WO2017207147A1 - Verfahren zum betreiben eines hydraulischen bremssystems, hydraulisches bremssystem - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines hydraulischen bremssystems, hydraulisches bremssystem Download PDF

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Dirk Drotleff
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60T8/4863—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems closed systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hydraulic motor
  • Brake system of a motor vehicle wherein the brake system comprises a brake pedal, a brake pedal coupled to the master cylinder and at least one at least one wheel brake having brake circuit, wherein a brake booster is set automatically in dependence on a brake pedal operation.
  • the invention relates to a corresponding hydraulic brake system having at least one brake booster device, by means of which a brake booster can be adjusted.
  • Motor vehicles are usually equipped with a hydraulic brake system that allows to generate a wheel individually brake power when a driver of the motor vehicle actuates the brake pedal.
  • the master cylinder is associated with a brake booster, which is normally designed as a vacuum brake booster and the force exerted by the driver on the brake pedal force in the hydraulic brake system or in the hydraulic circuit brings, so that, for example, the legally required service braking effect is achieved.
  • the brake booster thus provides the necessary support force and at the same time generates the driver's usual brake pedal feel with a pronounced counterforce characteristic. This characteristic points usually one through the mechanical construction of the
  • Vacuum brake booster delay caused before the driver counteracts a noticeably increased drag is also referred to as the Jumpln time or effect.
  • the well-known vacuum brake booster continues to ensure on the basis of its principle of operation on the power assistance that despite itself
  • the inventive method with the features of claim 1 has the advantage that the brake booster by a controllable
  • Brake force boosting device that is, by a mechanically separate from the brake pedal brake booster can be generated without resulting in the brake pedal unexpected for the driver feeling.
  • a correlation between pedal force and vehicle deceleration is ensured, so that the driver always experiences a secure feeling when driving the vehicle.
  • this is achieved in that the brake booster at least by a controllable pressure generator in the brake circuit in
  • Main brake cylinder is maintained or adjusted so that the driver receives the familiar feel for him.
  • the brake pedal operation is detected by means of a pedal travel sensor. It is therefore envisaged that the brake pedal operation is detected by a displacement sensor. In this case, the pedal travel is measured and driven in response to the pressure generator, in particular a target pressure or setpoint pressure for the master cylinder and thus the driver counterforce is determined.
  • the target pressure or the counterforce is determined by means of a characteristic map and / or a characteristic as a function of the detected brake pedal actuation.
  • a desired pressure for the wheel brake is preferably determined in dependence on the brake pedal operation.
  • Wheel brake determined. This is done in particular alternatively or in addition to determining or determining the desired pressure of the master cylinder.
  • the respective determined target pressure is used as a target variable in the control of the pressure generator, so that in particular using only one of the target variables, preferably the target pressure of the master cylinder, alternatively the target pressure of the wheel, the target size is suitably adjusted when the other then not controlled target size is reached or is exceeded, so that a mutually correlated variation of both targets is achieved.
  • the pressure generator is dependent on an expected volume of the wheel brake in dependence on the
  • Brake pedal actuation activated.
  • the pressure generator is controlled such that the volume not for the pressure build-up in
  • Master cylinder is required, is moved into the brake circuit or in the respective wheel brake.
  • the superimposed it preferably a pressure control, taking into account the pressure in the master cylinder, in which both the control of the pressure generator as well as the control of one or more valves of the brake circuit is suitably adapted to maintain or adjust the pressure in the brake circuit and the master cylinder such that the desired brake pedal counterforce Characteristic is achieved at the desired wheel pressure.
  • the counterforce characteristic curve or the setpoint pressure characteristic of the master brake cylinder over the pedal travel is intended to be designed in such a way that the pedal force characteristic of a vacuum brake booster is reproduced in order to provide the driver with the known pedal feel.
  • the pressure generator is driven in response to a target pressure or target pressure characteristic for the master cylinder or the wheel brake, which provides the corresponding pedal feel.
  • the target pressure characteristic is preferably shifted by an offset value as a function of an idle travel, in particular a clearance and / or a pre-filling of the brake circuit.
  • an offset value is calculated in particular as the difference of the way of one
  • reaching hydraulic pressure must not necessarily be the pressure at the end of the Jumpin, but may alternatively be any hydraulic pressure below this value.
  • a stiffness factor of the brake circuit is determined and applied to the target pressure characteristic.
  • the stiffness factor in particular is determined by quotient formation and transformed back with the offset shift.
  • the stiffness factor results in a scaling factor that depends on the
  • Target pressure characteristic is applied, whereby a current target pressure characteristic is obtained. This ensures that pedal force and
  • the brake system according to the invention with the features of claim 9 is characterized in that the brake booster comprises a controllable pressure generator, which is controlled by a specially prepared control unit, which is adapted to drive the pressure generator according to the inventive method.
  • the brake pedal is a
  • the master brake cylinder and / or the wheel brake each have at least one hydraulic pressure sensor in order to detect the hydraulic pressure present in the master brake cylinder or in the wheel brake.
