axle). Also, a braking force distribution between the axes take place. In this case, different hydraulic pressures can be set on the wheel brakes of the same vehicle side as part of an axle-specific brake force distribution.
  • a computer program product with program code means for carrying out the operating method presented here is provided when the computer program product is executed by a processor.
  • the computer program product may be recorded on a computer readable record carrier (eg, a memory chip).
  • the record carrier with the computer program product stored thereon may be part of an electronic control unit (ECU), which also includes the processor for executing the computer program product.
  • ECU electronice control unit
  • a hydraulic vehicle brake system which is operable in a braking situation, which requires the formation of a hydraulic pressure difference at opposite wheel brakes of a vehicle axle.
  • the brake system comprises a hydraulic pressure generator for establishing a hydraulic pressure at the opposite wheel brakes in the context of a braking operation, a first slip control valve device for each wheel brake for decoupling the respective wheel brake from the hydraulic pressure generator, a second slip control valve device for each wheel brake for hydraulic pressure reduction at the respective wheel brake, a detection means for detecting a requirement to form a hydraulic pressure difference at the opposite wheel brakes, and a drive means for activating one or more of the slip control valve devices associated with the opposite wheel brakes to form the hydraulic pressure difference, by setting different hydraulic pressure hydraulic pressures at the opposite wheel brakes.
  • the drive device is designed to, in response to a driver request, increase the hydraulic pressure at the opposite wheel brakes including the wheel brake at which a lower hydraulic pressure is to be set while maintaining the hydraulic pressure difference by hydraulic fluid transfer from the hydraulic pressure generator via the first slip control valve devices to the opposite wheel brakes increase.
  • the first slip control valve devices may be designed to effect an adjustable pressure difference between the hydraulic pressure generator and the respective wheel brake, that is to say between an inlet side and an outlet side of each valve device.
  • the brake system may include an antilock brake system (ABS) that includes the slip control valve devices.
  • ABS antilock brake system
  • the control device of the brake system can be implemented as a control unit.
  • Fig. 1 is a schematic illustration of the yawing of a motor vehicle in a ⁇ -split situation
  • Fig. 3 is a schematic illustration of an embodiment of a
  • FIG. 4 is a schematic representation of a control device of the motor vehicle brake system according to FIG. 3;
  • FIG. 5 is a schematic flow diagram illustrating an embodiment of a
  • Operating method for the brake system of Figure 3 illustrates in a ⁇ -split situation.
  • FIGS. 6 and 7 Schematic hydraulic pressure curves for different pressure increase scenarios.
  • FIG. 1 schematically illustrates an embodiment of a motor vehicle brake system 100 that implements and is operable to provide a hydraulic pressure differential across opposing wheel brakes 102, 104, 106, 108 of a front and rear axle, respectively
  • the brake system 100 includes two brake circuits 110, 112, wherein the wheel brakes 102, 104, 106, 108 are fluidically coupled according to a diagonal distribution with the brake circuits 110, 112.
  • first brake circuit 110 engages the wheel brake 104 on the left front wheel (FIG. VL) and the wheel brake 106 on the left rear wheel (HR) are supplied with hydraulic fluid
  • second brake circuit 112 supplies the wheel brake 102 on the right front wheel (VR) and the wheel brake 108 on the left rear wheel (HL) with hydraulic fluid
  • the wheel brakes 102, 104 at the front axle could be the one brake circuit 110 and the wheel brakes 106, 108 are assigned to the other brake circuit 112 at the rear axle f black / white division ").
  • the brake system 100 includes a master cylinder 114 with two hydraulic chambers, which are each assigned to one of the two brake circuits 110, 112.
  • the master cylinder 114 is to be operated by the driver through a (brake) pedal 116, wherein the actuation force introduced by the driver into the pedal 116 is usually amplified by a brake booster (not shown) - pneumatic, hydraulic or electro-mechanical.
  • a brake booster not shown
  • the master cylinder 114 thus represents a driver-operated hydraulic pressure generator.
  • the brake system 100 further comprises per brake circuit 110, 112 a driver-independently operable hydraulic pressure generator in the form of each of an electric motor driven hydraulic pump 120, 122. Accordingly, by both the master cylinder 114 and by means of the hydraulic pumps 120, 122 hydraulic fluid for hydraulic pressure generation to the wheel brakes 102, 104, 106, 108 are promoted.
  • first brake circuit 110 The components of the first brake circuit 110 will be explained in more detail below. It is understood, however, that the components of the second brake circuit 112 have the same structure and functionality.
  • first brake circuit 110 a plurality of valve devices 130, 132, 134, 136, 138, 140 and a pressure accumulator 142 are arranged for hydraulic fluid.
  • the valve devices 130 to 140 are shown in Fig. 3 in its initial position in which hydraulic fluid from the master cylinder 114 to the wheel brakes 104, 106 of the left front wheel and the right rear wheel can be promoted.
  • the hydraulic fluid displaced from the main cylinder 114 initially passes through a first valve device 130.
  • the valve device 130 is a controllable 2/2 way valve.
  • each wheel brake 104, 106 is assigned a respective first slip control valve device 134, 138.
  • Each of the first slip control valve devices 134, 138 corresponds in construction to the valve device 130 and comprises a controllable 2/2-way valve.
  • This 2/2-way valve is configured to enable fluid communication between the master cylinder 114 and the hydraulic pump 120 (inlet side) and the associated wheel brake 104, 106 (outlet side) when a first pressure difference between the inlet side and the outlet side is predetermined Exceeds maximum value, and to interrupt the fluid connection again when the predetermined maximum value exceeding overpressure between the inlet side and the outlet side is degraded again.
  • One possible implementation of the first slip control valve device 134, 138 is described in DE 102 47 651 A1. The disclosure of this document is incorporated herein by reference to the first slip control valve devices 134, 138.
  • Each of the two first slip control valve devices 134, 138 enables a decoupling of the respective wheel brake 104, 106 from the master cylinder 114 and the hydraulic pump 120. Such a decoupling is required, for example, during pressure maintenance phases in the context of an ABS control operation.
  • each of these two wheel brakes 104, 106 is also assigned a second slip control valve arrangement 136, 140 in a return line to the pressure accumulator 142 and to the unpressurised reservoir 118.
  • the second slip control valve means 136, 140 comprise a non-controllable 2/2-way valve (two-state shut-off valve), which is closed in the basic position shown in FIG. In the open state of the second slip control valve devices 136, 140 can under pressure standing hydraulic fluid from the wheel brakes 104, 106 flow back into the pressure accumulator 142. In this way, a pressure reduction takes place at these wheel brakes 104, 106th
  • valve device 132 also includes a non-controllable 2/2-way valve (check valve with two switching states) and allows a decoupling of the input side of the hydraulic pump 120 from the master cylinder 114 and the unpressurized reservoir 118.
  • the hydraulic pump 120 promotes hydraulic fluid from the pressure accumulator 142 in the brake circuit 110 and the wheel brakes 104, 106 in the ABS control mode for upcoming pressure build-up phases.
  • valve device 130 For automatic braking interventions, which are generally independent of an operation of the pedal 116 by the driver and require a decoupling of the master cylinder 114 of the wheel brakes 104, 106, the valve device 130 is closed and the further valve device 132 is opened. By opening the further valve device 132, the hydraulic pump 120 can remove hydraulic fluid from the master cylinder 114 or the reservoir 118, so that a hydraulic pressure build-up or a hydraulic pressure increase takes place at the wheel brakes 104, 106 by means of the hydraulic pump 120. By closing the valve device 130, it is prevented that hydraulic fluid delivered by the hydraulic pump 120 is conveyed to the master cylinder 114 instead of the wheel brakes 104, 106.
  • Such automatic braking interventions include, for example, a traction control system (ASR), which prevents spinning of individual wheels during a start-up by deliberately braking an affected wheel, a vehicle dynamics control (ESP), which adapts the vehicle behavior in the border area by targeted braking of individual wheels to the driver's request and the road conditions an adaptive cruise control (ACQ that maintains a distance of the own vehicle to a preceding vehicle by (ua) automatic braking; and / or a Hill Descent (HDC) that controls the speed and directional stability of a vehicle when driving downhill on loose ground or on a road Low friction, such as snow, controlled by means of braking interventions and keeps constant.
  • ASR traction control system
  • ESP vehicle dynamics control
  • ACQ adaptive cruise control
  • HDC Hill Descent
  • the brake system 100 further comprises a control device 170, which automatically engages in a braking operation in the context of an ABS control operation and in particular in a ⁇ -split braking situation.
  • the controller 170 is i.a. for controlling all valve arrangements 130 to 140 and 150 to 160 and the hydraulic pumps 120, 122 are provided.
  • the controller 170 includes detecting means 172 for detecting a need to form a predetermined hydraulic pressure difference on opposite wheel brakes 102, 104, 106, 108, respectively.
  • Detector 172 may include, for example, wheel speed sensors.
  • the control device 170 also has a device 174 for ⁇ -split detection.
  • the device 174 receives wheel speed signals from the detector 172 and detects a ⁇ -split situation when a wheel speed difference between the wheels associated with the wheel brakes 102, 104 of the front axle and the wheel brakes 106, 108 of the rear axle exceeds a predetermined threshold. If the device 174 detects an exceeding of the threshold value, this is signaled to a control device 176 of the control device 170.
