WO2018149558A1

WO2018149558A1 - Verfahren zum betreiben einer bremsanlage und bremsanlage

Info

Publication number: WO2018149558A1
Application number: PCT/EP2018/050503
Authority: WO
Inventors: Jürgen Böhm; Paul Linhoff
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2019-08-15
Also published as: DE102017202361A1

Abstract

Verfahren zur Fahrerbremswunscherfassung (P_Soll) in einer Bremsanlage, welche umfasst - wenigstens zwei elektrisch betätigbare Radbremsen (42-48); - einen Simulator (14) zur Simulation eines konventionellen Bremspedalgefühls; - ein Bremspedal (6) zur Betätigung des Simulators (14); - einen Pedalwegsensor zur Messung des Pedalweges (X_Pedal) des Bremspedals (6), wobei zur Erfassung des Fahrerbremswunsches (P_Soll) der Pedalweg (X_Pedal) verwendet wird, und wobei die Pedalfußkraft (F_Pedal) gemessen wird und bei der Erfassung des Fahrerbremswunsches (P_Soll, F_SP) verwendet wird, und wobei die Fahrerbremswunscherfassung die Bestimmung einer Fahrerbremsanforderung (P_Soll,FWE) umfasst, wobei die Fahrerbremswunscherfassung gegeben ist durch das Maximum der Fahrerbremsanforderung (P_Soll,FWE) und wenigstens einer Zusatzbremsanforderung (P_{Soll,F_func1}, P_{Soll,F_func2})·

Description

Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage und Bremsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerbremswunscherfassung in einer Bremsanlage, welche umfasst wenigstens zwei elektrisch betätigbare Radbremsen , einen Simulator zur Simulation eines konventionellen Bremspedalgefühls , ein Bremspedal zur Betätigung des Simulators, einen Pedalwegsensor zur Messung des Pedalweges des Bremspedals , wobei zur Erfassung des FahrerbremsWunsches der Pedalweg verwendet wird, und wobei die Pedal fußkraft gemessen wird und bei der Erfassung des FahrerbremsWunsches verwendet wird, und wobei die

Fahrerbremswunscherfassung die Bestimmung einer

Fahrerbremsanforderung umfasst . Sie betrifft weiterhin eine Bremsanlage .

In der Kraftfahrzeugtechnik finden„Brake-by-Wi re"-Bremsanlagen eine immer größere Verbreitung . Derartige Bremsanlagen umfassen oftmals neben einem durch den Fahrzeugführer betätigbaren Hauptbrems zylinder eine elektrisch („by-Wi re" ) ansteuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, mittels welcher in der Betriebsart „Brake-by-Wi re" eine Betätigung der Radbremsen stattfindet .

Bei diesen Bremssystemen , insbesondere elektrohydraulischen BremsSystemen mit der Betriebsart „Brake-by-Wire" , ist der

Fahrer von dem direkten Zugriff auf die Bremsen entkoppelt . Bei Betätigung des Pedals werden gewöhnlich eine Pedalentkopp- lungseinheit und ein Simulator betätigt , wobei durch eine Sensorik der Bremswunsch des Fahrers erfasst wird . Der Pe- dal Simulator dient dazu, dem Fahrer ein möglichst vertrautes Bremspedalgefühl zu vermitteln . Der er fasste Bremswunsch führt zu der Bestimmung eines Sollbremsmomentes , woraus dann der Sol lbremsdruck für die Bremsen ermittelt wird . Der Bremsdruck wird dann aktiv von einer Druckbereitstellungseinrichtung in den Bremsen au fgebaut .

Das tatsächl iche Bremsen erfolgt also durch aktiven Druckaufbau in den Bremskreisen mit Hilfe einer Druckbereitstellungsein- richtung, die von einer Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird . Durch die hydraulische Entkopplung der Bremspedalbetätigung von dem Druckaufbau lassen s ich in derartigen Brems- Systemen viele Funktionalitäten wie ABS , ESC, TCS , Hangan- fahrhil fe etc . für den Fahrer komfortabel verwirklichen .

Die Druckbereitstellungseinrichtung in oben beschriebenen Brems Systemen wird auch als Aktuator bzw . hydraulischer Aktuator bezeichnet . Insbesondere werden Aktuatoren als Linearaktuatoren ausgebi ldet , bei denen zum Druckaufbau ein Kolben axial in einen hydraulischen Druckraum verschoben wird, der in Reihe mit einem Rotations-Translationsgetriebe gebaut ist . Der Winkel der Motorwelle eines Elektromotors wird durch das Rotations-Translationsgetriebe in eine axiale Verschiebung des Kolbens umgewandelt .

Aus der DE 10 2013 204 778 AI ist eine „Bra- ke-by-Wire"-Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, welche einen bremspedalbetätigbaren Tandemhauptbrems zylinder, dessen Druckräume j eweils über ein elektrisch bet ätigbares Trennventi 1 trennbar mit einem Bremskreis mit zwei Radbremsen verbunden sind, eine mit dem Hauptbrems zylinder hydraulisch verbundene , zu- und abschaltbare Simulationseinrichtung , und eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung, welche durch eine Zyl inder-Kolben-Anordnung mit einem hydraulischen Druckraum gebildet wird, deren Kolben durch einen elektromechani sehen Aktuator verschiebbar ist , umfasst, wobei die Druckbereitstellungseinrichtung über zwei eiektri sch betätigbare Zuschaltventile mit den Einlassventilen der Radbremsen verbunden ist .