  • the brake pedal is associated with a pedal travel sensor, so that a brake pedal operation by monitoring the brake pedal movement and in particular of the brake pedal
  • the brake circuit at least one actuatable changeover valve between the master cylinder and the
  • Wheel brake has.
  • the switching valve is in particular in the de-energized
  • the changeover valve When the changeover valve is energized, it closes the connection between the brake circuit and the master cylinder so that the pressure from the brake circuit can not escape.
  • the switching valve is in particular coupled on the pressure side with the pressure generator, so that when this is controlled, the pressure generated in the brake circuit by the
  • Figure 1 shows a brake system of a motor vehicle in a simplified
  • FIG. 1 shows, in a simplified representation, a hydraulic brake system 1 for a motor vehicle, which is not shown here in detail.
  • the brake system 1 is operated by a brake pedal 2 by a driver of the motor vehicle, if this is a braking operation or a delay of
  • the brake pedal 2 is with a
  • the brake pedal 2 can be coupled directly or indirectly via a linkage with the master cylinder 3 to displace a piston in the master cylinder to produce a hydraulic pressure.
  • the master cylinder 3 is hydraulically connected to a brake circuit 4.
  • the brake system 1 can also have more than just one brake circuit 4.
  • the brake circuit 4 has a high-pressure switching valve 5 and a switching valve 6, which are connected in parallel with one another.
  • High-pressure switching valve 5 is formed normally closed, as well as the switching valve 6.
  • the high-pressure switching valve 5 is followed by an outlet valve 7, which is also designed to be normally closed.
  • On the switching valve 6 is followed by an inlet valve 8, which is designed to be normally open.
  • the exhaust valve 7 and the intake valve 8 are both hydraulically connected to a wheel brake 9 of the brake system, which is associated with one of the wheels of the motor vehicle.
  • the wheel brake 9 is formed in a conventional manner and has for this purpose in particular at least one brake caliper movably mounted in a brake piston, which is actuated by the hydraulic pressure from the brake circuit 4, against a rotatably connected to the wheel brake disc to be clamped.
  • the brake disc is thereby clamped between oppositely arranged brake linings of the wheel brake 9, whereby a friction between the brake pad and the brake disc is generated, which leads to a braking torque on the wheel in dependence on the hydraulic braking force.
  • the wheel brake 9 is further associated with a pressure sensor 10, which monitors the hydraulic pressure in the wheel brake.
  • the master cylinder 3 is associated with a pressure sensor 11 which detects or detects the pressure of the master cylinder.
  • the suction side of a pressure generator 12 is hydraulically connected, wherein the pressure generator 12 on the pressure side between the switching valve 6 and the
  • Inlet valve 8 is integrated into the brake circuit 4.
  • the pressure generator 12 is formed according to the present embodiment as an electric motor driven pump, which at any time the hydraulic pressure between the
  • Changeover valve and the intake valve 8 and the wheel brake 9 can increase when it is controlled by a control unit 13 of the brake system 1 accordingly.
  • the upshift valve 5 opens in the direction of the pressure generator 12, the exhaust valve 7 in the actuated or driven state in the direction of the high-pressure switching valve 7
  • the switching valve 6 opens in the actuated state in the direction of the master cylinder 3 and in the direction of the inlet valve 8.
  • the input valve 8 opens in both directions, namely to the switching valve 6 and to the wheel 9th
  • Brake system 1 for electrical and vacuum-free brake booster to ensure a correlation between pedal force and vehicle deceleration.
  • Essential components of an ESP system can be used.
  • the valves 4, 6, 7, 8 and the pressure generator 12 are already part of some ESP systems, so that the additional design effort to perform the method is extremely low. According to the present embodiments, the usual is missing
  • Pressure generator 12 automatically realized. Because so that the brake booster is generated by a pressure difference across the changeover valve 6, the opposing force on the brake pedal counteracting the driver on the pedal travel of the brake pedal 2 must be adjusted so that the driver always a
  • the available brake fluid volume of the brake system 1 is specified via the pedal travel of the brake pedal 2, so that, for example, an increased volume intake of the wheel brake 9 to a lower wheel pressure or brake pressure and thus to a lesser
  • Vehicle delay leads.
  • the pressure in the master cylinder and thus the force acting on the brake pedal 2 and the driver counterforce would still be adjusted according to a desired characteristic of the master cylinder 3.
  • a correlation or reproducibility between drag and vehicle deceleration is thus at, for example
  • the brake system 1 so that the control objectives of a target pressure of the master cylinder, which leads to a corresponding counterforce, and a wheel pressure of the wheel brake 9, which leads to a corresponding deceleration of the motor vehicle, not reach simultaneously.
  • the correlation between counterforce and vehicle deceleration is ensured by using only one of the existing target variables, preferably the target pressure of the
  • Target size is adjusted appropriately if the other or non-regulated target size is not reached or exceeded, so that a mutually correlated variation of both target sizes is achieved.
  • the brake pedal 2 is further associated with a pedal travel sensor 14, which monitors the movement of the brake pedal 2.
  • the control unit 13 first calculates a target pressure to achieve the desired counterforce on the brake pedal 2 with reference to a characteristic to be applied and dependent on the respective motor vehicle.