  • the control device 176 is designed to control the slip control valve devices 134, 136, 138, 140, 154, 156, 158, 160 in a suitable manner in order to counteract the formation of a yawing moment in the detected ⁇ -split situation or at least to increase the yaw moment structure limit.
  • the operating method of the brake system 100 shown in FIG. 5 in a ⁇ -split situation begins in step 502 with the initiation of a braking operation by the driver.
  • a brake pedal operation is here by means of the master cylinder 114 constructed in the two brake circuits 110, 112, a hydraulic pressure. All valve devices of the brake system 100 are in their illustrated in Fig. 3 starting position. For this reason, the pressurized hydraulic fluid displaced from the master cylinder 114 may reach the wheel brakes 102, 104, 106, 108.
  • the hydraulic pressure curves in the master cylinder (HZ) 114 and on the wheel brakes 102, 104, 106 and 108 are illustrated in FIG. It can be seen that at the beginning of the braking process (time t0 to time t1) a uniform hydraulic pressure build-up takes place on all four wheel brakes 102, 104, 106, 108.
  • the hydraulic pressure build-up at the wheel brakes 102, 104, 106, 108 in this case lags behind the hydraulic pressure build-up in the master cylinder 114, because the pressure increase in the master cylinder 114, as shown in Fig. 6, is very fast.
  • a brake force distribution between the wheel brakes 106, 108 of the rear axle and the wheel brakes 102, 104 of the front axle upon reaching a hydraulic pressure threshold at the wheel brakes 102, 104, 106, 108 at time t1, a brake force distribution between the wheel brakes 106, 108 of the rear axle and the wheel brakes 102, 104 of the front axle. More specifically, a higher hydraulic pressure is allowed on the wheel brakes 102, 104 of the front axle than on the wheel brakes 106, 108 of the rear axle.
  • This process is also referred to as Dynamic Rear Proportioning (DRP) or Dynamic Braking Force Distribution.
  • DRP Dynamic Rear Proportioning
  • the control device 170 continuously determines whether a braking situation has occurred which involves the formation of a hydraulic pressure difference between the wheel brakes 102, 104 of the front axle or the wheel brakes 106, 108 of the rear axle due to a difference in friction coefficient ( ⁇ -split situation; Fig. 1) is required.
  • the wheel speeds of axle-wise opposed wheels determined by the detection device 172 are continuously compared by the ⁇ -split detection device 174. If the device 174 recognizes the exceeding of a threshold below which wheel speed differences are still considered permissible, the device 174 detects a ⁇ -split situation, that is to say a braking reaction with a different coefficient of friction on opposite sides of the vehicle.
  • This situation corresponds to step 504 in FIG. 5.
  • different threshold values for the wheel speed difference can be specified for the rear axle and the front axle.
  • the threshold for the wheels of the rear axle can be set lower than the threshold value for the wheels of the front axle, because - due to the resulting when braking the vehicle dynamic axle load displacement from the rear axle to the front axle - at the wheels of the front axle, a higher braking force to Admission of the ABS slip control can be applied.
  • a ⁇ -split situation is detected earlier at the wheels of the rear axle (time t2) than at the wheels of the front axle (time t3).
  • step 504 After detecting a safety-relevant ⁇ -split situation which requires automatic intervention in the braking process, in step 504, an activation of the relevant slip-control valve devices takes place in step 506 by means of the activation device 176. As illustrated in FIG. 6, This control starts at time t2 at the rear axle and at time t3 at the front axle.
  • the hydraulic pressure at both wheel brakes 106, 108 of the rear wheels is kept constant at time t1 in the context of the DRP. This is done by closing the two associated first slip control valve devices 138, 154. Due to the ⁇ -split situation begins at time t2, a hydraulic pressure build-up on the wheel brake 106 of the right rear wheel and a simultaneous hydraulic pressure reduction at the wheel brake 108 of the left rear wheel. The hydraulic pressure release at the wheel brake 108 takes place by briefly opening and then closing the second slip control valve device 156.
  • the hydraulic pressure buildup on the wheel brake 106 can be effected by briefly opening and then closing the first slip control valve device 138, since the master cylinder pressure (HZ) is at a higher level Level as the to be set to the wheel brakes 106, 108 hydraulic pressure (HR, HL) is. As illustrated in FIG. 6, the pressure difference thus set can be continuously maintained.
  • the pressure differences set on the wheel brakes 106, 108 of the rear axle are selected so that there is a desired hydraulic pressure difference between these wheel brakes 106, 108 and an associated brake force difference established. This Bremskraftdif erence counteracts a rapid increase in the yaw moment and thus positively influences the vehicle stability.
  • the formation of a vehicle pressure increasing hydraulic pressure difference at the wheel brakes 102, 104 of the front axle takes place only at a later time t3, since a higher wheel speed difference can be allowed on the front axle.
  • a hydraulic pressure reduction then takes place at the wheel brake 104 of the left front wheel to such an extent that the desired hydraulic pressure difference with respect to the wheel brake 102 of the right front wheel is established.
  • the second slip control valve device 136 assigned to the left front wheel is briefly opened, so that a hydraulic pressure reduction can take place.
  • the first slip control valve device 134 assigned to the left front wheel is acted upon by the control device 176 by a control signal based on a pulse width modulation and / or current control (closing current) which corresponds to a precisely defined valve holding force and thus a desired pressure difference between an inlet side and an outlet side of the slip control valve device 134.
  • This pressure difference between the inlet side and the outlet side of the slip control valve device 134 coincides with the hydraulic pressure difference between the right front wheel brake wheel 102 and the left front wheel brake 104, since the master cylinder pressure applied to the inlet of the first slip control valve device 134 of the wheel brake 104 also bears directly on the wheel brake 102 of the right front wheel (see Fig. 6).
  • the first slip control valve device 158 associated with the wheel brake 102 of the right front wheel is held by the drive device 176 in a maximum permeable state.
  • an increase in the hydraulic pressure is then requested by the driver in step 508.
  • This request can be made, for example, by following the brake pedal, which, starting from time t4, results in an increase in the main cycle.
  • the hydraulic pressure at the wheel brake 102 directly follows the master cylinder pressure (compare FIG Fig. 6).
  • the driver 176 continues to control the first slip control valve device 134 associated with the left front wheel brake 104 with respect to maintaining a predetermined pressure difference between the intake side and the exhaust side, the pressure on the wheel brake 104 also follows the hydraulic pressure increase in the master cylinder 114, but decreased the set pressure difference.
  • the hydraulic pressure increase at the wheel brake 104 between the times t4 and t5 is related to the fact that the wheel brake 104 associated first
  • Slip control valve means 134 the fluid communication between the master cylinder 114 and the wheel brake 104 releases as soon as a pressure difference between an inlet side and an outlet side of this valve means 134 exceeds the predetermined by the driver 176 (by means of current control or pulse width modulation) pressure difference.
  • the driver 176 by means of current control or pulse width modulation
  • a hydraulic fluid transfer takes place from the master cylinder 114 via the first slip control valve device 134 to the wheel brake 104. Since the second slip control valve device 136 associated with the wheel brake 104 remains closed, a hydraulic pressure increase occurs at the wheel brake 104.
  • the first slip control Valve device 134 is designed such that the fluid connection from the master cylinder to the wheel brake 104 is interrupted immediately when the pressure exceeding the predetermined differential pressure between its inlet side and outlet side is reduced again.
  • the first slip control valve device 134 therefore operates like an overpressure valve with adjustable overflow pressure.
  • device 174 detects an end of the ⁇ -split situation (for example, by decreasing the wheel speed differences on the front and rear axles). Thereupon, the drive device 176 reduces the hydraulic pressure differences between the wheel brakes 102, 104 of the front axle in the way. This hydraulic pressure reduction is completed at a time t7, so that from this point on an automatic intervention in the braking process is only due to the DRP (braking force distribution).
  • DRP braking force distribution
  • Fig. 7 illustrates another embodiment in which the ⁇ -split situation occurs during a relatively slow master cylinder hydraulic pressure build-up.
  • the hydraulic pressure buildup in the master cylinder 114 in the embodiment of FIG. 7 is so slow that the hydraulic pressures at the wheel brakes 102, 104, 106, 108 follow the hydraulic pressure in the master cylinder 114 substantially instants.
  • the ⁇ -split situation is also detected with respect to the wheel brakes 102, 104 of the front axle.
  • the wheel brake 104 of the left front wheel Rads assigned first slip control valve device 134 by the drive 176 by means of pulse width modulation / current control with a drive signal applied, which corresponds to the desired differential pressure between the wheel 104 of the left front wheel and the wheel 102 of the right front wheel.
  • a hydraulic pressure reduction is in contrast to the embodiment of FIG. 6 again not required.
  • the driver continues to request a hydraulic pressure increase. Accordingly, the hydraulic pressure at the wheel brake 102 of the right front wheel further increases while the hydraulic pressure of the wheel brake 104 of the left front wheel is kept constant until the time t3, the hydraulic pressure difference between the two wheel brakes 102, 104 of the front axle, the predetermined by the driver 176 hydraulic pressure difference has reached. From this point in time t3, a further increase in the hydraulic pressure as the brake pedal advances further leads to a parallel increase in hydraulic pressure at the wheel brakes 102, 104 of the front axle, while maintaining the hydraulic pressure difference predefined by the drive device 176. As illustrated in FIG. 7, this hydraulic pressure difference is maintained even if no further increase in the hydraulic pressure in the master cylinder 114 occurs at the time t4, that is, the master cylinder target pressure is reached.