In derartigen Brems Systemen ist gewöhnlich eine mechanische bzw . hydraul ische Rückfallebene vorgesehen, durch die der Fahrer durch Muskelkraft bei Betätigung des Bremspedals das Fahrzeug abbremsen bzw . zum Stehen bringen kann , wenn die

„By-Wire"-Betriebsart aus fäl 1t oder gestört ist. Während im Normalbetrieb durch eine Pedalentkopplungseinheit die oben beschriebene hydraulische Entkopplung zwischen Bremspedalbe- tätigung und Bremsdruckaufbau erfolgt , wird in der Rückfallebene diese Entkopplung aufgehoben , so dass der Fahrer direkt Bremsmittel in die Bremskreise verschieben kann . In die Rückfal lebene wird geschaltet , wenn mit Hilfe der Druckbe- reitstellungseinrichtung kein Druckaufbau mehr möglich ist .

Im Normalbetrieb betätigt bei einer derartigen Fremdkraft- bremsanlage der Fahrer einen Pedals imu lator, wobei diese Pedalbetätigung durch Pedalsensoren erfasst wird und ein ent- sprechender Drucksol 1wert für den Linearaktuator zu Betät igung der Radbremsen ermittelt wird. Eine Bewegung des Linearaktuators aus seiner Ruhelage nach vorn in den Druckraum hinein verschiebt Brems flüssigkeitsvolumen vom Linearaktuator über die geöffneten Ventile in die Radbremsen und bewi rkt somit einen Druckaufbau . Im umgekehrten Fall führt die Bewegung des Linearaktuators zurück in Richtung seiner Ruhelage zu einem Druckabbau in den Radbremsen . Die Einstellung eines geforderten Systemdruckes erfolgt mit Hil fe eines geeigneten Druckreglers bzw . eines geeigneten Druckregelsystems , bei dem beispielsweise dem Druckregier ein Drehzahlregler unterlagert ist . Zur bedarfsweisen und präzisen Einstellung der geforderten Drücke ist im Bremssystem eine Druck-Volumen-Kennlinie hinterlegt, die das Verhältnis von Volumen und Druck abbildet, so dass zu j edem Volumen der zugehörige Druck ermittelt werden kann und umgekehrt .

Bei der Betätigung des Bremspedals zur Anforderung eines Bremsdruckes ist der Fahrer nicht mehr direkt mit der Bremsanlage verbunden, sondern betätigt einen PedalSimulator, der eine geeignete Pedalcharakteristik aufweist, sodass dem Fahrer eine aus reichend genaue Dosierung des angeforderten Bremswunsches ermöglicht wird . Diese Pedalbetätigung wird durch Pedalsensoren erfasst und hieraus ein dem Bremswunsch des Fahrers entsprechender Drucksol Iwert für den Linearaktuator zu Betätigung der Radbremsen ermittelt . Er fasst werden hierzu üblicherweise die Pedalposition X_Pedai sowie der , durch die vom Fahrer aufgebrachte Pedalkraft , im Simulator erzeugte Druck mittels eines Drucksensors (Psimuiator) , wobei aus Gründen der Sicherheit die Pe^¬ dalposition und ggf . auch der Simulatordruck redundant ermittelt werden . Somit stehen für die Fahrerwunscherfassung zwei physikalisch voneinander unabhängige Informationen für die, den Fahrerbremswünsch repräsentierende Fahrerbetätigung zur Sol Iwertgenerierung der erforderlichen BremskraftVerstärkung mittels des Linearaktuators, zur Verfügung . Ergebnis und

Ausgangsgröße einer in der Steuer- und Regeleinheit bzw . ECU vorzusehenden Funktionseinheit „Fahrerwunscherfassung" ist ein aufgrund der Fahrerpedalbetätigung ermittelter Soll ert für den Verstärkungsdruck (Solldruck im Linearaktuator) .

Bei Vorliegen eines BremsWunsches verschiebt eine Bewegung des Linearaktuators aus seiner Ruhelage nach vorn Brems flüssig- keitsvolumen vom Linearaktuator über die geöffneten Ventile in die Radbremsen und bewirkt somit einen Druckaufbau . Im umge- kehrten Fall führt die Bewegung des Linearaktuators zurück in Richtung seiner Ruhelage zu einem Druckabbau in den Radbremsen . Aufgrund der konstruktionsbedingten Trägheit des Linearaktuators muss dieser zur Durchführung dieser Bewegung zunächst beschleunigt werden, so dass sich zwischen dem Stellen einer Druckanforderung aufgrund des er fassten Bremswünsches und deren Einstellung bzw . Umsetzung ein gewisser dynamischer Verzug ergibt . Dieser kann je nach Auslegung des Linearaktuators und Anforderung an die Dynamik des BremsVorgangs erheblich sein . Insbesondere bei schnei len Pedalbetätigungen und den damit verbundenen hochdynamischen Druckanforderungen ist es daher wichtig, den Fahrerwunsch möglichst frühzeitig zu erfassen .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben , mit dem der Fahrerbremswunsch mögl ichst frühzeitig und präzise erfasst wird . Zudem soll eine Bremsanlage angegeben werden, die eine frühzeitige und präzise Fahrerbremswunscherfassung erlaubt .

In Bezug auf das Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst , dass die Fahrerbremswunscherfassung gegeben ist durch das Maximum der Fahrerbremsanforderung und wenigstens einer Zusatzbremsanforderung . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Die Erfindung geht von der Überlegung aus , dass im Bra- ke-by-Wire-Modus die präz ise und mögl ichst frühzeit ige Erfassung des FahrerbremsWunsches sehr wichtig ist, um BremsVorgänge mit aktivem Druckaufbau mögl ichst gut entsprechend dem

Fahrerbremswünsch durchführen zu können . I nsbesondere bei Notbremsungen ist eine frühzeitige Erfassung wichtig .