  • the pressure generator 12 is actuated via a pilot control controlled in order to move the volume, which is not required for the pressure build-up in the master cylinder 3, in the brake circuit 4.
  • the superimposed is expediently a pressure control using the pressure sensor 11, both the
  • Change-over valve 6 suitably adapts.
  • Brake pedal 2 represents the pedal force curve
  • Trace counterforce course of a vacuum brake booster is designed such that the driver receives the well-known driving feel despite the automatic brake power assistance without vacuum brake booster.
  • the so-called Jumpln effect is achieved in that the target pressure characteristic of the master cylinder 3 is kept pressure-free up to the Jumpln time to 0 bar.
  • FIG. 3 shows, for the method, how the desired pressure characteristic curve shown in FIG. 2 is determined for the master brake cylinder 3 in order for the driver to be able to sense the known brake force behavior on the brake pedal 2, where actual values
  • the rigidity of the brake circuit 4 can continue to change. This can be compensated by a stiffness factor f.
  • This is determined (B) by the target pressure characteristic of the wheel brake 9 is shifted by the determined offset value A s , so that target and actual pressure at the time or waypoint at which the Jumpln effect occurs, one above the other, as shown in Figure 3.
  • the stiffness factor f is determined and with the offset shift
  • Brake system 1 only to a Pedalwegver selectedung when desired
  • the described method is used during ongoing operation of the motor vehicle.
  • it is also possible to store averaged long-term values and, where appropriate, in cases in which an online adaptation is not applicable, to use the long-term values as default values, for example.
  • the method provides that a regulation of the pressure of the master cylinder 3 takes place with adaptation to pressure deviations of the wheel pressure or the wheel brake 9, according to an alternative embodiment it is provided that this occurs in reverse, so that regulation of the wheel pressure or the pressure in the wheel brake 9 with an adaptation to pressure deviations of the master cylinder 3 takes place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) ein Bremspedal (2), einen mit dem Bremspedal (2) gekoppelten Hauptbremszylinder (3) und zumindest einen wenigstens eine Radbremse (9) aufweisenden Bremskreis (4) aufweist, wobei eine Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung automatisiert eingestellt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Bremskraftverstärkung zumindest durch einen ansteuerbaren Druckerzeuger (12) im Bremskreis (4) in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung einerseits und von einem hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder (3) oder in der Radbremse (9) andererseits erzeugt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems, hydraulisches Bremssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen
Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem ein Bremspedal, einen mit dem Bremspedal gekoppelten Hauptbremszylinder und zumindest einen wenigstens eine Radbremse aufweisenden Bremskreis aufweist, wobei eine Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung automatisiert eingestellt wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes hydraulisches Bremssystem, das zumindest eine Bremskraftverstärkungseinrichtung aufweist, mittels welcher eine Bremskraftverstärkung einstellbar ist.
Stand der Technik
Verfahren und Bremssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Kraftfahrzeuge sind in der Regel mit einem hydraulischen Bremssystem ausgestattet, das es erlaubt, auch radindividuell eine Bremskraft zu erzeugen, wenn ein Fahrer des Kraftfahrzeugs das Bremspedal betätigt. Üblicherweise ist dem Hauptbremszylinder dabei ein Bremskraftverstärker zugeordnet, der normalerweise als Vakuumbremskraftverstärker ausgebildet ist und die von dem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübte Kraft verstärkt in das hydraulische Bremssystem beziehungsweise in den Hydraulikkreis einbringt, sodass beispielsweise die gesetzlich geforderte Betriebsbremswirkung erreicht wird. Der Bremskraftverstärker stellt somit die notwendige Unterstützungskraft bereit und erzeugt gleichzeitig das für den Fahrer gewohnte Bremspedalgefühl mit einer ausgeprägten Gegenkraft-Kennlinie. Diese Kennlinie weist üblicherweise eine durch die mechanische Konstruktion des
Vakuumbremskraftverstärkers bedingte Verzögerung auf, bevor dem Fahrer eine spürbar erhöhte Gegenkraft entgegenwirkt. Der Zeitpunkt, zu welchem die Gegenkraft sich entsprechend erhöht, wird auch als der Jumpln-Zeitpunkt oder - Effekt bezeichnet.