  • the device 174 detects an omission of the ⁇ -split situation. From this time t5, therefore, the hydraulic pressure in the wheel brake 104 is increased by the control device 176 until a hydraulic pressure difference between the wheel brakes 102, 104 of the front axle is reduced again. Also, the hydraulic pressures in the wheel brakes 106, 108 are reduced or increased by the control device 176 until a hydraulic pressure difference between the wheel brakes 106, 108 of the rear axle is reduced again.
  • the operating method described here permits safety-compliant hydraulic pressure regulation, in which an increase in pressure by the driver is ensured at all times.
  • the driver may therefore, at any time, transgress a pressure differential set to the first slip control valve means 134, 138.
  • the "hard" pedal reaction behavior familiar from the state of the art is eliminated, as is the measurement of the driver's request by an (additional) pressure sensor for detecting the master cylinder pressure in a ⁇ -split situation is unnecessary.
  • the operating procedure presented here can be used on an axis-specific basis and is particularly effective on the front axle due to the regularly higher wheel load and the good brake characteristics. For this reason, the operating method proposed here can also be excellently combined with DRP mechanisms.
  • the operating method proposed here can be used both in ESC or ESP brake systems and in brake systems which only implement ABS functionality. This applicability results above all from the fact that the pressure control strategies presented here can be implemented, if necessary, exclusively by means of the ABS slip control valve devices. Furthermore, the pressure control strategies can be easily implemented in the ABS control software and a corresponding controller.
  • the control device 170 illustrated in FIG. 4 can therefore be integrated at least partially into an ABS control unit.

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Abstract

Es wird eine Technik zum Betreiben einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen einer Fahrzeugachse erfordert, vorgeschlagen. Hierbei ist jeder Radbremse eine erste Schlupfregel-Ventileinrichtung für eine Abkopplung der jeweiligen Radbremse von einem Hydraulikdruckerzeuger und eine zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung für einen Hydraulikdruckabbau an der jeweiligen Radbremse zugeordnet. Eine Verfahrensimplementierung dieser Technik umfasst die Schritte des Aufbauens eines Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen im Rahmen eines Bremsvorgangs, das Erfassen eines Erfordernisses, eine Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden, des Ansteuerns einer oder mehrerer der den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zum Ausbilden der Hydraulikdruckdifferenz, indem an den gegenüberliegenden Radbremsen unterschiedliche Hydraulikdrücke eingestellt werden, und, als Reaktion auf eine Fahreranforderung, des Erhöhens des Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen einschließlich der Radbremse, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, unter Aufrechterhalten der Hydraulikdruckdifferenz durch Hydraulikfluidtransfer vom Hydraulikdruckerzeuger über die ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zu den gegenüberliegenden Radbremsen.

Description

Technik zum Betreiben einer Bremsanlage in einer μ-Split-Situation
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Bremsanlagen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung den Betrieb einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation, in der auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedliche Fahrbahn- Reibwerte vorherrschen („μ-Split-Situation"), oder in vergleichbaren Bremssituationen.
Hintergrund
Es ist allgemein bekannt, dass bei einem Anbremsen eines Kraftfahrzeugs in einer μ- Split-Bremssituation das Fahrzeug zum Drehen um die Fahrzeughochachse (auch Gieren genannt) neigt. Fig. 1 veranschaulicht dieses Gieren im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug 10, dessen linke Räder 12, 14 auf Eis und dessen rechte Räder 16, 18 auf trockenem Asphalt laufen.
Der Haftreibungswert von Eis beträgt ungefähr pHF = 0,1, während der entsprechende Wert von trockenem Asphalt bei ungefähr \JHF = 0,8 liegt. Aufgrund dieser stark unterschiedlichen Reibwerte gelangen die Räder 12, 14 auf der Niederreibwert- seite (in Fig. 1 links) schneller als die Räder 16, 18 auf der Hochreibwertseite (in Fig. 1 rechts) in einen Zustand, der eine Schlupfregelung seitens eines Antiblockiersys- tems (ABS) erfordert. Aufgrund dieser asymmetrischen Schlupfregelung wirken bei einem Anbremsen des Kraftfahrzeugs 10 an den linken Rädern 12, 14 und den rechten Rädern 16, 18 unterschiedliche Bremskräfte, deren Unterschied an den Vorderrädern 12, 16 aufgrund der dynamischen Achslastverlagerung besonders stark ausgeprägt sein kann. Diese unterschiedlichen Bremskräfte führen wiederum zu einem Drehmoment um die Fahrzeughochachse 20 (dem so genannten Giermoment) und damit unter Umständen zu einem Gieren des Kraftfahrzeugs 10.
Bei schweren Kraftfahrzeugen erfolgt das in Fig. 1 veranschaulichte Gieren so langsam, dass es von einem Fahrer bei aktivierter Schlupfregelung durch Gegenlenken hinreichend schnell ausgeglichen werden kann. Vor allem bei leichteren Kraftfahrzeugen müssen jedoch zusätzlich Maßnahmen ergriffen werden, um den Fahrer beim Bremsen in einer μ-Split-Situation zu unterstützen.
Eine Möglichkeit, dem Aufbau eines Giermoments in einer μ-Split-Situation entgegenzuwirken, ist die Implementierung einer so genannten„Select-Low"-Regelung in der ABS-Steuersoftware. Bei einer solchen Regelung wird im Fall einer erkannten μ-Split- Situation die Bremskraft an den Rädern der Hinterachse gemäß der ABS-geregelten Bremskraft auf der Niederreibwertseite eingestellt. Während bei der„Select-Low"- Regelung ein Gieren weitestgehend vermieden werden kann und die Steuerbarkeit des Fahrzeugs daher gut erhalten bleibt, kommt es zu einem starken Unterbremsen der Räder auf der Hochreibwertseite. Dieses Unterbremsen führt zu einer unakzeptablen Verlängerung des Bremswegs.
Aus diesem Grund wird in L. M. Ho et al., The Electronic Wedge Brake - EWB, XXVIth International μ Symposium 2006, Seiten 248f, beschrieben, eine geringe Bremskraftdifferenz an den gegenüberliegenden Rädern jeder Achse (also zwischen den hoch- reibwertseitigen Rädern und den niederreibwertseitigen Rädern) zuzulassen. Die Bremskraftdifferenz wird dann achsindividuell allmählich bis zu einem bestimmten Wert erhöht. Die allmähliche achsweise Erhöhung der Bremskraftdifferenz führt zu einem nur langsamen Giermomentaufbau. In jedem Fall ist der Giermomentaufbau deutlich verzögert gegenüber einer„reinen" ABS-Regelung. Der Fahrer hat damit ausreichend Zeit, ein möglicherweise resultierendes Gieren des Fahrzeugs durch Lenkbewegungen zu kompensieren.
In Fig. 2 ist die rampenartige Erhöhung der Bremskraftdifferenzen in Kombination mit einer„Select-Low"-Regelung in einem Bremskraft/Zeit-Diagramm gemäß L. M. Ho et al. veranschaulicht. Es wird in Fig. 2 davon ausgegangen, dass (wie in Fig. 1 dargestellt) die linke Fahrzeugseite die Niederreibwertseite und die rechte Fahrzeugseite die Hochreibwertseite ist. Demgemäss lassen sich an den linken Vorder- und Hinterrädern (VL/HL in Fig. 2 bzw. Bezugszeichen 12 und 14 in Fig. 1) nur geringe Bremskräfte erzeugen, während sich an den rechten Vorder- und Hinterrädern (VR/HR in Fig. 2 bzw. Bezugszeichen 16 und 18 in Fig. 1) deutlich höhere Bremskräfte aufbauen lassen. Insgesamt kann der Bremsweg dabei gegenüber einer„reinen"„Select- Low"-Regelung deutlich reduziert werden. Gleichzeitig wird dem Fahrer noch immer genug Zeit gegeben, auf ein möglicherweise einsetzendes Gieren durch Gegenlenken zu reagieren.
Es hat sich nun herausgestellt, dass bei der in Fig. 2 veranschaulichten, adaptierten „Select-Low"-Regelung noch immer ein Unterbremsen der hochreibwertseitigen Räder erfolgt. Mit anderen Worten ist in μ-Split-Situationen der Bremsweg häufig noch unnötig lang. Zur Bremswegverkürzung wird in der DE 10 2008 027 093 AI vorgeschlagen, in einer μ-Split-Situation eine Bremskraftregelung mit der Maßgabe der Einstellung eines von Null verschiedenen Schwimmwinkels durchzuführen. Dies bedeutet, dass ein geringfügiges Gieren des Fahrzeugs gezielt zugelassen wird. Die Bremskraftregelung an den einzelnen Rädern erfolgt in diesem Zusammenhang auf der Grundlage eines einzustellenden Soll-Schwimmwinkels im Bereich zwischen 0,5° und 8°.