Wie nunmehr erkannt wurde, lässt sich der Fahrerbremswünsch möglichst früh und präzise erfassen, indem gemessen wird, wie stark der Fahrer auf das Bremspedal drückt bzw . wie stark er es betätigt . Das bedeutet, es wird die Fahrerpedal fußkraft ge- messen . Insbesondere bei Simulatoren, die so ausgebildet sind, dass sie keine Erfassung eines Fahrer- oder Simulatordrucksignals ermöglichen, wie dies zum Beispiel bei einem mechanischen Pedal Simulator der Fall ist, bietet die Fahrerfußkraft ein nützliches Signal zur Erfassung des Bremswunsches , da ein Drucksignal nicht zur Verfügung steht . Durch die Berücksichtigung von Zusatzbremsanforderungen kann dabei schneller der Fahrerbremswünsch erfasst werden , beispielsweise indem das Ansprechverhalten des Bremspedals bzw . eine Betätigung des Bremspedals, die auf eine Notbremsung hindeuten könnte, durch eine Zusatzbremsanforderung parametrisiert werden . Diese Zu- satzbremsanforderungen können auf vorteilhafte Weise der Tatsache Rechnungen tragen , dass die Pedalbetätigung durch den Fahrer zunächst im Signal eines Sensors , der die Peda 1 fuß kraft misst, erkennbar ist .

Eine erste Zusatzbremsanforderung wird bevorzugt auf einen Wert null gesetzt, sofern keine Druckanforderung erkannt wird und wird auf einen konstanten Wert gesetzt, sobald anhand des Pedal- kraftsignals eine Pedalbetätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird.

Die erste Zusatzbremsanforderung wird bevorzugt auf null gesetzt, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls anhand des Pedalweges keine Pedalbetätigung erkannt wird, eine maximale Anforderungszeit abgelau fen ist oder das Bremspedal wieder gelöst wird . Die Erkennung der Pedalbetätigung erfolgt in diesem Fall, wenn der Pedalweg einen vorgegebenen Pedalwegschwel lenwert für eine vorgegebene Anzahl von Abtastschritten überschreitet .

Bevorzugt wird eine zweite Zusatzbremsanforderung auf einen Wert nul 1 gesetzt, sofern keine Druckanforderung erkannt wird und wird auf einen konstanten Wert gesetzt, sobald anhand des Pedal- kraftsignals eine Pedalbetät igung durch den Fahrer sicher erkannt wird, die schnei 1er ist als ein vorgegebener Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert . Ein sicheres Erkennen der Pedalbetätigung erfolgt bevorzugt dann, wenn während eines vorgegebenen Zeitraums die Pedalkraft größer ist als ein vorgegebener Pedal kraftschwel lenwert, wobei dieser Pedal- kraftschwel lenwert so festgelegt ist, dass er nur bei den schnellen Pedalgeschwindigkeitswerten überschritten werden kann, die schneller als der erwähnte Pedalgeschwindigkeits- schwellenwert sind.

Diese mittels des Pedal kraftSchwellenwertes repräsentierte Kraftschwelle wird bevorzugt so hoch gewählt , dass sie nur bei einer schnellen Pedalbetätigung überschritten werden kann, die dann zur Auslösung einer Notbremsung führt .

Die zweite Zusatzbremsanforderungs funktion wird bevorzugt auf nul 1 gesetzt, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls anhand des Pedalweges keine Pedalbetät igung erkannt wird oder eine maximale Anforderungszeit abgelaufen ist .

Die Fahrerbremsanforderung ist bevorzugt gegeben durch das Produkt eines Gewichtungsfaktors mit einer ersten Funktion, die abhängt von dem Pedalweg und/oder der Pedalgeschwindigkeit , und einem zweiten Beitrag, der gegeben ist durch das Produkt eines Gewichtungsfaktors mit einer Funktion, die von der Pedal kra ft abhängt . In einer ersten bevorzugten Ausführungs form ist die Bremsanlage elektrohydrauiisch ausgebildet, wobei die Radbremsen hydraulisch ausgebildet sind, und wobei eine elektrohydraulische Druckbereitstellungseinrichtung zum Bremsdruckaufbau wenigs- tens einer Radbremse, bei der mit Hi 1 fe eines Elektromotors ein Druckkolben in einen hydraul isehen Druckraum verschiebbar ist .

Vorteilhafterweise weist in diesem Fall der Simulator eine hydraul ische Simulatorkammer auf, in die bei Betätigung des Bremspedals Druckmittel aus dem Hauptbrems zyl inder gefördert wird .

In einer weiteren bevorzugten Aus führung ist die Bremsanlage elektromechanisch ausgebildet, wobei die Radbremsen als elektromechanische Radbremsen ausgebildet sind .

Vorteilhafterweise ist dabei der Simulator mechanisch ausgebildet . Das bedeutet , dass ein Drucksignal zur Erfassung des FahrerbremsWunsches nicht verfügbar ist . Daher stehen zur Erfassung des Fahrerbremswunsches das Pedalwegsignal und das Signal der Pedal fußkraft zur Verfügung .

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren für eine Bremsanlage, welche sowohl hydraul ische als auch elektromechanische Rad- bremsen umfasst . Beispielsweise kann ein Bremskreis hydraulisch, der andere Bremskreis elektromechanisch ausgebildet sein .