Der bekannte Vakuumbremskraftverstärker stellt weiterhin anhand seines Funktionsprinzips über die Kraftunterstützung sicher, dass trotz sich
verändernder Volumenaufnahme der jeweiligen Radbremse für einen Fahrer immer eine Korrelation und Reproduzierbarkeit zwischen Pedalkraft und
Bremskraft beziehungsweise Fahrzeugverzögerung gegeben ist.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Bremskraftverstärkung durch eine ansteuerbare
Bremskraftverstärkungseinrichtung, also durch eine mechanisch von dem Bremspedal getrennte Bremskraftverstärkungseinrichtung erzeugbar ist, ohne dass sich an dem Bremspedal ein für den Fahrer unerwartetes Gefühl ergibt. Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, dass eine Korrelation zwischen Pedalkraft und Fahrzeugverzögerung sichergestellt ist, sodass der Fahrer stets ein sicheres Gefühl beim Führen des Fahrzeugs erfährt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Bremskraftverstärkung zumindest durch einen ansteuerbaren Druckerzeuger im Bremskreis in
Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung einerseits und von einem hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder oder in der Radbremse andererseits erzeugt wird. Durch das Ansteuern des Druckerzeugers in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung einerseits und dem Druck im Hauptbremszylinder oder in der Radbremse andererseits wird gewährleistet, dass einerseits das gewünschte Volumen in die jeweilige Radbremse geschoben wird, um die gewünschte Bremskraft zu erzeugen, und dass andererseits der Druck im
Hauptbremszylinder derart aufrechterhalten oder eingestellt wird, dass der Fahrer das für ihn bekannte Fahrgefühl erhält. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremspedalbetätigung mittels eines Pedalwegsensors erfasst wird. Es ist also vorgesehen, dass die Bremspedalbetätigung durch einen Wegsensor erfasst wird. Dabei wird der Pedalweg gemessen und in Abhängigkeit davon der Druckerzeuger angesteuert, insbesondere wird dadurch ein Zieldruck oder Solldruck für den Hauptbremszylinder und damit die Fahrergegenkraft ermittelt.
Dazu ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Zieldruck oder die Gegenkraft mittels eines Kennfeldes und/oder einer Kennlinie in Abhängigkeit von der erfassten Bremspedalbetätigung bestimmt wird.
Weiterhin wird in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung bevorzugt ein Solldruck für die Radbremse bestimmt. Durch die Bremspedalbetätigung beziehungsweise den erfassten Pedalweg wird somit der Solldruck der
Radbremse ermittelt. Dies erfolgt insbesondere alternativ oder zusätzlich zu dem Ermitteln beziehungsweise Bestimmen des Solldrucks des Hauptbremszylinders. Der jeweils ermittelte Solldruck wird als Zielgröße bei der Ansteuerung des Druckerzeugers verwendet, sodass insbesondere unter Verwendung nur einer der Zielgrößen, vorzugsweise der Solldruck des Hauptbremszylinders, alternativ dem Solldruck der Radbremse, die Zielgröße geeignet angepasst wird, wenn die andere dann nicht geregelte Zielgröße nicht erreicht oder überschritten wird, sodass eine zueinander korrelierende Variation beider Zielgrößen erreicht wird.
Vorzugsweise wird der Druckerzeuger in Abhängigkeit von einer erwarteten Volumenaufnahme der Radbremse in Abhängigkeit von der
Bremspedalbetätigung angesteuert. In Kenntnis der Volumenaufnahme des Bremskreises, insbesondere der Radbremse, wird der Druckerzeuger derart angesteuert, dass das Volumen, das nicht für den Druckaufbau im
Hauptbremszylinder benötigt wird, in den Bremskreis beziehungsweise in die jeweilige Radbremse verschoben wird. Dem überlagert es vorzugsweise eine Druckregelung unter Berücksichtigung des Drucks im Hauptbremszylinder, bei welcher sowohl die Ansteuerung des Druckerzeugers wie auch die Ansteuerung eines oder mehrerer Ventile des Bremskreises geeignet anpasst wird, um den Druck im Bremskreis sowie in dem Hauptbremszylinder derart aufrechtzuerhalten beziehungsweise einzustellen, dass die gewünschte Bremspedal-Gegenkraft- Kennlinie bei gewünschtem Raddruck erreicht wird. Die Gegenkraft-Kennlinie beziehungsweise die Solldruck-Kennlinie des Hauptbremszylinders über dem Pedalweg soll dabei derart gestaltet werden, dass der Pedalkraftverlauf eines Vakuum-Bremskraftverstärkers nachgebildet wird, um den Fahrer das bekannte Pedalgefühl zu liefern.
Der Druckerzeuger wird dazu in Abhängigkeit von einer Solldruck- beziehungsweise Zieldruckkennlinie für den Hauptbremszylinder oder die Radbremse angesteuert, welche das entsprechende Pedalgefühl liefert.