Herkömmliche Regelstrategien der ABS-Steuersoftware in μ-Split-Situationen entkoppeln den Fahrer (d.h. das Bremspedal) von der Bremskraftregelung. Hierzu werden ABS-Schlupfregelventile, die zwischen einem Hydraulikdruckerzeuger (beispielsweise dem Hauptzylinder) einerseits und den von der Bremskraftregelung erfassten Radbremsen andererseits angeordnet sind, geschlossen. Für den Fahrer macht sich das Schließen der Schlupfregelventile in einem„harten" Pedalrückwirkverhalten bemerkbar, da kein Hydrauiikfluid mehr aus dem Hauptzylinder zu den Radbremsen verdrängt werden kann.
Um im Fall geschlossener Schlupfregelventile trotzdem noch einen Fahrerwunsch bezüglich einer Bremskrafterhöhung erfassen zu können, kann ein Drucksensor zur Erfassung des Hauptzylinderdrucks vorgesehen werden. Eine von diesem Drucksensor erfasste Erhöhung des Hauptzylinderdrucks bei geschlossenen Schlupfregelventilen deutet auf ein„Nachtreten" des Bremspedals seitens des Fahrers hin und kann im Rahmen des ABS-Regelbetriebs auf geeignete Weise berücksichtigt werden.
Kurzer Abriss
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdif- ferenz an gegenüberliegenden Radbremsen einer Fahrzeugachse erfordert (also beispielsweise in einer μ-Split-Situation), zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen einer Fahrzeugachse erfordert, bereitgestellt, wobei jeder Radbremse eine erste Schlupfregel-Ventileinrichtung für eine Abkopplung der jeweiligen Radbremse von einem Hydraulikdruckerzeuger und eine zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung für einen Hydraulikdruckabbau an der jeweiligen Radbremse zugeordnet sind. Das Verfahren umfasst die Schritte des Aufbauens eines Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen im Rahmen eines Bremsvorgangs, des Erfassens eines Erfordernisses, eine Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden, des Ansteuerns einer oder mehrerer der den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten Schlupfregel- Ventileinrichtung zum Ausbilden der Hydraulikdruckdifferenz, in dem an den gegenüberliegenden Radbremsen unterschiedliche Hydraulikdrücke eingestellt werden, und, als Reaktion auf eine Fahreranforderung, des Erhöhens des Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen einschließlich der Radbremse, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, unter Aufrechterhaltung der Hydraulikdruckdifferenz durch Hydraulikfluidtransfer vom Hydraulikdruckerzeuger über die ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zu den gegenüberliegenden Radbremsen.
Von der Hydraulikdruckerhöhung können lediglich die Radbremsen einer Fahrzeugachse oder aber die Radbremsen mehrerer (ggf. aller) Fahrzeugachsen erfasst sein. Ferner kann die Hydraulikdruckerhöhung nach dem initialen Hydraulikdruckaufbau erfolgen oder Teil des initialen Hydraulikdruckaufbaus sein.
Wenigstens einer der Vorgänge des Ausbildens und Aufrechterhaltens der Hydraulikdruckdifferenz kann den Schritt umfassen, dass an derjenigen der gegenüberliegenden Radbremsen, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, mittels der dieser Radbremse zugeordneten ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung eine einstellbare Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruckerzeuger und der Radbremse bewirkt wird. So kann der Hydraulikdruck in einer Hydraulikleitung vom Hydraulikdruck- erzeuger zu einem Einlass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung um diese Druckdifferenz höher sein als der Hydraulikdruck in einer Hydraulikdruckleitung zwischen einem Auslass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung und der zugeordneten Radbremse. Die Druckdifferenz an der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung kann der Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen entsprechen oder aber diese beeinflussen (d.h. diese festlegen).
Bei Erhöhen des Hydraulikdrucks auf der Einlassseite der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung kann ein Überströmen dieser Ventileinrichtung unter Aufrechterhalten der eingestellten Druckdifferenz erfolgen. Dieses Überströmen wiederum ermöglicht eine Hydraulikdruckerhöhung auch auf der Auslassseite der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung und damit an der dieser Ventileinrichtung zugeordneten Radbremse. Die Druckdifferenz kann bei der Hydraulikdruckerhöhung (mit ggf. geändertem Betrag) aufrechterhalten werden.
Die Schlupfregel-Ventileinrichtungen können auf unterschiedliche Art und Weise ausgelegt sein. So kann jede Schlupfregel-Ventileinrichtung ein oder mehrere Hydraulikventile und erforderlichenfalls weitere Fluidsteuerkomponenten (wie ein dem Hydraulikventil parallel geschaltetes, einstellbares Rückschlagventil) umfassen. Gemäß einer Realisierung ist zumindest jede der ersten (und - als Option - auch jede der zweiten) Schlupfregel-Ventileinrichtungen dazu ausgelegt, eine Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikdruckerzeuger und der zugeordneten Radbremse freizugeben, wenn eine erste Druckdifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet, und die Fluidverbindung wieder zu unterbrechen, wenn der den vorbestimmten Maximalwert überschreitende Überdruck zwischen dem Einlass und dem Auslass abgebaut ist. Der vorbestimmte Maximalwert der Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung kann die Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen festlegen. Mit anderen Worten kann dieser Maximalwert der Hydraulikdruckdifferenz entsprechen oder aber zumindest darauf Einfluss nehmen.
Wenigstens einer der Vorgänge des Ausbildens und Aufrechterhaltens der Hydraulikdruckdifferenz kann den Schritt umfassen, dass an derjenigen der gegenüberliegenden Radbremsen, an der ein höherer Hydraulikdruck einzustellen ist, die dieser Radbremse zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung vollständig geöffnet gehalten wird. Mit anderen Worten wird an dieser Ventileinrichtung kein (zusätzli- cher) Druckabfall erzeugt. Hierzu kann beispielsweise der vorbestimmte Maximalwert für die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung auf Null festgelegt werden.
Die Schlupfregelventile können als regelbare Ventileinrichtungen ausgebildet sein. Das Ansteuern der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen und erforderlichenfalls auch der zweiten Schlupfregel-Ventileinrichtungen kann auf unterschiedliche Art und Weise geschehen. So können Ansteuersignale beispielsweise auf der Grundlage einer Pulsweitenmodulation oder einer Stromregelung erzeugt werden.
Wenigstens einer der Vorgänge des Ausbildens und Aufrechterhaltens der Hydraulikdruckdifferenz kann ferner den Schritt des zumindest teilweisen Öffnens der zweiten Schlupfregel-Ventileinrichtung umfassen, die derjenigen der gegenüberliegenden Radbremsen zugeordnet ist, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist. Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck an der dieser zweiten Schlupfregel-Ventileinrichtung zugeordneten Radbremse also verringert, um die Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden.
Die Hydraulikdruckdifferenz kann während der gesamten Bremssituation gleich bleiben oder aber (z.B. gemäß den sich möglicherweise ändernden Erfordernissen während der Bremssituation) geändert werden. So kann die Hydraulikdruckdifferenz während des Erhöhens des Hydraulikdrucks ungefähr gleich bleiben oder aber vergrößert aufrechterhalten werden (jeweils in Bezug auf die vor dem Erhöhen des Hydraulikdrucks vorherrschende Hydraulikdruckdifferenz).
Wenigstens einer der Vorgänge des Hydraulikdruckaufbaus und der Hydraulikdruckerhöhung mittels des Hydraulikdruckerzeugers kann als Reaktion auf eine Bremspedalbetätigung durch den Fahrer durchgeführt werden. Bei dem Hydraulikdruckerzeuger kann es sich um einen mit dem Bremspedal gekoppelten Hauptzylinder handeln. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann es sich bei dem Hydraulikdruckerzeuger auch um eine elektrisch betriebene Hydraulikdruckgebereinheit (zum Beispiel eine Hydraulikpumpe) handeln. Somit kann das hier vorgestellte Betriebsverfahren auch bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage oder einer regenerativen Bremsanlage (Hybrid-Bremsanlage) zum Einsatz gelangen. Das Erfordernis, eine Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden, kann auf verschiedene Wege erfasst werden. So kann die Hydraulikdruckdifferenz bei Erfassen einer Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten Rädern ausgebildet werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann auch eine einsetzende Gierbewegung des Kraftfahrzeugs erfasst und als Erfordernis zur Ausbildung der Hydraulikdruckdifferenz erkannt werden.
Das Kraftfahrzeug kann zwei oder mehr Achsen umfassen. Umfasst das Kraftfahrzeug eine Vorderachse und eine Hinterachse, kann das Erhöhen des Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen ausschließlich an den Radbremsen einer der beiden Achsen (regelmäßig der Vorderachse) durchgeführt werden. Auch kann eine Bremskraftverteilung zwischen den Achsen stattfinden. In diesem Fall können an den Radbremsen der gleichen Fahrzeugseite im Rahmen einer achsspezifischen Bremskraftverteilung unterschiedliche Hydraulikdrücke eingestellt werden.
Femer wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Durchführen des hier vorgestellten Betriebsverfahrens bereitgestellt, wenn das Computerprogrammprodukt durch einen Prozessor ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsträger (zum Beispiel einem Speicherchip) aufgezeichnet sein. Der Aufzeichnungsträger mit dem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt kann Teil eines Steuergeräts sein (Electronic Control Unit, ECU), das auch den Prozessor zum Ausführen des Computerprogrammprodukts umfasst.