Der Terminus „elektrisch betätigbare Radbremsen" bezeichnet dabei bevorzugt , dass von einer Steuer- und Regeleinheit die entsprechende Radbremse zur Einstel lung eines gewünschten

Radbremsdruckes bzw . Radbremssol Idruckes elektrisch angesteuert werden kann . Dies betrifft sowohl hydraulische als auch elektromechanische Radbremsen . Der Fahrerbremswunsch bzw . Druckanforderungen bezeichnen im

Rahmen der Anmeldung bei einer elektrohydrauiisch ausgebildeten Bremsanlage j ewei 1s einen Solldruck bzw . eine Druckanforderung für einen Solldruck . Im Falle einer elektromechanisch ausgebildeten Bremsanlage bezeichnen der Fahrerbremswünsch bzw . die Druckanforderung eine Anforderung für die Zuspannkraft, mit der die Bremsbeläge an die Bremsscheibe angedrückt werden . Die Zuspannkraft, die zur Realisierung des FahrerbremsWunsches erforderlich ist, wird bevorzugt für die Vorderachse und die Hinterachse separat bestimmt .

Dass die Pedal fußkraft verwendet wird umfasst insbesondere ihre Berücksichtigung bei der Berechnung des Fahrerbremswunsches. Sie ist gewissermaßen eine Eingangsgröße in einem Modul , welches den Fahrerbremswünsch berechnet .

Die Pedal fußkraft wird bevorzugt gemessen mit Hilfe eines Sensors bzw . Kra ftelementes , welches beispielsweise an der Kolbenstange des Bremspedalmoduls install iert ist . Hierdurch wird, unter Berücks ichtigung der PedalüberSetzung, die Kraft erfasst mit der der Fahrer über das Bremspedal den Pedal Simulator betätigt . Die Fahrerbremswunscherfassung umfasst bevorzugt die Bestimmung einer Fahrerbremsanforderung, in welcher der Pedal eg und die Pedal fußkraft verv/endet werden .

In Bezug auf die Bremsanlage wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit Mitteln zur Darstellung eines oben beschriebenen Verfahrens . Insbesondere umfasst die Bremsanlage eine Steuer- und Regeleinheit, in der das Verfahren hardware- und/oder softwaremäßig implementiert ist. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Bremsanlage elektrohydraulisch ausgebildet mit wenigstens zwei , bevorzugt vier hydraulisch ausgebi ldeten Radbremsen .

In einer zweiten Aus führungs form ist die Bremsanlage elekt- romechanisch ausgebildet mit wenigstens zwei elektromechanisch ausgebi ldeten Radbremsen . Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch eine frühzeitige und präzise Erfassung des FahrerbremsWunsches im Zusammenhang mit Zusatzbremsanforderungen die Sicherheit des Fahrers erhöht wird.

Ein Aus führungsbei spiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert . Darin zeigen in stark schematisierter Darstel lung : FIG. 1 eine Bremsanlage in einer bevorzugten Aus führungs- form;

FIG. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer ersten bevorzugten Aus führungs form; und

FIG. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer zweiten bevorzugten Aus führungs form .

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen .

In FIG. 1 ist ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsanlage 2 dargestellt . Die Bremsanlage umfasst einen mitteis eines Betätigungs- bzw. Bremspedals 6 betätigbaren Haupt- brems zylinder 10, eine mit dem Hauptbrems zylinder 10 zusammenwirkende Simulationseinrichtung 14 , einen dem Hauptbrems- zyl inder 10 zugeordneten , unter Atmosphärendruck stehenden Druckmi ttelvorrat sbehälter 18 , eine elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 20, welche durch eine Zylin- der-Kolben-Anordnung mit einem hydraul ischen Druckraum 26 gebildet wird, deren Kolben 32 durch einen elektromechani sehen Aktuator verschiebbar ist, eine elektrisch steuerbare Druck- modulat ionseinrichtung zum Einstellen radindividueller

Bremsdrücke und eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 40.

Die nicht näher bezeichnete Druckmoduiat ionsei nrichtung umfasst bei spielsgemäß hydraulisch betätigbare Radbremsen 42 , 44 , 46 , 48 und je betätigbarer Radbremse 42 bis 48 ein Einlassventil 50, 52 , 54 , 56 und ein Auslassventil 60, 62 , 64, 66, die paarweise über Mittenanschlüsse hydraul isch zusammengeschaltet und an die Radbremsen 42 bis 48 angeschlossen sind . Die Eingangsanschlüsse der Einlassventile 50 bis 56 werden mittels Brems kreisver- sorgungsleitungen 70, 72 mit Drücken versorgt , die in einer „Brake-by-Wire"-Betriebsart aus einem Systemdruck abgeleitet werden, der in einer an den Druckraum 26 der Druckbereitstellungseinrichtung 20 angeschlossenen Systemdruckleitung 80 vorliegt und dem von der Druckbereitstellungseinrichtung be- reitgestellten Druck entspricht . Die Bremsen 42 , 44 sind dabei an einen ersten Bremskreis 84, die Bremsen 46 , 48 an einen zweiten Bremskreis 88 hydraul isch angeschlossen.

Den Einlassventilen 50 bis 56 ist j eweils ein zu den Brems- kreisversorgungsleitungen 70, 72 hin öffnendes Rückschlagventi 1 90, 92 , 94 , 96 parallel geschaltet . In einer Rückfal lebenen- betriebsart werden die Brems kreisversorgungs leitungen 70, 72 über hydraulische Leitungen 100 , 102 mit den Drücken des Bremsmittels aus Druckräumen 120, 122 des Hauptbremszylinders 10 beaufschlagt . Die Ausgangsanschlüsse der Auslassventile 60 bis 66 sind über eine Rücklaufleitung 130 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 18 verbunden .