Die Zieldruckkennlinie wird bevorzugt in Abhängigkeit eines Leerwegs, insbesondere eines Lüftspiels und/oder einer Vorbefüllung des Bremskreises, um einen Offsetwert verschoben. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass der Druck im Hauptbremszylinder bis zu dem Jumpln-Zeitpunkt drucklos oder auf 0 bar gehalten wird und erst anschließend die Gegenkraft zunimmt. Hierdurch wird der gewünschte herkömmliche Pedalkraftverlauf für den Fahrer realisiert. Ein Anstieg der Pedalkraft bis zum Erreichen der Jumpln-Kraft wird vorzugsweise durch eine Befederung, die insbesondere dem Bremspedal zugeordnet ist, erfüllt. Der Offsetwert wird insbesondere als Differenz des Wegs von einem
vorbestimmten Hydraulikdruck, der speziell am Ende des Jumpin erreicht wird, und dem in der Sollkennlinie hinterlegten Weg bestimmt. Bei dem zu
erreichenden Hydraulikdruck muss es sich dabei nicht unbedingt um den Druck am Ende des Jumpin handeln, sondern kann alternativ auch ein beliebiger Hydraulikdruck unterhalb dieses Wertes sein.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zusätzlich zu dem Offsetwert ein Steifigkeitsfaktor des Bremskreises ermittelt und auf die Zieldruckkennlinie angewendet wird. Insbesondere wird dazu die Zieldruckkennlinie um den
Offsetwert verschoben, sodass Soll- und Ist-Druck am Jumpln-Zeitpunkt übereinanderliegen. Anschließend wird durch Quotientenbildung insbesondere der Steifigkeitsfaktor ermittelt um mit der Offsetverschiebung zurücktransformiert. Aus dem Steifigkeitsfaktor ergibt sich ein Skalierungsfaktor, der auf die
Zieldruckkennlinie angewendet wird, wodurch eine aktuelle Zieldruckkennlinie erhalten wird. Damit ist sichergestellt, dass Pedalkraft und
Raddruck/Fahrzeugbewegung wie bei einem konventionellen Fahrzeug mit Vakuumbremskraftverstärker korrelieren und die veränderte Volumenaufnahme und Steifigkeit des Bremssystems nur zu einer Pedalwegveränderung bei gewünschter Verzögerung führt. Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich dadurch aus, dass die Bremskraftverstärkungseinrichtung einen ansteuerbaren Druckerzeuger aufweist, der durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät angesteuert wird, das dazu ausgebildet ist, den Druckerzeuger gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anzusteuern. Es ergeben sich hierbei die bereits genannten Vorteile. Vorzugsweise ist dem Bremspedal eine
Befederung zugeordnet, welche eine Bremskraft beziehungsweise
Gegenkraftzunahme bis zum Erreichen der Jumpln-Kraft gewährleistet.
Vorzugsweise weisen der Hauptbremszylinder und/oder die Radbremse jeweils wenigstens einen Hydraulikdrucksensor auf, um den in dem Hauptbremszylinder oder in der Radbremse vorliegenden Hydraulikdruck zu erfassen.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Bremspedal ein Pedalwegsensor zugeordnet ist, sodass eine Bremspedalbetätigung durch das Überwachen der Bremspedalbewegung und insbesondere des von dem Bremspedal
zurückgelegten Wegs zu ermitteln.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Bremskreis wenigstens ein betätigbares Umschaltventil zwischen dem Hauptbremszylinder und der
Radbremse aufweist. Das Umschaltventil ist insbesondere im stromlosen
Zustand offen, sodass durch Pedalbetätigung jederzeit der Bremsdruck an der Radbremse erhöht werden kann. Wird das Umschaltventil bestromt, so schließt es die Verbindung zwischen Bremskreis und Hauptbremszylinder, sodass der Druck aus dem Bremskreis nicht entweichen kann. Das Umschaltventil ist dabei insbesondere druckseitig mit dem Druckerzeuger gekoppelt, sodass wenn dieser angesteuert wird, der in dem Bremskreis erzeugte Druck durch das
Umschaltventil in dem Bremskreis gehalten oder erhöht wird.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
Figur 1 ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten
Darstellung,
Figur 2 Diagramme zur Erläuterung der Bremskraftverstärkung, und
Figur 3 Diagramme zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum
Betreiben des Bremssystems.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein hydraulisches Bremssystem 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Bremssystem 1 wird durch ein Bremspedal 2 von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs bedient, wenn dieser einen Bremsvorgang beziehungsweise eine Verzögerung des
Kraftfahrzeugs einleiten möchten. Das Bremspedal 2 ist mit einem
Hauptbremszylinder 3 gekoppelt. Das Bremspedal 2 kann dabei direkt oder indirekt über ein Gelenkgetriebe mit dem Hauptbremszylinder 3 gekoppelt sein, um einen Kolben in dem Hauptbremszylinder zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks zu verlagern.