Ferner wird eine hydraulische Fahrzeug-Bremsanlage angegeben, die in einer Bremssituation betriebsfähig ist, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen einer Fahrzeugachse erfordert. Die Bremsanlage umfasst einen Hydraulikdruckerzeuger für den Aufbau eines Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen im Rahmen eines Bremsvorgangs, eine erste Schlupfregel-Ventileinrichtung für jede Radbremse zur Abkopplung der jeweiligen Radbremse vom Hydraulikdruckerzeuger, eine zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung für jede Radbremse zum Hydraulikdruckabbau an der jeweiligen Radbremse, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Erfordernisses, eine Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden, sowie eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern einer oder mehrerer der den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zum Ausbilden der Hydraulikdruckdifferenz, indem an den gegenüberliegenden Radbremsen unterschiedliche Hydraulikdrü- Hydraulikdrücke eingestellt werden. Die Ansteuereinrichtung ist dazu ausgelegt, als Reaktion auf eine Fahreranforderung den Hydraulikdruck an den gegenüberliegenden Radbremsen einschließlich der Radbremse, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, unter Aufrechterhaltung der Hydraulikdruckdifferenz durch Hydraulik- fluidtransfer vom Hydraulikdruckerzeuger über die ersten Schlupfregel- Ventileinrichtungen zu den gegenüberliegenden Radbremsen zu erhöhen.
Die ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen können dazu ausgebildet sein, eine einstellbare Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruckerzeuger und der jeweiligen Radbremse, also zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite jeder Ventileinrichtung, zu bewirken. Ferner kann die Bremsanlage ein Antiblockiersystem (ABS) umfassen, zu dem die Schlupfregel-Ventileinrichtungen gehören. Die Ansteuereinrichtung der Bremsanlage kann als Steuergerät implementiert sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Aspekte und Vorteile der hier vorgestellten Technik zum Betreiben einer Bremsanlage ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie aus den Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Veranschaulichung des Gierens eines Kraftfahrzeugs in einer μ-Split-Situation;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer "Select-Low"-Regelung mit rampenartiger Druckdifferenz-Erhöhung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine schematische Veranschaulichung einer Ausführungsform einer
Kraftfahrzeug-Bremsanlage;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Regeleinrichtung der Kraftfahrzeug-Bremsanlage gemäß Fig. 3;
Fig. 5 ein schematisches Flussdiagramm, welches eine Ausführungsform eines
Betriebsverfahrens für die Bremsanlage gemäß Fig. 3 in einer μ-Split- Situation veranschaulicht; und
Fign. 6 und 7schematische Hydraulikdruckverläufe für unterschiedliche Druckerhöhungsszenarien.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele für den Betrieb einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage in einer Bremssituation, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen einer Fahrzeugachse erfordert, erläutert. Die Ausführungsbeispiele beziehen sich dabei lediglich beispielhaft auf die in Fig. 1 veranschaulichte μ-Split-Bremssituation. Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeug- Bremsanlage 100, die eine sog.„Electronic Stability Control" (ESC) implementiert und betriebsfähig ist, um eine Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen 102, 104 bzw. 106, 108 einer Vorder- bzw. Hinterachse auszubilden. Die Bremsanlage 100 umfasst zwei Bremskreise 110, 112, wobei die Radbremsen 102, 104, 106, 108 gemäß einer Diagonalaufteilung mit den Bremskreisen 110, 112 fluidisch gekoppelt sind. Dies bedeutet, dass ein erster Bremskreis 110 die Radbremse 104 am linken Vorderrad (VL) sowie die Radbremse 106 am linken Hinterrad (HR) mit Hydraulikfluid versorgt. Ein zweiter Bremskreis 112 versorgt hingegen die Radbremse 102 am rechten Vorderrad (VR) sowie die Radbremse 108 am linken Hinterrad (HL) mit Hydraulikfluid. Abweichend von der in Fig. 3 veranschaulichten diagonalen Aufteilung könnten die Radbremsen 102, 104 an der Vorderachse dem einen Bremskreis 110 und die Radbremsen 106, 108 an der Hinterachse dem anderen Bremskreis 112 zugeordnet werden fSchwarz/Weiß-Aufteilung").
Die Bremsanlage 100 umfasst einen Hauptzylinder 114 mit zwei Hydraulikkammern, die jeweils einem der beiden Bremskreise 110, 112 zugeordnet sind. Der Hauptzylinder 114 ist vom Fahrer durch ein (Brems-)Pedal 116 zu betätigen, wobei die vom Fahrer in das Pedal 116 eingeleitete Betätigungskraft üblicherweise durch einen (nicht dargestellten) Bremskraftverstärker - pneumatisch, hydraulisch oder elektro- mechanisch - verstärkt wird. Bei einer Betätigung des Hauptzylinders 114 wird Hydraulikfluid aus einem drucklosen Reservoir 118 über die Hydraulikkammern in die beiden Bremskreise 110, 112 gefördert. Der Hauptzylinder 114 stellt damit einen fahrerbetätigten Hydraulikdruckerzeuger dar.
Die Bremsanlage 100 umfasst ferner pro Bremskreis 110, 112 einen fahrerunabhängig betätigbaren Hydraulikdruckerzeuger in Gestalt je einer elektromotorisch betriebenen Hydraulikpumpe 120, 122. Demgemäss kann sowohl mittels des Hauptzylinders 114 als auch mittels der Hydraulikpumpen 120, 122 Hydraulikfluid zur Hydraulikdruckerzeugung zu den Radbremsen 102, 104, 106, 108 gefördert werden.
Im Folgenden werden die Komponenten des ersten Bremskreises 110 näher erläutert. Es versteht sich jedoch, dass die Komponenten des zweiten Bremskreises 112 denselben Aufbau und dieselbe Funktionalität besitzen. Im ersten Bremskreis 110 sind eine Mehrzahl von Ventileinrichtungen 130, 132, 134, 136, 138, 140 sowie ein Druckspeicher 142 für Hydraulikfluid angeordnet. Die Ventileinrichtungen 130 bis 140 sind in Fig. 3 in ihrer Ausgangsstellung dargestellt, in welcher Hydraulikfluid aus dem Hauptzylinder 114 zu den Radbremsen 104, 106 des linken Vorderrads sowie des rechten Hinterrads gefördert werden kann.
Das aus dem Hauptzylinder 114 verdrängte Hydraulikfluid passiert dabei zunächst eine erste Ventileinrichtung 130. Bei der Ventileinrichtung 130 handelt es sich um ein regelbares 2/2-Wege-Ventil. In Hydraulikdruck-Aufbaurichtung hinter der Ventileinrichtung 130 ist jeder Radbremse 104, 106 je eine erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134, 138 zugeordnet. Jede der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 134, 138 entspricht im Aufbau der Ventileinrichtung 130 und umfasst ein regelbares 2/2- Wege-Ventil. Dieses 2/2-Wege-Ventil ist dazu ausgelegt, eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder 114 bzw. der Hydraulikpumpe 120 (Einlassseite) und der zugeordneten Radbremse 104, 106 (Auslassseite) freizugeben, wenn eine erste Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet, und die Fluidverbindung wieder zu unterbrechen, wenn der den vorbestimmten Maximalwert überschreitende Überdruck zwischen der Einlassseite und der Auslassseite wieder abgebaut ist. Eine mögliche Realisierung der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung 134, 138 ist in der DE 102 47 651 AI beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieses Dokuments wird in Bezug auf die ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 134, 138 durch Inbezugnahme hier aufgenommen.
Jede der beiden ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 134, 138 ermöglicht eine Abkopplung der jeweiligen Radbremse 104, 106 von dem Hauptzylinder 114 sowie der Hydraulikpumpe 120. Eine solche Abkopplung ist beispielsweise während Druckhaltephasen im Rahmen eines ABS-Regelbetriebs erforderlich.
Für den Druckabbau an den Radbremsen 104, 106 im ABS-Regelbetrieb ist jeder dieser beiden Radbremsen 104, 106 ferner eine zweite Schlupfregel-Ventilanordnung 136, 140 in einer Rücklaufleitung zum Druckspeicher 142 und zum drucklosen Reservoir 118 zugeordnet. Die zweiten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 136, 140 umfassen ein nicht-regelbares 2/2-Wege-Ventil (Sperrventil mit zwei Schaltzuständen), welches in der in Fig. 3 dargestellten Grundstellung geschlossen ist. In geöffnetem Zustand der zweiten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 136, 140 kann unter Druck stehendes Hydraulikfluid von den Radbremsen 104, 106 in den Druckspeicher 142 zurückströmen. Auf diese Weise erfolgt ein Druckabbau an diesen Radbremsen 104, 106.
Die weitere, in der Rücklaufleitung zum Reservior 118 vorgesehene Ventileinrichtung 132 umfasst ebenfalls ein nicht-regelbares 2/2-Wege-Ventil (Sperrventil mit zwei Schaltzuständen) und ermöglicht eine Abkopplung der Eingangsseite der Hydraulikpumpe 120 vom Hauptzylinder 114 und dem drucklosen Reservoir 118. In seiner sperrenden Stellung fördert die Hydraulikpumpe 120 daher im ABS-Regelbetrieb für kommende Druckaufbauphasen Hydraulikfluid aus dem Druckspeicher 142 in den Bremskreis 110 bzw. die Radbremsen 104, 106 zurück.