Der Hauptbrems zyl inder 10 we ist in einem Gehäuse 136 zwei hintereinander angeordnete Kolben 140, 142 auf, die die hydraulischen Druckräume 120, 122 begrenzen . Die Druckräume 120, 122 stehen einerseits über in den Kolben 140, 142 ausgebildete radiale Bohrungen sowie entsprechende Druckausgleichs leitungen 150 , 152 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 18 in Verbindung, wobei die Verbindungen durch eine Relativbewegung der Kolben 140, 42 im Gehäuse 136 absperrbar sind . Die Druckräume 120, 122 stehen andererseits mittels der hydraul i sehen Leitungen 100, 102 mit den bereits genannten Brems kreisVersorgungsleitungen 70, 72 in Verbindung .

In der Druckausgleichs leitung 150 ist ein stromlos offenes Venti 1 160 enthalten . Die Druckräume 120, 122 nehmen nicht näher bezeichnete Rückstell federn auf, die die Kolben 140, 142 bei unbetätigtem Hauptbremszylinder 10 in einer Ausgangs läge positionieren . Eine Kolbenstange 166, an der bevorzugt die Pedalkraft unter Berücksichtigung der PedalÜbersetzung bzw . ein die Pedalkraft repräsentierendes Signal gemessen wird, koppelt die Schwenkbewegung des Bremspedals 6 infolge einer Pedalbetätigung mit der Translationsbewegung des ersten Hauptbrems- zyl inderkoIbens 140 bzw . PrimärkoIbens , dessen Betätigungsweg von einem, vorzugsweise redundant ausgeführten, Wegsensor 170 erfasst wird . Dadurch ist das entsprechende Kolbenwegsignal ein Maß für den Bremspedalbetätigungswinkel . Es repräsent iert einen Bremswunsch des Fahrzeugführers .

In den an die Druckräume 120, 122 angeschlossenen Leitungsabschnitten 100 , 102 ist je ein Trennventil 180, 182 angeordnet , welches als ein elektrisch betätigbares , vorzugswei se stromlos offenes , 2/2 -Wegeventil ausgebi ldet ist . Durch die Trennventile 180 , 182 kann die hydraulische Verbindung zwi sehen den

Druckräumen 120, 122 des Hauptbrems zyl inders 10 und den Bremskreisversorgungsleitungen 70, 72 abgesperrt werden . Ein an den Leitungsabschnitt 102 angeschlossener Drucksensor 188 erfasst den im Druckraum 122 durch ein Verschieben des zweiten Kolbens 142 aufgebauten Druck .

Die Simulationseinrichtung 14 ist hydraulisch an den Haupt- brems zylinder 10 ankoppelbar und umfasst beispielsgemäß im Wesentl ichen eine Simu1atorkämmer 190, eine Simulatorfeder- kammer 194 sowie einen die beiden Kammern 190, 194 voneinander trennenden SimulatorkoIben 198. Der Simulatorkolben 198 stützt sich durch ein in der Simulator federkammer 194 angeordnetes elastisches Element (z. B . eine Feder) , welches vorteiihaf- terweise vorgespannt ist, am Gehäuse 136 ab . Die Simulatorkämmer 190 ist mittels eines elektrisch betätigbaren Simulatorventils 200 mit dem ersten Druckraum 120 des Hauptbrems zyl inders 10 verbindbar . Bei Vorgabe einer Pedalkraft und geöffnetem Si- mulatorventil 200 strömt Druckmittel vom Hauptbrems zylinder-Druckraum 120 in die Simulatorkammer 190. Ein hydraul isch antiparallel zum Simulatorventi 1 200 angeordnetes Rückschlagventil 210 ermöglicht unabhängig vom Schalt zustand des Simulatorventi ls 200 ein weitgehend ungehindertes Zurückströmen des Druckmittels von der Simulatorkammer 190 zum Hauptbrems- zylinder-Druckraum 120. Andere Aus führungen und Anbindungen der Simulationseinrichtung an den Hauptbremszylinder 10 sind denkbar .

Die elektrisch steuerbare Druckbereitstellungseinrichtung 20 ist als eine hydraulische Zyl inder-Kolben-Anordnung bzw . ein einkreisiger elektrohydrau lischer Aktuator ausgebildet, deren/ dessen Druckkolben 32 , welcher den Druckraum 26 begrenzt , von einem schematisch angedeuteten Elektromotor 220 unter Zwischenschaltung eines ebenfal ls schematisch dargestellten Rotations -Translationsgetriebes, welches bevorzugt als Kugelgewindetrieb (KGT ) ausgebildet ist, betätigbar ist . Ein der Erfassung der Rotorlage des Elektromotors 220 dienender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagesensor ist mit dem Bezugs zeichen 226 bezeichnet . Zusätzlich kann auch ein Temperatursensor 228 zum Sensieren der Temperatur der Motorwicklung verwendet werden .

Der durch die Kraftwirkung des Kolbens 32 auf das in dem Druckraum 26 eingeschlossene Druckmittel erzeugte Aktuatordruck wird in die Systemdruckleitung 80 eingespeist und mit einem vorzugsweise redundant ausgeführten Drucksensor 230 er fasst . Bei geöffneten Druckzuschaltventilen 240, 242 gelangt das Druckmittel in die Radbremsen 42 bis 48 zu deren Betätigung . Durch Vor- und Zurückschieben des Kolbens 32 erfolgt so bei geöffneten Druck- zuschal tventilen 240, 242 bei einer Normalbremsung in der „Brake-by-Wire"-Betriebsart ein Radbremsdruckaufbau und -abbau für alle Radbremsen 42 bis 48.

Beim Druckabbau strömt dabei das vorher aus dem Druckraum 26 in die Radbremsen 42 bis 48 verschobene Druckmittel auf dem gleichen Wege wieder in den Druckraum 26 zurück . Dagegen strömt bei einer Bremsung mit radindividuell unterschiedlichen, mit Hilfe der Einiass- und Auslassventile 50 bis 56, 60 bis 66 geregelten Radbremsdrücken ( z . B . bei einer Antiblockierregelung

(ABS-Regelung) ) der über die Auslassventile 60 bis 66 abgelassene Druckmittelanteil in den Druckmittelvorratsbehälter 18 und steht somit zunächst der Druckbereitstellungseinrichtung 20 zur Betätigung der Radbremsen 42 bis 48 nicht mehr zur Verfügung .