Der Hauptbremszylinder 3 ist mit einem Bremskreis 4 hydraulisch verbunden. Grundsätzlich kann das Bremssystem 1 auch mehr als nur einen Bremskreis 4 aufweisen. Vorliegend weist der Bremskreis 4 ein Hochdruckschaltventil 5 und ein Umschaltventil 6 auf, die parallel zueinander geschaltet sind. Das
Hochdruckschaltventil 5 ist stromlos geschlossen ausgebildet, ebenso wie das Umschaltventil 6. Auf das Hochdruckschaltventil 5 folgt ein Auslassventil 7, das ebenfalls stromlos geschlossen ausgebildet ist. Auf das Umschaltventil 6 folgt ein Einlassventil 8, das stromlos offen ausgebildet ist. Das Auslassventil 7 und das Einlassventil 8 sind beide mit einer Radbremse 9 des Bremssystems hydraulisch verbunden, welche einem der Räder des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Die Radbremse 9 ist auf herkömmliche Art und Weise ausgebildet und weist dazu insbesondere zumindest einen in einen Bremssattel beweglich gelagerten Bremskolben auf, der durch den hydraulischen Druck aus dem Bremskreis 4 betätigbar ist, um gegen eine drehfest mit dem Rad verbundene Bremsscheibe geklemmt zu werden. Insbesondere wird die Bremsscheibe dabei zwischen einander gegenüberliegend angeordneten Bremsbelägen der Radbremse 9 eingespannt, wodurch eine Reibung zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe erzeugt wird, die in Abhängigkeit von der hydraulischen Bremskraft zu einem Bremsmoment an dem Rad führt. Der Radbremse 9 ist weiterhin ein Drucksensor 10 zugeordnet, welcher den hydraulischen Druck in der Radbremse überwacht. Ebenso ist dem Hauptbremszylinder 3 ein Drucksensor 11 zugeordnet, welcher den Druck des Hauptbremszylinders ermittelt beziehungsweise erfasst. Zwischen dem Hochdruckschaltventil 5 und dem Auslassventil 7 ist weiterhin eine
Saugseite eines Druckerzeugers 12 hydraulisch angeschlossen, wobei der Druckerzeuger 12 druckseitig zwischen dem Umschaltventil 6 und dem
Einlassventil 8 in den Bremskreis 4 eingebunden ist. Der Druckerzeuger 12 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als elektromotorisch angetriebene Pumpe ausgebildet, die jederzeit den hydraulischen Druck zwischen dem
Umschaltventil und dem Einlassventil 8 beziehungsweise der Radbremse 9 erhöhen kann, wenn sie durch ein Steuergerät 13 des Bremssystems 1 entsprechend angesteuert wird.
Im betätigten/bestromten Zustand öffnet das Hochschaltventil 5 in Richtung des Druckerzeugers 12, wobei das Auslassventil 7 im betätigten beziehungsweise angesteuerten Zustand in Richtung des Hochdruckschaltventils 7
beziehungsweise des Druckerzeugers 12 öffnet. Das Umschaltventil 6 öffnet im betätigten Zustand in Richtung des Hauptbremszylinders 3 sowie in Richtung des Einlassventils 8. Ebenso öffnet das Eingangsventil 8 in beide Richtungen, nämlich zu dem Umschaltventil 6 sowie zu der Radbremse 9.
Durch das im Folgenden beschriebene Verfahren, welches von dem Steuergerät 13 ausgeführt wird, soll bei dem hier beschriebenen geschlossenen
Bremssystem 1 zur elektrischen und vakuumfreien Bremskraftverstärkung eine Korrelation zwischen Pedalkraft und Fahrzeugverzögerung sichergestellt werden.
Dabei können wesentliche Komponenten eines ESP-Systems genutzt werden. Insbesondere die Ventile 4, 6, 7, 8 sowie der Druckerzeuger 12 sind bereits Bestandteil mancher ESP-Systeme, sodass der konstruktive Zusatzaufwand zur Durchführung des Verfahrens äußerst gering ausfällt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsbeispiele fehlt der sonst üblich
vorgesehene Vakuumbremskraftverstärker, der zwischen Bremspedal 2 und Hauptbremszylinder 3 geschaltet ist. Stattdessen wird eine
Bremskraftverstärkung beziehungsweise -Unterstützung mittels des
Druckerzeugers 12 automatisiert realisiert. Weil damit die Bremskraftverstärkung durch eine Druckdifferenz über das Umschaltventil 6 erzeugt wird, muss die an dem Bremspedal dem Fahrer entgegenwirkende Gegenkraft über den Pedalweg des Bremspedals 2 eingeregelt werden, damit der Fahrer stets eine
nachvollziehbare Korrelation zwischen Pedalkraft beziehungsweise Gegenkraft und Bremskraft beziehungsweise Fahrzeugverzögerung erfährt.
Das zur Verfügung stehende Bremsflüssigkeitsvolumen des Bremssystems 1 ist über dem Pedalweg des Bremspedals 2 vorgegeben, sodass beispielsweise eine erhöhte Volumenaufnahme der Radbremse 9 zu einem geringeren Raddruck beziehungsweise Bremsdruck und damit zu einer geringeren
Fahrzeugverzögerung führt. Der Druck im Hauptbremszylinder und damit die auf das Bremspedal 2 beziehungsweise dem Fahrer entgegenwirkende Gegenkraft würde dennoch nach einer Sollkennlinie des Hauptbremszylinders 3 eingeregelt werden. Eine Korrelation beziehungsweise Reproduzierbarkeit zwischen Gegenkraft und Fahrzeugverzögerung ist damit bei beispielsweise
Volumenschwankungen von über 30 % nicht gegeben. Ohne weitere
Maßnahmen kann das Bremssystem 1 damit die Regelziele eines Solldrucks des Hauptbremszylinders, der zu einer entsprechenden Gegenkraft führt, und eines Raddrucks der Radbremse 9, der zu einer entsprechenden Verzögerung des Kraftfahrzeugs führt, nicht gleichzeitig erreichen.