Für automatische Bremseingriffe, die in der Regel unabhängig von einer Betätigung des Pedals 116 durch den Fahrer erfolgen und eine Abkopplung des Hauptzylinders 114 von den Radbremsen 104, 106 erfordern, wird die Ventileinrichtung 130 geschlossen und die weitere Ventileinrichtung 132 geöffnet. Durch Öffnen der weiteren Ventileinrichtung 132 kann die Hydraulikpumpe 120 Hydraulikfluid aus dem Hauptzylinder 114 bzw. dem Reservoir 118 entnehmen, so dass ein Hydraulikdruckaufbau bzw. eine Hydraulikdruckerhöhung an den Radbremsen 104, 106 mittels der Hydraulikpumpe 120 erfolgt. Durch Schließen der Ventileinrichtung 130 wird dabei verhindert, dass von der Hydraulikpumpe 120 gefördertes Hydraulikfluid anstatt zu den Radbremsen 104, 106 zum Hauptzylinder 114 gefördert wird.
Solche automatischen Bremseingriffe umfassen beispielsweise eine Antriebsschlupfregelung (ASR), die ein Durchdrehen einzelner Räder bei einem Anfahrvorgang durch gezieltes Abbremsen eines betroffenen Rads verhindert, eine Fahrdynamikregelung (ESP), die das Fahrzeugverhalten im Grenzbereich durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder an den Fahrerwunsch und die Fahrbahnverhältnisse anpasst, eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACQ, die durch (u.a.) selbsttätiges Bremsen einen Abstand des eigenen Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einhält, und/oder eine Bergabfahrhilfe (HDC), die die Geschwindigkeit und Spurtreue eines Fahrzeugs beim Bergabfahren auf losem Grund bzw. einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert, wie Schnee, unter anderem mittels Bremseingriffen kontrolliert und konstant hält. Wie bereits oben erläutert, befinden sich im zweiten Bremskreis 112 korrespondierende Ventileinrichtungen 150, 152, 154, 156, 158, 160 und ein korrespondierender Druckspeicher 162. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden diese Komponenten hier nicht näher erläutert.
Gemäß Fig. 3 umfasst die Bremsanlage 100 ferner eine Regeleinrichtung 170, die im Rahmen eines ABS-Regelbetriebs und insbesondere in einer μ-Split-Bremssituation automatisch in einen Bremsvorgang eingreift. Die Regeleinrichtung 170 ist u.a. zur Ansteuerung sämtlicher Ventilanordnungen 130 bis 140 und 150 bis 160 sowie der Hydraulikpumpen 120, 122 vorgesehen.
Wie in Fig. 4 dargestellt, umfasst die Regeleinrichtung 170 eine Erfassungseinrichtung 172 zum Erfassen eines Erfordernisses, eine vorgegebene Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen 102, 104, bzw. 106, 108 auszubilden. Die Erfassungseinrichtung 172 kann beispielsweise Raddrehzahlsensoren umfassen. Die Regeleinrichtung 170 besitzt ferner eine Einrichtung 174 zur μ-Split-Erkennung. Die Einrichtung 174 empfängt Raddrehzahlsignale von der Erfassungseinrichtung 172 und erkennt eine μ-Split-Situation, wenn eine Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Rädern, welche den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse und den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse zugeordnet sind, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Stellt die Einrichtung 174 ein Überschreiten des Schwellenwerts fest, wird dies einer Ansteuereinrichtung 176 der Regeleinrichtung 170 signalisiert. Die Ansteuereinrichtung 176 ist dazu ausgebildet, die Schlupfregel-Ventileinrichtungen 134, 136, 138, 140, 154, 156, 158, 160 in geeigneter Weise anzusteuern, um dem Ausbilden eines Giermoments in der erkannten μ-Split-Situation entgegenzuwirken oder den Giermomentaufbau zumindest zu begrenzen.
Im Folgenden werden die Funktionsweisen der Bremsanlage 100 gemäß Fig. 3 und insbesondere der Regeleinrichtung 170 gemäß Fig. 4 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm 500 gemäß Fig. 5 sowie die beispielhaften Hydraulikdruckverläufe gemäß den Figuren 6 und 7 ausführlicher erläutert.
Das in Fig. 5 dargestellte Betriebsverfahren der Bremsanlage 100 in einer μ-Split- Situation beginnt in Schritt 502 mit dem Einleiten eines Bremsvorgangs durch den Fahrer. Als Folge einer Bremspedalbetätigung wird hierbei mittels des Hauptzylinders 114 in den beiden Bremskreisen 110, 112 ein Hydraulikdruck aufgebaut. Alle Ventileinrichtungen der Bremsanlage 100 befinden sich in ihrer in Fig. 3 veranschaulichten Ausgangsstellung. Aus diesem Grund kann das aus dem Hauptzylinder 114 verdrängte, unter Druck stehende Hydraulikfluid zu den Radbremsen 102, 104, 106, 108 gelangen.
Die Hydraulikdruckverläufe im Hauptzylinder (HZ) 114 sowie an den Radbremsen 102, 104, 106 und 108 (VR, VL, HR, HL) sind in Fig. 6 veranschaulicht. Dabei zeigt sich, dass zu Beginn des Bremsvorgangs (Zeitpunkt tO bis Zeitpunkt tl) ein gleichmäßiger Hydraulikdruckaufbau an allen vier Radbremsen 102, 104, 106, 108 erfolgt. Der Hydraulikdruckaufbau an den Radbremsen 102, 104, 106, 108 eilt dabei dem Hydraulikdruckaufbau im Hauptzylinder 114 etwas nach, weil der Druckanstieg im Hauptzylinder 114, wie in Fig. 6 gezeigt, sehr schnell erfolgt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt bei Erreichen einer Hydraulikdruckschwelle an den Radbremsen 102, 104, 106, 108 zum Zeitpunkt tl eine Bremskraftverteilung zwischen den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse und den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse. Genauer gesagt wird an den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse ein höherer Hydraulikdruck als an den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse zugelassen. Dieser Vorgang wird auch als„Dynamic Rear Proportioning" (DRP) bzw. als dynamische Bremskraftverteilung bezeichnet.
Während des Hydraulikdruckaufbaus wird von der Regeleinrichtung 170 fortlaufend ermittelt, ob eine Bremssituation eingetreten ist, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz zwischen den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse oder den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse aufgrund eines Reibwertunterschieds (μ-Split- Situation; vgl. Fig. 1) erforderlich macht. In diesem Zusammenhang werden die von der Erfassungseinrichtung 172 ermittelten Radgeschwindigkeiten achsweise gegenüberliegender Räder von der Einrichtung 174 zur μ-Split-Erkennung fortlaufend miteinander verglichen. Erkennt die Einrichtung 174 das Überschreiten eines Schwellenwertes, unterhalb dessen Radgeschwindigkeitsdifferenzen noch als zulässig erachtet werden, wird von der Einrichtung 174 eine μ-Split-Situation, also eine Bremsreaktion mit auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten unterschiedlichem Reibwert, erkannt. Dieser Sachverhalt entspricht Schritt 504 in Fig. 5. Im Zusammenhang mit der μ-Split-Erkennung können für die Hinterachse und die Vorderachse unterschiedliche Schwellenwerte für die Radgeschwindigkeitsdifferenz vorgegeben werden. So lässt sich der Schwellenwert für die Räder der Hinterachse geringer ansetzen als der Schwellenwert für die Räder der Vorderachse, da - aufgrund der sich beim Abbremsen des Fahrzeugs ergebenden dynamischen Achslastverlagerung von der Hinterachse auf die Vorderachse - an den Rädern der Vorderachse eine höhere Bremskraft bis zum Eintritt der ABS-Schlupfregelung aufgebracht werden kann. Dies führt dazu, dass an den Rädern der Hinterachse früher eine μ- Split-Situation erkannt wird (Zeitpunkt t2) als an den Rädern der Vorderachse (Zeitpunkt t3).
Nach Erkennen einer sicherheitsrelevanten μ-Split-Situation, die einen automatischen Eingriff in den Bremsvorgang erfordert, in Schritt 504, erfolgt in Schritt 506 eine An- steuerung der betroffenen Schlupfregel-Ventileinrichtungen mittels der Ansteuerein- richtung 176. Wie in Fig. 6 veranschaulicht, beginnt diese Ansteuerung zum Zeitpunkt t2 an der Hinterachse und zum Zeitpunkt t3 an der Vorderachse.
Was die Hinterachse anbelangt, wird im Rahmen des DRP zum Zeitpunkt tl der Hydraulikdruck an beiden Radbremsen 106, 108 der Hinterräder konstant gehalten. Dies geschieht durch Schließen der beiden zugeordneten ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 138, 154. Aufgrund der μ-Split-Situation beginnt zum Zeitpunkt t2 ein Hydraulikdruckaufbau an der Radbremse 106 des rechten Hinterrads sowie ein gleichzeitiger Hydraulikdruckabbau an der Radbremse 108 des linken Hinterrads. Der Hydraulikdruckabbau an der Radbremse 108 erfolgt durch kurzzeitiges Öffnen und anschließendes Schließen der zweiten Schlupfregel-Ventileinrichtung 156. Der Hydraulikdruckaufbau an der Radbremse 106 kann durch kurzzeitiges Öffnen und anschließendes Schließen der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung 138 erfolgen, da der Hauptzylinderdruck (HZ) auf einem höheren Niveau als der an den Radbremsen 106, 108 einzustellende Hydraulikdruck (HR, HL) liegt. Wie in Fig. 6 veranschaulicht, kann die so eingestellte Druckdifferenz fortlaufend beibehalten werden.