In einer alternativen Ausführungs form weist das Bremssystem vier Radbremsen auf , bei denen jeweils in einem, bevorzugt schwimmenden, Bremssattel 254 zwei Bremselemente angeordnet sind, auf denen j ewei ls mit einem Bremsbelag angeordnet ist , zwischen denen eine Bremsscheibe angeordnet ist. Eine Druck- bereits tel lungseinrichtung, die als Linearaktuator ausgebildet ist und dediziert in der j ewei 1 igen Radbremse Bremsdruck aufbaut , weist einen hydraulischen Druckraum auf , in dem ein Druckkolben bedarfsweise verschoben wird. Dabei wird die rotarische Bewegung der Motorwelle eines Elektromotors durch ein Rotations-Translationsgetriebe in eine translatorische Bewegung des Druckkolbens umgewandelt wird. Zur Erfassung der Kolbenposition ist ein bevorzugt redundant ausgeführter Rotorlägesensor vorgesehen .

In einer weiteren alternativen Ausführungs form kann anstelle einer Druckbereit stel lungseinrichtung ein elektromechani scher Linearaktuator vorgesehen sein, bei dem die rotarische Bewegung der Motorwelle eines Elektromotors durch ein Rotations-Translationsgetriebe in eine translatorische Bewegung eines Kolbens , der direkt mit einem Bremsbelag verbunden ist, umgewandelt wird . Anstelle eines Bremsdruckes erfolgt bei dieser elektromechani sehen Radbremse dann die Betätigung durch das Aufbringen einer vorgegebenen Zuspannkraft mit der die

Bremsbeläge an die BremsScheibe gedrückt werden . Die Bremsanlage umfasst dann bevorzugt zwei , besonders bevorzugt vier elektromechanisehe Radbremsen der geschilderten Art .

In der Steuer- und Regeleinheit 40 ist ein Verfahren , welches im Folgenden beschrieben wird, Software- und/oder hardwaremäßig implementiert .

Ein Verfahren in einer ersten bevorzugten Ausführungs form ist in FIG. 2 dargestellt . In einem Block 280 wird ein erster Fahrerbremswunsch berechnet . Dazu wird als Eingangsgröße der Pedalweg X_Pedai verwendet . Bei einem hydraulischen Simulator kann in bekannter Weise au f übliche Weise noch ein Drucks ignal des Simulatordruckes als Ein- gangsgröße verwendet werden . Dieses Signal wird hier al lerdings ersetzt durch die Pedalfußkraft F_Pedai · Der Fahrerbremswünsch Psoii, PWE wird berechnet zu

Psoll, FWE ⁼ Psoll,X + Psoll, F ⁼ λχ * fX (X_Pedal V_Pedal ) + λρ * fp(F_Pedal)

Hierbei bedeuten :

Psoii,x : Pedalwegbas ierter Solldruckanteil;

P_SOII,_F: Pedal kraftbasierter Solldruckanteil ;

f x : Bremsdruck-So 11wert funktion berechnet au fgrund von Pedalweg und ggf . Pedalgeschwindigkeit;

fP : Bremsdruck-Sollwert funktion berechnet aufgrund der Pedalkraft

λχ, λ_Ρ: Gewichtungsfaktoren (= 0...1 ) für f_x bzw . f_P Die Gewichtungs faktoren können beispielsweise dazu genutzt werden, um eine von der Fahr Zeuggeschwindigkeit V_Kfz abhängige Absenkung der Bremsdruckanforderung bei langsamer Fahrt vorzunehmen . Ein weiterer Anwendungsfall ist die verschieden starke Gewichtung der Soildruckanteile P_Koii.x und Psoii, F Z . B . in Ab hängigkeit des Pedalweges . So kann bei spielsweise erreicht werden, dass im Bereich kleiner Pedalwege der So1 lbremsdruck P_SOII,_{F E} im esentlichen aufgrund des Pedalweges ermittelt wird, während im Bereich großer Pedalwege der Sollbremsdruck P_SOII,_{F E} überwiegend pedal kraftbasiert ermittelt wird. Die spezielle Definition und Parameterwahl für die Bremsdruckanforderung durch den Fahrer ist stark Fahrzeug- und Herstel 1er- und damit applikationsspezifisch .

Eine durch den Fahrer eingeleiteten Notbremsung durch eine schnelle Pedalbetätigung wird hier wesentl ich anhand der

Auswertung der Pedalantrittsgeschwindigkeit V_Pedai erkannt , die in Block 280 aus dem Pedalweg X_Pedai berechnet wird. Überschreitet dieses Signal eine vordefinierte Schwelle, so wird aufgrund der erkannten Notbrems Situation für P_SOII,_{F E} der maximale Solldruck vorgegeben .

In einem Block 282 wird ein weiterer Fahrerbremswünsch bzw . eine erste Zusatzbremsanforderung P_SOLL,_F funci berechnet . Eingangs^¬ größen für Block 282 sind der Pedalweg Xp_edai sowie die Pedalkraft

Fpedal ·

Während bei einer langsamen Betätigung des Bremspedals im Wesentl ichen nur die statischen Kräfte der Pedal Simulatoreinheit (Federkraft, Reibungskraft) zu überwinden sind, ist bei einer schnellen Betätigung zusätzlich noch die Kraft zur Beschleunigung der Pedalsimulatoreinhei t im Signal F_Pedai messbar, die sich durch eine je nach Betätigungsgeschwindigkei t stark ausgeprägte Kraftüberhöhung äußert .