Durch das im Folgenden beschriebene Verfahren wird die Korrelation zwischen Gegenkraft und Fahrzeugverzögerung sichergestellt, indem unter Verwendung nur einer der vorhandenen Zielgrößen, bevorzugt der Solldruck des
Hauptbremszylinders oder alternativ der Solldruck der Radbremse 9, die
Zielgröße geeignet angepasst wird, wenn die andere beziehungsweise nicht geregelte Zielgröße nicht erreicht oder überschritten wird, sodass eine zueinander korrelierende Variation beider Zielgrößen erreicht wird. Dem Bremspedal 2 ist weiterhin ein Pedalwegsensor 14 zugeordnet, welcher die Bewegung des Bremspedals 2 überwacht. In Abhängigkeit des erfassten Pedalwegs des Bremspedals 2 rechnet das Steuergerät 13 zunächst anhand einer zu applizierenden und von dem jeweiligen Kraftfahrzeug abhängigen Kennlinie einen Zieldruck zum Erreichen der gewünschten Gegenkraft an dem Bremspedal 2. Mit Kenntnis der Volumenaufnahme des Bremssystems 1 wird über eine Vorsteuerung der Druckerzeuger 12 angesteuert, um das Volumen, das nicht für den Druckaufbau in dem Hauptbremszylinder 3 benötigt wird, in den Bremskreis 4 zu verschieben. Dem überlagert ist zweckmäßigerweise eine Druckregelung unter Verwendung des Drucksensors 11, die sowohl die
Ansteuerung des Druckerzeugers 12 sowie auch die Ansteuerung des
Umschaltventils 6 geeignet anpasst.
Eine Zieldruckkennlinie, die den Zieldruck beziehungsweise Solldruck insbesondere des Hauptbremszylinders über dem Bewegungsweg des
Bremspedals 2 darstellt, um den Pedalkraftverlauf beziehungsweise
Gegenkraftverlauf eines Vakuumbremskraftverstärkers nachzubilden, ist derart gestaltet, dass der Fahrer trotz der automatisierten Bremskraftunterstützung ohne Vakuumbremskraftverstärker das für ihn bekannte Fahrgefühl erhält. Der sogenannte Jumpln-Effekt, wird dadurch erreicht, dass die Zieldruckkennlinie des Hauptbremszylinders 3 bis zu dem Jumpln-Zeitpunkt auf 0 bar druckfrei gehalten wird.
Figur 2 zeigt hierzu in einer vereinfachten Darstellung drei Diagramme, die die Pedalkraft FP, welche als Gegenkraft dem Fahrer entgegenwirkt, der Druck p3 im Hauptbremszylinder 3 sowie der Druck pg der Radbremse 9 jeweils über den Pedalweg s dargestellt sind. Zu erkennen ist dabei, dass in der Ausgangsstellung von einer Pedalkraft F2 von 0 und einem Druck P3 und pg von jeweils 0 bar ausgegangen wird. Im ersten Bewegungsabschnitt des Bremspedals 2 zu einer Stellung si erhöht sich lediglich die Gegenkraft F2 durch eine dem Bremspedal 2 zugeordnete Befederung 15, die in Figur 1 lediglich angedeutet ist. Zum
Überwinden des Wegs si tritt der Jumpln-Effekt in Kraft, wie anhand des Drucks pg der Radbremse 9 zu erkennen ist, der ab diesem Zeitpunkt ansteigt. Wie bereits gesagt, wird zu diesem Zeitpunkt der Druck P3 im Hauptbremszylinder 3 zunächst auf 0 bar gehalten. Erst nach Überwinden des Jumpln-Effekts zu einem späteren Wegpunkt S2 steigen die Pedalkraft F2 und der Druck P3 im
Hauptbremszylinder 3 an.
Figur 3 zeigt für das Verfahren, wie die in Figur 2 gezeigte Solldruckkennlinie für den Hauptbremszylinder 3 bestimmt wird, damit für den Fahrer das bekannte Bremskraftverhalten am Bremspedal 2 erfühlbar ist, wobei Ist-Werte
beziehungsweise -Kennlinien durchgezogen und Soll-Werte beziehungsweise -Kennlinien gestrichelt dargestellt sind.
Zunächst wird ermittelt (A), bei welchem Pedalweg s der Jumpln-Effekt (si) eintritt. Mit dem dazu entsprechenden Wert aus der Solldruckkennlinie wird eine Wegverschiebung As berechnet. Um den Jumpln-Effekt korrekt im Druck des Hauptbremszylinders 3 einzustellen, beträgt der Solldruck für den
Hauptbremszylinder bis zu diesem ermittelten Weg 0 bar. Daher wird die Solldruckkennlinie des Drucks P3 in dem Hauptzylinder 3 um diesen Offsetwert As verschoben, um ein eventuell vorhandenes erhöhtes Lüftspiel oder eine Vorbefüllung des Bremssystems 1 zu kompensieren.