Die an den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse eingestellten Druckdifferenzen sind dabei so gewählt, dass sich eine gewünschte Hydraulikdruckdifferenz zwischen diesen Radbremsen 106, 108 und eine damit einhergehende Bremskraftdifferenz einstellt. Diese Bremskraftdif erenz wirkt einem raschen Anstieg des Giermoments entgegen und beeinflusst damit positiv die Fahrzeugstabilität.
Wie bereits erwähnt, erfolgt das Ausbilden einer die Fahrzeugstabilität erhöhenden Hydraulikdruckdifferenz an den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse erst zu einem späteren Zeitpunkt t3, da an der Vorderachse eine höhere Radgeschwindigkeitsdifferenz zugelassen werden kann. Zum Zeitpunkt t3 geschieht dann an der Radbremse 104 des linken Vorderrads ein Hydraulikdruckabbau soweit, dass sich die gewünschte Hydraulikdruckdifferenz gegenüber der Radbremse 102 des rechten Vorderrads einstellt. Hierzu wird die dem linken Vorderrad zugeordnete zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung 136 kurzzeitig geöffnet, damit ein Hydraulikdruckabbau erfolgen kann. Im Anschluss daran oder gleichzeitig damit wird die dem linken Vorderrad zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 von der Ansteuereinrichtung 176 mit einem Ansteuersignal basierend auf einer Pulsweitmodulation und/oder Stromregelung (Schließstrom) beaufschlagt, das einer genau definierten Ventilzuhaltekraft und demnach einer gewünschten Druckdifferenz zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite der Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 entspricht. Diese Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Auslassseite der Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 stimmt mit der Hydraulikdruckdifferenz zwischen der Radbremse 102 des rechten Vorderrads und der Radbremse 104 des linken Vorderrads überein, da der am Einlass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 der Radbremse 104 anliegende Haupt- zylinderdruck auch unmittelbar an der Radbremse 102 des rechten Vorderrads anliegt (vgl. Fig. 6). Die der Radbremse 102 des rechten Vorderrads zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 158 wird von der Ansteuereinrichtung 176 nämlich in einem maximal durchlässigen Zustand gehalten.
Solange der Hauptzylinderdruck (zwischen den Zeitpunkten t3 und t4) konstant bleibt, bleibt auch die Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen 102, 104 bzw. 106, 108 der Vorder- bzw. Hinterachse konstant. Es wird hierbei angenommen, dass sich die entsprechenden Radgeschwindigkeitsdifferenzen (und damit die Fahrbahnreibwerte) nicht wesentlich ändern.
Zum Zeitpunkt t4 wird dann in Schritt 508 vom Fahrer eine Erhöhung des Hydraulikdrucks angefordert. Diese Anforderung kann beispielsweise durch Nachtreten des Bremspedals erfolgen, was sich ab dem Zeitpunkt t4 in einem Anstieg des Hauptzy- linderdrucks (Schritt 510) bis zu einem Zeitpunkt t5 bemerkbar macht Da die der Radbremse 102 am rechten Vorderrad zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 158 weiter von der Ansteuereinrichtung 176 im maximal geöffneten Zustand gehalten wird, folgt der Hydraulikdruck an der Radbremse 102 unmittelbar dem Hauptzylinderdruck (vgl. Fig. 6). Da ferner die Ansteuereinrichtung 176 die der Radbremse 104 am linken Vorderrad zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 weiterhin in Bezug auf das Einhalten einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen Einlassseite und Auslassseite ansteuert, folgt auch der Druck an der Radbremse 104 dem Hydraulikdruckanstieg im Hauptzylinder 114, allerdings vermindert um die eingestellte Druckdifferenz.
Der Hydraulikdruckanstieg an der Radbremse 104 zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 hängt damit zusammen, dass die dieser Radbremse 104 zugeordnete erste
Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 die Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder 114 und der Radbremse 104 freigibt, sobald eine Druckdifferenz zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite dieser Ventileinrichtung 134 die von der Ansteuereinrichtung 176 (mittels Stromregelung oder Pulsweitmodulation) vorgegebene Druckdifferenz überschreitet. Bei Überschreiten der vorgegebenen Druckdifferenz erfolgt ein Hydraulikfluidtransfer vom Hauptzylinder 114 über die erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 zur Radbremse 104. Da die der Radbremse 104 zugeordnete zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung 136 geschlossen bleibt, kommt es daher zu einer Hydraulikdruckerhöhung an der Radbremse 104. Die erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 ist derart ausgelegt, dass die Fluidverbindung vom Hauptzylinder zur Radbremse 104 sofort wieder unterbrochen wird, wenn der den vorgegebenen Differenzdruck überschreitende Überdruck zwischen ihrer Einlassseite und Auslassseite wieder abgebaut ist. Die erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 arbeitet daher wie ein Überdruckventil mit einstellbarem Überströmdruck.
Ab dem Zeitpunkt t5 endet das Nachtreten des Bremspedals, und der Hydraulikdruckanstieg im Hauptzylinder 114 verflacht entsprechend. Damit endet die Hydraulikdruckerhöhung (Schritt 510) bei fortgesetzter Ventilansteuerung. Zu einem
Zeitpunkt t6 schließlich wird von der Einrichtung 174 ein Ende der μ-Split-Situation erkannt (zum Beispiel durch Absinken der Radgeschwindigkeitsdifferenzen an der Vorder- und Hinterachse). Daraufhin wird von der Ansteuereinrichtung 176 ein Abbau der Hydraulikdruckdifferenzen zwischen den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse in die Wege geleitet. Dieser Hydraulikdruckabbau ist zu einem Zeitpunkt t7 abgeschlossen, so dass ab diesem Zeitpunkt ein automatischer Eingriff in den Bremsvorgang lediglich noch aufgrund des DRP (Bremskraftverteilung) erfolgt. Nicht näher dargestellt ist, dass zum Abbau der Hydraulikdruckdifferenzen an den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse von der Ansteuereinrichtung 176 durch geeignete Pulsweitmodulation und/oder Stromregelung der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung 154 der Hydraulikdruck in der Radbremse 108 des linken Hinterrades wieder auf das Druckniveau in der Radbremse 106 des rechten Hinterrades eingestellt werden kann (vgl. hierzu Fig. 7).
In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die μ-Split-Situation erst eintritt, nachdem ein mittels der Bremspedalstellung vorgegebener Hauptzylinder-Zieldruck erreicht wurde. Fig. 7 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die μ-Split-Situation während eines vergleichsweise langsamen Hauptzylinder-Hydraulikdruckaufbaus eintritt. Wie ein Vergleich der Fign. 6 und 7 zeigt, erfolgt der Hydraulikdruckaufbau im Hauptzylinder 114 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 derart langsam, dass die Hydraulikdrücke an den Radbremsen 102, 104, 106, 108 dem Hydraulikdruck im Hauptzylinder 114 praktisch instanten folgen.
Gemäß Fig. 7 tritt zum Zeitpunkt tl an den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse gleichzeitig eine μ-Split-Situation als auch eine DRP-Regelung ein. Folglich beginnt der Aufbau einer Hydraulikdruckdifferenz zwischen der Radbremse 108 des linken Hinterrads und der Radbremse 106 des rechten Hinterrads zeitgleich mit dem Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz zwischen den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse und den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse. Die Ansteuerung der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 138, 154 an der Hinterachse erfolgt dabei im Wesentlichen wie im Zusammenhang mit dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch keine
Hydraulikdruckabsenkung erforderlich. Aus diesem Grund bleiben die zweiten
Schlupfregel-Ventileinrichtungen 140, 156 geschlossen.
Zu einem späteren Zeitpunkt t2 wird die μ-Split-Situation auch in Bezug auf die Radbremsen 102, 104 der Vorderachse erkannt. Demgemäss wird, wie bereits oben unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben, die der Radbremse 104 des linken Vorder- rads zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung 134 von der Ansteuereinrich- tung 176 mittels Pulsweitmodulation/Stromregelung mit einem Ansteuersignal beaufschlagt, das dem gewünschten Differenzdruck zwischen der Radbremse 104 des linken Vorderrads und der Radbremse 102 des rechten Vorderrads entspricht. Ein Hydraulikdruckabbau ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wiederum nicht erforderlich.
Ab dem Zeitpunkt t2 verlangt der Fahrer weiterhin eine Hydraulikdruckerhöhung. Demgemäss nimmt der Hydraulikdruck an der Radbremse 102 des rechten Vorderrads weiter zu, während der Hydraulikdruck der Radbremse 104 des linken Vorderrads solange konstant gehalten wird, bis zum Zeitpunkt t3 die Hydraulikdruckdifferenz zwischen den beiden Radbremsen 102, 104 der Vorderachse die von der Ansteuereinrichtung 176 vorgegebene Hydraulikdruckdifferenz erreicht hat. Ab diesem Zeitpunkt t3 führt eine weitere Erhöhung des Hydraulikdrucks bei weiterem Nachtreten des Bremspedals zu einem parallelen Hydraulikdruckanstieg an den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse unter Beibehaltung der von der Ansteuereinrichtung 176 vorgegebenen Hydraulikdruckdifferenz. Wie in Fig. 7 veranschaulicht, wird diese Hydraulikdruckdifferenz auch dann weiter aufrechterhalten, wenn zum Zeitpunkt t4 keine weitere Erhöhung des Hydraulikdrucks im Hauptzylinder 114 auftritt, also der Hauptzylinder-Zieldruck erreicht ist.