Zur Verbesserung des Ansprechverhaltens in der Normalbremsfunktion, insbesondere bei großen Bremsbelaglüftspielen, wird die Zusatzdruckan forderung Ps₀ii,F_funci vom Wert 0 ( keine

Druckanforderung) auf einen, bevorzugt konstanten , Druck- sol lwert P, > 0 bar gesetzt, sobald anhand des Signals F_Pedal eine Pedalbetätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird . Der Ausgangspunkt für diese sichere Erkennung ist zunächst der unbetätigte Zustand (F_Pedai = 0 und Xp_edai = 0) . Eine Pedalbe- tätigung wird dann s icher erkannt , wenn in mehreren aufeinander folgenden Reglerloops gilt F_Pedai > Fi, wobei F; ein vorgegebener Schwellenwert ist . Der Schwellenwert Fi ist dabei so festzulegen, dass er sich deutlich von der Kraft im unbetätigten Zustand unterscheidet und unterhalb der oben erwähnten statischen Krä fte liegt.

Eine aktivierte Druckanforderung P_SOII,_{F f}u_nci = Pi wird wieder zurückgenommen , wenn nach Ablau f einer Zeit Τ·, keine Pedalbetätigung im Wegsignal (Xp_edai > 0 ) festgestellt werden kann , eine maximale Anforderungszeit T₂ abgelaufen ist oder das

Bremspedal wieder gelöst wird . Die Festlegung von T₂ erfolgt so, dass nach Ablauf dieser Zeit in j edem Fall eine Bremsdruckanforderung P_SOII,_{F E} > 0 erwartet wird. Der bevorzugt konstante Druckwert P-, ist so festgelegt , dass er zu einem Überwinden des Belaglüftspiels und zum Anlegen der Beläge führt . Ein typischer Wert hierfür ist daher P; = 1...2 bar . Zur Unterstützung und schnelleren Reaktion auf eine vom Fahrer durch eine schnei le Pedalbetätigung eingeleiteten Notbremsung wird weiterhin vorgeschlagen , dass die Druckanforderung

P_SOII,F func2 vom Wert 0 (keine Druckanforderung) auf einen maximalen Drucksollwert P₂ = Ps₀n,Max gesetzt wird, sobald anhand des Signals F_Pedai eine entsprechende schnelle Pedalbetätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird . Ausgangspunkt ist auch hier der unbetätigte Zustand ( F_Pedai = 0 und X_Pedai = 0 ) . Die für die Aktivierung erforderliche schnelle Pedalbetätigung wird dann erkannt , wenn in mehreren aufeinander folgenden Reglerloops Fp_edai > F₂ ist, wobei die Schwelle F₂ so festzulegen ist, dass sie nur von solchen Werten F_Pedai überschritten werden kann, die sich aufgrund der oben erwähnten Kraftüberhöhung beim einer schnei len Pedalbetätigung ergeben . Die genaue Festlegung der Schwelle F₂ hängt von der konstruktiven Auslegung und Gestaltung der Pe- dal Simulatoreinheit und ist darüber hinaus anwendungsspezi^¬ fisch .

Eine aktivierte Druckanforderung P_SOII,F func2 = P₂ = Psoii,Max wird wieder zurückgenommen , wenn nach Ablauf einer Zeit 3 keine Pedalbetätigung im Wegsignal (X_Pedai > 0) festgestellt werden kann oder eine maximale Anforderungszeit T₄ abgelaufen ist . Die Festlegung von T.j erfolgt hierbei so , dass nach Ablauf dieser Zeit in j edem Fall eine durch Auswertung der Pedalantrittsgeschwindigkeit V_Pedai erkannte Notbremssi tuation durch Vorgabe von P_SOII,F_WE = Ps_oii, Max behandelt wurde . Nach Ablauf der Zeit T₄ ist diese Funktion in j edem Fall inaktiv und erst dann wieder aktivierbar, wenn durch F_Pedai = 0 und X_Pedai = 0 der unbetätigte Zus tand des Bremspedals festgestellt wurde . Als wei tere Deakt ivierungsbedingung kann überwacht werden , ob vor Ablauf der Zeit T₄ das Bremspedal wieder gelöst wird. Da aufgrund der oben angegebenen Festlegung der Wert von T₄ relativ klein ist, dient diese Bedingung im Wesent 1 ichen dazu, eine beispielsweise aufgrund von Störungen im Kraftsignal verursachte Fehlaus lösung durch P_SOII,_F func2 = Psoii, Max bereits vor Ablauf von T₄ wieder zurückzunehmen . Die beiden in FIG. 2 gekennzeichneten Druckanforderungen

P_Soii,F funci und P_Soii,F func2 repräsentieren Zusatzbremsanforderun^¬ gen , die in besonderem Maße berücks ichtigen , dass die Pedalbetätigung durch den Fahrer zunächst im Signal F_Pedai erkennbar ist . Der Fahrerbremswunsch P_Soii ergibt sich nun in einem Block 290 aufgrund einer Maximalwertbildung von den drei oben beschriebenen Bremsdruckan forderungen :