Bei dem hydraulischen Bremssystem 1 kann sich weiterhin die Steifigkeit des Bremskreises 4 verändern. Dies kann über einen Steifigkeitsfaktor f kompensiert werden. Dieser wird ermittelt (B), indem die Solldruckkennlinie der Radbremse 9 um den ermittelten Offsetwert As verschoben wird, sodass Soll- und Istdruck zu dem Zeitpunkt beziehungsweise Wegpunkt, an welchem der Jumpln-Effekt eintritt, übereinander liegen, wie in Figur 3 gezeigt. Durch Quotientenbildung wird der Steifigkeitsfaktor f ermittelt und mit der Offsetverschiebung
zurücktransformiert. Anschließend wird dieser als Skalierungsfaktor auf die Solldruckkennlinie des Hauptbremszylinders 3 angewendet und dadurch online die aktuelle Zieldruckkennlinie K3 für den Hauptbremszylinder 3 ermittelt (C). Damit wird sichergestellt, dass die Gegenkraft an dem Bremspedal 2 und der Raddruck beziehungsweise die Fahrzeugverzögerung wie bei einem
konventionellen Fahrzeug mit Vakuumbremskraftverstärker zueinander korrelieren und die veränderte Volumenaufnahme und Steifigkeit des
Bremssystems 1 nur zu einer Pedalwegveränderung bei gewünschter
Verzögerung führt. Vorteilhafterweise wird das beschriebene Verfahren im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs angewendet. Es ist aber auch möglich, gemittelte Langzeitwerte abzuspeichern und gegebenenfalls in Fällen, in welchen eine Onlineanpassung nicht anwendbar ist, die Langzeitwerte beispielsweise als Defaultwerte zu verwenden. Situationen, in denen eine Auswertung nicht möglich ist, sind beispielsweise Notbremsungen oder Bremsungen mit hoher
Betätigungsdynamik, bei denen Zeitverzüge und Staudrücke das ermittelte Ergebnis verfälschen könnten. Auch bei extrem niedrigen Temperaturen von beispielsweise T< -30 °C ist aufgrund der Eigenschaften des verwendeten Hydraulikmediums mit vermehrten Staudruckeffekten und einer verringerten Förderleistung des Druckerzeugers 12 zu rechnen, sodass dann bevorzugt die gespeicherten Langzeitwerte verwendet werden.
Während vorliegend das Verfahren vorsieht, dass eine Regelung des Drucks des Hauptbremszylinders 3 mit Adaption auf Druckabweichungen des Raddrucks beziehungsweise der Radbremse 9 erfolgt, ist gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass dies umgekehrt erfolgt, sodass eine Regelung des Raddrucks beziehungsweise des Drucks in der Radbremse 9 mit einer Adaption auf Druckabweichungen des Hauptbremszylinders 3 erfolgt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Bremssystems (1) eines
Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) ein Bremspedal (2), einen mit dem Bremspedal (2) gekoppelten Hauptbremszylinder (3) und zumindest einen wenigstens eine Radbremse (9) aufweisenden Bremskreis (4) aufweist, wobei eine Bremskraftverstärkung in Abhängigkeit von einer
Bremspedalbetätigung automatisiert eingestellt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bremskraftverstärkung zumindest durch einen ansteuerbaren Druckerzeuger (12) im Bremskreis (4) in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung einerseits und von einem hydraulischen Druck im Hauptbremszylinder (3) oder in der Radbremse (9) andererseits erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremspedalbetätigung mittels eines Pedalwegsensors (14) erfasst wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der erfassten
Bremspedalbetätigung ein Soll-Druck des Hauptbremszylinders (3) bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Bremspedalbetätigung ein Soll-Druck für die Radbremse (9) bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (12) in Abhängigkeit von einer erwarteten Volumenaufnahme der Radbremse (9) in Abhängigkeit von der Pedalbetätigung angesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Druckerzeuger (12) in Abhängigkeit von einer Zieldruckkennlinie für den Hauptbremszylinder (3) oder die Radbremse (9) angesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zieldruckkennlinie in Abhängigkeit eines
Leerwegs, insbesondere eines Lüftspiels und/oder einer Vorbefüllung des Bremskreises (4) um einen Offset-Wert (As) verschoben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Offset-Wert (As) ein
Steifigkeitsfaktor (8) des Bremskreises (4) ermittelt und auf die
Zieldruckkennlinie angewendet wird.
9. Hydraulisches Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bremspedal (2), einen mit dem Bremspedal (2) gekoppelten Hauptbremszylinder (3) und mit zumindest einem wenigstens eine Radbremse (9) aufweisenden
Bremskreis (4), wobei dem Bremskreis (4) zumindest eine
Bremskraftverstärkungseinrichtung zugeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bremskraftverstärkungseinrichtung einen ansteuerbaren Druckerzeuger aufweist, der durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät (13) angesteuert wird, das dazu ausgebildet ist, den
Druckerzeuger (12) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 anzusteuern.
10. Bremssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Hauptbremszylinder (3) und/oder die Radbremse (9) jeweils wenigstens einen Hydraulikdrucksensor (10,11) aufweisen.
11. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass dem Bremspedal (2) ein Pedalwegsensor (14) zugeordnet ist.
12. Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Bremskreis (4) wenigstens ein betätigbares Umschaltventil (6) zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und der Radbremse (9) aufweist.
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