Zu einem Zeitpunkt t5 schließlich erkennt die Einrichtung 174 einen Wegfall der μ- Split-Situation. Ab diesem Zeitpunkt t5 wird daher der Hydraulikdruck in der Radbremse 104 von der Ansteuereinrichtung 176 solange erhöht, bis eine Hydraulikdruckdifferenz zwischen den Radbremsen 102, 104 der Vorderachse wieder abgebaut ist. Ebenfalls werden die Hydraulikdrücke in den Radbremsen 106, 108 von der Ansteuereinrichtung 176 solange verringert bzw. erhöht, bis eine Hydraulikdruckdifferenz zwischen den Radbremsen 106, 108 der Hinterachse wieder abgebaut ist.
Wie sich aus den Ausführungsbeispielen ergibt, gestattet das hier beschriebene Betriebsverfahren eine sicherheitsunbedenkliche Hydraulikdruckregelung, bei der eine Druckerhöhung durch den Fahrer jederzeit gewährleistet ist. Der Fahrer kann daher eine an den ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen 134, 138 eingestellte Druckdifferenz jederzeit übertreten. Aus diesem Grund entfällt das aus dem Stand der Technik gewohnte„harte" Pedalrückwirkverhalten. Auch die Messung des Fahrerwunsches durch einen (zusätzlichen) Drucksensor zur Erfassung des Hauptzylinderdrucks im Rahmen einer μ-Split-Situation erübrigt sich. Das hier vorgestellte Betriebsverfahren lässt sich achsindividuell einsetzen und zeigt vor allem an der Vorderachse aufgrund der dort regelmäßig höheren Radlast und der guten Bremsenkennwerte eine gute Wirksamkeit. Aus diesem Grund kann das hier vorgeschlagene Betriebsverfahren auch in hervorragender Weise mit DRP-Mechanismen kombiniert werden.
Das hier vorgeschlagene Betriebsverfahren ist sowohl bei ESC- bzw. ESP-Bremsanla- gen als auch bei Bremsanlagen, die lediglich eine ABS-Funktionalität implementieren, einsetzbar. Diese Einsetzbarkeit ergibt sich vor allem daraus, dass die hier vorgestellten Druckregelstrategien erforderlichenfalls ausschließlich mittels der ABS-Schlupfre- gel-Ventileinrichtungen implementierbar sind. Ferner können die Druckregelstrategien auf einfache Weise in die ABS-Regelsoftware und ein entsprechendes Steuergerät implementiert werden. Die in Fig. 4 veranschaulichte Regeleinrichtung 170 kann daher zumindest teilweise in ein ABS-Steuergerät integriert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage (100) in einer Bremssituation, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen (102, 104; 106, 108) einer Fahrzeugachse erfordert, wobei jeder Radbremse eine erste Schlupfregel-Ventileinrichtung (134, 138, 154, 158) für eine Abkopplung der jeweiligen Radbremse von einem Hydraulikdruckerzeuger (114; 120; 122) und eine zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung (136, 140, 156, 160) für einen Hydraulikdruckabbau an der jeweiligen Radbremse zugeordnet sind, umfassend die Schritte:
Aufbauen eines Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen im Rahmen eines Bremsvorgangs;
Erfassen eines Erfordernisses, eine Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden;
Ansteuern einer oder mehrerer der den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zum Ausbilden der Hydraulikdruckdifferenz, indem an den gegenüberliegenden Radbremsen unterschiedliche
Hydraulikdrücke eingestellt werden; und,
als Reaktion auf eine Fahreranforderung, Erhöhen des Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen einschließlich der Radbremse, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, unter Aufrechterhalten der Hydraulikdruckdifferenz durch Hydraulikfluidtransfer vom Hydraulikdruckerzeuger über die ersten
Schlupfregel-Ventileinrichtungen zu den gegenüberliegenden Radbremsen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer der Vorgänge des Ausbildens und Aufrechterhaltens der Hydraulikdruckdifferenz den Schritt umfasst, dass an derjenigen der gegenüberliegenden Radbremsen, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, mittels der dieser Radbremse zugeordneten ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung eine Druckdifferenz zwischen dem Hydrauükdruckerzeuger und der Radbremse eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest jede der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen eine Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikdruckerzeu- ger und der zugeordneten Radbremse freigibt, wenn eine erste Druckdifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet, und die Fluidverbindung wieder unterbricht, wenn der den vorbestimmten Maximalwert überschreitende Überdruck zwischen dem Einlass und dem Auslass abgebaut ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der vorbestimmte Maximalwert der Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass der ersten Schlupfregel- Ventileinrichtung die Hydraulikdruckdifferenz festlegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Vorgänge des Ausbildens und Aufrechterhaltens der Hydraulikdruckdifferenz den Schritt umfasst, dass an derjenigen der gegenüberliegenden Radbremsen, an der ein höherer Hydraulikdruck einzustellen ist, die dieser Radbremse zugeordnete erste Schlupfregel-Ventileinrichtung vollständig geöffnet gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ansteuern zumindest der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen mittels Pulsweitenmodulation oder Stromregelung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Vorgänge des Ausbildens und Aufrechterhaltens der Hydraulikdruckdiffe- renz den Schritt des zumindest teilweisen Öffnens der zweiten Schlupfregel- Ventileinrichtung umfasst, die derjenigen der gegenüberliegenden Radbremsen zugeordnet ist, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydraulikdruckdifferenz während des Erhöhens des Hydraulikdrucks ungefähr gleich oder vergrößert aufrechterhalten wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Vorgänge des Hydraulikdruckaufbaus und der Hydraulikdruckerhöhung mittels des Hydraulikdruckerzeugers als Reaktion auf eine Bremspedalbetätigung durch den Fahrer durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydraulikdruckdifferenz bei Erfassen einer Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten Rädern ausgebildet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftfahrzeug eine Vorderachse und eine Hinterachse umfasst und das Erhöhen des Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen ausschließlich an den Radbremsen einer der beiden Achsen durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftfahrzeug eine Vorderachse und eine Hinterachse umfasst und an den Radbremsen der gleichen Fahrzeugseite im Rahmen einer achsweisen Bremskraftverteilung unterschiedliche Hydraulikdrücke eingestellt werden.
13. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Durchführen des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn das Computerpro¬ grammprodukt durch einen Prozessor ausgeführt wird.
14. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13, gespeichert auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsträger.
15. Steuergerät, umfassend den Aufzeichnungsträger mit dem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14.
16. Hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage (100), betriebsfähig in einer Bremssituation, die das Ausbilden einer Hydraulikdruckdifferenz an gegenüberliegenden Radbremsen (102, 104; 106, 108) einer Fahrzeugachse erfordert, umfassend einen Hydraulikdruckerzeuger (114; 120; 122) für den Aufbau eines Hydraulikdrucks an den gegenüberliegenden Radbremsen im Rahmen eines Bremsvorgangs;
eine erste Schlupfregel-Ventileinrichtung (134, 138, 154, 158) für jede Radbremse zur Abkopplung der jeweiligen Radbremse vom Hydraulikdruckerzeuger;
eine zweite Schlupfregel-Ventileinrichtung (136, 140, 156, 160) für jede Radbremse zum Hydraulikdruckabbau an der jeweiligen Radbremse;
eine Erfassungseinrichtung (172) zum Erfassen eines Erfordernisses, eine Hydraulikdruckdifferenz an den gegenüberliegenden Radbremsen auszubilden;
eine Ansteuereinrichtung (176) zum Ansteuern einer oder mehrerer der den gegenüberliegenden Radbremsen zugeordneten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zum Ausbilden der Hydraulikdruckdifferenz, indem an den gegenüberliegenden Radbremsen unterschiedliche Hydraulikdrücke eingestellt werden, wobei die Ansteuerein richtung ausgelegt ist, als Reaktion auf eine Fahreranforderung den Hydraulikdruck an den gegenüberliegenden Radbremsen einschließlich der Radbremse, an der ein geringerer Hydraulikdruck einzustellen ist, unter Aufrechterhalten der Hydraulikdruckdifferenz durch Hydraulikfluidtransfer vom Hydraulikdruckerzeuger über die ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen zu den gegenüberliegenden Radbremsen zu erhöhen.
17. Bremsanlage nach Anspruch 16, wobei die ersten Schlupfregel- Ventileinrichtungen ausgebildet sind, eine einstellbare Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruckerzeuger und der jeweiligen Radbremse zu bewirken.
18. Bremsanlage nach Anspruch 16 oder 17, ferner umfassend ein Antiblockiersys tem, wobei die Schlupfregel-Ventileinrichtungen zum Antiblockiersystem gehören.
19. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei zumindest jede der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtungen dazu ausgelegt ist, eine Flugverbindung zwischen dem Hydraulikdruckerzeuger und der zugeordneten Radbremse freizugeben, wenn eine erste Druckdifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass der ersten Schlupfregel-Ventileinrichtung einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet, und die Fluidverbindung wieder zu unterbrechen, wenn der den vorbestimmten Maximalwert überschreitende Überdruck zwischen Einlass und Auslass wieder abgebaut ist.
20. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Ansteuereinrich- tung in einem Steuergerät implementiert ist.
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