Psoll = MAX (Psoll,FWE, Psoll, F funcl / Psoll, F func2 , 0) . Aufgrund der Verknüpfung dieser drei Druckanforderungen durch eine Maximalwertbildung wirken die beiden Zusatzbremsanforderungen bei mittels des Signals F_Pedai erkannter Pedalbetätigung nur solange, bis die normale Fahrerwunscherfassung (P_SOII,_FWE) das für den resultierenden Bremswunsch (Psoii) bestimmende Signal ist . Während die Zusatzbremsanforderungen bei der Pedalbetätigung zu einer früheren Reaktion des Linearaktuators führen und damit zu einer Verbesserung des Ansprechverhaltens beitragen, sind sie beim Lösen des Pedals deaktiviert und haben den er t 0. Bei einer Bremsanlage mit elektromechanischen Radbremsen ergibt sich für die jeweilige Radbremse der resultierende Sollwert für die Zuspannkraft F_Sp, mit der die Bremsbeläge an die BremsScheibe angedrückt werden, aus dem so berechneten Bremswunsch P_Soii (der in diesem Fall eine reine Rechengröße darstellt) durch Multi- plikation mit einem Skalierungsfaktor A_sc, wobei dieser Faktor A_sc von der speziellen Aus führung und/oder Anordnung im Fahrzeug der elektromechanisehen Radbremse abhängig ist :

F_Sp = Asc * Psoii

In FIG. 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführung des Verfahrens dargestellt, die insbesondere bei einer Bremsanlage 2 mit einem mechanischen Pedalsimulator vorteilhaft verwendet wird. Der Fahrerwunsch wird wie aus dem Stand der Technik in Block 280 aus der Pedalweginformation ermittelt und erfährt keine weiteren Änderungen . Die Fahrerfußkra ftInformation F_Pedai wird nur in den Blöcken 282 , 284 für die beiden fuß kraftbasierten Zusatz- bremsanforderungen bzw . Funkti ΟΠΘΠ soll . F f und UIlCl soll F f unc2 verwendet .

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Fahrerbremswunscherfassung ( Psoii ) iⁿ einer Bremsanlage, welche umfasst

• wenigstens zwei elektrisch betätigbare Radbremsen

(42-48) ;

• einen Simulator (14) zur Simulation eines konventionellen Bremspedalgefühls ;

• ein Bremspedal (6) zur Betätigung des Simulators (14);

• einen Pedalwegsensor zur Messung des Pedalweges ( X_Pedai ) des Bremspedals (6),

wobei zur Erfassung des Fahrerbremswunsches ( Psoii ) der Pedalweg ( X_Pedai ) verwendet wird, und wobei die Pedalfußkraft (F_Pedai) gemessen wird und bei der Erfassung des

Fahrerbremswunsches ( Psoii _/ F_SP) verwendet wird, und wobei die Fahrerbremswunscherfassung die Bestimmung einer

Fahrerbremsanforderung (P_S0II,_{F E}) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Fahrerbremswunscherfassung gegeben ist durch das Maximum der Fahrerbremsanforderung (P_S0II,_{F E}) und wenigstens einer Zusatzbremsanforderung

(P_Soii,F_funci, Psoii,F_f_Un_C2) ·

Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erste Zusatzbremsanforderung (P_SOII,_F funci) auf einen Wert null gesetzt wird, sofern keine Druckanforderung erkannt wird, und auf einen konstanten Wert gesetzt wird, sobald eine Pedalbe^¬ tätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste Zusatz- bremsanforderung (P_S0II,_F funci) auf null gesetzt wird, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls keine Pedalbe^¬ tätigung erkannt wird, eine maximale Anforderungszeit abgelaufen ist oder das Bremspedal wieder gelöst wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine zweite Zusatzbremsanforderung (P_S0II,_F f_Unc2) auf einen Wert null gesetzt wird, sofern keine Druckanforderung erkannt wird, und auf einen konstanten Wert gesetzt wird, sobald eine Pedalbetätigung durch den Fahrer sicher erkannt wird, die schneller ist als ein vorgegebener Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert .

Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zweite Zusatz- bremsanforderungsfunktion (P_S0II,_F f_Unc2) auf null gesetzt wird, wenn während eines vorgegebenen Zeitintervalls keine Pedalbetätigung erkannt wird oder eine maximale Anforde^¬ rungszeit abgelaufen ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in der Fahrerbremsanforderung (P_SOII,_{F E}) der Pedalweg ( X_Pedai ) und die Pedalfußkraft (F_Pedai ) verwendet werden.

Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Fahrerbremsanforderung (P_SOII,_{F E}) gegeben ist durch das Produkt eines Gewich^¬ tungsfaktors (λ_χ) mit einer ersten Funktion, die abhängt von dem Pedalweg ( X_Pedai ) und/oder der Pedalgeschwindigkeit ( dXpe_dai/dt) , und einem zweiten Beitrag, der gegeben ist durch das Produkt eines Gewichtungsfaktors (λ_Ρ) mit einer

Funktion, die abhängt von der Pedalkraft (F_Pedai ) .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Radbremsen (42-48) hydraulisch ausgebildet sind, und wobei eine elektrohydraulische Druckbereitstellungseinrichtung (20) zum Bremsdruckaufbau wenigstens einer Radbremse (42-48) , bei der mit Hilfe eines Elektromotors (220, 290) ein Druckkolben (32, 286), in einen hydraulischen Druckraum (26, 282) verschiebbar ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Simulator (14) eine hydraulische Simulatorkammer (190) aufweist, in die bei Betätigung des Bremspedals (6) Druckmittel aus einem mit dem Bremspedal (6) betätigbaren Hauptbremszylinder (10) gefördert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die

Radbremsen (42-48) als elektromechanische Radbremsen ausgebildet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Simulator (14) mechanisch ausgebildet ist.

12. Bremsanlage (2) mit Mitteln (40) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche.

13. Bremsanlage (2) nach Anspruch 12, die wenigstens zwei hydraulische Radbremsen (42-48) umfasst.

14. Bremsanlage (2) nach Anspruch 12, die wenigstens zwei elektromechanische Radbremsen umfasst.